Экологические системы являются результатом исторического развития природы. Их особенность заключается в том, что для них характерно постоянство, устойчивость и равновесие между компонентами системы. В биосфере непрерывно происходит обмен энергией и материей по схеме организм — среда — организм. Организмы в биосфере нуждаются в углероде, кислороде и азоте, которые необходимы для биосинтеза аминокислот, пуриновых и пиримидиновых оснований, идущих на построение белков и нуклеиновых кислот. По этой причине в биосфере протекают гигантские круговороты углерода, кислорода и азота. Эти круговороты зависят от соотношений между организмами-производителями органического вещества и организмами-потребителями этого вещества. В свою очередь круговороты веществ сопровождаются гигантским круговоротом энергии. Используя энергию Солнца, автотрофные организмы синтезируют углеводы и другие органические соединения, богатые энергией, тогда как гетеротрофные организмы получают энергию из пищи, содержащей углеводы; для потока энергии в биосфере присуща направленность в одном направлении, в котором часть полезной энергии теряется, а количество бесполезной энергии растет.
9. Любое нарушение исторически сложившегося равновесия в природе сопровождается разрушением экологических систем. Следовательно, в основе нарушений в природе лежат нарушения экологического равновесия. В современную эпоху наиболее неблагоприятные воздействия на природу связаны с антропогенным фактором. В погоне за обеспечением собственного благополучия человек разрушает экологические системы, загрязняет природу, насыщает ее различными загрязнителями, в основном радиацией и химическими веществами, которые обладают свойствами мутагенных факторов, вызывая серьезные поражения в генетическом материале человека, сопровождающиеся наследственными болезнями. Между тем осознавая это, человек и дальше будет пользоваться природой, черпая в ней природные ресурсы. В связи с этим возникла гигантской значимости проблема сохранения окружающей среды (природы), необходимость разработки научных основ рационального природопользования, регулирования отношений между человеком и природой. Это регулирование имеет такую значимость в контексте будущего человечества, что позволяет считать его основой дальнейшего развития.
10. Важнейшее достижение в биологических науках относится к генетической инженерии, которое позволяет сделать ряд дополнительных обобщений. Во-первых, генетическая инженерия позволила подтвердить ценность существующих представлений о научной картине мира. Будучи эпохальным методическим достижением, генетическая инженерия не привела к ломке существующих представлений о жизни, но она показала, что эти представления являются справедливыми. Во-вторых, генетическая инженерия подняла на совершенно новый уровень биотехнологию, став ее совершеннейшей методической базой и превратив ее в полноправную сестру механической и химической технологий, созданных ранее. Благодаря генетической открылись невиданные ранее перспективы в сельском хозяйстве, промышленности и медицине.
Однако генетическая инженерия породила и ряд собственных экологических проблем. Признавая необходимость регулирования во взаимоотношениях человека с природой и в генетической инженерии, заключительное обобщение сводится к тому, что регулирование должно стать основной парадигмой развития в XXI в.
В биологических исследованиях используют метрическую систему измерений, с помощью которой измеряют три основные «количества» —длину (объем), массу, время.
В соответствии с Международной системой единиц используют следующие единицы измерений:
Длина: основная единица — метр
1 сантиметр (см) = 0,01 м
1 миллиметр (мм) = 0,001 м
1 микрометр или микрон (мкм) = 0,000001 м
1 нанометр (нм) = 0,000000001 м 1 нанометр — 10 А̊ (ангстремам)
Масса:
основная единица — грамм
1 миллиграмм =° 0,001 г
1 микрограмм = 0,000001 г
1 нанограмм -- 0,000000001 г
1 дальтон = 1,661´10-24 г
Время: основная единица — секунда
1 миллисекунда = 0,001 сек
1 микросекунда = 0,000001 сек
Объем: основная единица — кубический метр (м3)
1 кубический сантиметр (см3) — 0,000001 м3
1 кубический миллиметр (мм3) = 0,000000001 м3
основная единица — литр
1 миллилитр (мл) = 0,001 л
1 микролитр (л) = 0,000001 л
1 мл всегда равен 1 см3, а один л = 1 дм3
В соответствии с Международной системой единиц:
Единицы энергии — джоуль (Дж)
1 кал = 4,184 Дж
1500 г. — Установлена 1814 г. — Установлена способность
невозможность выживания экстрактов ячменя превращать
животных крахмал в сахар (Г. Кирхгоф).
в атмосфере, в которой 1823 г. — Отмечены доминантность
не происходит горение и рецессивность признаков
(Леонардо да Винчи), садового гороха (Т. Э. Найт).
1600 г. — Изготовлен первый 1831 г. — Открыто клеточное ядро
микроскоп (Г. Галилей). (Р. Броун).
1628 г. — Открыто кровообращение 1839 г. — Сформулирована
(В. Гарвей). клеточная теория (Т. Шванн,
1651 г. — Сформулировано М. Шлейден).
положение «Все живое 1839 г. — Сформулировано
из яйца» (В. Гарвей). положение о «неживой»
1661 г. — Открыты капилляры природе ферментов
(М. Мальпиги). (Ю. Либих).
1665 г. — Обнаружена клеточная 1845 г. — Впервые синтезировано
структура пробки органическое соединение
(Р. Гук). (уксусная кислота) из
1668 г. — Экспериментально неорганических
доказано развитие личинок предшественников.
мух из отложенных яиц 1858 г. — Сформулировано
(Ф. Реди). положение «Каждая клетка
1674 г. — Открыты бактерии и из клетки» (Р. Вирхов).
простейшие (А. Левенгук). 1859 г. — Опубликована книга
1677 г. — Впервые увиден Ч. Дарвина «Происхождение
сперматозоид человека видов путем естественного
(А. Левенгук). отбора, или сохранение
1688 г. — Введено понятие благоприятствуемых пород
о виде как систематической в борьбе за жизнь».
единице (Д. Рей). 1862 г. — Опровергнута теория
1694 г. — Экспериментально самопроизвольного
доказано наличие пола у зарождения (Л. Пастер).
растений (Р. Камерариус). 1862 г. — Показано
1727 г. — Установлено воздушное фотосинтетическое
питание растений происхождение крахмала
(С. Гейлс). (Ю. Сакс).
1753 г. — Разработаны принципы 1862 г. — Открыты явления
систематики организмов и торможения в ЦНС
бинарная номенклатура (И. М. Сеченов).
(К. Линней). 1866 г. — Опубликованы законы
1754 г. — Открыт углекислый газ наследственности (Г. Мендель).
(Дж. Влэк). 1871 г. — Доказано, что способность
1766 г. — Открыт водород ферментировать сахар
(Г. Кавендиш). (превращать его в спирт)
1772 г. — Открыто выделение принадлежит не дрожжевым
кислорода растениями клеткам, а содержащимся в
(Дж. Пристли), них ферментам
1779 г. — Показана связь между (М. М. Манассеина).
светом и зеленой окраской 1871 г. — Открыты нуклеиновые
растений (Ян Ингенхауз). кислоты (Ф. Мишер).
1809 г. — Привлечено внимание к 1875 г. — Доказано, что процессы
влиянию среды на окисления происходят в
изменчивость организмов тканях, а не в крови
(Ж. В. Ламарк). (Э. Пфлюгер).
1875 г. — Дано первое описание 1921 г. — Открыто влияние одной
хромосом (Э. Страсбурге?), части зародыша на другую
1878 г. — Предложен термин и выяснена роль этого явления
«энзим» для обозначения в детерминации частей
ферментов (Ф. В. Кюне). развивающегося зародыша
1883 г. — Сформулирована биоло- (Г. Шпеман).
гическая (фагоцитарная) тео- 1922 г. — Открыт лизоцим
рия иммунитета (А. Флеминг).
(И. И. Мечников). 1923 г. — Охарактеризован
1892 г. — Открыты вирусы фотосинтез в качестве
(Д. И. Ивановский), окислительно-
1893 г. — Открыты восстановительной реакции
нитрифицирующие бактерии (Т. Тунберг).
и объяснена их роль 1924 г. — Опубликована
в круговороте азота естественно-научная теория
(С. Н. Виноградский). происхождения жизни на
1897 г. — Показано, что брожение Земле (А. И. Опарин).
может происходить вне живых 1926 г. — Объяснена роль мутаций
клеток, т. е. начато в естественном отборе
исследование гликолиза (С. С. Четвериков).
(Г. и Э. Вухнеры). 1926 г. — Получена
1898 г. — Открыто двойное кристаллическая уреаза
оплодотворение у цветковых (Д. Сампер).
растений (О. Г. Навашин). 1926 г. — Опубликован труд
1900 г. — Вторичное открытие В. И. Вернадского «Биосфера».
законов наследственности 1931 г. — Открыто дыхательное
(К. Корренс, К. Чермак фосфорилирование на уровне
и Г. де Фриз), клеток (В. А. Энгельгардт).
1900 г. — Открыты группы крови 1932 г. — Появление первого
у человека (К. Ландштейнер). электронного микроскопа
1901 г. — Сформулировано просвечивающего типа
представление об условно- (М. Кноль, Э. Руска).
рефлекторной деятельности 1933 г. — Выделены и
(И. П. Павлов), охарактеризованы ауксины
1903 г. — Привлечено внимание растений (Ф. Кегль).
к роли зеленых растений в 1934 г. — Обоснована центровая
космическом круговороте теория гена (Н. П. Дубинин,
энергии и веществ А. С. Серебровский и др.).
(К. А. Тимирязев). 1937 г. — Открыт цикл
1906 г. — Начато использование трикарбоновых кислот