Биологический уровень организации материи

Важнейшие открытия 19 –20 веков в области биологии, которые легли в основу современной биологии.

Биология возникла и долгое время существовала как описательная наука, осуществлявшая анализ и классификацию огромного эмпирического материала. Современная биология использует генетический и системно-структурный подходы. Особенностью современной биологии является ее тесная связь с другими науками, с практическими нуждами решения экологических, медицинских, социальных, экономических и др. проблем.

Величайшим открытием является предложенная Ч. Дарвиным теория эволюции живой природы (1859 г. «Происхождение видов путем естественного отбора»).

Грегор Мендель в XIX веке открыл закон наследственности, показал, что наследование признаков происходит дискретно и что рецессивные мутации не исчезают, а сохраняются в генофонде популяции и проявляются через поколение.

В 1900 г. законы наследственности были вновь открыты Х.де Фризом (Голландия), К. Корренсом (Германия) и Э.Чермаком (Австрия). Х. де Фриз предложил теорию мутаций.

В 1920-е гг. А. Вейсманом, Т.Х. Морганом, А. Стертевантом, Г.Дж. Меллером была разработана хромосомная теория наследственности.

В 1940-е гг. была открыта нуклеиновая природа гена. В 1944 г. американец О. Эвери и его сотрудники установили, что носителем наследственной информации является ДНК, а в 1953 г. Д.Уотсон и Ф.Крик расшифровали ее структуру- двойную спираль. Выяснилось, что свойство самоудвоения молекул ДНК является основой механизма наследственности.

В последующие годы была установлена зависимость синтеза белков от состояния генов, расшифрована аминокислотная последовательность многих белков.

В 1970-е г. сложилась генная инженерия (технология рекомбинантных ДНК) - на основе синтеза методов молекулярной биологии и генетики. В 1978 г. методами генной инженерии был синтезирован инсулин - белок, позволяющий бороться с диабетом.

С 1980-х гг. проводятся успешные опыты по клонированию животных (от греческого klon – побег, ветка) – точному воспроизведению организма.

В 1997 г. появилась овечка Долли. Клонирование человека законодательно запрещено во многих странах. (Время от времени появляются публикации, свидетельствующие о нарушении этого запрета).

ДНК, геном человека

Молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) находятся в хромосомах ядер клеток и являются носителями наследственной информации. ДНК состоит из двух спаренных полинуклеотидных цепочек, закрученных в спираль. Звеньями ДНК являются нуклеотиды (соединения азотистого основания, сахара и остатка фосфорной кислоты). Азотистые основания аденин (А), тимин (Т), цитозин (Ц), гуанин (Г) цепочек связаны комплементарно: А-Т, Ц-Г. Ген - участок ДНК, служащий матрицей для синтеза одного белка.

В 1988 г. была создана международная организация «Геном человека», задачей которой была расшифровка генома – совокупности генов, сосредоточенных в единичном наборе хромосом данного организма. В 2003 г. эта программа была практически завершена. Оказалось, что в геноме человека от 30 до 40 тыс.генов (вместо предполагавшихся ранее 80 – 100 тыс.). Это ненамного больше, чем у червяка (19 тыс. генов) или мухи-дрозофилы (13,5тыс.).

Для использования новых знаний в фармакологии нужны новые технологии, которые появятся в ближайшие десятилетия.

Особенности биологического уровня организации материи.

Одно из определений жизни (М.В.Волькенштейн): «Жизнь есть форма существования макроскопических гетерогенных открытых сильнонеравновесных систем, способных к самоорганизации и самовоспроизведению».

Свойства живых систем:

a) макроскопичность (состоят из большого числа атомов);

b) гетерогенность (образованы из множества разных веществ);

c) открытость – происходит непрерывный обмен веществом, энергией и информацией с окружающей средой;

d) сходство химического состава, 6 органогенов: C, O, H, N, P, S;

e) живые системы содержат совокупность биополимеров, не характерных для неживых систем;

f) раздражимость - реакции на информацию, воздействие извне;

g) дискретность – состоят из отдельных взаимодействующих элементов;

h) цельность – все элементы функционируют вместе со всей системой.

Структурные уровни организации живых систем (концепция структурных уровней живого включает представление об их иерархической соподчиненности):

1) молекулярно-генетический (здесь совершается скачок от неживой материи к живой; вирусы - мельчайшие бесклеточные организмы - на границе живой и неживой материи);

2) клеточный (клетка - мельчайшая элементарная живая система - первооснова строения, жизнедеятельности и размножения организмов; клетки без ядер – прокариоты, с ядрами - эукариоты);

3) тканевый (совокупность клеток с одинаковым уровнем организации образует живую ткань);

4) онтогенетический или организменный (система совместно функционирующих органов образует организм; на этом уровне проявляется большое разнообразие живых систем);

5) популяционно-видовой (образован совокупностью видов и популяций; популяция - совокупность организмов одного вида, обладающих единым генофондом; вид – совокупность скрещивающихся организмов; на этом уровне реализуется биологический эволюционный процесс);

6) биогеоценотический (биогеоценоз - исторически сложившееся устойчивое сообщество популяций, связанных между собой и с окружающей средой обменом веществ);

7) биосферный (совокупность биогеоценозов составляет биосферу Земли).

4 Как особый уровень организации материи, человеческое общество существует благодаря деятельности людей и включает в качестве обязательного условия своего функционирования и развития их духовную жизнь. Взаимодействие с окружающей природой, осуществляемое человеком в его практике, представляет собой не просто потребление вещества природы, которое преобразуется человеческой деятельностью. Само это преобразование опирается на законы развития мира и может быть представлено как реализация маловероятных для естественной природной среды линий ее развития.

Большинство предметов и процессов искусственно созданной человеком «второй природы» не могут самопроизвольно возникать в нашей Метагалактике. Природа не создала ни колеса, ни автомобиля, ни ЭВМ, хотя какие-то, иногда отдаленные, их аналоги можно обнаружить среди объектов естественной природной среды. Самосборка автомобиля или счетной машины на полупроводниках в самой природе без человека неосуществима, но как воплощение в материал природы человеческих целей, как опредмечивание человеческого духа эти объекты обретают реальное бытие. Эволюция создаваемой человеком искусственной природной среды есть особая линия развития материи, возможная только в рамках человеческого общества.

В человеческой жизнедеятельности как бы сталкиваются различные линии саморазвития материи: с одной стороны, естественная эволюция неживой и живой природы, с другой — искусственная, только в обществе реализуемая эволюция материи. Причем вторая, возникающая благодаря человеческой деятельности линия эволюции материи реализуется не только в формах развивающейся предметной среды, которую создает человек в процессе производства, но и в форме развития самого человека, который развертывает свои природные возможности, строит новые разнообразные формы общения и социальных отношений и в этом процессе изменяет самого себя.

Понимание истории человечества как особого этапа грандиозного развития материи ставит интереснейшие мировоззренческие проблемы возможности существования иных цивилизаций, путей их развития, космического будущего человечества. Эти проблемы имеют общекультурный смысл и обсуждаются в философии. Научное мировоззрение современной эпохи расширяет масштабы понимания человеческого бытия, а развитие научной картины мира дает новый и подчас неожиданный материал для философских размышлений над вечными мировоззренческими вопросами о месте человека в мире и о будущем человечества.