Эволюционное учение наиболее значимое достижение науки Х1Х века.

Чтобы оценить это открытие нужно вспомнить, что на протяжении тысячелетий мир представлялся человеку стабильным.

Только древнегреческие философы высказывали смелые догадки о развитии живой природы. Философ Гераклит (V1-V вв. до н.э.) развивал представление о постоянно происходящих в природе изменениях.

Общеизвестно его изречение: «Все течет, все изменяется» Другой греческий мыслитель Эмпедокл — в V в. до н.э. выдвинул, вероятно, одну из древнейших теорий эволюции.

Он предполагал, что первоначально появились отдельные части организмов, которые сочетаясь между собой разным способом образовали живые организмы. Одни из них погибли, другие сохранились.

Эти отдельные воззрения не оказали заметного влияния на общее представление о сотворении мира в результате божественного акта, после которого он сохраняет свою стабильность.

Предпосылки возникновения эволюционного учения.

Только к Х1Х веку накопилось достаточное количество фактов, как в практической деятельности, так и в научных наблюдениях, которые позволили выдвинуть новое мировоззрение.

Особенно значимые факты были собраны при классификации растений и животных.

Первые попытки в этом направлении были сделаны еще Аристотелем (384-322 гг. до н. э.) Он обосновал «Лестницу мироздания», на которой живые существа стоят выше неодушевленных тел, человек помещался выше животных, а всем мирозданием управляли боги.

По мере накопления знаний об окружающем мире создавались крупные труды. содержавшие описания различных растений и животных .

Например, пяти томный труд Геснера ( 1516-1565) «История животных», в котором содержалось описание всех известных ему животных (Швейцария). В период с 1686 по 1704 г. был написан Рейем (Англия) громадный «Сводный реестр растений», содержащий описания свыше 17000 видов.

Таким образом к ХVIII веку накопилось большое количество описательного материала, что потребовало приведения его к системе удобной для использования. В ботанике такую широко масштабную работу выполнил Линней (1707-1778) шведский натуралист.

Именно ему принадлежит идея бинарной номенклатуры для обозначения видов.

В 1753 году вышла его книга «Виды растений», которая считается исходной точкой в создании современной классификации растений. Из большого разнообразия признаков он выбрал в качестве наиболее значимого строение цветка, и на этом основании распределил растения по семействам, которые существуют и сейчас.

Хотя идея эволюции им не выдвигалась, создание классификационных построений из таксонов все более высоких порядков естественным образом наводит на мысль о родстве и общем происхождении видов, объединенных в одно семейство.

Важным шагом в развитии эволюционных воззрений

было написание французским натуралистом Бюффоном 36 томной «Естественной истории»(1749-1788), в которой описывалась история Земли и мир природы. На основании анализа ископаемых окаменелостей он утверждал, что организмы изменяются на протяжении своей истории.

Революционные события во Франции (1789 г. Великая Французская революция), очевидно, также сыграли существенную роль при рождении новой, революционной по своей сути, идеи эволюции.

Поэтому вполне закономерно, что она была впервые выдвинута французским натуралистом Ламарком (1744-1829) в его труде «Философия зоологии». Он доказывал развитие высших форм от низших, хотя процесс этот трудно заметен в небольших временных границах, но изменения, накапливаясь в течение длительных периодов, привели к возникновению новых форм, что подтверждается наличием древних окаменелостей.

Значение его работ чрезвычайно велико, так как они оказали огромное влияние на дальнейшее развитие естествознания, хотя попытки объяснить механизмы естественной эволюции оказались ошибочными. Ламарк считал, что всем живым существам присуще стремление к совершенству, и оно является причиной саморазвития.

Другой движущей силой, по его мнению, являлась передача по наследству возникающих при жизни изменений в результате упражнения отдельных органов. В качестве примера приводились жирафы, развитие у них длинной шеи связывалось с постоянным вытягиванием ее за сочными верхними ветками.

Дискуссия по поводу возможности передачи потомству приобретенных при жизни признаков надолго пережила Ламарка и особенно трагично развернулась при гонениях в России на генетику, и стоила жизни многим выдающимся нашим ученым.

Помимо эволюционной теории

выводящей образование сложных организмов из более простых и отмечающей изменчивость видов, для объяснения смены ископаемых форм жизни, была выдвинута теория катастроф.

Эта теория принадлежит французскому естествоиспытателю Жоржу Кювье (1769-1832), и смену одних видов другими связывает с их гибелью при глобальных резких изменениями в климате Земли, отрицая возможность видообразования.

Хотя дальнейшее развитие науки не подтвердило правильности такого подхода в целом, но изменения климата на планете в различные геологические периоды, бесспорно способствовало ускорению эволюционного процесса.

Работы Кювье по сравнительной анатомии, палеонтологии и систематике животных внесли значительный вклад в развитие биологии, благодаря выявленному им принципу соподчинения, или корреляции, органов удается реконструировать строение вымерших животных по их фрагментарным остаткам.

Помимо систематики важное значение для утверждения эволюционных представлений имела геология.

В конце ХVIII века было установлено

что горные породы имеют разный возраст и формируются под влиянием воды и вулканических процессов. Одна из теорий получила названия Нептунистической теории, так как утверждала, что развитие Земли сопровождалось библейским потопом, а позднее возникла суша.

Эта концепция была разработана Вернером (1749-1817), им был основан в Фарберге (Саксония) институт, где изучали полезные ископаемые и минералогию. Он разработал первую систему классификации горных пород и ландшафтов.

Другая теория названная Плутонистической теорией, отказалась от библейского мифа и важнейшими факторами считала тектонические процессы. Ее автор шотландец Джеймс Хаттон издал книгу «Теория Земли» в 1795 году.

Его последователь также шотландец Чарлз Лайель развил далее научное направление в геологии с использованием новых данных и сформулировал теорию «единообразных изменений», что указывает на то, что природные факторы: воды, ледники, ветры и т.д., действуют всюду одинаково.

В качестве доказательств использовались также данные полученные при исследовании окаменелостей. Большинство современных ученых геологов — сторонники теории Лайеля.

Помимо научно оформленных фактов обширный материал по изменчивости живых организмов демонстрировали достижения сельскохозяйственной практики.

Разнообразные породы собак, голубей, кур, лошадей, и т.п., а также сорта сельскохозяйственных культур и декоративных растений убедительно показывали возможность получить новые формы с заданными свойствами. Таким образом необходимая фактическая база была сформирована.

Для окончательного утверждения нового эволюционного мировоззрения

необходима была соответствующая личность, которая смогла бы обработать этот огромный фактический материал и сформулировать теоретические положения, раскрывающие механизмы эволюционного развития.

Эта задача была решена Чарлзом Дарвиным (1809-1882), который, очевидно, является одним из самых известных ученых за всю историю науки. Вся его жизнь была подчинена одной цели: разработке эволюционного учения.

Обширный фактический материал был собран им лично, особенно этому способствовало кругосветное путешествие, которое он совершил будучи совсем молодым человеком.

Ему удалось собрать разнообразные коллекции флоры и фауны разных материков а также обнаружить остатки вымерших животных в Южной Америке.

Основные представления о происхождении видов были им сформулированы во время этого замечательного путешествия. Особенно важные наблюдения с точки зрения образования новых видов были сделаны при исследовании островной флоры и фауны, среди которых обнаруживались эндемики, т.е. виды характерные только для одного места.

Значительное место в его работе

заняло изучение происхождения пород домашних животных от диких видов (куры, голуби).

Современным ученым, стремящимся как можно скорее опубликовать свои открытия, очень трудно понять Дарвина, который после путешествия еще долгих 20 лет работает над систематизацией материалов, стремясь добиться максимальной убедительности своей теории.

Только получение рукописи статьи другого исследователя Альфреда Уоллеса (1823-1913), содержащей близкие ему идеи, заставило Дарвина опубликовать в 1859 году свою знаменитую книгу «Происхождение видов путем естественного отбора».

Эта работа заложила основу современного представления о развитии жизни на Земле.

Важно добавить, что Уоллес признал приоритет Дарвина, что крайне редко бывает в научном мире. живущего по законам весьма жесткой конкуренции.

Основные положения эволюционного учения Дарвина.

Кратко формулируя основные положения теории Дарвина, в качестве ключевого слова, очевидно, следует выбрать слово -«борьба», поскольку естественный отбор наиболее приспособленных форм является только следствием борьбы за выживание.

Причины этой борьбы связаны с ограниченностью ресурсов для поддержания жизни размножающихся организмов.

Борьба трактовалась Дарвином в широком смысле: это борьба с неблагоприятными условиями, межвидовая и внутривидовая борьба. Важнейшим положением этой теории было представление об изменчивости, дающей материал для естественного отбора.

Хотя в то время не известны были генетические основы передачи признаков при размножении, Дарвин сумел выделить модификационную (ненаследственную) изменчивость и наследственную изменчивость, что было важным отличием от теории Ламарка, считавшего, что все изменения закрепляются в потомстве.

Последующие открытия в области генетики, в целом, подтвердили правильность положений теории Дарвина.

Современный уровень знаний позволил также ответить на вопрос связанный с сохранением нового признака, возникшего у одного экземпляра при условии его скрещивания с другими, что не удавалось во времена Дарвина.

Значение эволюционной теории для дальнейшего развития естествознания чрезвычайно велико, все многочисленные отрасли наук развивались в дальнейшим под ее влиянием.

Накопление фактов подтверждающих, уточняющих и дополняющих ее положения продолжается и в настоящее время.

Генетический этап развития эволюционной теории.

В ХХ веке важнейшие достижения, позволившие развить эволюционное учение, связаны прежде всего со становлением новой науки — генетики, изучающей законы наследственности и изменчивости. Передача признаков в ряду поколений долго оставалось загадкой. Одно из первых зафиксированное наблюдение было сделано в 1760 году ботаником Кельрейтером, который с помощью искусственного опыления скрещивал два сорта табака и получил гибридное потомство с признаками обоих родителей.

Важным открытием было и обнаружение сперматозоидов голандским камерсантом Левенгуком (1632-1723). Замечательный пример дилетанта обогатившего сразу несколько научных направлений, осуществивший прорыв в микромир. Основные генетические законы были открыты чешским священником Грегором Менделем (1822-1884), но слава пришла к нему только после смерти, когда открытые им законы были открыты вновь (1900 г.) практически одновременно тремя учеными в Голландии — де Фризом, в Австрии -Чермаком и в Германии — Корренсом.

Только благодаря одной небольшой обнаруженной научной публикации был установлен приоритет Менделя. Работая с горохом, который является самоопыляющимися растением, ему удалось установить, что передача признаков связана с особыми структурами (генами), содержащимися в половых клетках (гаметах). При скрещивании они наследуются случайным образом и независимо друг от друга, что было подтверждено статистическими наблюдениями.

Родители передают по наследству только половину своих признаков, сочетаясь в потомстве они могут проявляться сразу в первом поколении или только в последующих поколениях.

Доказав сохранение признаков при отсутствии их проявления, Мендель разрешил вопрос, который мучил Дарвина: как сохраняется появившийся благоприятный признак в популяции неограниченно скрещивающихся организмов.? Развитие теоретических положений генетики связаны с работами немецкого биолога Вейсмана (1834-1914), он выделил в организме сому (смертное тело) , которая подвержена действию внешней среды и бессмертную зародышевую плазму, сохраняющую стабильность.

Общеизвестны его остроумные опыты с обрубанием крысиных хвостов, что не привело к отсутствию хвостов у потомства. Свою концепцию Вейсман назвал «неодарвинизмом». Генетические опыты с плодовыми мушками дрозофилами в большом объеме были выполнены в США Морганом (1866-1945).

Они полностью подтвердили законы открытые Менделем и выявили новые особенности в наследовании признаков, проявлявшиеся в сцепленном наследовании ряда генов, а также установил, что в результате полового процесса происходит рекомбинация (перемещение) генов расположенных в одной хромосоме (внутриклеточные структуры выявляющиеся в момент деления клеток).

В исследованиях Моргана были использованы цитологические методы, благодаря которым можно было наблюдать изменения уже визуально в хромосомах, это позволило сформулировать хромосомную теорию наследственности.

В результате удалось связать изменения признаков у насекомого с изменениями в этих клеточных структурах, что объясняло появление новых свойств передающихся по наследству, которые впервые были выявлены и проанализированные в работах Дарвина.

Такие ненаправленные определенным образом внешними условиями изменения получили названия мутаций. Само явление мутаций было открыто русским ученым Коржинским. Им был опубликован труд в 1899 году «Гетерогенезис и эволюция», в котором он обосновал идею о мутациях, в дальнейшем развитую голландским ботаником де Фризом.

Выделяют хромосомные мутации связанные с изменением числа или формы хромосом и генные мутации, которые не удается наблюдать непосредственно.

Дальнейшие исследования позволили выявить факторы влияющие на частоту возникновения мутаций. Это в первую очередь ионизирующая радиация, некоторые химические вещества, ошибки при формировании половых клеток. С возникновением хромосомной теории наследственности и вовлечением, в качестве объектов генетических исследований, микроорганизмов генетика перешла на клеточный, а затем и молекулярный уровень изучения законов изменчивости и наследственности.

Клеточный и молекулярный уровень исследования основ жизни.

Благодаря значительному усовершенствованию микроскопа, в Германии изучение клеточного строения параллельно у растений Шлейденом (1804-1881), и животных Шванном (1810-1882) позволило создать клеточную теорию в 1838 году. Хотя первое описание клеток у растений было сделано еще в середине ХVII века английским ученым Гуком (1635-1703), он и ввел новый термин «клетка». Клеточное деление было описано немецким ученым Вирховым (1821-1902), и на основе этого открытия сформулировано важное положение, что клетка происходит от клетки (1858) Клеточная теория обосновала возможность универсального подхода к изучению процессов жизнедеятельности на клеточном уровне у растений и животных, что повлекло дальнейшее широкомасштабное исследование внутреннего строения клетки.

Использование разных красителей выявило наличие ядра и особых ядерных структур, которые возникают в связи с клеточным делением, так теоретические представления Вейсмана были подтверждены цитологическими наблюдениями. Эти ядерные структуры получили название хромосом, они являются материальными носителями генов, определяющими развитие признаков у живых организмов, что было выявлено в работах Моргана на дрозофилах, упоминавшихся ранее. Дальнейшее исследование химической природы генов связано с использованием микроорганизмов.

Изучение микромира стало возможным благодаря изобретению микроскопа голландцем Хансом Янсеном в конце ХVI века, хотя описание бактерий было сделано Левенгуком (1632-1723), использовавшим простые хорошо отшлифованные линзы. Значение микроорганизмов в происходящих на Земле процессах и для жизни людей было выявлено в работах Пастера (1822-1895). Начав с исследования процессов брожения и гниения, он доказал бактериальную этиологию многих болезней и разработал прививки как способ профилактики и даже лечения. Бактерии стали любимым объектом генетики благодаря способности быстро размножаться, что позволяет проследить много поколений.

Биохимические исследования также удобнее проводить на этих объектах, так как можно быстро получить большое количество однородной биомассы. При изучении химического состава бактерий и биохимических процессов, обеспечивающих их жизнедеятельность и размножение, удалось сделать наиболее значимое открытие ХХ века расшифровать генетический код и смоделировать структуру молекул носителей наследственной информации. В результате естествознание вышло на молекулярный уровень при изучении основ жизни. Этот новый уровень был достигнут в результате совершенствования лабораторного оборудования и успехов химии и физики. Это яркий пример сотрудничества разных научных дисциплин, которое создает новые направления на стыке классических естественных наук.

Основным приемом используемым при изучении биохимии клетки является фракционирование клеточных лизатов ( органической массы получаемой при осторожном разрушении клеток). Для этого полученную смесь суспензируют в соответствующих буферных растворах а затем подвергают центрифугированию, при этом разные фракции оседают с разной скоростью в зависимости от молекулярного веса. Используются также методы разделения смесей на специальных носителях, что получило название хроматографических методов и т.п. Таким образом удалось получить отдельные фракции содержащие различные клеточные органеллы, а также органические вещества: нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, липиды. Для изучения строения органических молекул использовались как химические так и физические методы: рентгеноструктурный анализ (фотография закристаллизованных молекул в рентгеновских лучах), спектроскопия, а также методики с применением радиоактивных изотопов, вводимых в органические соединения в качестве метки.

Наиболее яркими достижением молекулярной биологии

стала расшифровка строения ДНК Уотсоном и Криком в 1953 году. Используя данные рентгеноструктурного анализа, а также результаты химических анализов дезоксирибонуклеиновой кислоты они создали объемную двуцепочечную модель, которая позволяла представить каким образом происходит точное образование копий этой молекулы в процессе деления клеток. Гигантская молекула этого полимера содержит лишь четыре различных компонента — нуклеотида, которые чередуются в ней нерегулярным образом (гетерогенно). Нуклеотиды образованы из трех более простых молекул: моносахарида — дезоксирибозы, остатка фосфорной кислоты и четырех разных озотистых оснований: это аденин -.А, тимин -.Т, гуанин -.Г и цитозин — Ц. Образование пар при сцеплении двух нитей ДНК происходит строго в определенном сочетании их по парам: А-Т и Г-Ц, таким образом при расхождении нитей и последующей их достройки по этому принципу комплементарности возникают две точные копии исходной молекулы, Эта уникальная способность к самовоспроизведению и является особым свойством живой материи, которая при дальнейшем развитии создала все разнообразие современных сложно организованных форм живых организмов.

Следующий важнейший шаг в понимании работы живых клеток был сделан при изучении синтеза белков, которые являются важнейшими компонентами всех организмов и выполняют различные фикции: каталитическую, структурную., регуляторную, защитную, сигнальную. В этих исследованиях был использован прием синтеза в бесклеточных системах, при этом использовались различные ранее выделенные и очищенные или искусственно синтезированные компоненты молекул и особые клеточные органеллы: рибосомы, а также универсальные носители энергии в клетке — АТФ (аденозин трифосфорная кислота). В результате было установлено, что образование соответствующих белков происходит в рибосомах по программе определяемой информационной РНК (рибонуклеиновая кислота) при участии особых молекул посредников — транспортных РНК. Информационные РНК образуются как короткие одноцепочечные копии отдельных участков ДНК (транскрипция), они отличаются лишь заменой одного азотистого основания: тимина на урацил, а также другим сахаром в составе нуклеотида (рибоза) Так осуществляется передача информации из ядра в цитоплазму к месту синтеза белков, называемого еще трансляцией. Нить РНК фиксируется между двумя отдельными структурными компонентами рибосом и продвигается при соответствующих командах. К месту синтеза направляются транспортные РНК, которые переносят разные аминокислоты (мономеры, образующие сложную белковую молекулу), Всего в составе белков встречается 20 аминокислот и соответственно столько же существует разных транспортных РНК их переносчиков. Подойдя к месту синтеза т-РНК взаимодействуют с и-РНК, при этом на основании комплементарности (наличии соответствующих пар) происходит узнавание трех членного фрагмента, расположенного на и-РНК и помещенного в створе рибосомальных субчастиц. Если код совпадает то т-РНК теряет аминокислоту и она подсоединяется к строящейся цепочке из присоединенных ранее аминокислот. Обнаружение этого кода было теоретически предсказано на основании возможных случайных сочетаний четырех азотистых оснований. Поскольку нужно закодировать 20 аминокислот двухкомпонентный код недостаточен, трехчленный, дающий 64 возможных комбинации с избытком обеспечивает все разнообразие аминокислот. (Этот расчет ведется по формуле Nⁿ, число различных выборок объема n=3 из совокупности N=4 различного типа объектов). В действительности, как было установлено в экспериментах, одной аминокислоте могут соответствовать два или даже три разных трехчленных компонента на и-РНК, и соответственно такое же количество т-РНК. Некоторые триплеты означают окончание считывания. Ýòîò строго организованный синтез получил название матричного синтеза. Удивительная его сложность указывает на длительную эволюцию этого процесса, но в основе ее остается взаимодействие по принципу комплементарности нуклеиновых кислот, которые являются хранителями и переносчиками информации в живой материи.

Следующее важное наблюдение за процессами изменчивости на молекулярном уровне связано с изучением механизма действия мутагенов. Эти вещества были обнаружены ранее по способности вызывать увеличение точенных мутаций у микроорганизмов, а также на других объектах (нитрозогуанидин и другие). Как удалось установить, воздействие этих веществ при удвоении ДНК вызывает ошибки в копировании, приводящие к замене одних нуклеотидов на другие, что нарушает генетический код, в результате синтезируются дефектные белки-ферменты. Таким образом удалось выяснить природу мутаций на молекулярном уровне. Аналогичные нарушения в структуре ДНК происходит при воздействии ионизирующей радиации. Большое значение для получение высокоурожайных сортов имело использование колхицина, нарушающего процесс деления, в результате формируются растения с удвоенным набором хромосом — полиплоиды.

Современные достижения молекулярной биологии позволяют не только получать различные микроорганизмы — продуценты с помощью мутаций и обмена фрагментами ДНК, но и передавать фрагменты ДНК от разных организмов для воспроизводства в бактериальные клетки, что получило название генной инженерии. Например, так был получен рекомбинантный инсулин. Приемы используемые при разработке этих методик были обнаружены в процессе изучения генетики микроорганизмов. Так теоретическое изучение механизмов наследственности дало важные практические результаты.

Изучение эволюционных процессов проводилось не только на клеточном и молекулярном уровне, продолжалось накопление фактов способствующих дальнейшему изучению эволюционных процессов и в других научных областях.

Главные направления эволюции органического мира.

Важное значение для доказательство эволюции имело открытие биогенетического закона немецкими эмбриологами Мюллером (1821-1897) и Геккелем (1834-1919). Согласно этому закону каждый организм в своем индивидуальном развитии (онтогенезе) повторяет кратко историю развития своего вида (филогенез), что было наглядно продемонстрировано при сравнении зародышей ранних сроков развития у позвоночных, личиночных стадий у насекомых. Восстановлению филогенетического развития различных видов способствовал сбор ископаемых остатков, их изучение и анализ с позиции эволюционного учения, так были описаны филогенетические ряды некоторых копытных, хищных, моллюсков.

В разработку теоретических положений эволюционного учения большой вклад внесли русские ученые А. Н .Северцев (1866-1936) и И. И. Шмальгаузен (1884-1963). Согласно положениям их теории можно выделить три основных направления: ароморфоз, идиоадаптация и дегенерация. Ароморфоз представляет изменения, которые обеспечивают общий подъем организации организмов, что создает большие преимущества при конкуренции с другими организмами. Например, возникновение внутренних опорных структур привело к новой эволюционной ветви: развитию позвоночных. Приспособления этой группы возникают при освоении новой среды обитания: выход на сушу. Появление четырехкамерного сердца позволило зарегулировать высокую температуру тела, а в результате птицы и млекопитающие смогли заселить более северные широты. У растений возникновение покрытосеменных плодов, способствовало повсеместному распространению этой группы. Идиоадаптация связана с возникновением изменений, которые позволяют приобрести преимущества только в определенной среде обинания. Классическим примером таких изменений являются разная форма клюва у галапагосских вьюрков, описанных Дарвиным. Разная окраска цветков у растений, крыльев у бабочек и т. п. Дегенерация связана с упрощением строения организма в результате смены среды обитания или образа жизни. Это паразитические формы, а также случаи. когда взрослые организмы ведут прикрепленный образ жизни. Выявлены основные факторы влияющие на скорость эволюционных процессов: жесткость отбора (особенно заметна при искусственном отборе), наличие более разнообразного материала (в экспериментах достигается за счет действия мутагенов и радиации), в природных условиях большую роль играет изоляция отдельных популяций. Систематические построения стремятся представить картину эволюции приближенную к действительной.

Современная классификация строится по принципу эволюционного развития, используя весь арсенал разных научных направлений естествознания: анатомии, морфологии, эмбриологии, а также генетические направления. Выделяется фенотип: общая совокупность внешних и внутренних признаков организма, доступных наблюдению, и генотип заключенный в наследственном материале, который не полностью проявляется при формировании данного организма. Для анализа генотипа используются цитологические методы исследования хромосом и методы гибридизации позволяющие судить о близости строения ДНК или РНК разных организмов. Развернута большая программа по изучению генома человека.

Продолжает изучаться и уточняться палеонтологическая картина развития жизни на Земле. Кратко можно отметить следующие важнейшие этапы: обнаружение первых признаков жизни — около 3 млрд. лет назад (Архейская эра), возникновение многоклеточных форм около 2 млрд. со специализацией на автотрофов — растения и гетеротрофов — животные (Протерозойская эра), на протяжении Палеозойской эры (500 млн. лет назад) произошло бурное развитие жизни в океане и выход организмов на сушу, Мезозойская (200 млн.) характеризуется расцветом и закатом пресмыкающихся и господством голосеменных растений, и последняя эра Кайназойская (70 млн.) связана с историей расселения млекопитающих животных и покрытосеменных растений и, конечно, появлением человека (1,5 млн.).

По-прежнему, ведутся научные дискуссии по вопросу возникновения жизни на Земле. Помимо креационизма (божественного происхождения), ранее господствовало представление о возможности постоянного самозарождения жизни при определенных условиях, впоследствии опровергнутое опытами Реди и Пастера. Другое представление, получившее название панспермии, связывает появление жизни на Земле с космическими источниками, что довольно трудно опровергнуть, т. к. в некоторых метеоритах были обнаружены простые соединения, которые могли входить в состав органических молекул. Наиболее убедительной на сегодняшний день является концепция, которая считает, что возникновение жизни на Земле происходило в отдаленном прошлом в водной среде, и это результат закономерной эволюции материи. Первая научная модель происхождения жизни была разработана русским ученым А. И. Опариным, опубликовавшим в 1924 году книгу «Происхождение жизни». Согласно этой теории возникновению жизни предшествовал длительный период химической эволюции и постепенного накопления простых соединений основой для которых служили углеродные цепочки содержащие в своем составе кислород, водород, азот, а также и некоторые другие элементы. Возникновению этих соединений способствовала вулканическая активность , атмосферные разряды и солнечный свет. Эти соединения образовывали сгустки- кооцерваты, которые отбирались по принципу большей устойчивости. Экспериментальное подтверждение этим процесса было получено американским ученым С. Миллером в 1953 г.. которому удалось синтезировать при пропускании электрических разрядов через смесь газов (углекислый газ, пары вода, аммиак) аминокислоты и азотистые основания. Упорядоченное выстраивание молекул наблюдается при росте кристаллов, поэтому возникновение нуклеиновых кислот можно уподобить возникновению сложного кристалла.., но из набора из четырех несколько различных по строению молекул. Вероятно, сначала возникли одноцепочечные молекулы РНК, которые были способны к самовоспроизведению по принципу комплементарности. Это свойство стало началом для эволюции живой материи, которая прошла несколько уровней организации создав сложные органические системы. Первым уровнем является молекулярный, далее клеточный, многоклеточные структуры пошли по пути дифференцировки тканей по структуре и функциям, которые образуя отдельные органы и системы органов, сформировали сложные организмы. Разные по организации и по времени происхождения, а также по принципам питания организмы в конкретных местах обитания образовали устойчивые во времени системы (биогеоценозы). В общепланетарном масштабе возникла единая биосфера, в которой все большее значение имеет человек, создавший особую социальную систему на базе производящей деятельности. Дальнейшее изучение эволюционных процессов на Земле связано с исследованием законов развития биологических систем, что привело к возникновению новых научных направлений экологии и социологии.

Эволюция человека.

Изучение феномена человека прошло несколько больших этапов. Начальный этап связан с представлением о божественном происхождении человека. но к ХIХ веку появилось достаточное количество фактов позволивших развить новое эволюционное представление.

Предпосылки эволюционных представлений о происхождении человека.

Появление описания человекообразных обезьян и изучение их внешнего и внутреннего строения, выявило явное сходство с организмом человека, что подтверждено данными анатомии, морфологии, физиологии, биохимии (Наличие 4-х групп крови), эпидемиологии (некоторые общие заболевания: оспа) Это позволило при составлении систематических групп поместить человека и обезьян в одну группу приматов, что сделал Линней (1707-1778).

Ламарк (1744-1829) первым решительно утверждал, что человек произошел от обезьяноподобного предка. Основным фактором обеспечившим этот процесс от считал переход от жизни на деревьях к жизни на земле и осваивание прямохождения, а также освоение речи при стадном образе жизни. Однако эти объяснения не позволяли понять возникновения всего многообразия отличий человека от животных.

Палеонтологические находки черепов, которые имели объем больший чем у современных обезьян, но меньший по сравнению с современным человеком, указывали на наличие переходных форм, вымерших ранее.

Важными доказательствами происхождения человека от животных являются рудиментарные образования отмеченные у человека: червеобразный отросток, наличие третьего века, волосяной покров и т. д. Изредка наблюдается появление у человека более ярко выраженных признаков характерных для животных, называемых атавизмами. Например, сильно развитой волосяной покров, образование дополнительных сосков, наличие хвоста.

Другая группа фактов выявлена при сравнительном изучении эмбрионов человека и человекообразных обезьян: развитие хвоста, дифференцировка отделов мозга.

Дарвиновская теория происхождения человека.

Логично, что Дарвин, доказывая происхождения видов растений и животных, обратился и к человеку. Он опубликовал свою работу «Происхождение человека и половой отбор» â 1871 году (12 лет спустя после публикации о происхождении видов) в ней он анализирует доказательства происхождения человека от человекообразных обезьян и рассматривает механизмы этой эволюции. Помимо естественного отбора, Дарвин указывал на возможности полового отбора при формировании признаков характерных для человека: отсутствие волосяного покрова, определенных черт лица, соответствующее поведение. Однако указанные факторы не были достаточны для объяснения сложного социального поведения человека. Последовавший резонанс в обществе после выхода этой работы был весьма негативным, не только церковь но и многие ученые не хотели признавать эту теорию. В России также развернулась по этому поводу оживленная дискуссия. Но передавая научная интеллигенция горячо поддержала эту теорию Дарвина.

Теория Энгельса.

Ф. Энгельс, занимаясь созданием теории об историческом развитии человечества, не случайно обратился к самому первому этапу выделения человека из природной среды. Именно он указал на трудовую деятельность, как на ведущий фактор, способствующий формированию уникальных человеческих способностей Действительно только человек способен осуществлять целенаправленную предметную деятельность.

Среди животных можно отметить отдельные примеры использования камней или веток для добывания пищи: каланы, один вид дятла, обезьяны. В природе человекообразные обезьяны могут использовать ветки для строительства гнезд, камни и даже изготавливают из пережеванных листьев губку для добычи воды из дупла.

В эксперименте они способны из двух более коротких фрагментов сделать один более длинный, но с помощью одного предмета улучшить характеристики другого предмета они уже не в состоянии. Поэтому работа Энгельса «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека» вышедшая в 1896 году стала наиболее убедительным аргументов в развитии представлений об эволюционном происхождении человека.

В ней указывалось, что именно благодаря использованию орудий труда происходила эволюция анатомических признаков человека, специализация передних конечностей на манипуляциях с предметами способствовала развитию прямохождения.

Благодаря коллективной трудовой деятельности. особое развитие наблюдается в строении головного мозга: возрастает его объем и увеличивается поверхность коры больших полушарий. Энгельс указывал, что важное значение в эволюции человека имело и употребление мясной пищи приготовленной с использованием огня.

Примером начальных этапов социальной эволюции человека служат племена, сохранившиеся в некоторых районах, длительное время изолированных от остальной части цивилизации.

Основные этапы антропогенеза.

Изучением палеонтологических данных для восстановления филогенетической истории человеческого вида занимается антропология. За длительный период было обнаружено значительное количество разновозрастных остатков предков человека на разных территориях.

Обнаруженные в разное время ископаемые остатки человекообразных предков человека, были классифицированы по принципу приближения основных признаков (объем мозга, строение конечностей и позвоночника) к признакам современного человека.

Наиболее древние остатки были обнаружены во Франции в 1856 году и относятся к общему предку современных обезьян и человека дриопитеку (древесная обезьяна) существовавшему более 10 млн. лет назад. В этот период леса сменялись степной растительность на обширных территориях, что привело предков человека к смене места обитания.

Остатки человекоподобного вида, жившего около 5 млн. лет назад, названного австралопитеком (южная обезьяна) были обнаружены в Южной Африке (в 30-х годах и позже) по строению черепа, зубов и частям скелета, а особенно тазовых костей они были ближе к человеку, чем современные обезьяны. Австралопитеки уже пользовались сначала необработанными, а затем и обработанными гальками. Некоторые ученые считают, что они были тупиковой ветвью в эволюции человека.

Следующий в эволюционном ряду вид уже назван человеком умелым (Homo habilis), его возраст около 2,5 млн. лет. Его остатки открыл английский археолог Л. Лики в Восточной Африке, его объем мозга составлял 670 куб. см (современный человек имеет объем 1500 куб. см, а у человекообразных обезьян около 600 куб. см). Они пользовались орудиями изготовленными из речной гальки, так называемая «олдовайская галечная культура», Среди них можно уже выделить рубила, скребки, наконечники.

Другая ветвь эволюции рода человек, стоящая по некоторым признакам выше человека умелого была названа человек выпрямленный (Homo erectus). К этому виду отнесли питекантропа (обезьяночеловека), синантропа (китайский человек) и некоторые другие подвиды, объединяемые как обезьянолюди.

Термин питекантроп был введен еще Геккелем (1834-1919), решительным сторонником дарвинизма, ставшим впоследствии идеологом социального дарвинизма. Ископаемые остатки этого вида были впервые найдены на острове Ява в 1891 , а затем в Африке, Азии и Европе, что указывает на его широкое распространение в Старом Свете примерно) 0,5 млн. лет назад. Объем мозга составлял 900-1110 куб.см, кости черепа у него были более массивными по сравнению с современным человеком.

Питекантропы использовали разнообразные орудия труда, овладели огнем, судя по строению челюстей, были способны к членораздельной речи.

Вид человек разумный (Homo sapiens) сформировался 100-150 тыс. лет назад. Его остатки были найдены в 1907 году в Германии и он получил название по долине Неандерталь — неандерталец. Объем мозга у него достиг показателя современного человека., но строение черепа имело скошенный лоб, развитые надбровные дуги, рост достигал 155 см. Неандертальцы широко заселяли Евразию и Африку, обитали в пещерах, охотились на крупных животных, у них впервые наблюдался обряд захоронения. Однако, антропологи не считают живущих ныне людей потомками неандертальцев, они были вытеснены другим подвидом человека разумного около 30 тыс. лет назад.

Ископаемые остатки прямых предков современного человека обнаружили в пещере Кро-Маньон во Франции в 1868 году и поэтому этого предка назвали кроманьонцем. Некоторые антропологи выделяют их в отдельный вид человека разумного. Судя по строению черепа и остальным деталям скелета он близок по анатомическим характеристикам к современным людям (рост около 180 см, такой же объем мозга и черты лица). Сформировавшись под воздействием биологических факторов примерно 30 тыс. лет назад человек в дальнейшем мало изменился внешне. Очевидно, это связано с переходом от биологической к социальной эволюции. К настоящему времени ископаемые остатки этого типа найдены и на территории России (недалеко от Воронежа), а также в Африке, Азии и Австралии. Кроманьонцы самостоятельно строили жилища или жили в пещерах, на стенах которых оставляли рисунки. Техника изготовления орудий труда была значительно усовершенствована, они изготавливались из камня, рога, костей, при этом использовалась шлифовка, сверление, возникло гончарное ремесло. Они одевались в одежду сшитую из шкур. В социальном плане у них образовалось родовое сообщество, возникли элементы религии, сформировались традиции регулирующие отношения между членами рода: забота о детях, почитание старших, иерархическое подчинение вождям. В этот период формируются основные расы.

Происхождение рас.

Представление о формировании рас связано с изучением путей расселения людей на континентах. Для этой цели теперь используются генетические маркеры (некоторые признаки: группы крови, ферменты), а также теоретические положения генетики (теория «Дрейфа генов»).

Согласно наиболее признаваемой концепции, человек произошел из Восточной Африки (200 тыс. лет назад), возможно некоторую роль играл и естественный повышенный радиоактивный фон этой территории, что могло способствовать возникновению новых признаков.

Далее он отдельными группами переселялся на Азиатский континент, по перешейку, существовавшему на месте Берингова пролива наши предки попали на Американский континент.

Эта общая концепция имеет две несколько различные трактовки. Одна из них концепция У. Хавеллза получила название «Ноева ковчега» (По библии все расы произошли от трех сыновей Ноя). По этой теории вымершие человекоподобные виды (питекантроп, неандерталец) были вытеснены выходцами из Восточной Африки.

Другая точка зрения мультирегиональной эволюции, выдвинутая М. Уолпоффом утверждает, что только архаичные люди возникли в Африке и расселились в другие места около 1 млн. лет назад, а современные сформировались там, где они живут сейчас, Эта гипотеза основывается на палеонтологическом сходстве между современными людьми и далекими предками, которые жили в этих же местах ранее.

Для окончательного решения этого вопроса требуется более полная палеонтологическая летопись, что возможно будет достигнуто в будущем, т.к. поиски новых захоронений продолжается.

Эволюция психики человека и история ее изучения.

Важнейшая отличительная черта человека связана с особенностями его поведения и мышления, что выражается в социальным поведении и наличии сознания. Поэтому исследования в области психологии позволяют выявить пути развития этих человеческих качеств.

Становление психологии как науки столкнулось с многочисленными трудностями. После античного периода, где основным было философское направление (Аристотель, Платон дали противоположные толкования души человека), изучение духовного мира человека каралось со стороны церкви, и только с развитием Возрождения в Европе и подъемом естествознания в целом наметились подходы к исследованию психики человека.

У истоков психологии стоял французский ученый-энциклопедист Рене Декарт (1596-1650). Он попытался проанализировать природу человеческого сознания, основы его психических проявлений. Общеизвестно его высказывание: «Мыслю, следовательно, существую.»

Таким образом был сформулирован основной постулат психологии, утверждающий: первое, что человек обнаруживает в себе — это его собственное сознание. Декарт обосновал общий отражательный принцип нервной деятельности, лежащий в основе нервно-мышечной физиологии. Позднее эта активность была названа «рефлексом» (Прохаска (1749-1820)).

Дальнейшее развитие психологии уже в ХIХ веке, связано с использованием разных приемов исследования, пошло по двум основным направлениям: интроспекция (изучение внутренних проявлений сознания) и бихевиоризм (изучение поведения, т.е. внешних проявлений сознания).

Основоположником интроспекции был английский философ Дж. Локк (1632-1704), выделивший в психике два уровня: первый проявляющийся в непосредственном восприятии, мыслях, желаниях, и второй дающий возможность наблюдать (осознавать) происходящее на первом уровне.

Однако понять все многообразие явлений психики с помощью этого направления не удалось, но оно подготовило развившееся позднее направление названное психоанализом. Второе направление основано американским психологом Дж. Уотсоном. В 1913 году вышла его книга «Психология с точки зрения бихевиориста», в которой он пересмотрел вопрос о предмете психологии, указывая, что важнее заниматься в первую очередь не сознанием, а поведением, и для исследования необходимо ввести объективный метод.

Используя этот подход русский физиолог И. П. Павлов (1849-1936) добился замечательных результатов, создав учение о высшей нервной деятельности, он также показал становление у человека второй сигнальной системы, являющейся основой его социальной жизни. Важнейшие его работы: «Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности (поведения) животных. Условные рефлексы» вышла в 1923 году, и «Лекции о работе больших полушарий головного мозга» в 1927 году.

Павлов выводил нервную деятельность человека непосредственно от животных, что способствовало подтверждению эволюционных представлений о развитии его центральной нервной системы и поведения. Высшая нервная деятельность является высшим достижением адаптивного поведения, которое строится с привлечением индивидуального опыта, базирующегося на научении (условные рефлексы).

Вторая сигнальная система человека новый способ записи большого объема новой информации, хотя в природе животные также пользуются звуковыми сигналами, но в несравненно меньшем масштабе. Используя словесную (вербальную) систему передачи знаний, человек смог обеспечить накопление и обмен информацией в ряде поколений, что в дальнейшем привело к возникновению письменности. Павлов использовал в основном рефлекса связанные с вегетативными реакциями. Наблюдения за поведением животных в условиях сложного эксперимента проводились американской школой психологов, возглавляемой Скиннером (1907-1990), работавшей с так называемыми инструментальными рефлексами. Животные, свободно перемещаясь в специально оборудованных клетках, выполняли разные задания и получали положительные или отрицательные подкрепления. Таким образом выяснялись принципы развития научения и памяти.

Новым направлением в психологии в конце Х1Х века стал психоанализ, его основателем был австрийский врач психиатр Зигмунд Фрейд (1856-1939). Он, пытаясь вылечить от неврозов своих пациентов, выявил наличие у больных скрытых мотивов поведения.

На основании анализа результатов своей врачебной деятельности, Фрейд вывел свою теорию бессознательного, которая расширяла представление о поведении человека, показав, что мотивы поведения могут быть не выявлены на уровне сознания.

Согласно этой теории бессознательное может проявляется в трех формах: это сновидения, ошибочные действия и неврозы. Для выявления бессознательных аффективных комплексов был разработан ряд методов, основные из них: метод свободных ассоциаций и анализ сновидений. Особое значение Фрейд придавал детскому периоду при развитии психических процессов.

В целом изучение поведения и сознания с позиции психоанализа показало, что сознание формируется постепенно, развиваясь в процессе эволюции социума и в течение жизни человека, возникшие программы обладают разной степенью устойчивости в поведении, но поддаются воздействию при определенных приемах. Этот метод продолжает использоваться в практической медицине и в настоящее время.

В своей теории шел от детства индивида, его ученик Юнг (1875-1961), назвавший свое направление аналитической психологией, основывал свое направление изучения психика человека от первобытной культуры. Согласно его теории в сферу бессознательного входят коллективные архетипы, которые были выработаны человеком на ранних этапах его социального развития, они являются аналогами животных инстинктов Согласно его теории архетипы обнаруживаются свое присутствие посредством символических образов, эти образы, ассоциации, ритуалы и т.п. проявляющиеся в сновидениях. Сознание по Юнгу развилось из эмоций, и бессознательное на определенном этапе породило разум, как закономерный этап эволюции: «Так же как, эволюция эмбриона повторяет его предысторию, так и разум развивается путем перехода через ряд доисторических стадий».

Дальнейшее развитие психологии продемонстрировало ограниченность метода основанного только на изучении рефлекторной деятельности, а также психоанализа. Даже у животных не удается объяснить последовательной цепочкой условных рефлексов сложного поведения, которое связано с принятием решений, как в условиях эксперимента так и в природе. Появившаяся новая наука этология, которая специально изучает поведение животных, выявила, что в основе их деятельности лежит не только рефлекторное но и программное поведение. Такое жестко детерминированное поведение, имеющее видовую специфичность, называется инстинктом. Основоположником этой науки стал австралийский зоолог Конрад Лоренц. Он ввел понятие импритинг для обозначения феномена быстрого включения генетически заложенной программы. Лоренц провел важные наблюдения за проявлением разных инстинктов: связанных с голодом, страхом, половым поведением, агрессией в животном мире и у человека. Наиболее известны его книги: «Кольцо Соломона». «Агрессия». Изучение поведения животных и сравнение эго с поведением человека выявило наличие у человека сложной организации поведения, в которой как и при развитии эмбриона (биогенетический закон), можно выделить несколько стадий.

Изучение детской психологии выявляет эти закономерности. Наиболее значимым моментом, по-видимому, можно считать процесс формирования личности. Первый этап (по А. Н. Леонтьеву) относится к дошкольному возрасту и знаменуется установлением первых иерархических отношений, что вырабатывает подчинение непосредственных побуждений социальным нормам. Второй этап начинается в подростковом возрасте и выражается в стремлении осознать свои мотивы, что приводит к становлению самосознания, это проявляется в выборе своего места в общественной жизни. В дальнейшем самосознанию предстоит длительный путь развития, сопровождающийся конфликтами, порождаемыми как внешними условиями, так и собственными мотивами личности. Этим разделом психологии в настоящее время стала заниматься социальная психология, положения которой уместно рассмотреть после сравнения биологических и социальных систем.

Выход общих биологических представлений на молекулярный уровень позволил сформулировать общую программную установку для всех живых объектов (Докинз «Эгоистичный ген.»): максимально растиражировать свою информацию при необходимом обеспечении ресурсами, а также освоить новые территории, т.е. расселиться. В результате естественного отбора отбираются наиболее устойчивые и приспособленные к данным условиям обитания организмы. Исходя из этого положения удается объяснить поведение и животных в природе, и человека в социальной среде, его стремление к приобретению высокого статуса в обществе и т. п. Однако, объяснить развитие культурного аспекта социальной жизни с таких упрощенных естественнонаучных позиций все-таки весьма затруднительно.

Данные по анатомии ЦНС и физиологии ВНД.

Интересные данные, поддерживающие эволюционную теорию, были получены в анатомии и физиологии ЦНС (центральной нервной системы), а также по физиологии ВНД (высшей нервной деятельности) Развитие нервной системы в органическом мире показывает, как постепенно формируется способность организмов опосредованно (заблаговременно) адаптироваться (приспособиться) к изменениям внешней среды.

Важнейшим моментом в этом процессе является развитие способности накапливать все большее количество информации, и дальнейшая работа с ней. Возникновение у млекопитающих неокортекса со сложной шестислойной клеточной организацией, дало возможность изменять жесткие программы поведения. Возникает высшая нервная деятельность, которая опирается на информацию приобретенную при жизни данного животного.

Человек используя новую систему кодировки информации (вторая сигнальная система, письменность), накапливает еще больший объем информации.

Большая поверхность коры и общее увеличение объема мозга конечного мозга (большие полушария) дают возможность для моделирования окружающего мира и осознания себя в этом мире т.е., для абстрактного представления.

Следует отметить, что в коре больших полушарий формируются особые центры отвечающие за членораздельную речи и ее восприятие, а также центры управляющие способностью к письму и чтению знаковой записи. У человека наблюдается специализация в работе левого и правого полушарий, что увеличивает общие возможности более эффективной работы мозга в целом. Особенно значимым стало достижение человеком возможности работать творчески, что привело к изобретению орудий труда и других механизмов и объектов, не встречающихся в окружающем мире.

Изучение эмбриологического периода развития головного мозга, также представляет материал, подтверждающий его эволюционное происхождении. Сравнение разных эмбриологических стадий мозга человека с мозгом эмбрионов человекообразных обезьян, выявляет наиболее поздно образовавшиеся структуры головного мозга человека: увеличение лобных отделов, развитие специфических извилин, увеличение относительного объема мозга (цефализация), разрастание его поверхности — коры (кортиколизация). Таким образом, можно рассматривать отдельные структуры мозга специализированными на выполнения особых специфических для человека функций.

Особым направлением в физиологии ЦНС стало исследование механизмов памяти, поскольку именно возможность научения и запоминания является базой для развития особой человеческой психики. Используя различные методы: наблюдения за больными с травмами и с нарушениями памяти, модельные эксперименты на животных, особые цитологические приемы выявления проявлений процессов научения на молюсках (аплизия), поиски биохимических детерминант памяти, не удалось окончательно выяснить природу этого явления.

Но удалось показать, что процессы научения сопровождаются синтезом особых белков и определенными изменениями в устройствах передачи нервных импульсов с одной клетки на другую (синаптическая перестройка). Таким образом показана материальная основа психических процессов, связанных с научением и памятью, которые являются основой для развития человеческой личности.

Возникшая новая наука — кибернетика, оказала влияние на формирование новых взглядов в психофизиологии. Исходя из принципов кибернетики, объясняющих работу сложных систем, Анохин П.К. развил для объяснения физиологии ВНД теорию функциональных систем. Согласно этим представлениям, ЦНС обеспечивает саморегуляцию организма по принципу обратной связи, что создает сложное адаптивное поведение при постоянно меняющихся условиях. Эта теория объясняет и процесс постоянного совершенствования работы ЦНС, за счет научения, т.е. накопления новой информации.

Появление все более совершенных компьютеров, вызвало появление попыток провести аналогии человеческого мозга с искусственным интеллектом, однако в них не учитывается принципиальное отличие организации ВНД, построенной из многоуровневых более простых реакций, которые взаимодействуют на принципах иерархического подчинения (хотя наряду с произвольными есть и непроизвольные реакции), параллельной работы с многоканальной информацией, самосовершенствовании, что обеспечивает выбор принципиально новых стратегий. Возможно, в будущем этот подход даст положительные результаты.

Заключение.

Отмеченные направления в развитии психологии показывает, что окончательного понимания механизмов развития сознания у человека пока не достигнуто ни на уровне физиологии ни на уровне психологии. Но в целом удалось продемонстрировать, что человек, развиваясь первоначально под влиянием факторов естественного отбора, несет в своем строении, поведении и сознании черты биологического вида.

После возникновения особой социальной среды, она оказывает на эволюцию человека все большее влияние. Физиологические и анатомические признаки подверглись относительно небольшим изменениям (снизились среднестатистические значения силы, выносливости, хотя спортивные результаты все улучшаются, несколько увеличился средний рост, увеличилась продолжительность жизни). Наибольшие изменения связаны, по-видимому, со сферой социального поведения и с накоплением в течении жизни все большего объема информации.

Для более глубокого понимания особенностей современных условий направляющих эволюцию человека важно попытаться сравнить биологические системы и социальные системы, тем более, что влияние человека на биосферу в планетарном масштабе все возрастает.

Сравнительный анализ биологических и социальных систем, перспектива коэволюции.

1. Общие признаки живого. Способность к самовоспроизведению. Химический состав (в основе нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, жиры). Клеточный принцип строения. Обмен веществ. Адаптационная изменчивость. раздражимость. Способность к эволюции
2. Формирование нескольких уровней организации в органическом мире. Молекулярный, клеточный, тканевой, целостный организм, биогеоценотический, биосферный.
3. Понятие системы. Сложные системы наличие эмерджентных свойств, т. е. свойства присущие только целостной системе. Понятие обратной связи. Положительная, отрицательная и гомеостатическая обратная связь.
4. Характеристики биологических систем. Дифференцировка структур по выполняемым функциям. Способность к саморегуляции. Иерархическая организация.
5. Факторы действующие в биологических системах: абиотические, биотические, антропогенные.
6. Особенности эволюции в биосистемах, Причины усложнения биосистем, критерий устойчивости.
7. Особенности социальной системы., наличие особых факторов: переход от силовой конкуренции к договорному взаимодействию. Феномен государства его функции.
8. Эволюция социума, концепция цивилизационных революций. Неолитическая, земледельческая, промышленная, научно-техническая. Основные изменения в экономической системе и в политической организации.
9. Мировая система хозяйства. Основные этапы развития. Появление международного права. Влияние социальных наук.
10. Развитие концепции ноосферы. Вернадский, де Шарден.

Эволюция природных и социальных биосистем.

Характеристика биосистем.

Биологические системы относятся к разряду сложных, они состоят из большого числа переменных и стало быть большого количества связей между ними. Значительную помощь в изучении биосистем в настоящее время оказывает кибернетика — наука, изучающая сложные системы. Она возникла на стыке математики, техники и нейрофизиологии, и ее интересовал целый класс систем, как живых, так и неживых, в которых существовал механизм обратной связи. Основателем кибернетики по праву считается американский математик Н. Винер (1894-1964), выпустивший в 1948 году книгу, которая так и называлась «Кибернетика».

Трудности изучения данных систем связаны с тем обстоятельством, что чем спаяннее система, тем больше у нее так называемых эмерджентных свойств, т. е. свойств, которых нет у ее частей и которые являются следствием эффекта целостности системы. Поведение человека невозможно понять изучая только строение и функции его органов. Тоже относится и к работе живой клетки. К биосистемам можно отнести клеточную структуру, целый организм, биоценоз, биосферу Земли. Особым видом биосистемы является и социум, так как он образован из живых организмов.

Новый естественно-научный подход к изучению сложных систем связан с возникновением новой науки синергетики. Сначала она изучала химические процессы и были описаны неравновесные системы, которые возникают при внесении в них энергии (являются открытыми), а затем это принцип распространили и на биологические системы. Они также являются открытыми, поскольку используют поступающую солнечную энергию. Такие сложные системы способны к эволюционному развитию, они переходят от одной стадии относительной устойчивости к другой через особые точки (бифуркации), и при этом могут приобретать новые качества. Новые качества связаны с большей сложностью , дифференцировкой и упорядоченностью.

Биосистемы очень сложны по своему внутреннему устройству, что напоминает физические представление о строении вещества ( молекулы, атомы). При образовании одна система включает в себя долее мелкие системы. Такая структура наблюдается при рассмотрении разных уровней организации живой материи. Молекулы образуют клеточные компоненты, клетки образуют отдельные органы, функционирующие часто в виде систем, которые входят в состав целостного организма с разной степенью сложности. Организмы различные по принципу питания и уровню эволюционного развития составляют в конкретных условиях обитания сложные биогеоценозы. Глобальный планетарный уровень представлен единой биосферой. Под биосферой, понимается тонкая оболочка Земли, в которой все процессы протекают под прямым воздействием живых организмов. Биосфера располагается на стыке литосферы, гидросферы и атмосферы, располагаясь в диапазоне от 10 км в глубь Земли до 33 км над Землей. Наконец социум состоит из отдельных социальных групп различающимся по своим целям, образу жизни и т. д.

Сравнивая свойства живых объектов разных уровней организации можно выявить различия и сходства между ними. Не на всех из этих уровней можно отметить присутствие всех признаков живого организма. Способностью к самовоспроизведению обладают только молекулы ДНК и РНК, клетки одноклеточных организмов и некоторые клетки сложных организмов, и конечно целостные организмы разной сложности. Общим свойством для всех является состав из органических соединений, на всех уровнях начиная с клеточного совершается обмен веществ, в биогеоценозах и в биосфере этот обмен имеет форму круговорота. Все биосистемы способны к адаптивной изменчивость, которая наиболее успешно выполняется целостным организмом. Более сложные организмы обладают более высоким уровнем адаптации, т.е. изменения происходят не только при непосредственном изменении условий обитания, но заблаговременно до соответствующих прямых воздействий. Следует отметить также способность всех живых объектов развиваться во времени — эволюционировать.

Другая группа признаков связана с внутренней организацией живых объектов, это свойства их внутренних функциональных структур. Прежде всего это дифференцировка функций, что создает возможности повысить эффективность их работы: на молекулярном уровне хранение информации, ферментативная активность и т.п. выполняется разными молекулами. Внутреннее строение клетки представлено разными органеллами, которые несут функции синтеза, обеспечения клетки энергией, хранения готовых веществ, ее воспроизведения. В отдельном организме, по мере повышения его эволюционного уровня, формируются все более разнообразные системы органов, выполняющих трофическую, защитную, двигательную, проводящую и многие другие специальные функции. В биоценозах и биосфере организмы дифференцируются прежде всего по типам питания: автотрофные, гетеротрофные, среди которых выделяются травоядные, хищники, сапрофиты, паразиты. Такая специализация формирует трофические (пищевые) цепи питания. В обществе отмечается все более глубокая специализация по видам выполняемой деятельности, благосостояния и т.д.

Все биосистемы способны к саморегуляции за счет взаимодействия между отдельными структурами по принципу обратной связи. Поведение системы может усиливать внешнее воздействие: это называется положительной обратной связью. Если же оно уменьшает внешнее воздействие, то это отрицательная обратная связь. Особый случай — гомеостатические обратные связи, которые действуют, чтобы свести внешнее воздействие к нулю. Пример: температура тела человека, которая остается постоянной благодаря гомеостатическим обратным связям. Таких механизмов в живом теле огромное количество.

Свойство системы, остающееся без изменений в потоке событий, называется инвариантом системы. Наиболее согласовано работает целостный организм, например, одна из основных функций нервной системы — обеспечить согласованную работу внутренних органов, а также внести коррективы в их работу при адаптации на воздействии внешних стимулов. В биоценозах тесная корреляционная связь наблюдается в численности жертвы и хищника, ослабленных хозяев и паразитов и т.п. В биосфере, довольно устойчивой на протяжении миллионов лет, отмечаются тревожные симптомы связанные с загрязнением среды человеком. В природных сообществах отходы одних организмов утилизируются другими, но человек создал новые синтетические материалы, слабо разлагаемые живыми организмами, и резко увеличил выброс углекислого газа при сжигании топлива. Государственное устройство отдельных территорий также обладает различной по времени стабильностью, за счет прежде всего хозяйственных связей, правовой регламентации отношений, а также благодаря становлению морали.

Хотя отдельные элементы биосистем разных уровней существуют в неразрывном единстве, их значимость для целой системы не одинаковая, что выражается в иерархическом принципе их взаимодействия. Наиболее значимой на молекулярном уровне являются молекулы ДНК, в клетке эукариот это аналогично ядерной структуре, в организме главенствующую роль, начинает с определенного уровня, начинает играть нервная система (управляющая функция), в биоценозах ключевое значение имеют растения (автотрофы — производители первичной биомассы), в биосфере все более значимую роль начинает играть человек. В обществе регулирующую роль играет государство, которое выполняет все большее количество функций по мере исторического развития.

Особо следует отметить, что при развитии систем происходит накопление информации. Сначала она записывается в нуклеиновых кислотах, затем в нейронных сетях нервной системы, при развитии разносторонних взаимоотношений между животными возникают сигнальные системы передающие информацию на расстоянии, у человека наиболее важной становится звуковая коммуникация, и формируется вторая сигнальная система, а позже письменность и компьютерная форма записи. Способность фиксировать и использовать все больший объем информации обеспечивает более совершенную адаптацию к условиям среды, что привело на определенном этапе развития человека к переходу его на качественно новый уровень взаимоотношения с природой.

Для выявления особенностей социальной системы и изучения ее взаимодействия с природной средой, необходимо сначала охарактеризовать природные системы, создающие среду обитания человека. Эту задачу выполняет сравнительно молодая наука — экология. В буквальном смысле слово «экология» означает науку о «доме». Этот термин предложил Э. Геккель еще в 1866 году, но основное развитие этой науки произошло в ХХ веке, и ее значение, очевидно, будет все возрастать, поскольку возрастает угроза загрязнение окружающей среды в масштабах опасных для жизни людей.

Современная экология разделяется на аутоэкологию, которая исследует взаимоотношение отдельных видов со средой, и синэкологию, которая изучает сообщества организмов. Относительно устойчивые сообщества растений и животных, обитающие на определенных территориях получили название биогеоценозов (экосистем). Для них характерно наличие устойчивых трофических связей и высокая адаптация к данной среде обитания. Большой вклад в изучение биогеоценозов внес русский ученый — академик В.Н. Сукачев, он и предложил этот термин. Ему удалось создать подходы к классификации разных биогеоценозов, которые основаны на геоботанических описаниях растительных видов в определенных условиях рельефа и климата.

Животный мир в сообществах определяется наличием первичной биомассы, произведенной всей совокупностью зеленых растений. Суммарно они поглощают около 9% солнечной энергии, достигающей земной поверхности, и 1% ее превращают в энергию химических связей органических соединений. Для построения органических веществ растения используют прежде всего углекислый газ и воду, а также некоторые соли, содержащиеся в почве, поставляющие азот, фосфор, серу, калий, натрий и некоторые другие элементы. Вода под действием света и растительных ферментов разлагается на кислород, который выделяется в атмосферу, и водород, который служит восстановлению углерода. Атомы углерода, соединяясь между собой, создают каркас органических веществ. (углеводов). Из углеводов при введении азота синтезируются аминокислоты (мономеры белков), из них азотистые основания и нуклеотиды (мономеры нуклеиновых кислот). Из углеводов образуются глицерин и жирные кислоты, основа для липидов.

Животные используют уже готовые органические вещества растений или других животных, они разрушаются при посредстве кислорода, давая энергию для жизнедеятельности и материал для создания собственного тела. Органические соединения при неполном расщеплении создают мономеры для создания органических полимеров характерных для конкретного организма. Их синтез определяется информацией записанной в ДНК. Между собой животные образуют пищевые цепи, и в целом все живые организмы составляют экологические пирамиды. Количество уровней в этих пирамидах ограничено 5-6 , поскольку при трансформации органических соединений в пищевых цепях происходит потеря энергии: только 10-20% ее сохраняется на следующем уровне.

После гибели всех живых организмов их биомасса разлагается (минерализуется) посредством микроорганизмов, что после многоступенчатых этапов (анаэробных и аэробных) приводит к исходным соединениям: углекислому газу и воде. Возникают при этом и некоторые газообразные продукты: метан, аммиак, сероводород, закись азота, молекулярный азот, а также минеральные соли, необходимые растениям. Таким образом в естественных экосистемах не происходит накопления токсических для живых организмов веществ, что наблюдается в искусственных условиях. Однако, в отдаленные геологические эпохи органическая масса, не подвергшаяся окончательному окислению, образовала топливные ресурсы (уголь, нефть, газ).

Круговорот веществ в природе построен на взаимодействии всех живых организмов и создает в планетарном масштабе единую биосферу, которая самоподдерживается уже на протяжении многих миллионов лет. Это единая глобальная биосистема в современных условиях в значительной степени находится под влиянием человеческой деятельности. Учение о биосфере было разработано замечательным русским ученым В.И. Вернадским в первой половине ХХ, хотя сам термин был предложен еще Ж.Б. Ламарком. Вернадский основал новую науку — биогеохимию, связавшей геологические процессы с жизнедеятельностью организмов, населяющих Землю, выявил единый процесс преобразования энергии и круговорота веществ в биосфере, указал на основные факторы действующие в ней.

Основные факторы действующие в биосфере и в отдельных биогеоценозах разделяются на две группы: связанные с климатом и рельефом — абиотические (освещенность, температура, влажность) и связанные с живыми организмами — биотические. В настоящее время выделяют антропогенные факторы, вызванные деятельностью человека.

Биотические факторы более многообразны, прежде всего отношения: жертва- хищник, хозяин — паразит, эти связи были изучены первыми и составлены для их описания соответствующие математические модели. Но существуют еще конкуренция внутри и межвидовая за ресурсы питания, территорию, а также взаимовыгодные взаимосвязи: межвидовые (симбиоз, комменсализм) и внутривидовые, которые благоприятны для членов группы (образование стаи, коллективная охота или оборона). Соответственно этим отношениям вырабатывается и особое поведение, позволяющее обеспечить коммуникацию в группах. Взаимосвязи, в целом, стабилизируют систему, например, при уничтожении хищников среди травоядных распространяются эпидемии. Присутствие травоядных (в определенных пределах) стимулирует рост травостоя, и т.п. Поэтому наблюдается коэволюция т.е. взаимообусловленная эволюция организмов в экосистемах.

В зависимости от устойчивости систем во времени, различают более стабильные (климаксные) система и быстро меняющиеся (сукцесси), которые возникают при нарушении системы, что в последствии может привести к новой устойчивой системе или к восстановлению старой. В целом отмечается большая стабильность у более старых (прошедших более длительную эволюцию) и более сложных систем. Наблюдаются и периодические (циклические) возмущения. Например так называемые волны жизни, которые связываются с увеличением поступления энергии из космоса при усилении солнечной активности. Изменение климата планеты в целом, также приводит к смене экосистем. Об этой эволюции свидетельствует палеонтологическая летопись Земли. Новым фактором стал человек и его деятельность на планете.

Человек, появившись около 100 тыс. лет назад, осваивая все новые территории (ойкумена), создал искусственные экосистемы. В них он выращивает сравнительно небольшой набор растений и животных. Новым фактором является также создание мощной промышленности, что привело к вовлечению новых элементов (прежде всего металлов), и сжиганию массы топлива для получения электроэнергии, при использовании транспорта в металлургии и т.п., что угрожает стабильности экосистемы. Важной проблемой стало накопление бытовых, промышленных и радиоактивных отходов, имеющих токсические свойства. Таким образом экологическая проблема стала глобальной проблемой человечества, и от ее решения зависит жизнь человека на Земле, Возможна ли совместная коэволюция природной и социальной систем? Решение этого вопроса, по-видимому, возможно при анализе развития социума и факторов, действующих на его эволюцию.

Основные этапы развития социума.

Способность человека выполнять целенаправленную предметную деятельность стала основой для развития качественно новой социальной системы. Эволюция социума демонстрирует все более глубокую дифференцировку людей в обществе по функциям и социальной значимости, при этом меняется характер взаимодействия человека и природной среды. При переходе от собирательства к добыче, а затем, и к производству жизнеобеспечивающих ресурсов, наиболее значимыми становятся не биотические факторы, а факторы связанные с техническим прогрессом и политической организацией на данной территории. Наиболее удачной и общепринятой классификацией этапов развития социума стало выделение цивилизационных революций: неолитической, земледельческой, промышленной, научно-технической, где главное внимание уделяется экономике (способ производства). Более простая типология представляет только три стадии: доиндустриальную, индустриальную и постиндустриальную (Д. Белл, США).

Существуют и иные подходы к социальной эволюции. Выделение общественно-экономических формаций основывается на политическом разделении общества на классы в процессе производства при разном отношении к собственности (К. Маркс). При более обобщенном подходе, в зависимости от социальной дифференцировки, все общества делятся на простые, где нет расслоения, и сложные — с несколькими уровнями управления, а также с расслоением населения по уровню доходов. Археологи, обнаруживая на раскопках разнообразные орудия труда отмечают исторические эпохи на основании преобладающего материала, используемого для их изготовления: каменный век, бронзовый и железный века.

Так или иначе все авторы выделяют отдельные особые этапы в эволюции социума. Отмечая временные границы разных этапов, можно выявить закон ускорения истории: на каждую последующую стадию уходит меньше времени, чем на предыдущую. Однако на разных территориях прохождение разных этапов характеризуется разной скоростью, что проявляется прежде всего в уровне технического прогресса. На каждом из этапов можно отметить успехи в производстве (экономике) и в государственном устройстве, а также выделить и некоторые другие аспекты: рассмотреть накопление знаний (науки), развитие идеологии, морали, искусства и т.п.

Представляя социум как систему, легко обнаружить все большее усложнение его организации. Наиболее мелкой структурой выступает семья, в процессе производства возникают предприятия или фирмы, более или менее крупные, населения отдельных территорий оформляется в государство с разветвленной системой разных учреждений, государства создают межгосударственные и международные союзы, При этом возрастают многосторонние связи человека и общества, глобальными становятся средства коммуникации, все большую роль начинает играть информация. Некоторые авторы выделяют последний этап, как информационную революцию. Под воздействием социальной эволюции меняется и человек, в меньшей степени — его анатомия и физиология, а в большей — его психология, что проявляется в сознании и поведении, которое находится под контролем общества.

На самом начальном этапе эволюции человек, подобно остальным живым организмам биогеоценоза, находился под влиянием как абиотических факторов среды, которые определяются климатом и рельефом местности, так и биотических факторов, связанных с взаимодействием с другими видами (дающими питание, хищниками, паразитами). Его численность была определена возможностями экологической ниши, в которой он находился, а эволюция шла под действием естественного отбора. Способ обеспечения жизненными ресурсами постепенно переходил от собирательства к все более активным и сложным способам охоты. Общество того периода было простым, и просуществовало около ста тыс. лет.

Следующий этап характеризуется развитием производственной активности, связанной с скотоводством и огородничеством, что в дальнейшем привело к земледельческой революции и оседлому образу жизни. На этом этапе формируется качественно новая государственная система. Она возникла для выполнения прежде всего следующих функций: оформления территории и регламентации отношений между людьми. Первые законы выбивались на камнях. Создав внутреннюю стабильность за счет государственного устройства, население таких территорий смогло осуществить экспансию на новые районы, что соответствует успеху биологической программы.

Постепенно все большие количество народов переходило к государственному устройству, что диктовалось прежде всего угрозой внешнего вторжения. Первые древние государства возникли в условиях теплого климата, что было благоприятно для земледелия. Выращивание зерновых, выдерживающих длительное хранение, было экономической основой этих цивилизаций. На Востоке складывались относительно крупные государства, как бы вписанные в естественные границы что создало условия для более консервативной тенденции в развитии. Европейская цивилизация, возникшая на берегах Средеземного моря, после распада Римской империи создала мелкие государства. Они постоянно конкурировали между собой, что способствовало техническому прогрессу, особенно в вооружении. Отдельные территории, находясь на транзите торговых путей, получили особое преимущество (Италия), другим пришлось искать новые пути на Восток (Португалия, Испания). В результате были открыты новые территории с населением сильно отставшим в техническом оснащении. Начиная с эпохи Великих географических открытий, европейцы ведут колониальную экспансию на новую территорию.

Государственное устройство, которое относится к рабовладельческой и феодальной общественно-экономической формации, жестко закрепляло деление общества на иерархические группы, регламентируя поведение людей, что являлось фактором стабильности. Но технический прогресс развивался более активно в условиях большей свободы предпринимательской деятельности, при наличии конкурентной среды. Такая ситуация возникла в свободных городах средневековой Европы. На базе развитого ремесленного и мануфактурного производства возникли машины (станки). Человек уже не зажимает орудие труда в своей руке. Машины обеспечивают массовое производство. После промышленной революции глубокие изменения происходят и в государственном устройстве.

Буржуазное государство признает равное правовое положение людей в обществе, но не преодолевает материального неравенства, основанного на частной собственности, сохраняется и его иерархическое построение. Политические деятели и крупнейшие собственники определяют политику государства, но на ситуацию уже оказывают значительное влияния профсоюзные организации и политические партии, что приводит к созданию социальной защиты для малоимущих. Возникают отдельные периоды демократического правления (выборная власть, наличие политических свобод), но угроза диктатуры остается и сейчас.

Накопление информации в социуме привело к появлению особой деятельности. Сначала при монастырях, а позже при теологических университетах появились профессионалы, переписывающие и изучающие письменные документы, так создается основа для возникновения научной деятельности. В Х1Х а особенно в ХХ веке именно научный прогресс определяет техническое развитие. Этот период назван научно-технической революцией.

На основе развития экономики и социологии сделана первая попытка построения государственной системы на основе теоретических разработок. Однако, недостаток глубоких знаний о психических основах поведения человека (эгоистическая стратегия, как базовая, имеет для основной массы большую стабильность), не позволил добиться при социалистическом типе государства высокой производительности труда, а следовательно, и высокого уровня жизни. Это привело, в конечном итоге, к реставрации экономической системы основанной на частной собственности. Большое значение также имело снижение конкуренции при распределительной системе, что снизило темпы технического прогресса в отраслях экономики не связанных с созданием оружия (товары потребительского рынка). Военный промышленный комплекс (ВПК), оставаясь в состоянии конкуренции на международном уровне, сохранил высокие темпы технической эволюции. Втягивание все большего количества ресурсов в военное производство постепенно подтачивало экономику социалистической системы. Все перечисленные факторы привели к распаду социалистической системы. Угроза коммунистического режима способствовала развитию демократии в странах капитализма, что положительно сказалось на стабилизации социальной ситуации в развитых странах.

Важным достижением ХХ века стало появление международного права, которое регламентирует отношения между странами на договорной основе, препятствуя военным конфликтам. Организация Объединенных Наций стала гарантом международного права и самой влиятельной мировой политической силой. В структуре этой организации работает и система поддержки науки, вырабатывается научно-обоснованная стратегия устойчивого развития. Эта стратегия предусматривает отказ от силового решения конфликтов не только между странами, но и внутри отдельной страны. В ней отданы приоритеты сохранению окружающей среды.

В целом можно отметить, что на скорость эволюции в социуме на ранних этапах влияли как абиотические (климат, рельеф), так и биотические (наличие удобных для одомашнивания растений и животных) факторы, аналогично природным экосистемам. В дальнейшем ведущими факторами становятся технический прогресс и социальное устройство, которое определяет переход от силового взаимодействия к договорному (внутри страны и на международном уровне), что повышает устойчивость общества. Эти факторы являются специфическими для социальной системы. Однако технический прогресс и наиболее оптимальная государственная организация формируются в результате конкуренции, как внутри экономической и политической системы отдельной страны, так и при конкуренции между отдельными странами. На современном этапе эта конкуренция от силовой стратегии переходит к договорной, но экономическое неравенство способствует сохранению неравноправных отношений при взаимодействии стран на мировом рынке. Это приводит к перераспределению доходов в пользу более развитых стран и сохранению бедности в отсталых, при их формальной политической независимости. Такая ситуация не позволяет избежать конфронтации между странами в политике. Таким образом, пока уйти от общей схемы функционирования биосистем социуму не удается.

Дальнейший прогресс, по видимому, указан в работах Вернадского и де Шардена, в которых формулируется разработка разумной, т.е. осознанной и научно-обоснованной стратегии развития, которая контролируется коллективно на международном уровне. Возникает как бы единая планетарная государственная система аналог биосферы., названная Вернадским ноосферой — сферой разума. Однако, теоретические разработки не дают полной картины и окончательного решения вопроса о эволюции социума, по-видимому. пока еще нет.