Современные философские проблемы экологии, биологических
реклама
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ» УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе профессор П.Б. Акмаров ____________________ «____»______________2011 г. Александр А. Сергеев Алексей А. Сергеев Современные философские проблемы экологии, биологических и сельскохозяйственных наук Курс лекций Учебное пособие Ижевск ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА 2011 УДК 101.1(075.8) ББК 87.251Я73 С 32 Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями программы кандидатских экзаменов «История и философия науки» («Философия науки»), одобренной Президиумом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования России и утвержденной приказом Минобразования России от 17.02.2004 г. № 697. Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, протокол № 4 от 4 октября 2011 г. Рецензенты: С.Д. Батанов – д-р с-х. наук, профессор, заведующий кафедрой ТППЖ ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА; Н.А. Печерских – д-р филос. наук, профессор, заведующий кафедрой культурологии ГОУ ВПО ИжГТУ Сергеев, А.А., Сергеев А.А. С 32 Современные философские проблемы экологии, биологических и сельскохозяйственных наук. Курс лекций : учебное пособие / А.А. Сергеев, А.А. Сергеев – Ижевск : ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2011. – 236 с. В учебном пособии изложен в доступной форме материал, который соответствует программе кандидатского минимума по философии науки. Предназначено для аспирантов и соискателей, готовящихся к сдаче кандидатского минимума по истории и философии науки. В пособии содержится материал, который необходим для лиц, специализирующихся по сельскохозяйственным наукам, а также для студентов, изучающих курс философии, и всех интересующихся философскими проблемами наук о природе. УДК 101.1(075.8) ББК 87.251Я73 © ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2011 © Сергеев А.А., Сергеев А.А., 2011 2 Содержание Предисловие............................................................................................... 6 Тема 1. Сущность и специфика философско-методологических проблем биологии .................................................................................... 8 1. Введение в биологию ............................................................................ 8 2. Этапы развития биологии..................................................................... 10 3. Биология на рубеже ХХ и ХXI вв....................................................... 13 4. Философия и биология ......................................................................... 14 5. Биология и социальная жизнь .............................................................. 18 Тема 2. Возникновение жизни .............................................................. 27 1. Природа как среда возникновения жизни .......................................... 27 2. Представления о возникновении жизни ............................................. 28 3. Современные представления о происхождении жизни .................... 34 Тема 3. Понятие жизни в современной науке и философии........... 41 1. Философский взгляд на живую материю ........................................... 41 2. Отражение как всеобщее свойство материи и его актуальность для существования живых форм .................................................................... 44 3. Признаки живой материи и её отличие от неживой .......................... 46 4. Жизнь – специфическое природное явление...................................... 49 5. Критерии жизни .................................................................................... 53 6. Свойства жизни ..................................................................................... 55 7. Структурные уровни живого ............................................................... 58 Тема 4. Специфика развития законов живой природы .................. 62 1. Характеристика общих законов развития живой природы .............. 62 2. Основной закон живой природы (жизни) ........................................... 63 3. Характер действия общих законов развития живой природы.......... 64 4. Пути преодоления противоречий в живой природе .......................... 67 5. Отношение законов развития живой природы к законам развития неорганического мира и человеческого общества................................. 69 6. Проблема вида и видообразования в современной биологии .......... 72 7. Видовая специфика как выживание качественной определенности в живой природе ........................................................................................ 73 Тема 5. Противоречия в живой природе ............................................ 75 1. Сущность, формы, характер противоречий в живой природе ......... 76 2. Роль перенаселения в развитии противоречий растительности и условий её местообитания..................................................................... 79 3. Взаимодействие со средой единичных организмов и популяций Животных ................................................................................................... 81 Тема 6. О диалектике взаимоотношений организма и среды ........ 86 1. Организм и среда ................................................................................... 86 2. Принцип детерминизма и проблема целесообразности в живой природе ....................................................................................................... 90 3. Обмен веществ – основа единства организма и среды ..................... 93 4. Классификация взаимосвязей организмов со средой ........................ 94 3 Тема 7. Эволюция .................................................................................. 98 1. Проблема эволюции в науке и философии....................................... 98 2. Основные факторы и движущие силы эволюции по Ч. Дарвину .. 103 3. Недарвиновские теории развития живой природы.......................... 105 4. Наиболее важные из эволюционных учений ................................... 106 5. Становление и развитие генетики. Молекулярная биология ......... 107 6. Синтетическая теория эволюции ....................................................... 109 7. Современные представления об эволюции ...................................... 113 8. Стратегия жизни .................................................................................. 115 9. Эволюция живых организмов ............................................................ 118 10. Эволюция человека и человечества ................................................ 122 11. Основные законы и формы эволюции ............................................ 123 Тема 8. Учение о биосфере и ноосфере.............................................. 125 1. Понятие биосферы .............................................................................. 125 2. Структура и функции биосферы........................................................ 128 3. Живые организмы (живое вещество) ................................................ 129 4. Биотический круговорот .................................................................... 130 5. Эволюция химических соединений на Земле .................................. 130 6. Эволюция биосферы ........................................................................... 131 7. Биоценоз и биогеоценоз ..................................................................... 133 8. Ноосфера. Биогенез и ноогенез ......................................................... 134 Тема 9. Происхождение человека....................................................... 138 1. Место человека в системе животного мира ..................................... 138 2. Эволюция жизни человека ................................................................. 138 3. Антропосоциогенез ............................................................................. 140 4. Происхождение человека ................................................................... 141 Тема 10. Человек и природа ................................................................ 148 1. Природные основы общественной жизни ........................................ 148 2. Географический детерминизм и геополитика .................................. 150 3. Единство природного и социального бытия человека .................... 152 4. Природа как естественная основа жизни и развития общества ..... 156 5. Исторические типы взаимодействия природы и человека ............. 158 6. Среда обитания человека.................................................................... 160 7. Природа как основа жизнедеятельности человека .......................... 162 8. О единстве человека и природы ........................................................ 163 9. Демографический фактор ................................................................... 166 Тема 11. Человек, общество и экология ........................................... 168 1. Противоречия во взаимоотношениях природы и общества ........... 168 2. Глобальные проблемы современной экологии ................................ 169 3. Общая экология ................................................................................... 170 4. Современная концепция экологии .................................................... 171 5. Естественные науки и экология......................................................... 174 6. Экология человека .............................................................................. 175 7. Человек как объект действия экологических факторов .................. 177 4 8. Антропогенные экологические системы .......................................... 178 9. Роль антропогенных факторов в эволюции видов и биогеоценозов .......................................................................................... 181 10. Пути воздействия человечества на природу. Экологический кризис ....................................................................................................... 182 11. Человек и космос ............................................................................... 184 12. К новому экологическому сознанию .............................................. 186 13. Пути решения глобальных экологических проблем ..................... 187 14. Научно-техническая революция и глобальный экономический кризис ....................................................................................................... 191 15. Перспектива создания экологического общества .......................... 192 16. Биоэтика и поведение человека ....................................................... 194 Тема 12. Философские вопросы развития агрономии ................... 198 1. Земледельческое производство как объективный процесс и результат активной деятельности земледельца ................................ 198 2. О соотношении философии и агрономии ......................................... 203 3. О диалектическом содержании и практическом использовании объективных законов земледелия.......................................................... 206 4. Анализ конкретной ситуации в земледелии ..................................... 210 Тема 13. Философские вопросы животноводства .......................... 214 1. Непрерывность развития животных.................................................. 217 2. Неравномерность развития животного ............................................. 222 3. Корреляция и интеграция в развитии ............................................... 223 Заключение .............................................................................................. 227 Глоссарий ................................................................................................. 229 Литература ............................................................................................... 234 5 Предисловие В производственной деятельности человека возникает немало проблем, особенно в области аграрного производства, поскольку это взаимодействие с живой природой – в биосфере, биогеосфере и создание ноосферы. Поэтому с неизбежностью встал вопрос о принципах взаимоотношения человека, общества и природы в специфических условиях создания «второй природы» в условиях сельскохозяйственного производства. Земледелие и животноводство, обслуживающие их ремесло и промышленность, изменение направленности развития культурных растений и животных с заранее заданными и необходимыми для человека параметрами поставили перед философией и наукой новые проблемы. Молекулярная биология, генная инженерия, селекция и семеноводство с каждым фундаментальным открытием в процессе практического использования ставят такие нравственные проблемы, которые не дают однозначного решения. В данных материалах рассматривается мировоззренческая и методологическая роль философии при решении экологических, биологических и аграрных проблем. Рассматривается история биологии в ракурсе смены мировоззренческих систем, в связи с изменением представлений о живой природе как следствии фундаментальных открытий. Последовательно излагаются условия возникновения, эволюция, признаки жизни, представления о биосфере, условия возникновения человека, антропогенез и некоторые его теории. Рассматриваются принципы взаимодействия человека и природы, возникающие при этом экологические проблемы и их философское осмысление. При этом встают новые аспекты биосферы и ноосферы, как биоэтика, которые также рассматриваются в данных материалах. Если в основном курсе освещаются вопросы развития и содержания науки в целом, то в предлагаемых материалах рассматриваются философские вопросы естествознания, раскрываются наиболее актуальные проблемы, стоящие перед человечеством и решаемые современной наукой, выдвигаются гипотезы, которые философски осмысливаются и обобщаются. В пособии уделяется место обсуждению сельскохозяйственных проблем в современной науке и философии. Рассматривается влияние научно-технического прогресса на земледелие и животноводство, специфическая роль науки в их развитии, особенности практической деятельности и место объективных условий и субъективного фактора, их взаимосвязь в аграрном секторе общественного производства. Учебное пособие предназначено для оказания помощи аспирантам и соискателям в сдаче экзамена кандидатского минимума, в научной работе специализирующимся по различным направлениям биологических сельскохозяйственных наук. Оно написано на 6 основании материалов книг, учебных пособий, приведенных в списке литературы в конце пособия. Тематика пособия максимально приближена к требованиям Программы кандидатских экзаменов «История и философия науки» («Философия науки»), одобренной Президиумом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования РФ и утвержденной приказом Минобразования РФ № 697 от 17.02.2004 г. 7 Тема 1. Сущность и специфика философскометодологических проблем биологии 1. Введение в биологию Естествознание – наука о явлениях и законах природы. Современное естествознание изучает природу с помощью таких наук, как физика, химия. Но ближе всего уму и сердцу современного человека становится биология, изучающая живую природу. В рамках наук о живой природе существует множество других наук: биофизика, биохимия и т.д. Есть немало наук, направленных на изучение и освоение живой природы, но появляются и развиваются биологические науки, нацеленные на рациональное научнообоснованное освоение живой природы, ее сбережение и сохранение. Биология (от греч. bios – жизнь, логос – понятие, учение) – наука, изучающая живые организмы. Развитие этой науки шло по пути последовательного упрощения предмета исследования. Путь познания от сложного к простому – редукционизм. Он, доведенный до своего логического завершения, сводит познание к изучению элементарнейших форм существования материи. Это относится к живой и неживой материи. При таком подходе законы природы пытаются познать, изучая вместо единого целого отдельные его части. Другой подход основан на «виталистических» принципах. В этом случае «жизнь» рассматривают как совершенно особенное и уникальное явление, которое нельзя объяснить только действием законов физики и химии. Основная задача биологии как науки состоит в том, чтобы истолковать все явления живой природы, исходя из научных законов, не забывая при этом, что целому организму присущи свойства, в корне отличающиеся от свойств частей, его составляющих. Будучи фундаментальной дисциплиной, биология раскрывает закономерности возникновения и развития жизни как особого явления природы нашей планеты. Связь людей с живой природы не ограничивается рамками исторического родства. Человек остается неотъемлемой частью этой природы, влияет на нее и в то же время испытывает на себе воздействие окружающей среды. Характер таких двусторонних отношений сказывается на состоянии здоровья человека. Развитие хозяйства породило серьезные экологические проблемы: опасное для здоровья загрязнение среды жизни, уничтожение лесов, разрушение природных сообществ растительных и животных организмов. Поиск эффективных путей преодоления указанных проблем невозможен без понимания биологических закономерностей внутривидовых и межвидовых отношений 8 организмов, характера взаимодействия организмов, включая человека и среду его обитания. Главным объектом внимания в обществе всегда был человек, представляющий неотъемлемую часть природы. Современность называют веком биологии. Такая оценка роли биологии в жизни человечества представляется оправданной. К настоящему времени наукой о жизни получены данные в области изучения наследственности, фотосинтеза, фиксации растениями атмосферного азота, синтеза гормонов и других регуляторов жизненных процессов. Исследования в области генной инженерии, биологии клетки, синтеза ростовых веществ открывают перспективу замещения дефектных генов у лиц с наследственными болезнями, стимуляции восстановительных процессов, контроля за клеточным размножением и, следовательно, воздействия на злокачественный рост. Биология относится к ведущим отраслям естествознания. Высокий уровень ее развития служит необходимым условием прогресса общества. Термин «биология» введен в начале XIX в. независимо друг от друга Ж.-Б. Ламарком и Г. Тревиранусом для обозначения науки о жизни как особом явлении природы. Его используют для обозначения изучения групп организмов вплоть до вида (биология микроорганизмов, биология северного оленя, биология человека), биоценозов (биология арктического бассейна), отдельных структур (биология клетки). Современная биология представляет комплекс, систему наук. Отдельные биологические науки возникли вследствие процесса дифференциации, постепенного обособления относительно узких областей изучения и познания живой природы. Это, как правило, интенсифицирует и углубляет исследования в соответствующем направлении. Так, благодаря изучению в органическом мире животных, растений, простейших одноклеточных организмов, микроорганизмов, вирусов, фагов произошло выделение в качестве крупных самостоятельных областей зоологии, ботаники, протистологии, микробиологии, вирусологии. Изучение закономерностей, процессов, механизмов индивидуального развития организмов, наследственности и изменчивости, хранения, передачи и использования биологической информации, обеспечения жизненных процессов энергией является основой для выделения эмбриологии, биологии развития, генетики, молекулярной биологии, биоэнергетики. Исследования строения, функциональных отправлений, поведения, взаимоотношений организмов со средой обитания, исторического развития живой природы привели к появлению новых отраслей знания. 9 Для уяснения биологических основ развития, жизнедеятельности и экологии конкретных представителей животного и растительного мира неизбежно обращение к общим вопросам сущности жизни, уровням ее организации, механизмам существования жизни. Велика роль биологии как в естественно-научной, так и в мировоззренческой позиции специалиста. Она учит разумному, осознанному и бережному отношению к окружающей среде. 2. Этапы развития биологии Интерес к познанию мира живых существ возник на самых ранних стадиях зарождения человечества, отражая практические нужды людей. Для них этот мир был источником средств к существованию, так же как и определенных опасностей для жизни и здоровья. Естественное желание узнать, следует ли избегать встречи с теми или иными животными и растениями или же, наоборот, использовать их в своих целях, объясняет, почему первоначально интерес людей к живым формам проявляется в попытке их классификации, подразделения на опасные и полезные, болезнетворные, представляющие пищевую ценность, пригодные для изготовления одежды, предметов обхода, удовлетворения эстетических запросов. По мере накопления конкретных знаний, наряду с представлением о разнообразии организмов возникла идея о единстве всего живого. История современной биологии как науки о жизни представляет собой цепь крупных открытий и обобщений, подтверждающих справедливость этой идеи и раскрывающих ее содержание. Важнейшим научным доказательством единства всего живого послужила клеточная теория Т. Шванна и М. Шлейдена (1839). Открытие клеточного строения растительных и животных организмов, уяснения того, что все клетки (несмотря на имеющиеся различия в форме, размерах, некоторых деталях химической организации) построены и функционируют в целом одинаковым образом, дали толчок исключительно плодотворному изучению закономерностей, лежащих в основе морфологии, физиологии, индивидуального развития живых существ. Открытием фундаментальных законов наследственности биология обязана Г. де Фризу, К. Корренсу и К. Чермаку (1900), Т. Моргану (1910-1916), Д. Уотсону и Ф. Крику (1953). Эти законы раскрывают всеобщий механизм передачи наследственной информации от клетки к клетки, а через клетки – от особи к особи и перераспределения ее в пределах биологического вида. 10 Законы наследственности важны в обосновании идеи единства органического мира; благодаря им становится понятной роль таких важнейших биологических явлений, как половое размножение, онтогенез, смена поколений. Представления о единстве всего живого получили основательное подтверждение в результатах исследований биохимических (обменных, метаболических) и биофизических механизмов жизнедеятельности клеток. Хотя начало таких исследований относится ко 2-й половине XIX в., наиболее убедительны достижения молекулярной биологии. Она стала самостоятельным направлением биологической науки в 50-е гг. ХХ в., что связано с описанием Д. Уотсоном и Ф. Криком (1953) строения ДНК. Молекулярная биология уделяет главное внимание изучению в процессах жизнедеятельности роли биологических макромолекул (нуклеиновые кислоты, белки), закономерностей хранения, передачи и использования клетками наследственной информации. Молекулярнобиологические исследования раскрыли универсальные физикохимические механизмы, от которых зависят такие всеобщие свойства живого, как наследственность, изменчивость, специфичность биологических структур и функций, воспроизведение в ряду поколений клеток и организмов определенного строения. Клеточная теория, законы наследственности, достижения биохимии, биофизики и молекулярной биологии свидетельствуют в пользу единства органического мира в его современном состоянии. То, что живое на планете представляет собой единое целое в историческом плане, обосновывается теорией эволюции. Основы ее заложены Ч. Дарвином (1858) и Д. Уоллесом. Свое дальнейшее развитие, связанное с достижениями генетики и популяционной биологии, она получила в трудах А.Н. Северцова, Н.И. Вавилова, Р. Фишера, С.С. Четверкова, Ф.Г. Добжанского, Н.В. Тимофеева-Ресовского, С. Райта, И.И. Шмальгаузена. Эволюционная теория объясняет единство мира животных существ общностью их происхождения. Она называет пути, способы и механизмы, которые за несколько миллиардов лет привели к наблюдаемому ныне разнообразию живых форм, в одинаковой мере приспособленных к среде обитания, но различающихся по уровню морфофизиологической организации. Общий вывод, к которому приходит теория эволюции, состоит в утверждении, что живые формы связаны друг с другом генетическим родством, степень которого для представителей разных групп различается. Свое конкретное выражение это родство находит в преемственности в ряду поколений фундаментальных, молекулярных, клеточных и системных механизмов развития и жизнеобеспечения. Такая преемственность сочетается с изменчиво11 стью, позволяющей на основе этих механизмов достичь более высокого уровня биологической организации. Современная теория эволюции обращает внимание на условность грани между живой и неживой природой, между живой природой и человеком. Результаты изучения молекулярного и атомного состава клеток и тканей, строящих тела организмов, получение в химической лаборатории веществ, свойственных в естественных условиях только живому, доказали возможность перехода в истории Земли от неживого к живому. Не противоречит законам биологической эволюции появление на планете социального существа – человека. Клеточная организация, физико-химические и генетические законы неотделимы от его существования, так же как и любого другого организма. Эволюционная теория показывает истоки биологических механизмов развития и жизнедеятельности людей, т. е. того, что может быть названо биологическим наследством. В классической биологии родство организмов, относящихся к разным группам, устанавливали путем сравнения организмов во взрослом состоянии, эмбрионального развития, поиска переходных ископаемых форм. Современная биология подходит к решению этой задачи также путем изучения различий в нуклеотидных последовательностях ДНК или аминокислотных последовательностях белков. По главным своим результатам схемы эволюции, составленные на основе классического и молекулярно-биологического подходов, совпадают. Первоначально организмы классифицировались в зависимости от их практического значения. К. Линней ввел бинарную классификацию, согласно которой для определения положения организмов в системе живой природы указывается их принадлежность к конкретному виду и роду. Хотя бинарный принцип сохранен в современной систематике, оригинальный вариант классификации К. Линнея носит формальный характер. Биологи до создания теории эволюции относили живые существа к соответствующему роду и виду по их подобию друг другу, прежде всего близости строения. Эволюционная теория, объясняющая сходство между организмами их генетическим родством, составила естественно-научную основу биологической классификации. Приобретя в эволюционной теории такую основу, современная классификация органического мира непротиворечиво отражает, с одной стороны, факт разнообразия живых форм, а с другой – единство всего живого. Идея единства мира живых существ находит свое подтверждение также в экологических исследованиях, относящихся главным образом к ХХ в. Представления о биоценозе (В.Н. Сукачев) или экологической системе (А. Тенсли) раскрывают универсальный механизм обеспечения важнейшего свойства живого – постоянно происходяще12 го в природе обмена веществ и энергии. Названный обмен возможен только в случае существования на одной территории и постоянного взаимодействия организмов разного плана строения (продуцентов, консументов, деструкторов) и уровня организации. Учение о биосфере и ноосфере (В.И. Вернадский) раскрывает место и планетарную роль живых форм, включая человека в природе, так же как и возможные последствия ее преобразованиями людьми. Каждый крупный шаг на пути познания фундаментальных законов жизни неизменно оказывал влияние на состояние представлений о природе вообще. Исходя из клеточной теории и разрабатывая ее дальше, Р. Вирхов создал концепцию клеточной патологии (1858), которая на долгое время определила главные пути развития биологии. Применив генетико-биохимический подход в изучении болезней человека, А. Гаррод заложил, основы молекулярной патологии (1908). Успехи общей и экспериментальной генетики 20-30-х гг. стимулировали исследования по генетики человека. В результате возник новый раздел патологии – наследственные заболевания. Молекулярная и современная клеточная биология открыли ранее не известные возможности предупреждения и лечения болезней, зависящих от наличия вредных мутаций, с применением методов генетической инженерии. 3. Биология на рубеже ХХ и ХХI вв. Конец ХХ в. ознаменовался новыми революционными достижениями в области молекулярной биологии. К ним относится расшифровка генома человека и существенные успехи в решении научных проблем клонирования. Но эти достижения вызвали серьезные правовые и морально-этические проблемы. Разработанные методы генной инженерии позволили внедрить в клетку желаемую генетическую информацию. В 70-е г. ХХ в. появились методы выделения в чистом виде фрагментов ДНК с помощью электрофореза. В 1981 г. процесс выделения генов и получения из них различных цепей был автоматизирован. Генная инженерия в сочетании с микроэлектроникой предвещала возможности управлять живой материей почти так же, как неживой. В 90-х г. ХХ в. запускается международный проект «Геном человека». Этот проект был реализован раньше планировавшихся сроков (2005-2010 гг.). Уже в 2000 г. были получены сенсационные результаты. Оказалось, что геном человека содержат порядка 30 тыс. генов (вместо предполагавшихся ранее 80-100 тыс.). Это ненамного больше, чем у червяка (19 тыс.) или мухи-дрозофилы (13,4 тыс.). 13 По мере усложнения организмов один и тот же ген выполняет гораздо больше функций и способен кодировать большее количество белков. Возникает масса комбинаторных вариантов, которых нет у простых организмов. Эволюция весьма экономна: для создания нового она занимается «перелицовкой» старого, а не изобретает вновь. Кроме того, даже самые элементарные частицы, вроде гена, на самом деле невероятно сложны. Наука выходит на следующий уровень познания. Из-за опытов по клонированию возникают нравственные, правовые и религиозные проблемы. Во время опытов умерщвляется жизнеспособный эмбрион. Это аморально и является посягательством на святость человеческой жизни. Но ученые ведут изучение стволовых клеток, которые являются материалом для образования эмбриона. Это открывает возможности для лечения недугов человека. Клонирование органов и тканей – это помощь трансплантологии, травматологии. При пересадке клонированного органа не надо думать о подавлении реакции отторжения. Клонированные органы будут спасением, людей пострадавших в катастрофе, при заболеваниях сердца, печени, невозможности иметь детей. Но клонированные рано стареют. Поэтому в некоторых странах на него есть запрет. 4. Философия и биология Формирование биологии как новейшей отрасли современного научного познания осуществлялось в тесной связи с методологическими разработками. Осознание органической связи между философией и биологией предполагает неизбежное обращение к истории научного познания. И тогда обнаруживается, что философия и биология в раскрытии сущности жизни, органической целесообразности, закономерностей исторического развития живых организмов исходят из некоторой совокупности общих принципов – мировоззрения. В зависимости от того, какую мировоззренческую линию разделяет тот или иной исследователь, определяется направленность его научных поисков. Мы знаем, однако, что «золотой век» философии как «царицы наук» это период младенчества естественно-научной мысли. Нераздельность в прошлом философии с тем, что мы сейчас называет теоретической биологией, объясняется неразвитостью последней, несовершенством и отсутствием строгой направленности экспериментальных исследований, составляющих ныне ее фундамент и предпосылку. Значение биологии определяется не только ее самоценностью. Она, может быть, в большей степени, чем другие научные дисципли14 ны, подтверждает единство и взаимосвязь объективной реальности, будучи связана сама с другими науками и жизнью общества. Биология, как никакая другая наука, оказала революционное влияние на формирование и развитие научного видения мира. Достаточно напомнить, что именно создание клеточной теории и дарвиновской теории эволюции сыграло важную роль в формировании адекватных взглядов на мир и место человека в этом мире. В настоящее время существенно изменился характер отношений между философией и биологией. Биологи испытали в прошлом немало трудностей вследствие возможности со стороны философии влиять не только на ход научных исследований, но и на человеческие судьбы. История науки дает много примеров, как неправильные методологические установки в процессе биологического исследования приводили к невероятным теоретическим выводам. Поэтому для современной философии весьма важно обращение к вопросам, составляющим предмет изучения процессов развития естествоиспытателями, внимание к этим исследованиям с учетом требований методологии, используемой учеными с целью повышения эффективности специальных исследований. Остается еще немало трудностей в решении такого общефилософского вопроса, как уточнение понятия развития, выявление его существенных характеристик, самой формулировки термина. Особенно остро эти трудности ощущаются в ходе продолжающихся исследований развития применительно к миру живой природы. Несмотря на то, что эволюционная идея является исходной и базисной для многих теоретических концепций современной биологии, попытки дать четкие расшифровки понятий «развитие», «эволюция», «рост» и т. п. не всегда оказываются приемлемыми для универсального использования в различных областях биологического знания, а также в науках, исследующих социальные процессы. Отправным пунктом позитивного решения отмеченных вопросов выступает положение, согласно которому философская категория «развитие» является всеобъемлющим понятием, включающим в себя представление о росте и эволюции организмов, закономерностях их дифференцировки и интеграции на новых уровнях. Однако наличие различных исходных моментов в едином процессе жизни приводит к неадекватному использованию понятий «развитие» и «эволюция», подчас делает затруднительным теоретические обобщения. Сказанное подтверждает необходимость дальнейшего углубления мировоззренческих принципов в методологической плоскости. Существует большой круг методологических проблем, связанных с распространением в науке о жизни физико-химических методов исследования, а также проникновением идей кибернетики и теории информации в область изучения органической эволюции. Дело в том, что использование ме15 тодов точных наук в познании жизни создавало подчас опасность механического толкования процессов развития и эволюции, ущербного взгляда на саму жизнь, приводило к случаям гипертрофированной абсолютизации тех или иных сторон и особенностей развития, что ограничивало возможности подлинно диалектического рассмотрения процессов эволюции, затушевывало их противоречивую сущность. В новейшей истории биологии отмечено немало эпизодов, конфликтных ситуации, отразивших неизбежность привлечения в биологию средств анализа, присущих точному естествознанию. Проблемы редукционизма, одно из проявлений которого выразилось в сведении закономерностей жизни к законам физики и химии, до сих пор актуальны для современной науки и философии. Особенно наглядно это заметно в решении проблемы целесообразности, когда исследователи, заявляющие о своем отрицательном отношении к телеологии, тем не менее, в силу противоречивости их философского мировоззрения приходят к односторонним и, можно сказать, механическим выводам по поводу направленности развития. Особое место занимает проблема разработки тех аспектов научной методологии, которые содействуют преодолению эмпиризма в биологических исследованиях и активируют поиски теоретических концепций и обобщений биологии в целом. Задача повышения уровня теоретических обобщений не снимается с повестки дня. Речь идет о дальнейшей разработке принципов, составляющих гносеологические предпосылки и основания современной науки о жизни. Последние годы для науки о жизни примечательны стремлением осуществить широкие теоретические построения, способные отразить динамику и ход эволюции живых систем различного уровня. Неоднократно естествоиспытатели предпринимали попытки построить теоретические модели, способные не только к констатации свершившегося, но и к прогнозу эволюционных последствий. Необходимость этого продиктована тем, чтобы не только на словах, но и на деле теория подтверждала свои эвристические возможности. Имеется множество примеров, показывающих, как в результате предпринимаемых усилий биология переходит в область точных наук. Они же подтверждают, что методологический анализ не должен рассматриваться лишь как подсобное средство формирования теоретической биологии. Размытость и зыбкость концептуальных построений в биологии, тяготеющих к воплощению эволюционной идеи в конкретном материале, следствие объективного, исторически обусловленного процесса формирования науки, призванной в своей логической структуре отразить историю объекта исследования. Наряду с этим, в качестве причин, сдерживающих темпы повышения теоретического уровня биологии, приводятся аргументы об уникальной природе живого, чрезвычайной сложности и многообразии биологических объектов. Такое 16 объяснение – в общем-то, вполне справедливое – настолько укоренилось в науке, что тезис о специфичности, сложности и многообразии живого нередко играет роль своеобразного тормоза на пути познания процессов жизнедеятельности. Хотя именно уяснение чрезвычайной сложности биологического объекта должно было бы способствовать более целеустремленному и настойчивому решению методологических проблем теоретической биологии. Вот почему необходимость специальной разработки теоретического аспекта науки о живой природе все более остро встает перед исследователями самых различных ее направлений. Возможность создания фундаментальной теории жизни издавна волновала умы многих ученых. Были попытки компаративистов (сторонников сравнительно-исторического метода) в XIX в. открыть общие законы эволюции. В различные периода развития науки обстоятельства складывались таким образом, что казалось, будто бы условия для создания такой теории уже созрели, но первые шаги, конкретные усилия ее формулирования разрушали эту иллюзию и подтверждали их преждевременность. Новая надежда описать процессы органической эволюции с помощью терминов и законов физики и химии была подкреплена интенсификацией физико-химических исследований живой природы, появлением существенных результатов на уровне познания молекулы. Действительно, с помощью физико-химических методов исследования в биологии были сделаны очень важные открытия. Однако достигнутые успехи породили и сомнения, а каковы же возможности, пределы физики и химии в познании живого? Иными словами, встал вопрос, какие методы должно считать предпочтительными для получения достоверного биологического знания? В итоге стремление достичь всеобъемлющего обоснования жизни только на основе физики и химии породило опасность сведения жизни к физико-химическим процессам. Подобные попытки в их абсолютной форме были подвергнуты аргументированной критике как в философской, так и в специальной литературе. Тем не менее признание высокого теоретического уровня, присущего, например, физической науке, в явной и неявной форме принимается как один из основных доводов в пользу тезиса, что именно на базе физического подхода к изучению природы живого могут быть сконструированы адекватные и эффективные теоретические биологические концепции. Стремление построить теоретическую биологию по образу и подобию теоретической физики с новой силой вспыхнуло в 70-е г. ХХ в. Последняя привлекает биологов своим формальным аппаратом, наличием строгих правил выполнения различных операций, возможностью выведения законов с помощью точно определяемых символов, подтверждаемых экспериментально. 17 Пока понятие теоретической биологии не отражает того содержания, которое присуще сложившимся представлениям о теоретической науке. Вместе с тем следует учитывать, что оно не во всем выражает и современное состояние биологии, поскольку во всех ее областях сделаны уже крупные обобщения и имеются результаты теоретического осмысления экспериментальных исследований. Сегодня биологи продолжают рассматривать эволюционную концепцию как результат синтеза различных областей биологического знания. Высказывается мнение, что дарвиновская теория эволюции – результат как бы первого синтеза. Второй синтез – объединение генетики и дарвинизма, вследствие чего родилась синтетическая теория эволюции. Биология находится на пути к третьему синтезу, ведущую роль в котором призвана сыграть молекулярная биология. 5. Биология и социальная жизнь Сейчас в центр дискуссий выносится тема о подготовленности общества к новому наступлению на природу, составляющей непосредственное окружение, а нередко и саму суть человека. Направленность биологии на обоснование закономерного характера происхождения человека, выявление исторических условий его существования, её вклад в развитие агрикультуры, а в наши дни и биотехнологии – всё это отражало заинтересованность науки в будущем человечества, заботу о Homo Sapiens. Общество нуждалось в естественно-научном объяснении жизни. Несмотря на ранее многократно предпринимавшиеся попытки вульгаризовать смысл социальных человеческих отношений, всё же удавалось защитить развитие общества от необоснованных притязаний социал-биологизма. Наука, подкреплённая практикой, многое сделала для познания социальной природы человека, объяснения её уникальности в эволюционном ряду живого. Биология дала ключ к раскрытию естественной основы человеческой жизни, в меру своих возможностей обосновала незыблемость её исторических истоков. Но сегодня именно от биологии вновь исходит реальная, в практическом отношении, опасность посягательства на саму природу человека, способы его воспроизводства. Вот почему биология – наука о жизни – предстаёт на перекрестке социально-философских проблем, от разрешения которых во многом будет зависеть не только её собственное совершенствование, но и дальнейшее воздействие предлагаемых ею рекомендаций на общество. Эти проблемы возникли никак не сегодня. Их обнаружил научно-технический прогресс и заставил говорить о связанных с ними теневых сторонах во весь голос. 18 Считалось, что XX в. будет веком биологии и она обгонит физику. Надежды оправдались не полностью. Причины выдвижения биологии на ведущее место в постижении сокровенных механизмов жизни, находятся во влиянии потребности выявить естественно-природные предпосылки её эволюции, соотнести их с воздействием социальной среды на становление самого человека. Достижение поставленных задач предполагало возможность добиться в итоге большей эффективности в познании характера проявления духовной жизни. Надежда проникнуть в тайники органической эволюции, «примерить» её общие закономерности на формах индивидуальной жизни способствовала активизации эволюционных исследований. Общество весьма убедительно ощутило мощь и преобразующую энергию результатов и открытий, связанных с познанием жизни на всех уровнях её организации. И если преждевременно говорить о биологии как о лидере науки XX в., то не следует недооценивать и тот факт, что современная биология – детище своего века и что именно в XX в. завершилось формирование её теоретического ядра, обозначились и осуществились грандиозные открытия, радикально изменившие представление о живом и, прежде всего, о наследственности и эволюции. Наиболее существенным признаком, свидетельствующем о чрезвычайно мощном научном и практическом потенциале биологии, недостаточно осознанным как в научной среде, так и в сферах социального планирования, материального производства, выступает всё расширяющееся воздействие биологии на общество. Только практика, реальные жизненные потребности лежат в основе большинства научных трансформаций биологии, возникновения её новых отраслей и дисциплин. Дифференциация науки о жизни на множество предметных областей не только фундаментального, но и прикладного характера – прямое следствие возросших социальных запросов. Естественно, что при столь широком проникновении науки о жизни в ткань социального организма, собственный процесс развития биологии, определяемый спецификой мыслительной деятельности, нуждался в подробном анализе. Одно из его направлений оказалось тесно связано с философией. В наши дни всё активнее перемещается центр традиционно сложившихся биологических исследований. Вызов современного общества биологии состоит в требовании полнее учесть злободневные запросы человека, дать более обоснованные ответы на вопросы о его природе, возможностях и перспективах развития в условиях интенсивного преобразования среды обитания. Темпы и масштабы такого преобразования столь выросли, что подчас наряду с изменениями в характере привычных человеку, эволюционно сложившихся природных связей происходит их прямое разрушение и уничтожение. Уязвимость природы обнажает беззащитность человека. «Молох» технокра19 тизма, исковеркав моральное достоинство человека, нанеся ущерб его здоровью, посягает на его природу. Поскольку понятие природы человека, несмотря на многочисленные усилия придать ему научную корректность, остается всё же достаточно расплывчатым, то в данном случае подразумевается биологическая природа человека как результат органической эволюции. В центр обновления общества необходимо ставить жизненные потребности человека. А ему необходимо, чтобы биология становилась непосредственной производительной силой, оказывала влияние на образ мышления и на мировоззрение, трансформировала отношение к человеку. Характер и суть биологии сегодня выражают те линии её интенсивного развития, успехи в разработке которых составляют фундаментальный вклад науки о жизни в производство, технологию и культуру. Биологическая революция XX в. отражает новые представления о человеке как сложном единстве биологического и социального. Оно опирается на результаты осмысления единосущности материального космоса и энтропийных сил в мире физико-химического взаимодействия на различных уровнях биологической организации. Молекулярная биология, биофизика и биохимия далеко продвинулись в раскрытии основ функционирования и развития биохимических систем. Однако методы физико-химии не смогли исчерпать многообразие мира живой природы. Принципиально новым фактором для современной биологии выступает мир человеческой культуры. Ведь большинство естественных дисциплин до сих пор не учитывают его в своих предметах. Мало проявляется забота о судьбе фундаментальных открытий, нередко совсем не учитываются их социальные последствия. Общество тоже ещё не научилось регулировать прикладную сферу науки, хотя влияние социума на биологию начинает сегодня отчётливее прослеживаться, когда речь заходит о сохранении природы, здоровье человека, комплексе наук, исследующих болезнь и способы её излечения. В свою очередь, всё острее ощущают потребность в выводах биологии общественные и гуманитарные науки. Последствия биологической революции, прежде всего, начали сказываться на создании новых технологий, организации интенсивных способов ведения хозяйства, попытках ограничить распространение экологического кризиса. В 70-х г. XX в. были проведены разработки теорий и концепций, рожденных на волне научно-технической революции, отражающих влияние молекулярно-биологического редукционизма, идей кибернетики на понимание и объяснение процессов жизнедеятельности. Молекулярно-генетические представления о строении и функционирова20 нии живых организмов способствовали формированию учения об уровнях организации живой природы, позволили рассматривать организмы, их объединения как сложные системы, находящиеся в состоянии устойчивого динамического равновесия, способные нивелировать возникающие флуктуации и возбуждения. В ходе раскрытия закономерностей жизни и взаимодействия реальных сообществ растений и животных – популяций – получил подтверждение принцип самоорганизации. Идеи кибернетики, казалось, прочно вошли практически во все разделы биологии. Однако кибернетический бум завершился без особого вклада в биологию. Остались лишь отдельные успехи. Так, реализация кибернетического подхода, например, к познанию эволюции позволила полнее раскрыть и объяснить многие её свойства и закономерности. Наша эпоха, эпоха компьютеров и математического программирования, прорисовывает новые образы науки и даже сулит сказочные возможности на пути распознавания тайн живого. Вот почему последующая интенсификация биологических исследований тесно связывается с информатикой. Несмотря на безусловное повышение теоретического уровня самой науки, надежды на вклад достижений биологии в реальную жизнь, условия труда, воспитания и вообще существования человека оправдались далеко не в полной мере. В значительной степени сложившаяся ситуация определяется косностью бытующих представлений о развитии и эволюции. Перспектива грядущего, как следствия неизбежного влияния результатов научного освоения мира, ещё не полностью осознана обществом, которое не готово во всеоружии научного осмысления реальности встретить своё будущее. Всё это происходит на фоне пропагандистских усилий запечатлеть в общественном сознании знак научно-технического прогресса. Существенная часть преобразований, которые привносятся биологией, связана с распространением биотехнологии. Реализация заложенных в ней идей предвещает поистине революционные изменения в различных сферах производства пищевой промышленности, медицине. Но понятие биологической революции гораздо шире представлений, ограничивающих возможности биологии рамками новых технологий. Особенности переживаемого времени в том, что мы быстро привыкаем к необычному, легко и как-то незаметно для себя престаём замечать новаторскую и преобразующую роль открытий, трансформирующих как бы само собой не только атмосферу научного благополучия, но и кардинально перестраивающих обыденную жизнь людей. Так, мы привыкли к тому, что три буквы – ДНК – прочно заняли место в текстах, повседневно нас сопровождающих. Сегодня, наверное, для всякого образованного человека не представляет особой трудно21 сти их расшифровка: дезоксирибонуклеиновая кислота. И большинство даже не задумывается, а многие и не подозревают, что речь идёт о знаменитой вехе на пути проникновения в глубины жизни – открытии ДНК Д. Уотсоном и Ф. Криком в 1953 г. Свершённое ими иногда сравнивают с Большим взрывом, якобы положившим начало нашей Вселенной. Установление факта наличия молекул ДНК привело к осознанию единой генетической природы всего живого, позволило углубить представления человека о собственной эволюции, раздвинуло масштабы использования биологии в практических сферах деятельности. Явление биологической революции сопровождается, и по мере его проникновения в жизнь это будет ощущаться всё сильнее глубокими изменениями в медицине, сельском хозяйстве и науках экологического цикла. Эпохальные открытия в генетике и иммунологии позволили по-новому подойти к объяснению природы Homo Sapiens. Именно достижения в этой области освещают дорогу в третье тысячелетие. Главный результат, к которому подошла биология, – превращение в точную науку, для которой использование компьютера - необходимейшее условие. Одна из основных причин наблюдаемого преображения науки о жизни кроется в энергичном развитии молекулярной биологии и, в особенности, рождении на её основе генетической инженерии. Факт, который воспринят и оценён далеко неоднозначно в обществе и отнюдь не во всех кругах, от действительности которых зависит не только социальное благополучие людей, но подчас и политическая стабильность. В результате именно благодаря новому научному направлению политические и промышленные группы отдельных государств получили мощное средство воздействия на глобальное соотношение сил в мировой экономике и даже политике. Высказанная мысль пока еще не переросла в действительность нашего сознания, но игнорирование её чревато большими осложнениями. Как ни странно сегодня звучит, но всего лишь несколько лет назад даже философы не могли писать о генетической инженерии, поскольку тексты с этими словами были запрещены цензурой. А за границей работа велась полным ходом. Между тем две традиционные проблемы с новой силой заявляют о себе: - первая касается более детального раскрытия роли окружающей среды на формирование индивида; - вторая – познания механизмов биологической эволюции во времени, выяснения роли случайности в происхождении человека и его сознания. 22 Как видим, здесь, равным образом и в других случаях, доминирует эволюционная идея, предполагающая единство различных сфер биологической реальности. На долгие годы в центр дискуссий помещаются вопросы диалектики биологического и социального. Что касается проблемы онтогенеза, то, к сожалению, и сегодня наука, а следовательно, и практика не обладают биологической теорией индивидуального развития. Процессы регулирования, осуществляемого генами, формообразование органов, закономерности их согласованного взаимодействия, гормональное и биохимическое функционирование организма – все эти и многие другие явления не имеют на сегодняшний день взаимосвязанного теоретического объяснения. Биологическая революция породила новые надежды на дальнейшее раскрытие человеческой природы с помощью генетики и молекулярной биологии. Однако широкое использование этих мощных средств познания лишь подтвердило, что не только естествознание лежит в основе объяснения многообразия человеческого существования, что не только наука указывает пути расширения возможностей посредством культурного использования её результатов. Очевидным фактом стал вывод теоретических рассуждений: прогресс биологической науки не может быть достигнут лишь на базе физико-химических дисциплин. Культура сопутствовала человеку с первых его шагов и продолжает формировать его не только в соответствии со своими традициями, но уже и потребностями. Продолжение биологической революции, её дальнейший успех связывают с объединением результатов, полученных космической технологией, физикой, генетикой, кибернетикой и психологией, сопровождаемых надеждой сконструировать своего рода Великую объединяющую антропную теорию. Достижения генетики – лишь первый шаг на пути, который открывают результаты в области физики, разработки новых видов энергии, использование всех экономических и человеческих ресурсов. И здесь важную роль, наряду с политическими аспектами, будут играть вопросы этические, задачи морально-нравственного регулирования проблем, которые в будущем образуют основной узел противоречий. Проблема соотношения биологического и социального, сложной диалектической природы их взаимосвязей издавна привлекает внимание философов. Многие естествоиспытатели также внесли вклад в ее интерпретацию, пытаясь на основе собственных методов рассмотреть отдельные ее моменты, но при этом оказывались вынужденными в силу логики познания выходить за рамки естествознания, то есть подниматься до уровня философских обобщений. На сегодняшний день наметились исходные принципы и методологические основания ее разработки. Достигнутые результаты позволили существенно расширить понимание этих противоречивых сторон реальности и уточнить 23 используемую терминологию, сыграли определенную роль в практическом приложении полученных выводов. Вместе с тем в свете достижений современной науки обнаруживались новые аспекты соотношения биологического и социального, стала очевидной недостаточность внешних, описательных характеристик этого феномена. Имеющиеся успехи, таким образом, заостряют актуальность проблемы особенно в связи с практикой и запросами социального развития. Поиск причин и анализ условий взаимодействия и взаимовлияния двух высших форм движения материи – биологической и социальной – имеет далекие исторические корни. В результате стало возможным выявить и достаточно ясно осознать, что биологическое и социальное есть не только некое единство, скрепленное многочисленными нитями, но каждая из этих сторон обладает определенной самостоятельностью, что обуславливает их различие, дифференциацию. Наука – как философия, так и биология – способствовала обобщению и осмыслению многочисленных фактов, относящихся к функционированию объектов биологической природы в социальной среде. Ее современные данные подтверждают мнение о необходимости дальнейшего синтеза тех научных представлений, посредством которых скрываются те или иные аспекты единства и различия биологического и социального, то есть таких сторон взаимодействия живых систем и общества, реальное сосуществование которых немыслимо в отрыве друг от друга. Каковы формы взаимодействия биологического и социального, которые образуют различные уровни его существования? 1) Биологическое и социальное в своем единстве отражают неразрывную связь природы и общества, то есть факт того природного начала, которое составляет основу возможности и действительности общества как исторически сложившихся форм совместной деятельности людей. Ведь само общество образовалось лишь в результате эволюции живых систем и подъема их на высшую, непосредственно социальную ступень развития. А вся последующая социальная жизнь мыслима только при условии сохранения этого единства. 2) Биологическое и социальное всегда проявлялись, а сегодня с еще большей силой получают выражение в таком пункте жизнедеятельности общества, как взаимодействие его с естественной природой. Это взаимодействие, вступившее из области предпосылки в область непременного условия, предполагает неостановимый процесс природопользования и природопреобразования. 3) Проблема биологического и социального, может быть, с наибольшей степенью наглядности, доступной не только специалистам – ученым, но и любому мало-мальски внимательному наблюдателю, проявляется в попытках объяснения природы самого человека, суть которого определяется его социальностью, общественным харак24 тером. Однако в человеческой социальности не следует упускать из виду первый конкретный факт, который подлежит констатированию, телесную организацию индивидов и обусловленное ею отношение их к остальной природе. Каждая из этих форм взаимодействия биологического и социального предполагает и соответствующие научные подходы. Последние, в свою очередь, определяются не только предметом исследования, но и запросами социального развития. Круг практических вопросов наряду с внутренним ходом развития науки влияет на подбор научных дисциплин, обладающих специальными методами и приемами, позволяющими раскрыть и объяснить специфику каждого из выделенных аспектов. При этом первая и вторая формы взаимодействия биологического и социального имеют много общего. Но если первая в большей мере отражает историю, то вторая сосредоточивается на актуальном, на том, что характерно для наших дней и что, естественно, сохранится в обществе будущего. Если первая форма взаимодействия рассматривает изначальный факт возможности человеческой жизни и условия ее реализации, позволяет проследить истоки многообразия формирования философских принципов, их влияние на становление мировоззрения, то вторая в значительной мере отражает практические стороны жизни, взаимоотношения человека и природы, складывающиеся в процессе природообразовательной деятельности. Такая систематизация подходов к проблеме биологического и социального, конечно, весьма условна. В жизни все эти аспекты переплетаются настолько тесно, что подчас даже самая приблизительная и общая схема не в состоянии отразить реальные проявления взаимоотношений органической и социальной форм движения материи. Она условна также и потому, что в каждой из выделенных сфер, когда речь идет о возможностях их познания, используются одни и те же понятия: биологическое и социальное, содержание и смысл которых в их общих принципах и посылках должны быть адекватны, независимо от того или иного подхода к рассматриваемым вопросам. В свою очередь, каждое из этих понятий, взятое в отдельности, отражает конкретные объекты научного познания, и мера их достоверности определяется достигнутым уровнем и соответствующими возможностями тех наук, прерогативу которых они составляют, то есть биологическое связано с циклом наук о жизни, социальное исследуется комплексом наук о человеке и обществе. Но когда они применяются по отношению к объектам, обладающим биосоциальной характеристикой, весьма трудно очертить границы их правомочности, а также исключить возможности их посягательства на чужие владения. Используя средства абстрагирования и идеализации, можно создать такие условия описания объектов, исследуемых этими науками, кото25 рые позволяют в каждом определенном случае рассматривать их либо как только биологические, либо как только социальные, социологические. На практике невозможно провести жесткую границу, обозначить четкий водораздел между биологическими и социальными свойствами системы, в которой представлены обе стороны, не огрубив и не схематизировав полученные при этом представления. Наука пока еще не изобрела средств и методов, позволяющих строго зафиксировать момент перехода в них одного качества в другое и – наоборот. Однако запросы социального развития, совершенствование методов социального познания, повышение их корректности выдвинули задачу возможно более точного определения и выявления условий взаимодействия и взаимовлияния этих сторон на различных уровнях и этапах развития общества в целом, групп и коллективов людей, а также отдельных индивидов. Философия, прежде всего, своими мировоззренческими принципами и методологическими разработками всегда оказывала влияние на этот процесс, но она не смогла решить эту задачу только лишь на своей собственной основе. В итоге авторы философских концепций, предлагая различные варианты решения проблемы соотношения биологического и социального, не могли обойтись без обращения к естественно-научному знанию, результаты которого коренным образом влияли на исторический процесс философского обоснования единства и различия биологического и социального. Использование достижений естествознания и, главным образом, науки о жизни способствовало выработке научного объяснения единства биологического и социального. Всем ходом развития научного познания и человеческой практики получила подтверждение идея о глубоко диалектическом характере этого единства. В общих чертах была доказана неразрывность биологического и социального как объективной основы существования социальных систем, непременными элементами которых выступает человек и та часть органической природы, которая служит для удовлетворения его разнообразных потребностей. Выясняется еще большее количество деталей в сложном механизме взаимодействия этих элементов, что позволяет вскрыть и сформулировать общие закономерности функционирования биосоциальной системы. Биологическое и социальное при этом выступают гносеологическими понятиями, абстрактный характер которых позволяет использовать их для выявления специфических сфер, отражаемых ими, для обозначения границы и водораздела между социальным и биологическим. 26 Тема 2. Возникновение жизни 1. Природа как среда возникновения жизни Исследование природных свойств Земли продиктовано не только познавательным интересом. Планета оказалась местом, где жизнь явлена во всей своей очевидности и многообразии. Она стала прибежищем самого человека. И сколько бы он не фантазировал относительно возможности жизни на других планетах, в других космических мирах, земное притяжение понуждало его на разрешение первоочередных задач, связанных с улучшением его земного бытия, ограждением от неподвластных первым людям стихийных сил природы. Вознамерившись подчинить природу, человек должен был ее изучить. И хотя многое в земной природе стало известно благодаря научным достижениям, Земля до сих пор не отдает свои тайны. До настоящего времени человек ничем не застрахован от проявления неуправляемой разрушительной энергии естественных процессов – землетрясений, наводнений, ураганов, засух и т. д. Земля – планета Солнечной системы. Уже много лет астрономы настойчиво ищут другие звездные системы, так или иначе сходные с нашей. Эта область науки получила название внегалактической астрономии. Предполагают, что Солнце вместе с семьей планет существует около 5 млрд. лет и, можно сказать, переживает свою цветущую пору. Судьба Солнца небезразлична человечеству, поскольку с ним тесно связано развитие жизни на Земле. Необходимость познания земной жизни – ее природы и происхождения – побуждает расширить пространство поиска ответов. От выявления общих условий возникновения и развития жизни на Земле научная мысль движется к установлению возможности жизни на других телах Солнечной системы. Разумная жизнь рассматривается как космический фактор. Прежде чем на Земле возникло живое вещество, претерпел длительную и сложную эволюцию химический состав атмосферы. В итоге произошло образование органических молекул, послуживших своеобразными «кирпичами» для образования живого общества. Первоначальная атмосфера Земли состояла в основном из простейших соединений водорода – Н2, Н2О, NН3, СН3. Немало было и инертных газов – гелия и неона. Современная атмосфера Земли имеет вторичное происхождение. Со временем основными компонентами атмосферы становились азотосодержащие молекулы. Насыщенная кислородом атмосфера Земли постепенно формировалась под действием ультрафиолетового излучения Солнца на высотах 100–200 км. Решающую роль в насыщении земной атмосферы кислородом сыграл фотосинтез расте27 ний. Не исключают, что некоторое количество органических веществ было принесено на Землю при падении метеоритов и комет. Возраст земной коры оценивается геологами в 4,5 млрд. лет. Соответствующие данные указывают на то, что уже 3,5 млрд. лет назад земная атмосфера была богата кислородом. Жизнь должна была возникнуть на Земле до насыщения атмосферы кислородом, ибо кислород, в основном, является продуктом жизнедеятельности растений. Самые древние из известных на Земле организмов – сине-зеленые водоросли имеют возраст 3,2 млрд. лет. 2. Представления о возникновении жизни Вопрос о возникновении жизни относится к числу тех, которые по праву считаются «жгучими тайнами» человеческого познания. В философском смысле обращение к истокам зарождения жизни означает стремление продвинутся по пути поисков смысла жизни вообще и человеческой жизни в частности. Накоплен весьма богатый опыт размышлений на темы возникновения жизни в мифологии, религии, философии и науке. Но сколь различными ни были бы эти размышления, все они в высшей степени умозрительны, проблематичны и гипотетичны. Предельно наивные и фантастические представления о происхождении жизни характерны для мифологий и религий любых народов и времен. Мифологические представления Таковы, например, космогонические мифы, согласно которым зарождение жизни является одним из актов сотворения мира. В них содержится описание происхождения растительности и животного мира в последовательности образования самой Земли, океанов, неба, воздуха, суши, рек, гор, и т. д. Очень конкретен миф о мировом яйце, из которого рождается все многообразие явлений растительности и животного мира. Хорошо известны так называемые этнологические, или причинные, мифы, объясняющие происхождение отдельных животных и растений. Однако сказать, что в мифологических построениях встречается членораздельная постановка вопроса о возникновении жизни, вряд ли можно. Вписывая жизнь в магический круговорот явлений природы, миф исключает ее спецификацию. Граница между неодушевленным и одушевленным миром явлений неразличима, а процесс их взаимопревращений нескончаем. Земля, вода, ветер, камни, травы, звери, люди могут взаимно превращаться друг в друга благодаря своим мистическим связям. Мифологические метаморфозы увязываются с насущными 28 потребностями и повседневными занятиями людей. Обожествление живых существ и культивирование отдельных свойств жизни становятся неотъемленными элементами древнейших ритуалов, обрядов, обычаев: культ небесной коровы в Древнем Египте, культ богини плодородия Деметры и бога вина Диониса в Древней Греции, мифы о смерти и воскресении и т. п. Один из известнейших мифов о переселении душ (у Платона) – исходит из тождества живого и неживого, не различая их. Поэтому трудно говорить о какой-либо четкости вопроса о возникновении жизни в мифе. Скорее, в мифах присутствует намек на его постановку. До сих пор, как и раньше, многие люди продолжают верить в мифологические намеки подобного рода. Креационизм Креационизм – концепция, объясняющая происхождение многообразия форм органического мира как акт божественного творения. Название учения происходит от латинского слова creatio, creations – «создание», «сотворение». Креационизм исходит из того, что, несмотря на присущее человеку стремление разрешить вопрос о происхождении мира, он сам по себе не может добиться этого без помощи Бога, которому мир обязан своим существованием. Корни креационизма уходят в эпоху глубокой древности. До сих пор известен древневавилонский миф о герое-боге Мардуке, который, обладая колоссальной силой, разорвал надвое чудовище Тиамат и создал из его спины небо, а из живота – Землю. Исходя из имеющих представлений о структуре живых организмов, основным компонентом которых является вода, в известной мере можно объяснить, почему в поисках субстанций жизни упор всегда делается на воду. На первых порах идея сотворения выглядела довольно просто; некто создаёт нечто и всегда из чего-то. Творец, созидатель (демиург) – это искусный мастер, копирующий некую модель. На новый уровень креационистские представления выходят уже в библейские времена. Главная идея библейского ответа на вопрос о происхождении жизни, как частного случая сотворения мира, в том, что Бог создал мир из ничего, не из готовой материи и не из собственного своего существа. Всему сущему предшествовала безначальная вечность, в которой творил один Господь. Именно им было положено новое начало, бытие – мир видимый и невидимый. В соответствии с Библией, начало жизни на Земле связано с пятым днем творения, когда появились рыбы и водяные твари, птицы и воздушные творения. На следующий день на Земле являются разного рода животные, обитающие на суше. Не ясно было только – для кого всё это? И на седьмой день Бог сотворил человека «по образу Нашему, и по подобию Нашему» (Бытие 1:26). 29 Креационистские представления о происхождении жизни и её развитии господствовали в науке до возникновения эволюционного учения. Они являлись не только догмами официальной религии, их придерживалось подавляющее большинство естествоиспытателей. Отправляясь от факта многообразия форм органического мира, сторонники креационизма рассматривали это многообразие как результат божественного творения. Они защищали идею неизменности видов и отрицали эволюцию. Самопроизвольное (спонтанное) зарождение Эта теория была распространена в древнем Китае, Вавилоне, Египте. Аристотель придерживался теории спонтанного зарождения. Ранее об этом говорил Эмпедокл. Есть некое активное начало, которое при подходящих условиях может создать живой организм. В эпоху христианства эту теорию третировали. Вант-Гельмонт (1577-1644) якобы провел опыт, где создал мышей (из грязной рубашки, горсти пшеницы с помощью человеческого пота в темном шкафу). Теория биогенеза В 1688 г. Ф. Реди (Флоренция) заявил, что жизнь может возникнуть из предсуществовавшей жизни. В 1765 г. Л. Спалланцани, сильно прокипятив мясные и овощные отвары, запечатал, потом снял их с огня. Через несколько дней он не обнаружил жизни. В 1860 г. Л. Пастер доказал, что бактерии вездесущи. Теория стационарного состояния Земля никогда не возникала, а существует вечно, она всегда способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало, виды также существовали всегда. Теория панспермии Эта теория не предполагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни, а выдвигает идею о её внеземном происхождении. Поэтому её нельзя считать теорией возникновения жизни; она просто переносит проблему в какое-то другое место во Вселенной, жизнь могла возникнуть один или несколько раз в разное время и в разных частях Галактики или Вселенной. Для обоснования этой теории используется НЛО, наскальное изображение предметов, похожие на ракеты и «космонавтов», инопланетян. Исследования метеоритов и комет позволили обнаружить предшественников «живого»: цианогены, синильную кислоту, органические соединения, кото30 рые сыграли роль «семян», павших на голую землю. Находили в метеоритах объекты, напоминающие примитивные формы жизни, но доводы не очень убедительные. Биохимическая эволюция Возраст Земли 4,5-5 млрд. лет. В далёком прошлом состояние планеты было мало похожим на нынешнее. Температура на поверхности была очень высокой 4000-8000 0С. По мере того, как Земля остывала, углерод и более тугоплавкие элементы конденсировались и образовали земную кору. Поверхность планеты была голой и неровной, так как на ней в результате вулканической деятельности, непрерывных подвижек коры и сжатия, вызванного охлаждением, происходило образование складок и разрывов. Атмосфера была не такая как сейчас. Лёгкие газы – водород, гелий, азот, кислород и аргон - уходили из атмосферы, так как гравитационное поле ещё недостаточно плотной планеты не могло их удерживать. Однако простые соединения, содержащие эти элементы, должны были удерживаться: к ним относятся вода, аммиак, двуокись углерода и метан. До тех пор, пока температура Земли не упала ниже 100 0 С, вся вода, вероятно, находилась в парообразном состоянии. Атмосфера была, по-видимому, «восстановленной», о чем свидетельствует наличие в самых древних горных породах Земли металлов в восстановленной форме, таких как двухвалентное железо. Отсутствие в атмосфере кислорода было, вероятно, необходимым условием для возникновения жизни (органические вещества – основа живых организмов – гораздо легче создаются в восстановительной среде, чем в атмосфере, богатой кислородом). В 1923 г. А.И. Опарин высказал мнение, что атмосфера первичной Земли была не такой, как сейчас, а примерно как вышеописанная. Органические вещества (углеводороды) могли создаваться в океане из более простых соединений; энергию для этих реакций синтеза доставляла интенсивная солнечная радиация (ультрафиолетовая), падавшая на Землю до того, как образовался слой озона, который стал задерживать большую её часть. Разнообразие находившихся в океане простых соединений, площадь поверхности Земли, доступность энергии и масштабы времени позволяют предположить, что в океанах постепенно накопились органические вещества и образовался тот «первичный бульон», в котором могла возникнуть жизнь. В 1871 г. сходную мысль высказал Ч. Дарвин. В 1953 г. С. Миллер смоделировал условия, предположительно существовавшие на первобытной Земле. После этого Орджел синтезировал нуклеиновые кислоты. Позднее возникло предположение, что в первичной атмосфере в относительно высокой концентрации содержалась двуокись углерода. 31 Но теория А.И. Опарина оставила нерешёнными проблемы, связанные с переходом от сложных органических веществ к простым живым организмам. Решающая роль в превращении неживого в живое принадлежит белкам, которые образовали коацерваты. Разнообразие бульона вело к различию коацерватов и поставило сырьё для биохимического естественного отбора. На этом пути к высшим формам возникла клетка. Первые организмы были гетеротрофами, т. к. только они могли использовать имевшиеся в среде запасы энергии, заключённые в сложных органических веществах первичного бульона. По мере образования в ходе «биохимической эволюции» более сложных органических веществ некоторые из них оказались способными использовать солнечную радиацию как источник энергии для синтеза новых клеточных материалов. Включение этих веществ в уже существующие клетки позволило последним синтезировать новые клеточные материалы, так что им больше не надо было поглощать органические вещества – клетки стали автотрофными. Возрастание численности гетеротрофов должно было привести к уменьшению пищевых ресурсов первичного бульона, и возникшая конкуренция ускорила появление автотрофов. На более позднем этапе возникли организмы, способные к фотосинтезу с выделением кислорода, подобные современным синезелёным водорослям, и это привело к постепенному накоплению кислорода в атмосфере. Его ионизация с образованием озонового слоя уменьшила количество ультрафиолетовой радиации, достигающей Земли. Это привело к замедлению синтеза новых сложных веществ, но одновременно повысило устойчивость преуспевающих форм жизни. Многие из этих теорий используют одни и те же данные, но делают упор на разные их аспекты. Научные теории могут быть сверхфантастическими, с одной стороны, и сверхскептическими – с другой. Но уже в XVII в. наука встречает экспериментальные возражения, которые получили более полное обоснование благодаря известным опытам Л. Пастера в XIX в. Было показано, что бактерии переносятся с воздухом, и если воздух стерилизовать, то в колбе со стерильным бульоном они не заведутся. Казалось бы, что вопрос о самопроизвольном зарождении жизни из неживого мира снят. Даже если Ч. Дарвин писал, что рассуждать о произвольном зарождении жизни просто нелепо, ибо тогда надо допустить идею божественного сотворения мира. Большинство учёных стало ограничиваться только эволюционистским тезисом о происхождении живых организмов от других живых организмов. В конечном счёте такое ограничение подразумевало в неявной форме постановку вопроса о происхождении самых первых организмов. 32 Только в XX в. трудом многих биохимиков, биологов, палеонтологов идея самопроизвольного зарождения жизни приобрела весомую теоретическую правдоподобность на основе данных наблюдений и лабораторных экспериментов. Здесь, в первую очередь, следует назвать имена Дж. Бернала, В.И. Вернадского, А.И. Опарина, Дж. Холдейна, Т. де Шардена. Различия между их взглядами не исключают сходства тех отдельных обобщений, к которым они приходят. Концепция А.И. Опарина относится к группе голобиоза, поскольку исходит из идеи первичности структур типа клеточной, наделённой способностью к элементарному обмену веществ при участии ферментного механизма. Нуклеиновые кислоты при таком механизме появляются на завершающем этапе. Концепция генобиоза Дж.Холдейна: первичной была не структура, способная к обмену веществ с окружающей средой, а макромолекулярная система, подобная гену и способная к саморепродукции. К концу 1980-х гг. было доказано, что первичной была молекула РНК, а не ДНК. Древняя РНК совмещала в себе черты генотипа и фенотипа, то есть была подвержена как генетическим преобразованиям, так и естественному отбору. А процесс эволюции шёл от РНК к белку, а затем к образованию молекул ДНК. Вероятно, был скачок. Живое вещество разделено на дискретные образования – организмы, более простыми прообразами которых являются элементарные каталитические системы. Эта теория А.П. Руденко является наиболее подробно разработанным вариантом общей теории химической эволюции и биогенеза, решает в комплексе вопросы о движущих силах и механизме эволюции, то есть о законах химической эволюции, об отборе элементов и структур и их причинной обусловленности, об уровне химической организации и иерархии химических систем в процессе эволюции. А.П. Руденко считает процесс химической эволюции неотделимым от явления катализа, причём объектом служит не отдельная молекула, а каталитическая система. Катализ – явление, связанное с изменением скорости протекания химической реакций с помощью специальных веществ, которые не расходуются в ходе реакции, не входят в состав продукта, но ускоряют ход процессов иногда в тысячи раз. Это главный способ роста всех живых тканей, в соответствии с которым с матричных молекул ДНК или РНК считывается наследственная информация и на её основе строится новая молекула. Так строится добиологическая эволюция. Затем начинается биологическая. 33 3. Современные представления о происхождении жизни Вопрос о происхождении жизни – один из самых трудных в современном естествознании, в первую очередь потому, что мы сегодня не можем воспроизвести процессы возникновения жизни такими, какими они были миллиарды лет назад. Ведь наиболее тщательно поставленный опыт будет лишь моделью, приближением, безусловно, лишенным ряда факторов, сопровождавших появление живого на земле. И тем не менее наука успешно решает вопрос о происхождении живого, проводит многочисленные исследования, постоянно расширяет наши представления о зарождении жизни. Это вполне понятно: проблема жизни лежит в фундаменте всех биологических наук и в значительной мере – всего естествознания. Существенный вклад в решение вопроса о происхождении жизни внесли биохимик А.И. Опарин (1894-1980), английские естествоиспытатели Д. Бернал (1901-1971), Б.С. Холдейн (1892-1964) и др. История жизни и история Земли неотделимы друг от друга. Именно в процессах развития нашей планеты закладывались условия будущего существования жизни – диапазоны температур, влажности, давления, уровня радиации и т. п. Например, диапазон температур, в котором существует известная нам активная жизнь, составляет довольно узкую полосу. Одна из гипотез о происхождении Земли и всей Солнечной системы заключается в том, что наша Земля и все планеты сконденсировались из космической пыли, располагавшейся в окрестностях Солнца. Скорее всего, частицы пыли состояли из железа с примесью никеля, либо из силикатов (веществ, в состав которых входит широко распространённый на Земле кремний), например, силикатов магния, и каждая частица была окружена льдом. Конечно, кроме пыли везде присутствовал газ. И газ, и частицы пыли пронизывались солнечной радиацией. При этом весьма вероятно, что на внешних участках Солнечной системы газы могли конденсироваться, образуя различные летучие органические соединения, в которых присутствует основной элемент всех живых организмов – углерод. Постепенно Солнце разогревало их, газы снова испарялись, но некоторая их часть под действием излучений превращалась в менее летучие углеводороды (соединения углерода с водородом) и соединения азота. Возможно, что именно пылевые частицы, окружённые оболочками из органических соединений, объединяясь, образовали сначала астероиды, а затем планеты. Известно, что, например, гиганты Солнечной системы - Юпитер, Сатурн, Уран состоят в основном из метана, водорода, аммиака и льда – веществ, служащих основой всех сложнейших органических соединений. В то же время общая поверхность пылинок была очень велика, а это значит, что на ней могли об34 разоваться различные соединения углерода и азота – прямых предшественников жизни. Данное предположение доказывается тем, что ряд органических соединений найден в метеоритах, например аденин – биологически очень важное азотистое основание. Он был также искусственно получен в лаборатории при условиях, которые имитировали первичную атмосферу Земли. А, скажем, органические соединения, играющие большую роль в обмене веществ живых организмов, - щавелевую, муравьиную и янтарные кислоты удалось искусственно получить при облучении водных растворов углекислоты. Первичная атмосфера Земли, как и других планет, содержала, очевидно, метан, аммиак, водяной пар и водород. Воздействуя в лаборатории на смесь этих газов электрическими разрядами, имитирующими молнию, и ультрафиолетовым излучением, учёные получили сложные органические вещества, входящие в состав живых белков,глицин, аланин и др. Таким образом, сейчас не приходится сомневаться в том, что под воздействием электрических разрядов, световой и ультрафиолетовой радиации ещё до образования Земли, или на самой первой стадии её существования из неорганических соединений мог возникнуть ряд довольно сложных органических веществ. Образовавшиеся органические вещества – это первый шаг на пути к жизни. Какие же элементы являются основными слагаемыми живого, его «кирпичиками»? Это в первую очередь углерод, кислород, азот и водород. В живой клетке, например, по массе содержится около 70% кислорода, 17% углерода, 10% водорода, 3% азота. Затем идут фосфор, калий, хлор, сера, кальций, натрий, магний, железо. Их количество в клетке не превышает десятых долей процента. Далее следуют медь, цинк, йод, фтор и другие элементы, присутствующие в тысячных и десятитысячных долях процента. Особая роль в живых организмах принадлежит углероду. Говорят, что жизнь на нашей планете «углеродная», то есть в основе всех органических соединений и веществ организмов лежит углерод. Углеродные соединения обладают рядом свойств, делающих их незаменимыми при образовании живых систем. Прежде всего, число органических соединений на основе углерода огромно – десятки миллионов. Они активны при сравнительно невысокой температуре. Атомы углерода в молекулах могут образовывать длинные цепи различной формы. При относительно небольшой перестройке молекул углеродных соединений существенно меняется их химическая активность, которая возрастает при наличии катализаторов. Все элементы живого принадлежат к наиболее устойчивым и распространённым по Вселенной веществам. Они легко соединяются между собой и обладают малой атомной массой. Соединения, образованные такими элементами, должны легко растворятся в воде. Таким свойством обладают, например, соединения калия, натрия и др. 35 Наша планета богата водой и расположена на таком расстоянии от Солнца, что необходимая для жизни основная масса воды находится в жидкости, а не в твердом или газообразном состоянии, как на других планетах. На Земле поддерживается оптимальный интервал температур, необходимый для зарождения и существования жизни. Является ли Земля тем единственным космическим телом, на котором возможна жизнь? По-видимому, нет. Ведь только в нашей Галактике примерно 150 млрд. звёзд, и вполне возможно, что в ней существуют космические тела, на которых возможна жизнь. Первый шаг на пути к возникновению жизни заключается в образовании органических веществ из неорганического космического сырья. Такой процесс протекал при определенной температуре, давлении, влажности, радиации и т. д. На первой стадии данного процесса, вероятно, начал действовать предварительный отбор соединений, из которых позднее появилась организмы. Из множества образовавшихся веществ сохранились лишь наиболее устойчивые и способные к дальнейшему усложнению. Для построения любого сложного органического соединения живых организмов нужен небольшой набор слагающих блоков – мономеров (низкомолекулярных соединений). Например, имея всего 29 сравнительно несложных мономеров, можно описать биохимическое строение любого живого организма. В число их входят 20 аминокислот, из которых построены все белки, 5 азотных оснований (из них в комбинации с другими веществами образуются носители наследственности – нуклеиновые кислоты, а также глюкоза – важнейший источник энергии, необходимый для жизнедеятельности, жиры – структурный материал, идущий на построение в клетке мембран и запасающий энергию). Такое сравнительно небольшое число соединений – результат действия в течение почти миллиарда лет естественного отбора, выделившего их из огромного количества некогда возникших веществ и определившего их пригодность для возникновения живого. Можно сказать, что эволюции организмов предшествовала очень длительная химическая эволюция. Соединения, возникшие на основе углерода, образовали «первичный бульон» гидросферы. Существует научная гипотеза, согласно которой, содержащие углерод и азот вещества возникали в расплавленных глубинах Земли и выносились на поверхность при вулканической деятельности. Разливаясь водой, они могли попасть в океан, где участвовали в образовании «первичного бульона». Второй важнейший шаг в образовании живых организмов заключался в том, что из множества отдельных молекул органических веществ, существовавших в первичном океане Земли, возникли упорядоченные сложные вещества – биополимеры: белки и нуклеиновые 36 кислоты. Они уже обладали важнейшим биологическим свойством – воспроизводить аналогичные себе молекулы. Формирование биополимеров происходило в первичном океане Земли. Для того, чтобы между соединениями могли произойти реакции, ведущие к образованию сложных биологически важных молекул, концентрация органических соединений должна быть сравнительно высокой. Такая концентрация веществ могла образоваться в результате осаждения соединений на различных минеральных частиц, например, на частичках глины или гидроокиси железа, образующих ил прогреваемого солнцем мелководья. Органические вещества могли образовать на поверхности океана тонкую плёнку, которую ветер и волны гнали к берегу, где они собирались в толстые слои с высокой концентрацией органических веществ. Свободный кислород появился значительно позже, в результате деятельности первых фотосинтетиков – водорослей, а затем и наземных растений. Бескислородная среда облегчала, по-видимому, синтез биополимеров из неорганических соединений; кислород, как сильный окислитель, разрушил бы возникающие молекулы. Отдельные несложные органические соединения стали объединяться в крупные биологические молекулы. Образовались ферменты – белковые катализаторы, способствующие возникновению или распаду молекул. В результате деятельности первичных ферментов возникли одни из важнейших органических соединений – нуклеиновые кислоты. Мономеры в нуклеиновых кислотах расположены так, что несут определённую информацию о синтезе белков и обмене с внешней средой веществом и энергией. Кроме того, молекулы нуклеиновых кислот пробрели свойство самовоспроизведения себе подобных. Можно считать, что с этого момента на Земле возникла жизнь. Имелось несколько фаз становления жизни. Фаза 1 – «от атома до молекулы». Фаза сводится к эволюции химических веществ, в процессе которой появились всё более и более сложные молекулярные структуры. Из воды, метана, аммиака формировались органические соединения, служащие строительным материалом преджизненных форм. Уже на этой фазе могли появиться такие соединения веществ, которые обладали элементарной способностью ускорять ход химических превращений и переносить энергию. Фаза 2 – «от отдельных молекул к полимерным объединениям». Полимеры, крупные органические образования, складывались из мономеров – элементарных органических молекул. По Опарину – Холдейну, шёл процесс образования «первичного бульона» из полимеров. По-видимому, это могло происходить на морском мелководье, после отливов, когда шли интенсивные испарения, сопровождавшиеся выбросами тепловой энергии. Здесь формировались вещества, подобные 37 белкам с присущими им катализирующими свойствами, ускорявшими ход химических превращений. Фаза 3 – «от полимеров к агрегатам простейших клеточных организмов». На этой заключительной фазе зарождения жизни полимерные структуры объединяются в крупные агрегатные формы – длинные цепочки полимеров. Чтобы такие агрегатные формы могли превратиться в клетки, необходимо, чтобы они обладали тремя важнейшими свойствами. Во-первых, это были свойства белковой мембраны, отделяющей клетку от внешней среды и опосредствующей обмен веществ между ними. Во-вторых, свойства белка, отвечающего за обмен веществ между организмом и средой, а также выполняющего структурообразующую и катализирующую функции. В-третьих, свойства нуклеиновых кислот, содержащих информацию для синтеза белков. Потребовались десятки миллионов лет химической эволюции примитивных молекулярных агрегатов, прежде чем они превратились в простейшие организмы. Длительная химическая эволюция веществ от атомарных форм через молекулярные и макромолекулярные структуры к простейшим одноклеточным организмам сопровождалась отбором таких комбинаций, которые были способны существовать не разрушаясь. Агрегатные состояния молекулярных структур отличались большей стабильностью и длительностью своего существования благодаря катализирующим качествам белковых веществ. Химические реакции, протекающие в клеточных агрегатах, обеспечивали формирование в них функций энергетики дыхания и перемещения, функций воспроизведения полимеров, функций накопления веществ, поступавших из внешней среды, функций превращения одних веществ в функции других, т. е. всех тех функций, которые называются метаболическими функциями клетки. Первые простейшие организмы жили и умирали в «первичном океаническом бульоне». Остатки этих тел обнаружены археологами и палеонтологами в древнейших отложениях земной коры, возраст которых исчисляются 3-3,5 млрд. лет. С помощью электронного микроскопа можно усмотреть их сходство с бактериями. Поначалу одноклеточные организмы питались исключительно органическими веществами. В дальнейшем они приобретают способность к фотосинтезу, используют водород для восстановительных реакций и перерабатывают углекислый газ в углеводороды. Внутренние химические реакции, происходящие в фотосинтезирующих организмах, способствовали превращению неорганических веществ в органические вещества. С этого момента началось накопление кислорода в атмосфере и прогрессирующая интенсификация эволюции органических веществ. 38 Центральным моментом биохимической эволюции остаётся приобретение живыми формами способности к воспроизведению молекул. Механизм молекулярной репликации, т. е. воспроизведение молекул, лежит в основе эволюционного процесса выживания наиболее приспособленных живых организмов. Если молекула обладала способностью к репликации, то она могла создавать свои собственные копии. «Первичный бульон», в котором находились молекулырепликаторы, представлял собой хаотическое движение простейших живых тел. Образование сложных агрегатов зависело от случайного соединения элементов, что порождало их различные типы. Отличия одних сложных молекулярных тел от других явились следствием ошибок при их копировании в процессах репликации. Ошибки копирования при репликации молекул повторялись, что могло приводить к появлению нескольких типов молекул от одного предка. Одни молекулы были более устойчивы, чем другие. Они отличались большей стабильностью и продолжительностью жизни в «первичном бульоне». Еще одно свойство репликации молекул обнаружилось в скорости размножения, или «плодовитости». Среди молекул-репликаторов «первичного бульона» были те, которые характеризовались более высокой плодовитостью. К моменту экспансии распространения жизни по земной поверхности и, собственно, биологической эволюции простейшие организмы «первичного бульона» обладали определённой степенью своего разнообразия. Одни из них могли жить дольше, а другие были более плодовиты. Насколько процессы зарождения жизни можно считать необходимыми или случайными? Этот вопрос, конечно же, не имеет однозначного ответа. Тот факт, что наша Земля является пока единственной планетой, на которой зародилась и существует жизнь, несомненно, относится к числу уникальных, случайных событий. Приоритет случайности просматривается и в гипотезе о том, что жизнь занесена на землю из Космоса, с других планет (гипотеза панспермии). Характер этой гипотезы не позволяет получить однозначный ответ на вопрос о возможности занесения жизни из Космоса на Землю. Повидимому, нельзя найти аргументов как исключающих возможность такого события, так и подтверждающих его. Вместе с тем само по себе обсуждение гипотезы панспермии не устраняет вопрос о земных условиях жизни. Случайность зарождения жизни на Земле сочетается с совокупностью условий, действие которых обладает свойствами необходимыми и достаточными. Во всяком случае, только взаимодействие таких факторов, как время, температура, отсутствие кислорода в земной атмосфере, наличие химических веществ и источников энергии, с необходимостью обусловило возможность появления живых организмов. 39 За один миллиард лет эволюции эукариотический тип клеточной организации дал широкое разнообразие живых форм от одноклеточных простейших до млекопитающих и человека. Существование клетки зависит от выполнения ею ряда обязательных условий: - отграничение от окружающей среды, - обмен веществ с этой средой. На основе биохимических механизмов внутри клетки происходят реакции диссимиляции и ассимиляции, образуются химические соединения для выполнения тех или иных функций. В процессе жизнедеятельности возникают вещества, которые подлежат удалению. Приобретение клеткой способности к активному движению облегчает задачу поиска пищи и избегания опасных ситуаций. Сохранение жизни во времени зависит от способности клеток к делению. В ходе эволюции совершенствование жизненно важных функций происходит путем их дифференциации, т. е. обособления. Нередко такое обособление связано с возникновением специальных структур. Появление закономерности в виде разделения и специализации функций и структур представляет собой одно из всеобщих свойств жизни. Возникновение среди живых форм многоклеточных организмов, с которыми связано прогрессивное направление эволюции, является логическим развитием этого свойства. Перевод к многочисленности привёл к появлению полового размножения, выделению эмбрионального периода. В процессе исторического развития на планете возникло не менее 35 типов многоклеточных организмов. Из них до сих пор существуют 26, будучи представленными более чем 2 млн. видов. 40 Тема 3. Понятие жизни в современной науке и философии 1. Философский взгляд на живую материю Для естествознания живая материя – это качественно новое образование, определённое состояние части природы, таящей в себе ещё много неизвестного. Для философии живая материя – это исторически появившаяся форма бытия, имеющая широкий диапазон своего воплощения. Философы, не вдаваясь в естественно-научные тонкости строения живого на его различных уровнях, констатируют только те особенности живого, которые характерны для всех видов материи. Вместо детализации признаков живого философия обращает основное внимание на те всеобщие признаки, которые позволяют говорить о живой материи как об особом ярусе материального бытия. Философия видит в живой материи единство общего и особенного. Общее – это принадлежность живой материи к неживой; особенное – это появление в этом уровне бытия тех отличительных особенностей, которые превратили эту часть природы в особое состояние, сделав ее носительницей жизни. Угасание этого признака (умирание растения или животного) снова возвращает бывшее живое в его исходное состояние, то есть в дожизненное бытие. Философия, обращаясь к анализу живой материи, не рассматривает качественное состояние многообразных форм живого, а концентрирует внимание на признаках, характерных для всех уровней живого, отыскивая тем самым ту принципиальную разницу, которая стала демаркационной линией между двумя уровнями материального бытия. Живая материя – это часть земной природы. Диапазон живого очень велик, начиная с вирусных образований и заканчивая высшей формой живого – человеком. Философия рассматривает живое как новую форму материи, сложившуюся в ходе эволюции неживой природы за сотни миллионов лет существования её земных форм. Философия, нисколько не опуская специфики живой материи, рассматривает её в свете общих закономерностей материального бытия, одновременно выделяя общее и особенное, опуская характерные для каждого вида частное, пусть даже и очень важное с позиций естествознания. Живая материя выступает своеобразным продолжением неживой материи, она вышла из неё и опирается на неё в своём существовании. Она выступает вторым «ярусом» материального бытия и, следовательно, несёт в себе все сущностные признаки нижележащего яруса, как и всей материи вообще (движение, время, пространство, наличие причинно-следственных связей, обладает свойством отражения). Для философии живая материя – это единство общего (с нежи41 вой материей) и особенного (характерного только для живых форм). Особенное в живой материи – это наличие в ней такого определяющего признака, как жизнь. Человек пытался понять сущность живого на протяжении всей истории своего существования. В древности это волновало египтян, индусов, китайцев, греков. Но их представления о живом, сущности жизни либо упирались в религиозно-мифологические представления, либо несли черты крайнего натурализма (жизнь появляется из воды, из грязи из воздуха и т. п.). Даже философы, пытавшиеся избежать натуралистических крайностей (Гераклит, Демокрит и ряд других), были далеки от научного подхода к раскрытию живого, поскольку самой науки ещё не было. К современным представлениям происхождения жизни на Земле наука шла довольно извилистыми путями, преодолевая религиозные представления возникновения жизни, где господствовала идея креационизма (творения жизни Богом). Частичным отходом от идей креационизма явилась теория философов-пантеистов, которые, отрицая личностные представления о Боге, выдвинули идею всеобщей одухотворённости природы, когда вся природа выступает «как бы живой», а в ходе соприкосновения материи и живого духа природы получаются живые формы – от растительных до человека. Сами идеи подобного понимания природы уже присутствовали в работе Аристотеля «О душе» (IV в. до н. э.). В XVIII в. в среде биологов получает поддержку идея о наличии в живых формах особой «жизненной силы», схожей с силой магнита, но причина магнетизма оставалась неясной. Когда же был открыт микроскоп, и удалось значительно увеличить его разрешающую силу, то оказалось возможным немного глубже рассмотреть живой организм, обнаружить клетку. Сложность её строения зародила сомнение в возможности естественного появления жизни на Земле: зарождается гипотеза панспермии, согласно которой вся Вселенная заполнена законсервированными живыми «спермами», один из которых случайно залетел на Землю и явился родоначальником жизни. Об этой гипотезе вспоминали даже в начале ХХ в. пока не была открыта смертельная для всего живого «напряженность» межзвёздного пространства. В 40-х г. ХХ в. А.И. Опарин, отталкиваясь от гипотезы КантаЛапласса о возникновении Солнечной системы из первичной туманности, попытался проследить дальнейшую эволюцию Земли, приведшую к появлению жизни. Первые сотни миллионов лет земной шар буквально «кипел» под влиянием высоких температур. На нем шли бурные геолого-минералогические и иные подобные процессы. В итоге образовалась плотная и насыщенная парами различных соединений атмосфера, пронизанная радиацией, электромагнитными излучениями, непрерывными грозовыми разрядами, «подпитываемая» непре42 рывными вулканическими извержениями, когда земная кора «укладывалась». Всё это и многое другое, ещё не известное науке, привело к образованию углеродистых соединений и появлению Мирового океана, в котором начались углеродистые процессы. В ходе дальнейших изменений в водной среде появляются коацерваты, послужившие исходной материей для последующего образования белковых соединений. В океане получился «живой кисель», в котором уже стал присутствовать обмен веществ и начали формироваться клеточные соединения. Этот процесс растянулся на многие миллионы лет, прежде чем на базе первого коацервата появилась простейшая живая клетка. Превращение Земли из мёртвой планеты в жизненесущую – планетарное событие. Эволюция живой материи началась тогда, когда Мировой океан оказался заполненным исходными формами и начался процесс их «выдавливания» на сушу. В такой же последовательности шло и медленное заполнение естественных природных «ярусов», когда природа словно диктовала категорическое «умри или меняйся». Но принятая современным естествознанием гипотеза А.И. Опарина так и будет оставаться гипотезой, поскольку не существует способа проверить её в силу невозможности поставить эксперимент подобного масштаба. Весь путь эволюции живых форм от простейших видов до человека занял около 2 млрд. лет. Развитие и усложнение жизненных форм земных обитателей можно представить так, что появлялись новые виды, а другие отмирали. Появление новых видов представителей растительного и животного царства занимало миллионы лет, в такой же длительности шло отмирание нежизнестойких форм. Появление свободного кислорода в атмосфере привело к образованию в ней озонового экрана, предотвращающего губительное действие ультрафиолетовой радиации на организмы. Создалась возможность резкого расселения организмов в пространстве и появления жизни на суше. Мир животных, потребляющих в пищу растения, возник как надстройка над фотосинтезом растительных организмов в условиях окислительной атмосферы Земли. Мир животных существует лишь за счёт растительного живого вещества и отдельно существовать не может. Мир животных сам по себе не представляет жизни. Животный организм рассеивает внутри своей физиологической машины энергию, накопленную зелёными хлорофиллосодержащими организмами. Живое вещество энергию накапливает, а не рассеивает. Если при активной вулканической деятельности на Земле углекислый газ выделялся из недр и был пищей растениям, то при прекращении вулканизма круговорот нарушается. Перечисленным выше условиям существования жизни соответствует только тонкий слой Земли, включающий в себя верхнюю часть литосферы, гидросферу, а также нижнюю часть атмосферы (тропосферу) и называемый биосферой (греч. Bios – жизнь), то есть сферой 43 жизни. Уникальность биосферы состоит в том, что она ограничена в пространстве и имеет начало во времени. Возникнув примерно 2-3 млрд. лет тому назад, она прошла за это время сложнейший путь развития от простейших одноклеточных до поразительного многообразия различных форм живых существ, совершеннейшим из которых является человек. При этом все отдельные живые организмы смертны, так как их бытие всегда ограничено определёнными временными рамками – рождением и смертью, в то время как вся биосфера в целом поддерживает своё существование как единая система, благодаря процессу воспроизведения жизни. То есть, раз возникнув, она существует, и будет существовать до тех пор, пока будут сохраняться перечисленные выше условия, необходимые для функционирования жизни. Если для одних форм жизни – простейших достаточны минимальные, предельно ограниченные условия существования, то для более развитых, а тем более для высокоразвитых, требуются уже многие параметры, состоящие в сложнейших отношениях и равновесии. 2. Отражение как всеобщее свойство материи и его актуальность для существования живых форм Отражение, как всеобщее свойство материи, не содержит в себе что-либо замысловатое. В неживой материи – это результат взаимосвязи двух или более форм, причём на сущность каждой из взаимодействующих форм отражение не оказывает существенного воздействия. Отражение в живой природе тесно связано с жизнедеятельностью и функциями всего организма, превращается в первейшую жизненную потребность. Для живых форм материи отражение – это условие обеспечения единства организма и внешней среды, без чего бытие живой природы невозможно. Все формы живого, в том числе и человек, выживают за счёт внешней среды, которая выступает для каждой формы жизни в трёх основных проявлениях: - нужная, т. е. полезная для жизни; - нейтральная, на которую можно не реагировать; - опасная, угрожающая существованию. Поскольку живая форма выживает только за счет внешней среды, то каждому виду живого эту среду необходимо отразить, почувствовать, чтобы стремиться к ней или, наоборот, спасаться от нее. Для человека знание приобретает понятную форму и порождает соответствующую реакцию. Остальным формам живого окружающую среду тоже приходиться «узнавать», но формы «знания» в каждом уровне живой материи свои: знание собаки – это зрение, уши и нюх; для птицы узнать – это ударить клювом, реакция на звук, контуры видимых предметов, врожденные инстинкты; насекомые летят на запах или спасаются от запаха, чувствуют погодные изменения. 44 Степень развития отражения на уровне живого детерминирована общим уровнем развития самой формы живого. Природа словно осознанно дала каждому виду «не больше, но и не меньше нужного для выживания»: одно «знает» амеба, обволакивающая микроскопические органические частички на дне стоячего водоема; совсем другой характер носят «знания» зайца, осматривающего в темное время суток десятки километров по полям и перелескам. Если мысленно представить всю лестницу живых форм от простейших до человека, то такой же усложняющейся лестницей будет выглядеть и «лестница» развития отражения. Это связано с усложнением среды обитания более сложных форм, несущих в себе разнообразие признаков и связей, которые необходимо отразить, оценить, соответственно координировать свое поведение, вписаться в действительность. Живую природу нужно рассматривать как многоярусное и многокачественное явление. Вышележащий ярус включает в себя признаки нижележащих ярусов, которые выступают как дополнение к новому, основному для данного яруса признаку. В таком же отношении находятся и уровни отражения на разных ступенях живого, когда высшие его формы органически содержат в себе и формы отражения, присущие всем нижележащим ярусам живого. В этом плане человек, как высшая ступень «лестницы живых существ», несет в себе все те формы отражения, которые присутствуют во всех формах живого. Но как дополнение к ним и как новый качественный прорыв, он имеет и чисто человеческие формы отражения, которых не знает остальная живая материя: сознание, способность к абстрактному мышлению, память, интуиция, предвидение, целеполагание, нравственную оценку отражённого. Подобная многогранность отражательных способностей человека обусловлена самой спецификой ареала, в котором разворачивается человеческая жизнедеятельность. Если ареал амебы ограничивается несколькими каплями загрязненной воды, для волка – десятками квадратных километров лесостепной зоны, для кита – просторами Мирового океана, то человеческим ареалом оказывается вся земная неживая и живая природа, а сама его жизнедеятельность разворачивается в человеческом общежитии со всеми его многогранными слагаемыми. Понятие «отражение» и «информация» отличаются. Отражение – это восприятие того, что доступно органам чувств и способно вызвать радость, восхищение, гнев, ярость. Информация – это набор сведений о существенных признаках того или иного явления. Информация, даже очень важная, не несет эмоционально-человеческой окраски. Живая материя – это общефилософская характеристика, общее определение всего многообразия живых форм. Следовательно, живая материя, «живое вообще» - это философское понятие, как «неживая материя», только меньше по объему. В действительном бытии таково45 го нет. Биология делит все многообразие представителей живой материи на царства, классы, виды и подвиды. Но и такое деление выступает только научными абстракциями, общими понятиями естествознания. В действительности люди имеют дело только с конкретными особями. Каждая форма живого – это конкретная биофизиологическая цельность, четкое взаимодействие и взаимосвязь всех составляющих, живой организм органов вне зависимости от уровня организации организма, различие этой «организованности» состоит лишь в том, что в формах нижнего яруса живой материи нарушение органической «цельности» отражается незначительно на общих функциях организма, в высокоорганизованных – очень значительно, вплоть до смертельного исхода. Боль – это сигнал о сбое в работе организма. Все живое – это органическая цельность, а потому реакция при нарушении цельности присутствует во всех формах живого, только в каждой форме специфическая. Уровень организованности зависит от уровня живой материи. Организованность присуща каждому живому организму. В нем имеется все необходимое и в определенных связях направленное на выживание данной формы живого, но при этом – ничего лишнего. Живая материя, поднимаясь в своем развитии к более сложным, знаменует прогресс; но этот качественный рост имеет и свою обратную сторону: регресс в способности к выживанию. Сложная форма более ранима, более беззащитна перед вредными воздействиями, перед резкими изменениями среды обитания. И самым уязвимым перед внешней средой оказывается человек, а наиболее жизнестойкими оказываются простейшие формы живого: мхи, вирусы, бактерии. 3. Признаки живой материи и ее отличия от неживой Важным свойством живого является питание. Пища нужна всем живым существам. Они используют ее как источник энергии и веществ, необходимых для роста и других процессов жизнедеятельности. Растения и животные различаются по тому, как они добывают пищу. Почти все растения способны к фотосинтезу, то есть они сами создают питательные вещества, используя энергию света. Фотосинтез – одна из форм автотрофного питания. Животные и грибы питаются по-иному: они используют органическое вещество других организмов, расщепляя с помощью ферментов это органическое вещество и усваивая продукты расщепления. Такое питание называют гетеротрофным. Гетеротрофами являются многие бактерии, хотя некоторые из них автотрофны. Следующими признаками живого является наличие дыхания. Для всех процессов жизнедеятельности нужна энергия. Поэтому ос46 новная масса питательных веществ, получаемых в результате автотрофного или гетеротрофного питания, используется в качестве источника энергии. Энергия высвобождается в процессе дыхания при расщеплении некоторых высокоэнергетических соединений. Высвобождаемая энергия запасается в молекулах аденозинтрифосфатах (АТФ), который обнаружен во всех живых клетках. Раздражимость – это когда все живые существа способны реагировать на изменение внешней и внутренней среды, что помогает им выжить. Например, кровеносные сосуды кожи млекопитающих при повышении температуры тела расширяются, рассеивая избыточное тепло и тем самым снова восстанавливая оптимальную температуру тела. А зеленое растение, которое стоит на подоконнике и освещается только с одной стороны, тянется к свету, потому что для фотосинтеза нужна определенная освещенность. Подвижность. Животные отличаются от растений способностью перемещаться из одного места в другое, то есть способностью к движению. Животным необходимо двигаться, чтобы добывать пищу. Для растений подвижность необязательна: растения способны сами создавать питательные вещества из простейших соединений, доступных почти всюду. Но и у растений можно наблюдать движения внутри клеток и даже движения целых органов, хотя и с меньшей, чем у животных, скоростью. Могут двигаться и некоторые бактерии, и одноклеточные водоросли. Выделение, или экскреция, – это выведение из организма конечных продуктов обмена веществ. Такие ядовитые «шлаки» возникают, например, в процессе дыхания, и их надо обязательно удалять. Животные потребляют очень много белков, и поскольку белки не запасаются, их необходимо расщепить, а затем вывести из организма. Поэтому у животных выделение сводится в основном к экскреции азотистых веществ. Еще одной из форм экскреции можно считать выведение из организма свинца, радиоактивной пыли, алкоголя и массы других, вредных для здоровья веществ. Размножение. Продолжительность жизни у каждого организма ограничена, «однако, все живое бессмертно». Выживание вида обеспечивается сохранением главных признаков родителей у потомства, возникшего путем бесполого или полового размножения. Пытаясь объяснить природу наследования признаков, «редукционисты» открыли нуклеиновые кислоты – ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту) и РНК (рибонуклеиновую кислоту). В молекулах этих кислот содержится закодированная наследственная информация, которая передаётся от одного поколения к другому. Через размножение осуществляется самосохранение всех видов живой материи. Форма размножения у каждого вида своя, и она тем сложнее, чем выше стоит данная форма на «лестнице» живого. На 47 уровне микроорганизмов происходит деление материнской клетки надвое – и второй микроб готов. Внутри мира бактерий нет деления на мужские и женские. На уровне грибов в период их созревания идет активное выделение спор – микроскопических комочков жизни; травы и некоторые виды древесной растительности в период созревания выделяют пыльцу – настоящий бич для людей, предрасположенных к аллергическим заболеваниям. Радующие наши взоры цветущие растения – это раскрытое цветком лоно для перекрестного опыления, чтобы в итоге появились семена. Исходная плодовитость видов живого обратно пропорциональна вероятности выживания семени до его половой зрелости. Когда вероятность выживания низка, родители оказывается более «плодовитыми»; когда вероятность выживания высокая – плодовитость низкая. Природа словно отвешивает каждому виду свою «порцию» на будущее. Если внешние условия для выживания благоприятны, формы живого размножаются интенсивно, стремясь к расширению своего ареала обитания; когда же складываются условия, неблагоприятные для выживания, размножение замедляется. В мире растительного царства каждое плодоносящее дерево или растение стремится к максимуму, поскольку в мире растений идёт жесточайшая борьба за каждый сантиметр земли, за каждый луч солнца. В человеческом обществе, наоборот, в странах с высоким качеством жизни – рождаемость низкая, в слаборазвитых странах – продолжительность жизни низкая. Рост – это когда объекты неживой природы (кристалл) растут, присоединяя новое вещество к наружной поверхности. Живые существа растут изнутри за счёт питательных веществ, которые организм получает в процессе автотрофного или гетеротрофного питания. В результате ассимиляции этих веществ образуется новая живая протоплазма. Эти семь главных признаков живого более или менее выражены у любого организма и служат единственным показателем того, жив он или мёртв. Все эти признаки – лишь наблюдаемые проявления главных свойств живой материи (протоплазмы) то есть её способности извлекать, превращать и использовать энергию извне. К тому же протоплазма способна не только поддерживать, но и увеличивать свои энергетические запасы. В отличие от живой материи мёртвое органическое вещество легко разрушается под действием механических и химических факторов окружающей среды. Живые существа обладают встроенной системой саморегуляции, которая поддерживает процессы жизнедеятельности и препятствует неуправляемому распаду структур и веществ и бесцельному выделению энергии. Такая регуляция направле48 на на поддержание гомеостаза на всех уровнях организации живых систем – от молекул до целых сообществ. 4. Жизнь – специфическое природное явление Жизнь – одна из форм бытия и одна из высших форм движения. Современная наука во взгляде на жизнь исходит из представлений о качественном отличии живого от неживого, о наличии общих свойств у растительного и животного мира, включая человека. Естественно-научное познание жизни осуществляется по многим направлениям. Практически в него вовлечены все науки. И всё же основная тяжесть выпадает на биологию – науку о жизни. Жизнь для человека – первейшая ценность: она породила самого человека и её биологические механизмы в совокупности с социальными факторами составляют суть человеческой природы. Жизнь – это естественный природный процесс, что предопределяет его познание средствами и методами науки, используемой для изучения всех природных явлений. Вместе с тем жизнь обладает специфическими свойствами, которые делают её принципиально отличной от всех иных проявлений материального порядка, то есть речь идёт о качественном своеобразии жизни. Жизнь на Земле представлена громадным разнообразием форм, которым присуща возрастающая сложность строения и функций. Всем живым организмам свойственны два признака: целостность и самовоспроизведение. В ходе индивидуального изменения (онтогенеза) организмы приспосабливаются к внешним условиям, а смена поколений приобретает эволюционно-исторический характер (филогенез). Организмы выработали способность к относительной независимости от внешней среды (автономность). Одно из главных свойств всякого живого организма – обмен веществ. Наряду с ним существенными признаками жизни являются раздражимость, рост, размножение, изменчивость, наследственность. Всякий живой организм как бы стремится к главному – воспроизведению себе подобных. Сущность жизни есть функция определённой материальной организации. Познание жизни выявило сложную структурнофункциональную природу биологических организмов. Долгое время жизнь понималась как существование белковых тел. По мере совершенствования методов и средств познания живых структур уточнялись представления о природе белка, характере обменных процессов в живом организме и взаимодействии его с окружающей средой. К познанию жизни подключились физика и химия, что позволило выделить молекулярный уровень биологической организации. Активно внедряются представления о физико-химической природе жизни, что якобы предопределяет возможность её познания исключительно средствами физики и химии. 49 Жизнь – это частичная, непрерывная, прогрессирующая и взаимодействующая со средой самореализация потенциальных возможностей электронных состояний атомов. Философский интерес к проблеме жизни продиктован следующими обстоятельствами: 1) философское объяснение природы самого человека, что требует привлечения естественно-научных представлений о жизни; 2) необходимость использования методологических принципов в ходе научного познания жизни; 3) уяснение закономерностей структурно-функциональной организации живого, что способствует верному ответу на один из актуальнейших философских, мировоззренческих вопросов – в чем смысл жизни человека? Важным результатом философского и естественно-научного познания жизни является вывод о единстве жизни на Земле. Жизнь – способ существования материи и одна из её форм. Только живая материя способна воспроизводить саму себя, а она становится предпосылкой мыслящей, одухотворённой материи. Жизнь – это постоянное самообновление химических составных частей тела. Важнейшие составляющие жизни – это рост, размножение, движение, обмен веществ со средой. Жизнь – это планетарное закономерное геологическое явление, строящее биосферу и ноосферу и проявляющееся в массах вещества. Организм – система историческая, является результатом филогенетического, эволюционного развития. В науке идёт интеграция знаний о жизни для создания о ней теории. Происходит соединение знаний физики, химии. Создаются формально-логические теоретические схемы, основанные на математике. Формируется системный метод, основанный на методах биокибернетики и биологии. Сформулированы принципы эволюции ноосферы, биогеохимии, естественно-научные основы развития общества. Жизнь существует в форме отдельных живых организмов, каждый из которых возникает из себе подобных и умирает. Организмы, вступая в связи с неживой средой и друг с другом, образуют системы более сложных порядков, в конечном счёте – единую систему жизни на Земле, прошедшую путь развития от простейших форм до человека. Жизнь есть способ существования и эволюции биологических систем, проявляющийся в форме процессов преобразования вещества и энергии, а также накопления информации. Жизнь – это планомерное нарушение симметрии. Живое – это открытая, неравновесная, но стационарная система. Смерть у живого генетически запрограммирована. Живое исчезает многостадийно. Живое образовано из тех же химических элементов, что и объекты мёртвой природы. Законы физики во Вселенной таковы, что они разрешают существование атомов, звёзд, планет, жизни, разума. Эволюция не основа50 на на случайных изменениях при мутагенезе, она изначально целесообразна и приспособительна (Ш.Б. Ламарк, Л. Берг). В жизни организмов мутации наблюдаются редко. Генетические программы чрезвычайно помехоустойчивы. Жизнь есть способ существования белковых тел и нуклеиновых кислот, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой. Жизнь часто рассматривается как специфическое взаимодействие физико-химических процессов (Д.Д. Бернал). С философско-онтологической точки зрения, жизнь – это процесс, в котором потенциальные качества бытия превращаются в его актуальные значения. Жизнь оказывается процессом актуализации бытия, процессом, в разнообразных формах которого раскрываются возможности бытия. Основные свойства жизни – это питание, дыхание, раздражимость, активность, размножение и рост. В самом деле, каким бы ни было живое существо, оно нуждается в пище как источнике веществ и энергии; при этом растения и животные различаются по тому, как они добывают пищу. Дыхание представляет собой определённый процесс высвобождения энергии в результате окисления органических веществ в организме. Все живые существа способны реагировать на изменение внешней и внутренней среды. Разнообразные формы реакции раздражимости помогают им выжить. Активность организмов проявляется в способности к движению или поведению. Опять таки, заметим, что активность животных существенным образом отличается от активности растений, так как животным необходимо перемещаться в окружающей среде, чтобы добывать пищу. Выживание вида обеспечивается сохранением его важнейших признаков родительского поколения у потомков путём размножения. Рост живых организмов происходит за счёт внутренних процессов потребления питательных веществ. Перечисленные признаки организмов могут служить показателем того, живы они или мертвы. Наблюдения этих признаков в живой природе позволяют сформулировать интегральные характеристики жизни: 1) энергетические процессы обмена веществ; 2) признаки самоорганизации; 3) информационно-генетические признаки; 4) эволюционные признаки. Питание, дыхание, раздражимость, активность, размножение и рост организмов нуждаются в энергетических ресурсах, которые они извлекают из окружающей среды. Энергия природы используется в целях выживания и адаптации организмов для пополнения израсходованных запасов энергии. Так, почти все растения способны к фотосинтезу как процессу, синтезирующему питательные вещества на основе использования солнечной энергии или энергии других источни51 ков света. Энергетические процессы обмена веществ организмов являются необходимым условием поддержания и воспроизведения их организации. Высокоупорядоченное строение живых форм отличается свойствами самоорганизации и саморегуляции. Химические вещества, служащие «строительным материалом» организмов, имеют более высокий уровень организации, чем организация веществ неживых объектов. Упорядоченность химических структур и функций специфична для любого живого организма, способствует росту их самоорганизации в направлении к стабильности, устойчивости. Тот факт, что структуры живых организмов при размножении возникают заново в каждом последующем поколении, получил разные толкования, известные как преформистская и эпигенетическая точки зрения. Они существовали длительное время в философии и биологии.. Согласно преформисткой точки зрения, (преформизм – от лат. «заранее образую» или «преобразую) развитие и признаки организма предопределены структурами его зародыша, то есть структурами его половых клеток. Радикальность преформизма заключалась в утверждении, что зачатки зародышей всех будущих поколений живых существ изначально заложены в акте их сотворения. Наглядно преформистская точка зрения изображается в виде «матрёшечной модели» развития организмов: зародыш каждого последующего поколения «упрятан» в зародыше предыдущего, так же как одна матрёшка – в другой. Эпигенетическая гипотеза, напротив, утверждала, что развитие организма протекает путём последовательных новообразований, зависящих от различных причин, сил, целей. Так, ещё Аристотель полагал, что в зародыше организма нет готовых структур. Они возникают как новообразования на каждом этапе развития организма. Само же развитие структур организма носит целесообразный (теологический) характер. Эпигенетический, эпигенез (греч.) – это направленность действия от его потенциальных свойств к их реализации. Погрешности и иллюзии преформистского и эпигенетического взглядов на воспроизведение структур организмов были устранены только в ХХ в., когда прояснились химические структуры генов, механизмы хранения и передачи наследственной информации. Информация, потребность в которой испытывает каждый организм, передаётся его потомкам путём наследования. Информация содержится в генетических структурах – генах и хромосомах организма (ген. – от греч. – «род».). Ген – это элементарная, неразложимая единица наследственного материала. Хромосома (хромо – цвет, сомо – тело) есть структурное ядро клетки как носителя генов. По наследству передаются не структуры, а описания их свойств. Каждое такое описание представляет собой наследственную программу организма, которую он может передать будущим поколе52 ниям. Кроме того, в каждое описание структуры организма включается инструкция («технология»») её изготовления. Другими словами, наследственная программа содержит как описание особенностей строения организма, так и описание последовательности операций по изготовлению его структур. Сам же механизм наследования можно уподобить процедуре копирования генетической структуры родительского организма потомками. При этом родительские структуры используются в качестве матриц для изготовления структур потомков последующих поколений. Копирование генетических структур одних поколений другими сопряжено с мутациями (ошибками, изменениями) свойств организма, вызываемых действием естественных и искусственных факторов. Мутации затрагивают любые свойства организмов, что проявляется в разнообразии их модификаций – разнообразии их видов. Генетические механизмы, обеспечивая функции сохранения, воспроизведения и программирования структур организмов, задают их возможные потребности в энергетических ресурсах, пределы развития и поведения. Эволюция живых организмов формирует их способность адаптации к окружающей среде. Каждый вид живого находится в соответствии своему образу жизни, то есть он приспособлен к условиям окружающей среды благодаря унаследованным признакам своего строения и функций. Активность образа жизни организмов определяется особенностями их реагирования на воздействие окружающей среды. В ходе эволюции образ жизни любого вида подвержен изменениям, его активность может возрастать или уменьшаться. Изменения, или мутации, наследственных программ подвергаются в ходе эволюции действию естественного отбора. В результате чего строение организмов может усложняться или упрощаться, они могут приобретать новые свойства, у них могут совершенствоваться отдельные органы или функции, а также формироваться новые: одни организмы могут вымирать, наконец, могут появляться новые виды живых организмов. Мутационные процессы в живой природе характеризуются большой длительностью по времени протекания, чрезвычайным разнообразием, случайным и ненаправленным характером их происхождения. 5. Критерии жизни При попытке определить сущность жизни на научном уровне возникают значительные трудности. Большинство ученых убеждено, что жизнь представляет собой особую форму существования материи. Ф. Энгельс – жизнь есть способ существования белковых тел, состоящих в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел. 53 Но к 60 гг. ХIХ в. стало ясно, что вещественная основа жизни сводится не только к белкам, а функциональная – не только к присущему живому организму обмену веществ. Э. Шредингер заявил, что жизнь – это апериодический кристалл, а Г. Югай утверждал, что она есть космическая организованность материи. Современная биология перечисляет основные свойства живых организмов, и только совокупность таких свойств может дать представление о специфике жизни: - живые организмы характеризуются упорядоченной сложной структурой, уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах; - живые организмы получают энергию из окружающей среды, причем большинство из них прямо или косвенно используют солнечную энергию; - все живые организмы, как растения, так и животные, реагируют на изменения в окружающей среде (раздражимость); - живые организмы не только изменяются, но и усложняются; - все живое размножается. Способность к самовоспроизведению – основополагающий признак жизни, поскольку при этом проявляется действие механизма наследственности и изменчивости, которые определяют эволюцию всех видов живой природы; - живые организмы передают по наследству заложенную в них информацию, необходимую для развития и размножения потомства. Эта информация заложена в генах. Генетический материал определяет направление развития организма. Информация в процессе передачи несколько изменяется, поэтому потомство не только похоже на родителей, но и отличается от них; - живые организмы хорошо приспособлены к среде обитания, соответствующему образу жизни. Современные научные представления позволяют определить любой живой организм как самоорганизующуюся систему открытого типа, то есть производящую обмен веществ, энергии и информации с окружающей средой. Другой отличительный признак живого заключается в способности его к размножению. В отличие от всего неживого, только живые организмы могут порождать себе подобных, расти, развиваться, получать извне необходимые для роста и поддержания жизни вещества и выбрасывать в окружающую среду отходы своей деятельности. Иначе говоря, бытие живых организмов функционально, оно осуществляется как процесс, то есть нечто живое существует или, как говорят, в нем есть жизнь, лишь постольку, поскольку оно функционирует. Кроме того, для существования живых организмов требуется соответствующая и вполне определенная физическая и химическая среда, ибо их 54 жизнедеятельность может происходить только в определенных параметрах: должная температура, наличие воздуха, влаги, питания и т. д. Хотя отмеченные параметры вполне конкретны и поддаются исследованиям, абсолютно точную границу между живым и неживым провести не так просто. Например, вирусные частицы вне клеток живого организма не производят обмена веществ, не размножаются и т. д., что дает основание одним ученым относить их к живому, другим – к миру неживого. На неопределенное время прекращаются жизненные процессы и у высушенных семян или простейших организмов при глубоком замораживании. Но при возвращении к прежним (нормальным) условиям их жизненные процессы восстанавливаются. Обмен веществ можно рассматривать как элемент общего закона единства организма и среды, но проявившегося в самом организме. Каждая живая форма – это система, где сгорают необходимые для поддержания жизни элементы внешнего мира. А наружу выделяется все то, что не подвержено переработке, но в дальнейшем вступает в общий круговорот обмена веществ. Всему живому нужна пища, которая поступает из внешней среды. Усвоение пищи – это процесс ассимиляции, отторжение – это диссимиляция. Повышенную потребность в пище организм испытывает во время роста и развития. В период зрелости вида наступает период равновесия ассимиляции и диссимиляции; процесс старения сопровождается снижением потребности организма в питании. Эта закономерность наблюдается в живой материи всех уровней. Задача пищи – поддержание равновесия в противоречивых тенденциях организма на разных стадиях его существования. Сознательным нарушителем этого всеобщего закона живой природы выступает человек. Его питание можно определить как биологосоциальное, поскольку он использует в пищу не только то, что требуется организму, но и то, что он употребляет под влиянием общественного мнения, общепринятых оценок, престижных характеристик, сложившихся в обществе. В силу таких условий применяемую человеком пищу можно условно разделить: на необходимую, когда в организм попадает все требуемое и ничего лишнего; вкусную, когда человек под воздействием искусства кулинаров употребляет лишнее, нежели требуется организму для нормального обмена веществ; изысканную, когда в организм поступает пища не обязательно нужная, но в общественном представлении необычайная, массам не доступная, но вызывающая разбалансировку в обмене веществ. Появилась пища как плод научно-технической революции. 6. Свойства жизни Поразительное многообразие жизни создаёт большие трудности для её однозначного и исчерпывающего определения как особого яв55 ления природы. Аристотель жизнь определял как питание, рост и одряхление; Г. Тревиранус – как стойкое единообразие процессов при различии внешних влияний; М. Биша – это совокупность функций, сопротивляющихся смерти; А. Лавуазье – как химическую функцию; И.П. Павлов – сложный химический процесс. Свойства живого не носят исключительного характера и по отдельности обнаруживаются среди объектов неживой природы. А.И. Опарин считал, что жизнь – это особая, очень сложная форма движения материи. Жизнь – это макромолекулярная открытая система, которой свойственна иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии. Жизнь – это ядро упорядоченности, распространяющееся в менее упорядоченной Вселенной. Свойство жизни – обмен веществ. Его содержание составляют взаимосвязанные и сбалансированные процессы ассимиляции (анаболизм) и диссимиляции (катаболизм). Результатом ассимиляции является образование и обновление структур организма, диссимиляции – расщепление органических соединений с целью обеспечения различных сторон жизнедеятельности необходимыми веществами и энергией. Для осуществления обмена веществ необходим постоянный приток определённых веществ извне; некоторые продукты диссимиляции выделяются во внешнюю среду. Таким образом, организм является по отношению к окружающей среде открытой системой. Процессы ассимиляции и диссимиляции представлены многочисленными химическими реакциями, объединенными в метаболические цепи, циклы, каскады. Последние представляет собой совокупность взаимосвязанных реакций, протекание которых строго упорядочено во времени и пространстве. В итоге осуществления клеткой метаболического цикла достигается определённый биологический результат. Жизнедеятельность клетки человека требует согласованного протекания более 10000 реакций. Структурированность необходима для эффективного обмена веществ. С другой стороны, любая упорядоченность для своего поддержания требует затраты энергии. Согласно закону сохранения энергии (первое начало термодинамики), при химических и физических превращениях она не исчезает и не образуется вновь, а переходит из одной формы в другую. Поэтому теоретически любой процесс должен протекать одинаково легко в прямом и обратном направлениях. В природе такого не наблюдается. Без воздействия извне процессы в системах идут в одном направлении. Естественное развитие процессов неизбежно приводит к состоянию равновесия как статистически более вероятному. Одновременно утрачивается структурированность. Мерой необратимости природных процессов служит энтропия, количество которой в системе обратно пропорционально степени упорядоченности (структурированности). 56 Закономерности изменения энтропии описываются вторым началом термодинамики. Способность противостоять нарастанию энтропии (а она в организме низкая из-за постоянного притока энергии извне) сохранять высокий уровень упорядоченности является обязательным свойством жизни. Жизнь представляет собой постоянный процесс самообладания, в результате которого воссоздаются структуры, соответствующие снашиваемым и утрачиваемым. Это достигается благодаря использованию живыми формами для построения своих структур и обеспечения всех сторон жизнедеятельности биологической (генетической) информации. Она отбиралась по признаку биологической полезности в процессе эволюции видов, населяющих планету. Она хранится, записанная с помощью специального кода, в наследственном веществе клеток. Молекулярный механизм использования живыми организмами биологической информации основан на функционировании в клетках уникальных химических соединений – биологических полимеров, не встречающихся в природных условиях в неживых объектах. Белки, которые, выполняя роль биологических катализаторов (ферменты), обуславливают протекание биохимических реакций в нужном направлении, с достаточной скоростью, при достаточно мягких условиях температуры и давления. Ферменты отличаются специфичностью. Всякий раз белки несут в себе одну и ту же биологическую информацию, следовательно, выполняют одни и те же функции. Постоянство биологической информации белковых молекул достигается тем, что в качестве матриц для их синтеза используются молекулы нуклеиновых кислот. Информация, сохраняемая в ДНК, переносится на белок с помощью РНК. Хранение и использование биологической (генетической) информации на основе уникальных информационных макромолекул белков и нуклеиновых кислот составляет важное свойство жизни. Хранение информации в ДНК, утилизация её в процессе жизнедеятельности путём переноса на белки и далее на различные биологические структуры находят своё отражение в наличии генотипа и фенотипа, что также обязательно для всех живых существ. Воплощение исходной наследственной информации генотипа в информацию рабочих структур организма происходит в процессе онтогенеза – индивидуального развития, типичного для живых форм. В ходе этого процесса проявляется такое свойство, как способность к росту. Организмы обладают свойством менять своё состояние в зависимости от колебаний параметров окружающей или внутренней среды. Такая реакция имеет приспособительное значение и зависит от наличия механизмов регистрации соответствующих колебаний, анализа поступающих данных, выработки решений по содержанию и ин57 тенсивности ответа. Названное свойство позволяет рассматривать живые формы как кибернетические устройства, которые подчиняются законам передачи и переработки информации. Термин «информация» употребляется здесь в широком смысле. Биологическая информация качественно и количественно соответствует наследственной информации ДНК. Информация в кибернетическом смысле включает и личный опыт организма. Индивидуальные реакции живых существ на внешние и внутренние стимулы обуславливаются такими общими свойствами жизни, как раздражимость и возбудимость. Область жизни представлена совокупностью отдельных организмов, т. е. характеризуется дискретностью. Продолжительность жизни организмов ограничена. В связи с этим сохранение жизни во времени зависит от такого её свойства, как способность к размножению, то есть к воспроизводству себе подобных. Существуют свойства, распространяющиеся на область жизни в целом. Они отражают универсальные принципы её существования во времени и пространстве. Одно из таких свойств – включённость организмов в процесс эволюции. Благодаря этому жизнь, как особое явление материального мира, сохраняется на протяжении 3 млрд. лет. Второе свойство – существование отдельных организмов лишь во взаимодействии с другими в составе особых сообществ – это биоценоз. 7. Структурные уровни живого Мир живого чрезвычайно многообразен и имеет сложную структуру. Понятие «структурные уровни» организации живого предложили в 1920-е гг. американские философы Г. Браун, Ф. Солларс. Кроме различий по классам сложности и закономерности функционирования, они выдвинули идею иерархической соподчинённости уровней вхождения каждого последующего в предыдущий с образованием единого целого. Молекулярно-генетический уровень. Генетический код Одним из величайших прорывов науки в познании структуры живой материи на молекулярно-генетическом уровне произошел 27 апреля 1953 г. Была опубликована статья Д. Уотсона (США), Ф. Крика (Анг.), раскрывающая структуру носителя наследственности всего живого на земле – молекулы ДНК. Участок молекул ДНК, служащий матрицей для синтеза одного белка, называют геном – это внутриклеточная молекулярная структура, по химическому составу это нуклеиновые кислоты. Гены находятся в ядрах клеток, это мозговые центры клеток. У высших организмов гены входят в состав хромосом – самовоспроизводящихся структур, постоянно присутствующих в ядрах клеток животных и растений. 58 Самоудвоение и распределение хромосом при клеточном делении обеспечивает передачу наследственных свойств организма от поколения к поколению. Совокупность генов, содержащихся в одинарном наборе хромосом данной растительной или животной клетки, называется геномом. Клеточный уровень живого. Эволюция клетки Клетка является основной элементарной единицей жизни, способной к воспроизводству. Именно в ней протекают все главнейшие обменные процессы (биосинтез, энергетический обмен и др.). Самыми ранними из возникших на Земле одноклеточных организмов были бактерии, не обладавшие ядром (прокариоты). Вероятно, они жили за счёт потребления органических соединений. Организмы, обладающие ядром (эукариоты), возникли позднее (1,5 млрд. лет назад). Первые жили в любой, даже бескислородной среде, а вторые – только в кислородной. Крупным шагом эволюции стало возникновение у организмов фотосинтеза. Этим обладали азотфиксирующие сине-зелёные водоросли, способные существовать в среде, полностью лишённой органических соединений. Автотрофное питание, развившееся посредством фотосинтеза, а также запас готовых питательных веществ в растительных тканях стали условиями для появления огромного разнообразия организмов. Организменный уровень живых систем Следующей после одноклеточных ступенью эволюции стало возникновение и совершенствование многоклеточного организма. На промежуточной стадии между многоклеточными организмами и примитивными многоклеточными возникли колониальные одноклеточные. При дальнейшем развитии произошла специализация клеток членов колонии по принципу разделения на осуществляющие функции питания и движения (жгутики) и служащие для размножения (генеративные). Последующая специализация потребовала образования центра координации, то есть нервного центра, возникает хорошо выраженная нервная система, одновременно совершенствующая способы полового размножения. Все многоклеточные делятся на 3 царства: грибы, растения, животные. 1) Эволюция грибов неизвестна. 2) Эволюция растений: - большинство первичных растений свободно плавало в морской воде или прикреплялось ко дну; - с образованием почвы на поверхности суши произошёл выход растений на сушу (появляются корень, стебель, сосуды, защитные, опорные ткани); 59 - возникает независимое от капельно водной среды половое размножение; - переход от наружного оплодотворения к внутреннему, появляется двойное оплодотворение, зародыш обеспечивается запасами питательных веществ; - совершенствуются органы размножения и перекрестного опыления, возникают способы распространения семян. 3) Эволюция животных: они произошли либо от общего ствола всех эукариот, либо от одной из ветвей древнейших водорослей. За всю историю животного мира возникло 35 типов. 9 вымерло, осталось 26. Существенные черты: 1) прогрессивное развитие многоклеточности и связанная с ним специализация тканей и всех систем органов. Способность к перемещению (свободный образ жизни) в значительной степени предопределила совершенствование форм поведения. Наблюдалась относительная независимость индивидуального развития от колебаний факторов среды на основе развития внутренних регулирующих систем – автономизация онтогенеза; 2) возникновение у животных твёрдого скелета: у позвоночных внутреннего, у членистоногих – внешнего. Такое разделение предопределило разные пути эволюции: внешний – препятствовал развитию тела, а внутренний – нет (динозавры); 3) появление и совершенствование централизованнодифференцированной стадии организации животных (от кишечнополостных до млекопитающих). На этой стадии разделились насекомые и позвоночные. За счёт развития центральной нервной системы у насекомых совершенствуются формы поведения по пути наследственности закрепления инстинктов. У позвоночных развивается головной мозг и система условных рефлексов, наблюдаются ярко выраженные тенденции к повышению средней выживаемости отдельных особей; 4) финальной стадией эволюции позвоночных стало развитие группового адаптивного поведения; формирование разума как высшей формы деятельности мозга; возникновение биосоциального существа, носителя разума – человека. Популяционно-видовой уровень живого Во второй половине ХХ в. было признано, что элементарной единицей эволюции живого является популяция, то есть сообщество особей одного вида, населяющее определённую территорию. Термин «популяция» (от лат. populis – народ, население) был введен датским генетиком В. Иогансоном для обозначения неоднородной в генетическом отношении группы особей в отличие от одно60 родной, именуемой «чистая линия». Современное его толкование дали Н.С. Тимофеев-Ресовский, Н.Н. Воронцов, А.В. Яблоков. То есть популяция – это неразложимое на составные части эволюционное единство, способное к развитию во времени и пространстве, самовоспроизведению (посредством репродукции составляющих её отдельных особей) трансформации и изменению ареала. Популяционный уровень организации живого неразрывно связан с молекулярно-генетическим и биосферным и определяется ими в значительной степени, но также характеризуется и процессами, присущими только этому уровню. Этот уровень характеризуется: 1) активной или пассивной подвижностью всех без исключения компонентов популяций. Отсюда периодическое или постоянное перемешивание особей популяции, которое становится более интенсивным при уменьшении территории и увеличении подвижности отдельных особей; 2) наличием популяций разных рангов и различных внутрипопуляционных группировок. Существуют как относительно независимые географические популяции, так и местные, или «экологические», популяции, из которых большинство представляют собой временные или сезонные группировки; 3) для популяций характерно совместное существование и функциональное единство, единообразие приспособлений к среде, морфофизиологическая общность и генетическая индивидуальность; 4) пространственная структура популяций имеет определённый самостоятельный регуляторный биологический смысл, проявляющийся в том, что высокая численность особей и устойчивость достигаются только в тех популяциях, которые имеют сложную иерархическипространственную структуру. Выпадение даже одного звена в виде одной или нескольких соподчинённых группировок популяции приводит к разрушению всей структуры, резкому падению плотности населения популяции и увеличению колебаний и численности особей; 5) характерная черта популяции – её неоднородность, или гетерогенность. Популяция выступает, как устойчивая и изменчивая целостность, одной из причин которой является мутационный процесс. Недостаточный размах изменчивости при быстром изменении среды может привести к вымиранию популяции. Чем сложнее и длиннее пищевые цепи, объединяющие компоненты системы, тем она устойчивее и жизнеспособнее. Тема 4. Специфика развития законов живой природы 61 Одним из важнейших условий развития биологии является глубокое знание принципов философии. Но часто применение философии на практике приводит к трудностям и ошибкам. Главная из них в том, что философию превращают в схему, под которую подгоняются научные гипотезы. Философия не дает готовые ответы на поставленные вопросы, а помогает искать ответ в самом предмете. Важным шагом на пути применения философии к решению конкретных вопросов является выражение той особой формы, в которой действует закон философии в природе. 1. Характеристика общих законов развития живой природы Специфический характер законов живой природы определяется спецификой ее внутренних условий. Условиями существования и развития органического мира является, кроме наличия того или иного количества самих организмов: а) наличие внешней среды, в которой наряду с другими факторами входят вещества и условия, необходимые для самообновления организмов; б) постоянный обмен веществ между организмами и средой, являющийся способом самообновления и воспроизведения организмов. Организм – это живое тело. С прекращением жизни организм распадается, превращается в конечном счете в вещество неживой природы. Почему же организмы обладают жизнью, а минералы – нет? Может быть, это связано с наличием в организме особых химических элементов, отсутствующих в неорганических телах? Однако химия не обнаружила никаких элементов, свойственных только живому телу. Очевидно, качественное отличие живой природы от неживой нужно искать не в химических элементах, характеризующих ту и другую, а в веществах, из них образующихся. Живое тело отличается от мертвой природы особой организацией этих элементов, особыми их соединениями. Эти особые соединения представляют собой белковые тела в широком смысле этого слова. Появление белковых тел – высший продукт развития неживой природы и вместе с тем начало, основа для развития органического мира. 62 Везде, где имеет место жизнь, мы в то же время находим белковые тела. Живые тела, так же как и тела мертвой природы, взаимодействуют с окружающей средой, совершают обмен веществ с ней. Особенностями обмена веществ у живых тел является прежде всего то, что он совершается самими белковыми телами в силу их особой организации, благодаря их активным реакциям на внешнюю среду. Обмен веществ и энергии с внешней средой – основное условие сохранения и развития организмов. Прекращение процесса обмена веществ представляет собой извлечение из окружающей среды необходимых веществ и усвоение их, создание различных органических соединений, а также разложение сложных органических веществ на более простые, связанное с высвобождением энергии, и наконец, выделение вредных для жизни организма веществ. Организмы питаются, дышат, строят себя из веществ, находящихся во внешней среде, и вместе с тем выделяют во внешнюю среду различные продукты. Все эти процессы взаимосвязаны. Таким образом, субстратом живой природы является особый вид движения материи: самообновляющиеся за счет внешней среды белковые тела. Выяснение специфики жизни, ее наиболее существенных черт дает возможность подойти к формулировке основного закона развития организмов. 2. Основной закон живой природы (жизни) Жизнь представляет собой сложные отношения. Каждый закон есть выражение одного из этих отношений. Основной закон живой природы заключается в необходимости для организмов каждого биологического вида постоянного самообновления и воспроизведения путём обмена веществ с непрерывно изменяющимися условиями внешней среды. Самообновление и воспроизведение – это особый специфический результат обмена веществ, характерный для живой природы. Это, однако, не значит, что самообновление и обмен веществ – тождественные процессы. Обмен веществ более широкий процесс, имеющий место и там, где нет самообновления и воспроизведения. В частности, обмен веществ будет иметь место и при воздействии на организм сильнодействующими мутагенными средствами, но не в его специфически биологической форме. Нельзя отождествлять, например, питание, дыхание и другие подобные им процессы с ростом, развитием и размножением организма, хотя они и нераздельно связаны. 63 Обмен веществ зависит от структуры белковых тел, определяется ими. Но в тоже время белковые тела, их структура зависит от характера обмена веществ. Изменение обмена веществ означает одновременно изменение характера самообновления и воспроизведения, что завершается изменением самих белковых тел. Ведущая роль в этом процессе принадлежит структурам белковых тел. Изменяются ядерные структуры – изменяется обмен веществ. Поскольку первыми на Земле появились нуклеиновые кислоты, а затем на этой основе образовались белковые структуры, то, следовательно, ведущая роль в организации жизни принадлежит генам. 3. Характер действия общих законов развития живой природы Условия жизни – это не новые вещества и условия среды, а те, которые организм требует для своего самообновления и воспроизведения. Уже само это требование есть противоречие. Потребность есть показатель того, что единые по существу живое тело и условия жизни отделены друг от друга. Условия жизни по отношению к живому телу в известном смысле тождественны и не отличаются от него. Постоянным результатом разрешения этого противоречия является ассимиляция и диссимиляция, создание и разрушение. Вещества, усвояемые организмами из внешней среды, преобразуются, превращаются в живое тело; вследствие этого возникает постоянная необходимость в притоке все новых и новых веществ. Животные, благодаря присущему им движению, активно добывают пищу, извлекая ее из внешней среды посредством ряда приспособленностей. Эта их большая активность, направленная на добывание и извлечение из среды необходимых элементов пищи, связана с большой тратой энергии, освобождающейся в результате диссимиляции. Несколько по иному совершается процесс преодоления этого противоречия у растений, которые не обладают произвольным движением и берут лишь то, что находится в непосредственной связи с ним. Но и они обладают многими средствами распространения в окружающей среде, чтобы извлечь из неё необходимые вещества и условия. Особенно ярко видно действие этого противоречия на примере образования новых сообществ. Пример. Если на барханных песках Каракумов высадить злак Aristida, то на нём уже появляются насекомые, а вслед за ними и ящерицы. Злак, скрепляя пески, позволяет селиться и другим растениям 64 (песчаная осока), а затем ряду трав и кустарников: саксаул, коллигонум. Далее появляются птицы, песчанки, суслики, а за ними хищники и т. д. Противоречия между живым телом и условиями жизни существуют и внутри организма. Пример. Одни органы растения попадают в более благоприятные условия водоснабжения и органического питания, чем другие. Резко различными могут быть и условия освещения. В связи с непрерывным образованием новых органов в процессе развития растения, постоянно изменяются взаимоотношения между отдельными участками тела. Лист растения в состоянии полной жизнедеятельности хорошо питается и испаряет много воды; но обычно в его пазухе находится почка, из которой затем вырастает новый побег; он берет теперь почти все питательные вещества, и поэтому прежде благополучно развивающийся лист попадает в состояние внутреннего угнетения. Такие явления можно наблюдать на каждом шагу. Пример. Нижние листья подсолнечника нередко засыхают вследствие внутренней перестройки, смены их свежими молодыми листьями, перекачивающими из нижних листьев воду и питательные вещества. Однако лист подсолнечника гибнет не только в результате внутренней перестройки всего растения. Причина гибели отчасти заключается в самой его деятельности. Лист представляет собой конечный пункт тока воды с минеральными веществами. Вода удаляется из вещества благодаря испарению. Что же касается минеральных веществ, то они лишь частично перерабатываются в процессе обмена веществ; другая же часть их, особенно известь и кремнезём, накапливаются и загружают листья как вредный балласт. Потеря листьями жизнеспособности в значительной части определяется образованием этого балласта. Листопад служит необходимым моментом в обмене веществ всех многолетних растений, в том числе и так называемых вечнозелёных. У растений отмирают не только листья. Постепенно отмирает (отслаивается) наружная часть коры, а на смену ей из камбия образуется новая. Отмирает и древесина; вся её главная масса, образующая, например, ствол сосны, состоит из омертвевших тканей. Отмирание отдельных клеток, тканей, органов является существенным моментом процесса самообновления организма, образования новых клеток и организмов. Разрушение и созидание, жизнь и смерть являются взаимопроникающими противоположностями. Жизнь неразрывно связана с отмиранием клеток, тканей. И это характерно для всех организмов. Жизнедеятельность организмов, связанная с возникновением потребностей в определенных веществах и энергии и их непрерывным удовлетворением, образованием сложных органических веществ и их 65 распадом, и есть живое, постоянно обостряющееся и преодолевающееся противоречие. Закон соответственной изменчивости появляется в другом типе противоречия, а именно, в насильственном объединении чуждых друг другу сторон. Этими сторонами являются, с одной стороны, живые тела с определёнными исторически сложившимися потребностями и, с другой стороны, новые условия среды, включаемые в процесс обмена веществ. Это, собственно, противоречие между наследственностью и приспособлением, между новым и старым. Противоречие между новыми ассимилируемыми условиями и старыми наследственными потребностями, составляющее одну из сторон основного противоречия, преодолевается путем изменения наследственности организма и составляет основу процесса формообразования. Закон единства индивидуального и исторического проявляется через противоречие. Противоречие между онтогенезом и филогенезом проявляется в противоположности между индивидуальными приспособлениями и видовыми изменениями организма. Если первое служит сохранению и распространению особей данного вида, то второе означает их коренное изменение, преобразование. Это противоречие обнаруживается и во внутривидовых отношениях. Большая плотность населения популяции, являясь средством выживания вида в борьбе с другими конкурирующими видами, может создавать неблагоприятные условия для развития отдельных особей. Полезное для вида может оказаться вредным для тех или иных отдельных индивидов. Это же противоречие обнаруживается и в общем процессе развития органического мира. Всё большее и большее усложнение организации индивидов является условием, противодействующим процессам видообразования. Более сложные по своей организации особи имеют больше возможностей для приспособления, а значит, и сохранения их как особей данного вида в изменяющихся условиях. Закон передачи приобретённых свойств по наследству действует через противоречие между новой формирующейся и старой противодействующей наследственностью. Оно может вести к различным результатам: к гибели организма, его коренному изменению и повышению жизненности или изменению и укреплению вида. Противоречие между старой и новой наследственностью имеет место во всех случаях расшатывания наследственности. Организм, подвергнувшийся изменениям, обладает противоречивой природой. 66 При изменении типа обмена веществ в результате восприятия новых, необычных для организма условий жизни, организм обладает, с одной стороны, старой, уже нарушенной наследственностью, а с другой – новой, ещё не сформировавшейся наследственностью. Сложная наследственность обуславливает бóльшую жизненность организма. 4. Пути преодоления противоречий в живой природе Дарвин различил две формы изменчивости: «неопределенную» и «определенную». Под «определенными» изменениями понимались случаи, когда всё или почти всё потомство особей, на которых воздействовали известные условия, изменяется одинаково. К «неопределенным» относились такие изменения, которые оказывались разнонаправленными, хотя, казалось бы, вызывались одинаковыми причинами. Возможности среды изменять организм не беспредельны. Организм не может ассимилировать, превратить в условия жизни многие стихийные силы природы, конкурентов, хищников, паразитов и т. д., влияющих на организм и определяющих его выживаемость. Приспособление к среде не исчерпывается адекватными изменениями, выработанными в результате ассимиляции отдельных её факторов, а лишь начинается ими. Адекватные изменения, вызванные одними факторами, в дальнейшем претерпевают воздействие других факторов. Под этим воздействием сохраняются организмы, способные выжить, устраняются неприспособленные. Пример. Только под постоянным давлением сильных и быстрых хищников в условиях континентальных степей и полупустынь произошло развитие в сторону организации копытного животного у травоядных. Вся организация лошадиных – это как бы сложнейший сплав травоядности с защитными приспособлениями, обеспечивающими этим животным возможность добывать пищу при наличии хищников и невзгод континентальных степей и полупустынь. Таким образом, адекватная изменчивость включается в более обширный процесс преодоления противоречий, в процесс естественного отбора. Адекватная изменчивость и естественный отбор – две взаимосвязанные стороны специфической для органического мира формы создания и укрепления нового и устранения старого, отжившего свой век. 67 Причину естественного отбора Дарвин видел в перенаселенности организмов. В живой природе мы видим большую роль в устранении неприспособленных организмов борьбой за существование между различными видами. При естественном отборе происходит как устранение неприспособленных организмов, так и возникновение, и накопление полезных изменений. Естественный отбор предполагает, что изменение, полезное в одном отношении, может оказаться вредным в другом отношении. Дарвин назвал эту зависимость между организмом и процессами в организме законом соотносительности равновесия. Примеры. Изменения в зародыше или личинке отражаются изменениями во взрослом животном. Белые кошки с голубыми глазами обыкновенно глухи. Некоторые растения оказывают вредное воздействие на белых овец и свиней, между тем как черные особи не испытывают этого воздействия. Значит, окраска и органические особенности могут сопутствовать друг другу. Бесшерстые собаки имеют несовершенные зубы; длинношерстные и грубошерстные животные обычно имеют длинные или разветвленные рога; голуби с длинными клювами имеют длинные конечности, а голуби с короткими клювами – короткие и т. д. Соотносительная изменчивость имеет место и у растительных организмов. Пример. Когда озимую пшеницу превращают в яровую, то нередко изменяются не одни только температурные требования организма, но соответственно изменяется и ряд других свойств и признаков: остистость, форма колоса, сопротивляемость к заболеваниям и т. д. Значит, объективное изменение может повлечь за собой ряд других изменений, которые оказываются подчас вовсе не соответствующими внешним факторам. Поэтому и соотносительную, или коррелятивную, изменчивость нужно рассматривать как одно из условий, влекущее за собой устранение неприспособленных особей. Таким образом, действие биологических законов обнаруживается через возникновение, обострение и преодоление противоречий. Эти противоречия преодолеваются в процессе создания адекватных изменений и естественного отбора, а появление новых видов свойств живых организмов является прямым продуктом развития этих противоречий. Адекватная изменчивость и естественный отбор – результат действия законов и их важнейшее орудие, средство, направляющее развитие организмов по определенному руслу. Поэтому для биологической науки очень важно изучить изменчивость и отбор в теснейшей связи с общими законами развития живой природы. 68 5. Отношение законов развития живой природы к законам развития неорганического мира и человеческого общества Для выяснения специфики законов развития живой природы необходимо уточнить, чем они отличаются от законов развития неживой природы и человеческого общества, а также показать, какая между ними существует связь. Бесспорно, между явлениями живой и неживой природы существует качественное различие. Живое тело самостоятельно осуществляет процесс обмена веществ и этот процесс, в отличие от обмена веществ в неживой природе, является условием существования организмов. Отличаются не только явления живой природы от явлений неживой природы, различны управляющие ими законы. Особенность законов развития живой природы состоит, прежде всего, в том, что они являются законами самообновления и воспроизведения организмов в определенных, но непрерывно изменяющихся условиях жизни. Законы развития организмов представляют собой отношение особого рода, не встречающееся в неживой природе. В неживой природе любое тело есть одновременно и предмет и условие изменения. Отношение, при котором внешние условия выступают лишь как средство, используемое для сохранения и развития предмета, свойственно лишь организмам. Активным здесь, прежде всего, является сам предмет, т. е. организм, а условия являются условиями не только потому, что они изменяют организм, но главным образом потому, что используются и преобразуются организмом соответственно его природе. Конечно, никакой преднамеренной цели здесь нет. Это отношение еще не является отношением средства и цели. Однако организм представляет такое тело, которое может сохраняться, лишь непрерывно извлекая из внешней среды необходимые элементы для своего самообновления. Это специфическое отношение, отличающее законы живой природы от законов неживой природы, выражено в основном законе развития организмов. Но оно не исчерпывается этим законом. Основной закон накладывает специфику этого отношения и на все остальные законы живой природы. Так, организм находится в единстве с условиями жизни постольку, поскольку это необходимо для его самообновления и воспроизведения. 69 Законы развития живой природы теснейшим образом связаны с законом развития неживой природы, т. к. неживая природа – условие для возникновения и развития живой природы. Жизнь является результатом длительного процесса развития химических соединений, и в особенности – соединений углерода. Связь биологических законов с законами неорганического мира определяются самой природой живого тела. Организм есть не только биологическое тело, но также механическое, физическое, химическое тело. Следовательно, он подчиняется не только законам биологии, но и законам механики, физики и химии. На организм можно действовать не только биологическими средствами, но также механическими, физическими, химическими. Он постоянно подвергается как механическим, так и физическим и химическим воздействиям среды. Между различными процессами и отношениями в организме существует крайне сложная взаимозависимость. Но вместе с тем живое тело есть нечто новое, отличное от простой суммы этих процессов. В процессе ассимиляции растением элементов внешней среды мы обнаруживаем, прежде всего, механические процессы – перемещение определенных элементов пищи из внешней среды в организм, затем физические процессы явления диффузии и другие, а также химические процессы – соединение и разложение различных веществ. Однако в общем все это представляет собой органический процесс, отличный от всех этих процессов в отдельности. Пример. Углекислота воздуха постоянно устремляется в каждую клетку, с которой имеет соприкосновение. Но если бы углекислота оставалась в ней углекислотой, то её поступило бы очень немного; она превращается; из нее и воды образуется углевод, а это превращение вызывает поступление новых и новых количеств углекислоты. Следовательно, две фазы питания – принятие питательных веществ и их превращение в самое вещество клетки, их усвоение находятся во взаимной связи. Один процесс обуславливается другим: если бы не было усвоения, то не было бы нового поступления; если бы не было поступления, то нечему было бы усваиваться. На первый взгляд, мы здесь имеем физические и химические явления, взаимно обуславливающие друг друга. На самом же деле эти процессы подчинены общему органическому процессу ассимиляции и диссимиляции. При химическом соединении составные элементы или вещества перестают быть самими собой, теряют свое качество. В органическом же процессе ассимиляции и диссимиляции живое тело, уничтожая своеобразие внешних условий, изменяя их качество, сохраняет себя. Следовательно, физи70 ческие и химические процессы входят в органический процесс в подчинённом виде. Все элементы среды, включающиеся в процесс обмена веществ, уже подчиняются не одним только собственным, вытекающим из их природы закономерностям, но и биологическим законам. Химические и физические процессы проявляют собой полную самостоятельность лишь после смерти организма. В живой природе они не являются ведущими закономерностями, то есть такими, которые определяют специфику явлений. Больше того, их специфическая форма действия определяется другими ведущими законами, а именно, биологическими. Всё это говорит о том, что организм, конечно, нужно изучать всесторонне, то есть не только как биологическое тело, но и как тело физическое и химическое, однако нельзя забывать, что механические, физические и химические процессы в организме совершаются в зависимости от биологических законов, подчиняются их определяющей роли. В организме механические, физические и химические процессы неразрывно связаны друг с другом; и изменение одних неизбежно ведет к изменению других и организма в целом. Биологические процессы зависят от физических и химических процессов, как от своих необходимых условий. Современная биология уделяет большое внимание изучению тех изменений, которые возникают в организме в результате воздействия на него физическими и химическими средствами. Содержание явлений неорганического мира в значительной мере характеризуется количественной связью между их составными частями. Из количественных отношений становится возможным понять и объяснить происхождение их качества, выраженного в свойствах и действиях тел. Многие законы неживой природы – это в основном законы количественных отношений. Вопрос об отношении между законами развития живой природы и законами общественной жизни, в частности, антропогенез даёт яркий пример взаимоотношения рядов этих специфических законов. Еще Дарвин доказал, что биологически человек теснейшим образом связан с развитием животного мира, возник естественным путем. Человек – продукт непрерывного действия биологических законов на поступательное развитие органических форм, на все большее и большее усложнение организации живых существ. 71 6. Проблема вида и видообразования в современной биологии Изменение качества при переходе от одной стадии роста и развития растения к другой стадии нельзя сводить только к изменениям темпов тех же самых или схожих процессов. Изменение темпов – это тоже несомненное изменение качества, но происходящее чисто количественным путем. Такой переход обуславливает приспособления к среде типа скороспелости и т. п. Но это лишь одна из форм перехода от одного качества к другому. Сложнее переход от одного качества к другому как изменение направлений роста и развития (например, переход от простого объемного роста к повторному образованию органов). Еще более сложным является переход от одного качества к другому как возникновение нового явления, или как порождение противоположного процесса, продолжающего прогресс вида. С переходом от одной стадии развития растения к другой изменяется не только темп ускорения роста и развития, но и их направление, и вместе с тем возникает принципиально новое явление. Все эти явления обнаруживаются все сразу в одном и том же переходе от одной стадии роста и развития к другой. Отсюда обнаруживаемое в онтогенезе органическое развитие показывает себя не как чистая постепенность продолжающихся процессов, а как последовательность превращений одних состояний организма в другие, одних процессов в другие, одних видов в другие. При этом в новом состоянии и в новых процессах старое, будучи подчинено возникающему новому, само становится качественным. Переход развития растения на новый уровень не обязательно прекращает продолжение прежних процессов формирования, обеспечивающихся прежним физиологическим состоянием организма, то есть предшествующей стадией развития. Образование на новой стадии принципиально новых органов сопровождается продолжением образования и тех органов, какие могли возникнуть и возникли на предшествующей стадии. Переход индивидуального развития растения на новый уровень качественно изменяет значение старых образований. Их морфологический «застой» сопровождается прогрессией их внутреннего содержания. Пример. Листья верхних ярусов злака по внешности часто очень сходные с нижними, резко от них отличаются по темпам роста, по интенсивности накопления веществ, по способности мобилизовать резервы органических запасных веществ и направить их к генеративным органам и т. п. Внешнее состояние может казаться неизменным при значительных внутренних качественных изменениях. 72 В органическом развитии то, что называется «количеством», и то, что может быть определено как «качество», зависит только от «меры вещей», то есть определяется уровнем происходящих в организмах процессов. Это лишь формальное повторение того, что уже было, это формальное «воспроизведение себе подобного», так как нетождественность свойств новых, могущих развиваться организмов уже отрицает простое повторение начальных результатов. 7. Видовая специфика как выживание качественной определенности в живой природе Живые тела в природе дифференцированы в виде отдельностей различной степени сложности, пластических веществ, клеток и органов, особей и популяций. Несмотря на реальность этих категорий живого, грани между ними относительны, так как в ряде случаев мы обнаруживаем переходы от одной категории к другой или же затрудняемся в точном определении, к какой категории отнести данную отдельность. Так, под клеткой обычно понимается живая структура, состоящая из плазмы и ядра, покрытая оболочкой и имеющая различные органоиды и включения. Но вместе с тем мы говорим и о микробной клетке, в ряде случаев не имеющей такой структуры, а также говорим об одноклеточных организмах, включая сюда микробов, простейших и некоторые водоросли. Рядом с одноклеточными организмами стоят вирусы и фаги – существа на границе жизни. Их простота, а с другой стороны, своеобразие среди других форм живого обусловили до сих пор не решенный спор, существами или же веществами, близкими к живому белку, являются эти вирусы и фаги. Относительность понятий «клетка», «орган» и «организм» ярко выступает на примерах специализированных клеток. Под органом мы понимаем обычно четко дифференцированное образование, несущее определенную функцию или функции. Но и в этом смысле органом является всякая клетка, тем более специализированная, такая как выделительная клетка аскариды, стрекательная клетка гидры и т. д. Возьмем такую отдельность, как организм. Именно здесь видны переходы к другим категориям живого. Прежде всего, это все факты регенерации растительных и низших животных организмов из различных, иногда ничтожно малых участков тела исходного организма. 73 Развитие многоклеточного организма начинается с одной клетки - зиготы. Живое тело качественно определёно – и в силу этого требует определённых условий и пищи для нормального развития. Оно встречается с другими формами жизни и в первую очередь испытывает на себе их качественную определённость. Для жертвы безразлично, с одним или двумя хищниками она встретится – итог будет один. Закономерностью индивидуального развития живых тел является потребность полного набора необходимых ему условий жизни. Результатом их воздействия будет нормальное развитие этого организма. Если же этих условий в полном объёме не будет, то организм либо изменится, либо погибнет. Конкретно это решается в зависимости от характера самих условий и от степени консервативности природы живого тела. Изменение наследственности всегда является вынужденным делом. Здесь имеет место не просто влияние, «толчок» внешних условий, а их качественно определённое воздействие. Реальность отбора обусловливается не только действием среды, а самим процессом её взаимодействия с организмом, взаимодействия как процесса построения качественно определённого тела из определённых элементов среды. Естественный отбор – это подбор, а уже вместе с этим и отбор неспособного к изменению. Если понята формирующая роль среды, становится понятной и причина, и необходимость длящейся изменчивости как подбора в определённом направлении. Этот процесс идёт от подбора податливых организмов через сохранение их потомства, уже несущего зародыши новых форм, к созданию этих форм, соответствующих новым условиям. Наследственность их родственна исходным формам, способность к изменениям является производным от переменчивых воздействий среды на предыдущие поколения, и в конкретном взаимодействии с условиями жизни данной формы решается вопрос, выживет ли она и даст ли нормальное потомство. Но и само изменение внешних условий не происходит моментально. Это всегда более или менее длительный и противоречивый процесс, где главное, ведущее направление проступает не сразу и прерывается поворотами, отклонениями и движениями вспять. Живые тела находятся в неразрывном единстве со своей средой и, естественно, так же сложно и противоречиво отражают её изменения. Таким образом, адекватность реакции живого на воздействие извне имеет следствием и создание приспособленной к новым условиям формы и отбор. Живая природа – это как диалектический процесс, в котором всякое новое явление зарождается, назревает и оформляется постепенно, через ряд подготовительных ступеней. 74 Тема 5. Противоречия в живой природе Противоречия, имеющие место в живой природе, представляют собой специальное проявление всеобщего закона единства и борьбы противоположностей. Познание имеет существенное значение для биологии и философии, а также для различных отраслей сельскохозяйственного производства. Среди биологов в оценке роли противоречий в живой природе существовало несколько точек зрения: 1) ведущим в развитии является противоречие между видом, организмом и средой; 2) решающую роль играет внутривидовая борьба организмов; 3) здесь имеют место антагонистические и неантагонистические противоречия; 4) к миру животных и растений понятие антагонистических и неантагонистических противоречий неприменимо. Противоречия между видами растений и их средой обитания, противоречия растений между собой составляют неотъемлемую сторону диалектического единства растений и условий их жизни. Здесь речь идёт о единстве конкретных видов, сообществ и отдельных растений с условиями их обитания. И в то же время о единстве всей совокупности растений со всей средой. Учение о единстве организмов с условиями их жизни разрабатывалось В. Гёте, Ж. Ламарком, Ж. Сент-Широм, К.Ф. Рулье, Ч. Дарвином, И.М. Сеченовым, А.Н. Бекетовым, И.П. Павловым, К.А. Тимирязевым и др. Признавая единство растений с условиями их жизни, нельзя было не видеть глубоких противоречий между растениями и средой. Ч. Дарвин отмечал противоречия между самими организмами, т. е. межвидовую и внутривидовую борьбу. В понимании Ч.Дарвина «борьба за существование» - это самые разнообразные отношения между организмами и их живой и неживой средой. Для объяснения взаимодействия организмов и среды появилось учение о биогеоценозах (в 1940 г. академик В.Н. Сукачёв предложил этот термин). Биогеоценоз – это комплекс растений, животных, почвы и атмосферы, развитие которого является следствием взаимодействия всех его компонентов, но растительность при этом играет главную роль. Взаимодействие организмов с географической средой осуществляется на фоне общего географического ландшафта. В этом положении учения о биогеоценозе отражается одна из объективных сторон явлений живой природы. Например: дубравы связаны с серыми лесными почвами; еловые насаждения характерны для подзолистых почв; злаки особенно хорошо развиваются на чернозёмах и т. д. 75 1. Сущность, формы, характер противоречий в живой природе Противоречия между видами растений в значительной мере сводятся к ассимиляции и диссимиляции и реализуются через противоречия наследственности и изменчивости. Они проявляются в процессе роста и развития, оказывая решающее воздействие на переживание или непереживание особей, усиленное или сокращённое размножение, на воспроизведение себе подобных или изменённых организмов. Растение поглощает из воздуха и почвы питательные вещества, оно ежегодно сбрасывает листья, хвою, элементы коры, рассеивает семена и даёт отпад корней. В своё время шла полемика о роли внутривидовой конкуренции между живыми организмами. Большую роль ей отводил В.Н. Сукачёв, И.И. Шмальгаузен, Д.А. Сабинин. Отрицали её существование Т.Д. Лысенко, А.А. Авакян, И.Е. Глущенко, Ф.А. Дворянкин. Концепция внутривидовой борьбы и взаимопомощи позволила выяснить вредные и полезные влияния растений друг на друга через изменения факторов среды: взаимного затмения, взаимной полезности при заморозках. Внутривидовые противоречия являются внутренним и лишь для совокупности взаимосвязанных растений, т. е. для растительных сообществ. В лесу, на лугу, в саду, на бахче, в поле существуют свои внутривидовые противоречия. Например: всходам ели нужны равномерные температуры, а наступают заморозки или солнцепёк, губящие их; всходы ели вымирают и их место захватывают либо молодые берёзки или осинки, не боящиеся заморозков и ожога солнцем, либо дикие злаковые растения, ещё более стойкие к крайностям температур. Чёрная ольха «любит» проточное пойменное увлажнение, но река может обмелеть в силу засухи, преднамеренного отвода воды для каких-либо целей, и тогда ольха будет болеть, усыхать, заменяться более сухолюбивыми растениями. Ель обыкновенная требовательна к почве и увлажнению и обычно встречается на суглинистых почвах средней и северной полосы России, но когда её семена или попадают естественно, или засеваются искусственно на более бедных супесчаных и сухих почвах (например южных, пристепных районов), ей приходится испытывать большие трудности развития, в ходе разрешения которых возникает так называемая боровая форма ели, т. е. новая форма, способная расти в условиях, которые переносит обычно только сосна. Таким образом, противоречия между требованиями растений и фактическим состоянием среды, переходящие в противоречия между 76 наследственностью и ассимилированными условиями жизни, приводят к формированию новых свойств у растений. Внутреннее противоречие в растениях между клетками является внешним по отношению к отдельным клеткам растений. Внутривидовые противоречия в растительных сообществах являются внешними по отношению к отдельным особям. Взаимодействия совокупности взаимосвязанных в сообществе растений со своей внутренней средой – почвой и атмосферой – являются внешними для самих сообществ растений. Взаимодействия леса, сада, луга, поля, бахчи с окружающей средой – ветром, дождём, поверхностными притоками воды с окружающей территории представляют для них внешние противоречия, хотя в свою очередь и являются внутренними противоречиями для целых комплексов ландшафтов со своей средой. Эти противоречия – не простая механическая смесь, а целая система взаимосвязанных противоречий, непрерывно переходящих друг в друга и влияющих друг на друга. Так, внутренние противоречия в растениях, возникающие в засуху, переходят в противоречия между особями внутри вида, а последние – в противоречия между сообществом взаимосвязанных растений и занимаемой средой. И наоборот, противоречия между потребностью растительного сообщества во влаге и фактическим её ограниченным запасом в засуху ведут к обострению противоречий между особями в поглощении влаги, а затем и к усилению внутреннего диссонанса в растениях. И в живой природе есть антагонистические и неантагонистические противоречия. Антагонистические – это когда особи не могут одновременно существовать при взаимодействии с друг с другом. Неантагонистические те, которые не опасны для жизни. Например: растениям нужен равномерный режим увлажнения, а в природе наступает засуха, в связи с чем растения гибнут. Или, наоборот, если наблюдается постепенное ухудшение водного режима, растения могут выработать новые свойства устойчивости к недостатку влаги и выжить. Примером антагонистических отношений внутри вида могут являться противоречия между ещё жизнеспособным родительским древостоем и подростом, досрочно появившимся под его густым пологом. В результате подрост гибнет. В то же время противоречие между отмирающим древостоем и его подростом не антагонистичны. Примеры неантагонистических отношений в растительных сообществах массовы. Так, в пределах вида влияние особей друг на друга путём изменения режима питания, водоснабжения, освещения и тепловых условий чаще всего неантагонистично. Обламывание друг у друга ветвей и листьев при качании от ветра – неантагонистично, т. к. не кончается отмиранием особей. В то же время отхлёстывание гибкими вет77 вями берёзы более хрупких сучьев сосны может кончиться и гибелью последней. Однако взаимное обивание ветвей и листьев у растений может быть не только вредным, но и полезным для растений. При неантагонистических противоречиях свойства растений изменяются постепенно, закрепляются и накапливаются в той или иной мере в потомстве. Отмирание наислабейших особей под влиянием антагонистических противоречий создаёт возможность образования нового потомства преимущественно от особей, наиболее приспособленных. Антагонистичность и неантагонистичность противоречий растительности специфичны в том отношении, что растения действуют друг на друга, не меняя месторасположения, через изменение факторов среды (света, тепла, влаги, фондов пищи) и механически воздействуя друг на друга при ветре, срастаясь друг с другом и пользуясь одной корневой системой, или образуя единые комплексы, выделяя друг для друга вредные вещества, или влияя через вредных и полезных насекомых, птиц, зверей и других животных, а также через микроорганизмы, оплодотворяя друг друга. Весьма своеобразны проявления антагонистических и неантагонистических противоречий между растениями разных видов. Они определяются условиями жизни и свойствами растений. Борьба сорняков и культурных растений на сельскохозяйственных полях приобретает самые разнообразные формы антагонистического и неантагонистического существования. Такие сорняки, как пырей, острец, свинорой и др., сложились как виды растений, реагирующие усиленным размножением на выработку почвы. Поэтому земледельцы применяют сначала поверхностную многократную обработку почвы для провокации сорняков, а после их массовых всходов – последующую глубокую пахоту для того, чтобы похоронить их на дне борозд в недрах земли. Василёк в некоторых случаях может быть массовым засорителем, но обычно при подавлении его численности может иметь и неантагонистические отношения со злаковыми растениями и т. д. Антагонизм среди животных качественно отличен от антагонизма их с растениями и от антагонизма между растениями. Если растения непроизвольно влияют друг на друга, то животные, имея инстинкты, сложную, выработанную поколениями цепь рефлексов, выбирают растения как пищу или место обитания и могут подкарауливать, раздражать, запугивать и загрызать друг друга. Потребление растений животными в качестве пищи имеет свои формы противоречий. Пример: замечено, что значительные урожаи семян ели имели место после засух. К этим урожаям приурочивались вспышки в размножении грызунов. Но в последующие годы не было ни урожаев семян, ни массового размножения грызунов. Наоборот, противоречие между развитием растений и численностью животных 78 приводило к бурному росту растений и вымиранию или откочёвыванию грызунов. Можно отметить, что вспышки в размножении вредных для леса шелкопряда-монашенки, соснового шелкопряда, сосновой пяденицы и сосновой совки, непарного шелкопряда и др. происходят в течение 3-5 лет, пока не начнётся сильное ослабление роста деревьев и не усилится развитие хищных и паразитных насекомых по отношению к названным вредным насекомым, их грибных и бактериальных заболеваний, скопление насекомоядных птиц и зверей, которые лет через 5-8 приводят к затуханию очага вредителей. Среди животных противоречия антагонистические и неантагонистические ещё более многообразны. Для многих животных типичен односторонний антагонизм, когда один вид не терпит другого вида, но последний безразличен к первому. Пример: лошадь не переносит ласку, которая, поселяясь в конюшне, часто прыгает на неё и слизывает пот с кожи. Между тем для ласки лошадь не только не является антагонистом, но даже полезна. В то же время козёл, поселяемый вместе с лошадью, безразличен к ласке, но его запах не выносит ласка и вскоре покидает конюшню. Встречаются отношения двусторонние антагонистичные. Мелкие зверьки-землеройки не переносят опасных для них кошек и куниц, а кошки и куницы не переносят землероек в связи с тем, что они издают специфический мускусный запах. Отношения между хищниками и их возможными жертвами отличаются специфическими противоречиями. Лисица гоняется за зайцем, чтобы его загрызть, а заяц только спасается от неё. Примерно такие же отношения наблюдаются между кошкой и мышами. Некоторые животные являются антагонистами со многими другими животными. Так, волк не переносит других хищников и часто вступает в борьбу с ними. 2. Роль перенаселения в развитии противоречий растительности и условий её местообитания Существовало в прошлом три точки зрения по вопросу о перенаселённости, что она есть, и что её нет, и что перенаселение организмов в природе есть, но имеет малое распространение и второстепенное значение. В доказательство наличия перенаселенности обычно приводятся расчёты числа зародышей и числа выживающих организмов. К.А. Тимирязев полагал, что для десятого поколения семени одуванчика потребовалась бы площадь в 15 раз более поверхности всей суши на земле. Кому достанется эта площадь, это решит ожесточенная борьба. Например: на первом году жизни на 1 га леса бывает до 0,51 млн. 79 штук всходов, а к 100 годам на этой же площади остаётся всего лишь 200-500 деревьев. Остальные деревья отмирают, разлагаясь, пополняют собой почву. Естественное изреживание лесонасаждений, как природных, так и искусственно созданных, происходит всюду и является законом развития леса. Изреживаются сады, отмирают в культурах и особи пшеницы, но интенсивность их естественного изреживания при оптимальной густоте культуры и хорошем уходе бывает значительно меньшей. В природе есть противоречие между числом нарождающихся и числом выживающих организмов. Но действительного перенаселения организмов нет. Перенаселённость может быть установлена с некоторой степенью точности лишь путём сопоставления численности особей и занятого ими пространства или хотя бы занятой территории, где имеются определённые ресурсы факторов жизни: света, влаги, пищи. Перенаселение древесных всходов бывает только в отдельных мелких биогруппах сообществ, и очень редко – в целых растительных сообществах. Перенаселение в форме антагонистического фактора, определяющего отмирание организмов, как закон невозможно, и взаимодействие растений и среды определяется не им, а различием между требованиями растений и состоянием среды. Так, растениям нужно тепло, а его в тундре нет; растениям нужна влага, а её в пустыне нет. В обычных случаях перенаселение может встречаться в неантагонистической форме и не имеет решающего значения в природе. Однако в отдельных местах, преимущественно на малых площадях, возможно излишнее скопление организмов. Например: может наблюдаться сбор семян хлебных злаков сурком или сусликом, создание кормовых запасов из кедрового ореха и желудя белкой, подток семян ольхи по воде. В результате таких явлений может возникать перенаселение антагонистического характера, когда из-за него будет отмирать часть особей. Наиболее жизнестойкими оказывались средние по густоте растения. Необходимо различать два вида густоты: 1) биологически выгодная: для дикий растений – наибольшая, для культурных – при уходе относительно малая; 2) хозяйственно-выгодная: обычно средняя, когда отдельные растения или их совокупность дают большую массу продукции высокого качества. В хозяйственной практике необходимо различать три понятия о перенаселении растений: а) условное перенаселение – противоречие между числом зародышей и выживающих организмов, такое перенаселение встречается всюду; 80 б) действительное перенаселение – превосходство потребности в факторах существования растений на единице площади над их ресурсами; в резкой форме оно встречается редко, а в слабой форме – чаще; в) хозяйственное перенаселение – излишнее число растений на единице площади, когда и в естественных зарослях и в культуре уменьшается размер отдельных особей и их общая масса на единицу площади. В основе развития органического мира лежит противоречие между старой наследственностью организма и новыми условиями жизни, ассимилируемыми им в случае изменения окружающей среды, а также связанное с ним противоречие между наследственностью и изменчивостью организмов. 3. Взаимодействие со средой единичных организмов и популяций животных Успешное размножение какого-либо вида растений или животных обычно оказывается условием падения численности одних видов и возрастания численности других, особенно хищников и паразитов, живущих за его счёт. Усиление их истребительной деятельности ведёт к сокращению численности первого вида, чем и восстанавливается нарушенное равновесие. Это восстановление происходит автоматически, и его главным условием служит возрастание плотности населения первого вида, в самом себе таящее условия, которые неизбежно усиливают роль факторов истребления (хищников, паразитов, конкурентов и т. д.). Массовые размножения вредителей почти всегда сопровождаются ростом числа их врагов, развитием эпизоотий и общим ухудшением условий существования, неизбежно завершающимся падением численности участников такой вспышки. Сходно развёртываются события при вселении вида в новый район, где он находит благоприятные условия существования. Бурный подчас подъём численности вселившегося вида через несколько лет обычно сменяется её снижением до некоего среднего и, как правило, значительно более низкого уровня, на котором численность, колеблясь в известных пределах, удерживается в последующем. Подобное взаимодействие возможно лишь впоследствии так называемого «задержанного» влияния численности одного вида на численность другого. Немедленное реагирование хищника или паразита на рост обилия его добычи или хозяина привело бы к полной стабилизации плотности населения обоих видов, изменявшейся бы лишь под влиянием чисто внешних воздействий. 81 Это задержанное влияние обязано тому, что обилие пищи лишь по истечении некоторого времени может сказаться на размножении и выживании её потребителя. Оно связано также с разными скоростями размножения обоих видов и его сезонностью. В природе действует так называемый, закон автоматического контроля за численностью видов и популяций. Эпидемическая опасность со стороны «зооносов» возникает и становится особенно грозной при возрастании численности животных – носителей инфекций. Борьба с природными очагами таких болезней спешно осуществляется путём истребления основных хранителей или переносчиков инфекций. Биологический метод борьбы с вредителями, основанный на акклиматизации или искусственном размножении и выпуске на поля их врагов и паразитов, также есть не что иное, как практическое приложение теории автоматического контроля. Основные причины колебаний численности видов эта теория находит: 1) во внутривидовых отношениях, осложняющихся при росте численности (необеспеченность пищей, убежищами, внутривидовая конкуренция на этой почве, усиление подвижности, увеличение контактов, распространение заболеваний и общий рост смертности); 2) в последующем размножении живущих за счёт первого вида его врагов и паразитов, оказывающихся непосредственной причиной сокращения его численности. Такое представление о динамике населения животных подчёркивает ведущее значение внутривидовых и межвидовых отношений в борьбе за существование и в естественном отборе. Р. Чэпмен искал причины естественного движения численности животных только во внешних условиях их существования, и прежде всего в климате, оказывающем мощное и многообразное, прямое и косвенное влияние на животных (обеспеченность их пищей, водный и тепловой обмен и т. д.). Это количественное выражение способности к размножению и выживанию, обусловленной наследственными свойствами вида. Эти способности полностью реализуются лишь при исключительно благоприятных, в природе крайне редко встречающихся оптимальных условиях. Существует определённая связь колебаний численности животных с ходом изменений погоды. Сторонники этой теории ищут причины, обуславливающие размножение и выживание животных во внешней среде, которая является основной в естественном отборе и во всей эволюции. Численность животных, соответствуя запасам пищи или существующим в данный момент физическим (микроклиматическим) условиям, всегда, в сущности, максимальна и поддерживается в этом 82 состоянии предельно возможным при данной ситуации размножением. Необходимо признать постоянно существующее и поддерживаемое размножением перенаселение организмов. Вид, видовое население, сохраняя свою специфику, постоянно изменяется в самых различных отношениях. Его изменения находятся в связи с окружающими условиями, подготавливая вид к встрече с тем или иным приближающимся изменением обстановки. Пример: периодические явления, обуславливающие сезонные биологические циклы – размножение, линька, миграция, нажировка, спячка, смена питания и т. д. Постоянный учёт идеи всеобщности связей может дать возможность разобраться в истинной сущности тех или иных биологических явлений. В наилучшей степени это отражено в принципе единства организмов и среды. Этот принцип выдвинут К.Ф. Рулье (XIX в.) в его законе «о двойственности начал» живого. Над этим принципом работали Ж. Ламарк, Ч. Дарвин, И.М. Сеченов, Н.Е. Введенский, И.П. Павлов, А.Н. Северцов в своей теории о неравномерности эволюционного развития и чередовании ароморфозов и идиоадаптаций. В.О. Ковалевский в теории адаптивных и инадаптивных изменений уделял много внимания изучению связи среды со средой. В экологии принято различать понятия среды, факторов, условий существования. Среда – это то, что окружает организмы, в том числе и индифферентные для них условия. Факторы – то, что так или иначе влияет на организм. Условия существования – необходимые для жизни организмов факторы. Поэтому необходимо: 1) изучить требования отдельных видов к условиям существования, определить влияние внешних условий на «жизненность» организмов и интенсивность их размножения; 2) установить закономерности сезонных и иных смен условий жизни и использовать их как основу прогнозов численности организмов. Движение численности животных подчиняется сложному комплексу взаимодействующих факторов, благодаря чему значение любого из них непостоянно. Оно зависит от обстоятельств места и времени, т. е. в каком сочетании и отношении находится данный фактор с целым рядом других факторов. Может создаться и такая ситуация, когда даже малозначительное в большинстве мест и случаев условие хотя бы временно приобретает важное и даже решающее значение для размножения животных. Основная причина такой изменчивости заключается в постоянной взаимосвязи всех условий, воспринимаемых организмами как единое целое. 83 Пример: отношения к хищникам или паразитам. Величина урона, причиняемого ими населению какого-либо вида, зависит не только, а часто и не столько от их численности и способности к нападению, сколько от доступности подвергающихся атакам животных и их способности к сопротивлению, в свою очередь зависящих от их численности, распределения, а также от погоды, состояния запасов пищи и многого другого. Игнорирование изменчивого значения отдельных внешних условий обычно и оказывается причиной ошибок в прогнозах численности экономически важных видов, причиной неудач в борьбе с вредителями, в акклиматизации полезных животных и т. д. Нельзя ставить знак равенства между понятием единства организма и среды и понятием единства вида и среды. Воспринимающий и ассимилирующий внешние влияния, но по преимуществу пассивный характер отношений единичного организма (особи) к условиям существования в видовом населении дополняется благоприятной для вида трансформацией самой среды, достигаемой объединением особей или попытками использования новых условий. Этим путём может быть изменено влияние ряда факторов (погоды, врагов, конкурентов и т. д.) на выживание, размножение и численность. Характер взаимодействия со средой ещё в большей степени изменяется, если от видового населения (популяции) мы перейдём к совершенно своеобразным образованиям – сообществам живых организмов, или биоценозам. Общеизвестно, что реальный климат какого-либо места есть производное не только космических и зональных условий, но и так называемой «подстилающей поверхности», характер которой определяется в первую очередь растительным покровом и животным населением данной точки земного шара. Огромное разнообразие микроклиматов на Земле создано её живым населением. Образуется так называемый экоклимат леса, поля, луга и т. д. Геохимическая роль животных и растений в жизни планеты весьма заметна. Состояние, размещение по земной поверхности и круговорот таких элементов, как кислород, водород, углерод, фосфор, азот и другие, во многом зависят от деятельности животных, растений и микроорганизмов. Всё это показывает ведущую роль живого организованного вещества в жизни верхних слоёв Земли (биосферы), подчёркнутую В.И. Вернадским. Развитие биосферы есть развитие диалектического единства организмов (живого организованного вещества) и их первичной среды (неживой природы), причём активным, геологически новым элементом того единства являются организмы, определённым образом устроенные и организованные в совокупности (видовые популяции и 84 сообщества многих видов). Только эта организация и обеспечивает биогенный круговорот веществ в природе, служащий основой существования жизни на Земле, и только в этом масштабе (в этой системе) противоречивое единство живых организмов и их исходной среды обладает саморазвитием, ибо стимулы развития лежат здесь в живом, в его способности трансформировать, изменять неорганическую среду. Отношения населения отдельно взятого вида со средой носят уже более пассивный характер, в ещё большей степени увеличивающийся, если мы переходим к отношениям со средой единичной особи (организма). Исторические изменения форм и функций единичной особи происходят под влиянием внешних воздействий, имеют внешние причины. Но даже внешние физико-химические влияния в значительной степени есть продукт изменения неживой природы жизнью. Закономерности эволюции жизни, и особенно увеличение многообразия форм и усложнение строения и функций, могут быть поняты только как закономерности превращений сложных систем организмов (соподчинённых группировок особей). Эти системы образовались одновременно с появлением первых живых существ, которые, по-видимому, были различными с самого начала, т. к. возникали в разных условиях. Но и тогда жизнь была возможна лишь как круговорот веществ в природе. А ведь он может осуществляться только в сообществах, объединяющих качественно различные организмы. Именно в таких сообществах и могут возникать внутренние противоречия, служащие двигательной силой эволюции. Они возникают и между видами, между популяциями и неорганической средой. Во взаимоотношениях особей и среды ведущую роль играют организмы. 85 Тема 6. О диалектике взаимоотношений организма и среды 1. Организм и среда Все животные и растительные организмы существуют за счёт органической и неорганической природы: их питание, размножение, развитие, рост обеспечиваются за счет окружающего их внешнего мира, с которым они связаны сложнейшей системой отношений. Все звенья жизненного цикла организма от рождения до смерти суть результат взаимодействия с окружающей природой. Человек, познавая закономерности взаимоотношений организма с его абиотическим и биотическим окружением, может сознательно влиять на их характер, направляя развитие организмов в нужном ему направлении. С древних времен люди пытаются установить причины изменений живых существ и научиться управлять ими. Пытаясь осмыслить наблюдаемые явления, человек обобщает полученные факты, создаёт определённую систему взглядов на природу. Чем глубже человек познаёт явления природы, тем правильнее его представления о тех объективных закономерностях, которым эти явления подчиняются, тем успешнее он воздействует на эти явления в нужном ему направлении. Поскольку важнейшим объектом хозяйства является органический мир, за счёт которого человек питается, одевается, в значительной степени создаёт свои жилища и предметы обихода, поскольку подавляющее большинство болезней человека связано с его биотическим окружением, то естественно, что познание закономерностей, которым подчиняется развитие органического мира, имеет решающее значение в жизни человечества. То, что организм не может существовать без необходимой ему среды – это распространённое мнение. Русский биолог К.Ф. Рулье (1850) рассматривал отношения организма и окружающей его природы как сложную систему их взаимоотношений. Организм не является пассивным объектом воздействия среды, а активно взаимодействует с ней, приспособительно отвечая на её влияние. Эти идеи развивали Н.А. Северцов, И.М. Сеченов. И.М. Сеченов показал специфичность среды для организма. В определение организма должна входить и среда, влияющая на него. Среда специфична для организма и наряду с его морфологическими и биологическими особенностями должна входить в его характеристику. 86 Одно из важнейших положений биологии – это единство организма и среды. Противоречивое единство организма и среды заключается в том, что организм может существовать и развиваться только при наличии необходимой ему среды, воздуха, пищи, убежищ от врагов. Существуя, взаимодействуя со средой, организм уничтожает элементы своей среды, уничтожает кислород, пищу и т. п.; в то же время среда, взаимодействуя с организмом, обеспечивая его существование, постепенно приводит его к гибели. Понимая взаимоотношения организма и среды как средство противоположностей, мы тем самым принимаем положение о специфичности среды, об её относительности. Как организм перестаёт быть организмом вне связей со средой, так и тот или иной элемент внешнего мира становится средой только по отношению к конкретному организму, виду. Один и тот же элемент внешнего мира – разная среда для разных организмов. Пример. Почва в степи – разная среда для разных организмов; это и убежище для суслика, и опора для джейрана и сайгака, и источник пищи, и место прикрепления для растительности. Один и тот же элемент внешнего мира – разная среда для разных видов животных и растений; он может быть разной средой и для разных этапов индивидуального развития одного и того же организма. Пример. Пелагический рачок – циклоп – хищник по отношению к личинкам карповых рыб, у которых ещё не закончилось всасывание желточного пузыря. Он пожирает их и существует за их счёт, но по мере того как личинки подрастают, они уже перестают быть доступными циклопам, становятся для циклопа безразличным внешним. Однако по мере дальнейшего роста личинок карповых рыб между ними и циклопами устанавливается новая форма прямых приспособительных связей. Личинки карповых переходят на питание циклопами и питаются ими до достижения определённых размеров. Когда затрата энергии на добывание мелких циклопов начнёт превышать калорийность циклопа, рыбки переходят на иные корма, и циклоп опять становится для рыб безразличным внешним. Говоря о специфичности среды, мы в то же время должны подчеркнуть, что среда каждого организма в одних отношениях специфична для данного организма, в других отношениях она обща с другими организмами. Противоречивое единство организмов и среды представляет собой систему приспособительных взаимосвязей организма с его биотическим и абиотическим окружением. Биотические связи слагаются из взаимоотношений с особями того же вида (внутривидовые отношения) и особями других видов (межвидовые отношения). 87 Биотические и абиотические связи не существуют изолированно друг от друга, они находятся во взаимной связи. Как биотические связи не существуют без абиотических связей, так и наоборот. Внутривидовые отношения являются постоянно ведущими, ибо они определяют как онтогенез, так и филогенез организмов. Внутривидовая борьба, внутривидовые противоречия приводят к голоду и смерти и к выживанию наиболее приспособленных изменённых особей, то есть к уничтожению старого и возникновению нового вида. У каждого вида имеются приспособления, направленные на регуляцию численности вида в связи с изменением обеспеченности популяции пищей. У млекопитающих и птиц при более благоприятных условиях питания увеличивается число детёнышей в помёте или яиц в кладке, у млекопитающих часто (например, у грызунов) увеличивается и число помётов в году. И у растений тоже имеются соответствующие приспособления, направленные на обеспечение соответствия кормовых ресурсов и численности популяции. Эти регуляторные приспособления направлены на то, чтобы сделать невозможным то перенаселение, которое привело бы к вымиранию популяции от голода и к переживанию нескольких наиболее приспособленных особей. Формообразование в органическом мире есть приспособительный процесс. Всякое изменение организма происходит соответственно изменению среды. Всякое свойство вида обусловлено как внешними моментами (его средой), так и внутренними моментами, всякий морфологический признак, всякое иное видовое свойство имеет приспособительное значение. Все так называемые рудименты сохраняются лишь постольку, поскольку они сохраняют приспособительное значение. Всякое приспособление есть видовое свойство, оно направлено на сохранение вида, иногда даже в ущерб отдельным особям. Пример. Посленерестовая гибель дальневосточных лососей есть приспособление, обеспечивающее выживание их потомства, (средство питания, как трупы, так и черви, здесь образующиеся). Всякое приспособление конкретно. Каждый вид приспособлен к своей специфической среде, в единстве с которой он реален. Всякое приспособление относительно: - оно есть приспособление; - и неприспособление. (Хищник питается одним, а не всем). 88 Чем стабильнее среда, в которой формировался и существует вид, тем более он оказывается узко адаптированным, тем меньше амплитуда его изменчивости, как морфологической, так и биологической. Пример. Рыбы северных рек живут в условиях резко изменчивой кормовой базы, а в южных реках кормовая база более стабильна, и спектр более узок. Чем изменчивее условия жизни, тем шире и морфологическая изменчивость тех признаков, которые являются приспособлением к этим условиям. Амплитуда изменчивости признаков является приспособлением к изменчивости условий жизни. Чем менее стабилен тот или иной элемент среды, приспособлением к которому является признак, тем больше изменчивость признака, и наоборот, чем стабильнее условия жизни, тем меньше изменчивость популяции. По амплитуде изменчивости признаков в популяции мы можем судить об условиях жизни последней. Всякое изменение представляет собой адекватный ответ на воздействие раздражителя. Если раздражитель является новым для популяции, и она к его воздействию не приспособлена, то она реагирует так, как приспособлена к чему-то другому, но близкому по характеру. Пример. Организм реагирует на кислоту так же, как и на ожог. Если бы на новое не было какого-либо приспособления, то гибель была бы неизбежна. Индивидуальная изменчивость в одних отношениях – закономерное явление, в других – случайное. Индивидуальная изменчивость – это и групповая приспособительная изменчивость, обеспечивающая единство организмов и среды в изменчивых условиях среды. Среда – это природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых приспособительных связях, причём каждое природное тело является средой организма только в определённых отношениях. Организм находится в общей системе всеобщих взаимосвязей, однако не весь мир есть среда организма, а только те элементы внешнего мира, с которыми организм связан прямыми приспособительными отношениями. Развитие – и постепенный и прерывистый процесс. По мере развития организм проходит ряд качественно отличных этапов. На каждом этапе организм находится в специфических отношениях со средой. Пример. Амурский толстолобик до размеров 14-15 мм питается ракообразными, и имеет короткий кишечник, приспособленный для животной пищи. При длине 15-16 мм он переходит на растительную пищу, и кишечник его удлиняется. 89 Историческое развитие организмов есть приспособительный процесс. Видообразование есть так же, как и индивидуальное развитие, перестройка взаимосвязей организмов и среды. Видообразование есть освоение новой среды, создание новой системы взаимосвязей организмов и среды. Оно обычно является групповым процессом, охватывающим сразу значительную часть фауны и флоры. Вид представляет собой относительную морфобиологическую стабильность. Это означает, что изменения, происходящие внутри вида, не выходят за пределы его видовой специфики. В течение своей истории особи в популяциях, слагающих вид, могут менять свой темп роста, плодовитость, несколько менять свое строение, приспособительно отвечая на изменение среды, но эти изменения обратимы, они не выходят за пределы видовой специфики. Видообразование – это процесс, происходящий в относительно короткий промежуток времени по сравнению с историей вида. Пока не известно, сколько поколений нужно для образования нового вида. Это число, видимо не велико, но оно, несомненно, непостоянно и меняется в соответствии с размерами необходимой перестройки системы связей нового вида и среды по сравнению с системой связей старого вида. Специфика нового вида определяется как свойствами старого вида, от которого произошел новый вид, так и свойствами той новой среды, которую осваивает новый вид. Поэтому от разных видов не может возникнуть один и тот же вид и историческое развитие необратимо. Так как видообразование является обычно групповым процессом, то в процессе видообразования, кроме расхождения в отношении состава пищи близких видов, происходит и взаимное приспособление хищника и жертвы, паразита и хозяина. Хищник приспосабливается обеспечивать своё существование за счёт своей жертвы, и в то же время хищник не может уничтожить всю популяцию жертвы, так как он сам тогда погибнет. Жертва того или иного вида приспосабливается избегать хищника, но при достижении определённой численности она частично всё же достаётся ему в пищу, и численность жертвы несколько сокращается, а тем самым снижается и интенсивность воздействия хищника. 2. Принцип детерминизма и проблема целесообразности в живой природе И.М. Сеченов сформулировал положение о том, что организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен, поэтому в научное определение организма должна входить и среда, в которой он живёт, условия его жизни. Он показал, что влия90 ния условий существования не только необходимы для жизни организмов, но представляют в то же время факторы, способные видоизменять материальную организацию и характер жизненных отправлений организмов. Условия жизни организмов – не случайный конгломерат явлений, не любое стечение обстоятельств, не вся внешняя среда вообще. Это вполне определённая для каждого вида живых существ совокупность факторов внешней среды, соответствующая исторически сложившимся, специфическим потребностям организмов. Условия жизни составляют только те факторы окружающей внешней среды, которые в единстве с телом обуславливают и беспрерывно воспроизводят жизненный процесс обмена веществ (условия питания, дыхания, температуры, освещения, влажности и т. д.) Необходимыми условиями жизни зелёных растений являются: - свет, как первичный материал; - тепло, как рабочая энергия; - пища, как подсобный материал для создания органических веществ; - вода. При этом ни одно из перечисленных условий жизни зелёных растений не может быть заменено никакими другими условиями внешней среды. Пища – это фактор внешней среды, представляющий собой не случайную, а безусловную закономерную связь организма с окружающей средой. Условия жизни – это не нечто внешнее по отношению к организму, а его необходимая составная часть. Точно так же и организм – это не просто та или иная форма живого тела, а воплощение неразрывной связи формы и содержания, единства тела и необходимых условий его жизни, существования. Ч. Дарвин показал, что целесообразность в живой природе, «пригнанность» организмов к окружающим их условиям внешней среды, соответствие строения и функций организма и всех его органов данным условиям внешней среды являются результатом естественного или искусственного отбора полезных для организма изменений. Если у организма появляются изменения, способствующие его выживанию и развитию в данных условиях внешней среды, то это ведёт к увеличению численности, размножению таких организмов. Изменения же, не способствующие выживанию организма в данных условиях, не только не ведут к размножению таких организмов, но, наоборот, ведут к уменьшению их числа. Этим и объясняется беспрерывное совершенствование организмов в естественной природе, появление новых видов. 91 Живой организм должен так реагировать на предметы, явления внешнего мира, чтобы всей ответной деятельностью обеспечить свое существование. Части цветка представляют собой не просто украшения, а ряд приспособлений, изумительных по своей целесообразности и отчётливости функций. Многообразные формы, окраски, запахи цветков представляют собой целесообразные приспособления для привлечения насекомых и обеспечения при их содействии полезного растению перекрёстного оплодотворения. У растений, опыляемых ветром, как правило, цветки мелкие, невзрачные. Цветки же, оплодотворяемые насекомыми, всегда имеют яркие покровы, пахучи, содержат нектар. У большинства цветков покровы появляются и исчезают только в период оплодотворения. У некоторых же растений (лучевые цветки в соцветиях сложноцветных) покровы сохраняются и после оплодотворения, так как служат приманкой насекомых для позднее распускающихся цветков в диске. Особенно наглядно и убедительно приспособительное значение покровов выступает у растений, приносящих цветки двоякого рода: одни летние, с яркими покровами, открытые для посещения насекомых, а другие – осенние, невзрачные, закрытые, подлежащие самооплодотворению. Растения эти выработали летние цветки, приспособленные для получения при посредстве перекрёстного опыления более могучего поколения, но на случай неудачи этого более сложного процесса обеспечили себя и потомством, полученным более верным путём самооплодотворения, так как, очевидно, лучше иметь какое бы то ни было потомство, чем остаться вовсе без потомства. Ярким примером целесообразной приспособляемости работы органов живого тела, является нормальная деятельность слюнных желёз. Когда животному дают сухую, твёрдую пищу, слюны выделяется много, на пищу же, богатую водой, слюнные железы реагируют с меньшей интенсивностью. Объясняется это тем, что для химической обработки пищи, удобного растирания её и образования из неё комка, подлежащего глотанию, требуется вода, и слюнные железы дают её в соответствующем характеру пищи количестве. В этих случаях вырабатывается слюна, богатая муцином, способствующим более лёгкому проскальзыванию пищи в желудок. Выделяется слюна также на все сильно раздражающие химические вещества (кислоты, соли и т. п.), притом соответственно силе раздражающего действия этих веществ, чтобы их нейтрализовать, разбавить или отмыть от них рот, но в этом случае слюна содержит мало муцина, так как для указанных целей он не нужен. Если насыпать в рот животного несколько чистых кварцевых камней, слюны не появится вовсе или появится одна-две капли, так 92 как камни и без её помощи легко выбрасываются животными изо рта и ничего после себя не оставляют в полости рта. Если же насыпать в рот животному песку, то слюны потечёт много, т. к. иначе песок не может быть ни выброшен вон, ни препровождён в желудок. Если организация растения такова, какова она есть, то это потому, что каждая её подробность исполняет известную функцию, возможную и нужную только при данных условиях. Изменись эти условия – функция станет невозможной или ненужной, и орган, выполняющий её, постепенно атрофируется. Анализ разнообразных проявлений целесообразности, приспособления организмов к окружающим условиям внешней среды показывает, что все они представляют собой точные и постоянные факты, обнаруживающие как бы какую-то разумность. В факте приспособления нет ничего, кроме точной связи между живым телом и окружающими его условиями внешней среды. В эволюционной лестнице животного мира, чем совершеннее нервная система, тем больше она централизована, тем в большей степени внешний отдел её является регулятором всей деятельности организма. Большие полушария головного мозга держат в своём ведении все явления, происходящие в теле животного и человека. Именно большие полушария головного мозга являются тем специальным органом, который выполняет функцию образования новых связей между животным организмом и окружающей его внешней средой, функцию накопления жизненного опыта, приспособления организма к изменяющимся условиям внешней среды. Любой орган тела, равно как и строение и функция этого органа, имеет определённый смысл только при наличии соответствующих условий внешней среды. В других условиях та же самая структура и функция теряют этот свой определённый смысл. 3. Обмен веществ – основа единства организма и среды Природа является единой, целостной системой, в которой все формы движения материи тесно связаны и взаимообусловлены. Признание принципа единства живой и неживой природы, признание того, что направление развития каждой из органических форм опосредовано условиями, в которых оно осуществляется, и в их числе – развитием других органических форм, открыло пути к направленному изменению свойств организмов, к управлению живой природой. На протяжении всей истории развития биологической науки вопрос о сущности взаимосвязи организма и среды служил одним из пробных камней мировоззрения биологов. 93 Труды Ж.Б. Ламарка, К.Ф. Рулье, Ч. Дарвина научно обосновали и утвердили исторический взгляд на живую природу. Своей теорией естественного отбора, обобщившей многовековой опыт изучения живой природы и опыт селекционной практики, Ч. Дарвин окончательно установил изменяемость видов и преемственность между ними. Утверждение Ч. Дарвином принципа развития в биологии поставило во всей полноте вопрос о регулирующих этот процесс факторах. К.Ф. Рулье, И.М. Сеченов считали, что понятие «организм» должно обязательно включать и внешнюю среду, поддерживающую его существование. Условия жизни рассматривались этими учёными как единственная причина, источник изменения и возникновения всех физиологических и морфологических свойств организмов. К.А. Тимирязев решительно боролся против абсолютизации разделения факторов развития на внешние и внутренние, видел в последних результат влияния внешней среды, аккумулированного организмом на протяжении всей предшествующей истории вида. Существует широкое разнообразие путей, которыми у живых организмов достигается зависимость обмена веществ от условий среды обитания. Эта способность обеспечивается тем, что любая функция катализируется у растительных организмов сложной, многозвенной системой ферментов, каждый из компонентов которой характеризуется специфической зоной оптимальных для проявления его действия условий. С изменением условий среды изменяются соотношения между отдельными компонентами комплекса, причём на первый план выдвигается тот из катализаторов, для действия которого существующие условия наиболее благоприятны. Исключительная сложность строения всех биологически важных систем растительных организмов как нельзя более соответствует динамичности, непостоянству условий их жизни. 4. Классификация взаимосвязей организмов со средой Теория происхождения видов Ч. Дарвина положила конец только метафизическим воззрениям на живую природу. В этом учении всё разнообразие существующих форм растений и животных рассматривается как результат деятельности естественных законов, как определённый момент в истории развития органического мира, имеющий своё прошлое, настоящее и будущее. Такой естественно-исторический взгляд на природу позволил увидеть в ней постоянную смену органических форм, бесконечный процесс порождения нового и отмирания старого, процесс становления и развития жизни. 94 Немалую роль в формировании воззрений на развитие органического мира сыграли многократно повторяющиеся в истории науки попытки классифицировать наши знания о живой природе. Такие попытки известны с глубокой древности – со времён Аристотеля и Теофраста. Карл Линней в «Системе природы» (1735), в «Философии ботаники» (1751), Антуан Лоран де Жюссьё в «Изложении нового порядка растений» (1774), Жан Баткет Ламарк во «Французской флоре» (1778), в «Системе беспозвоночных животных» (1801), в «Философии зоологии» (1809) создавали фундаментальные системы классификации. Ч. Дарвин, анализируя явления изменчивости, классифицируя их, создаёт учение о законах изменчивости. Из истории биологии можно видеть, как период классификации форм растений и животных сменяется периодом более глубокого изучения закономерностей их жизни. Последний завершается попытками систематизировать наши представления о явлениях изменчивости, наследственности и взаимоотношений живых тел в природе. Окружающая нас природа представлена различными материальными элементами с неодинаковыми свойствами, и потому играющими разную роль в жизни организмов. Специфика влияния различных условий на живые тела зависит не только от особенностей самих условий, но и от наследственной природы организмов. Наследственность организма, как результат длительной истории его предков, определяет условия существования и избирательность его реакции на изменчивые условия жизни. Наследственность различно выражена в зависимости от возрастного и стадийного состояния организма. В свою очередь, изменённые условия жизни оказывают изменяющее действие на состояние и индивидуальное развитие организмов. Условия обитания, являясь условиями воздействия, могут впоследствии стать для потомков условиями существования, необходимыми или в чем-то значимыми для их жизни. Совершается процесс перехода общих условий обитания в данной внешней среде в условия существования обитающих или поселяющихся вновь организмов; это – процесс формирования специфики природы вида. Организмы в процессе жизнедеятельности вступают в бесконечно сложные, непрестанно меняющиеся, но всегда своеобразные отношения с предметами, телами и условиями, их окружающими. В необходимой смене форм взаимодействия организмов с элементами среды и осуществляется процесс возникновения, становления и развития жизни. Всё, что окружает организм, составляет его внешнюю среду. Элементы среды, с которыми организм взаимодействует в процессе онтогенетического развития и размножения, можно назвать условиями его жизни. Сюда входят отношения к элементам неживой природы и все отношения к окружающим организмам как своего, так и другого 95 видов. Любой элемент внешней среды может оказаться условием жизни того или иного организма и может перестать быть таковым. Это зависит от наследственных свойств организмов, направления их онтогенеза, от обстановки, в которую организмы попадают. Среди условий жизни следует различать: 1) условия существования, требуемые организмами в соответствии с их наследственностью и необходимые для их нормальной жизни; 2) условия воздействия, с которыми организмы вынужденно взаимодействуют, но которые не являются необходимыми для их существования. Например: при переселении растений или животных в новые районы они могут встретиться с необычными для них условиями внешней среды – условиями воздействия. В одних случаях под действием этих условий организмы могут погибнуть, в других – вследствие изменения организации – они могут выжить и акклиматизироваться. С различными условиями существования организмы взаимодействуют по-разному. Одни условия (питательные вещества) после сложных превращений идут в качестве пластического материала на построение собственного тела. Другие (влажность, температура, давление) лишь принимают определённое участие в этом процессе, не являясь для живого организма строительным материалом (например: температурный режим оказывает существенное влияние на темпы, характер и направление процесса ассимиляции – диссимиляции, как правило, определяя качество веществ и тканей, формирующихся в результате этого процесса). Имеются ещё и такие, которые для отдельного организма не являются условиями существования, но принимают непосредственное участие в процессе размножения и расселения вида, являясь, таким образом, условиями жизни вида, как популяции. Например: необходимыми условиями для существования энтомофильных растений являются насекомые, их опыляющие, а для анемофильных растений – ветер. В то же время ни то, ни другое не ассимилировалось предками этих растений и не являлось условиями усвоения пищи. Сюда же следует отнести и сложные внутривидовые приспособления (взаимные приспособления разных полов материнских организмов и плодов и т. п.). На этом основании условия существования могут быть разделены: 1) на условия, которые, будучи ассимилированы организмом, идут на построение его собственного тела (органические и неорганические вещества, являющиеся пищей); 2) условия, которые прямо или косвенно влияют на процессы обмена веществ организма, определяют характер процесса усвоения пищи. Их можно назвать условиями усвоения пищи (необходимый тем96 пературный режим, концентрация питательных растворов почвы, условия освещения, увлажнения и т. п.); 3) условия, которые не могут быть ассимилированы отдельными организмами и даже не являются условиями усвоения ими пищи, но оказываются необходимыми для сохранения вида как популяции. Эти условия могут быть названы условиями сохранения и процветания вида. Условия сохранения и процветания вида как популяции для индивида являются обычно условиями воздействия, а в отдельных случаях могут даже стать причиной его гибели. Пример. Ветер, разносящий семена растений на далёкие расстояния и способствующий таким образом завоеванию новых ареалов, для индивида нередко может быть губительным. Наличие в окружающей среде условий существования, необходимых для нормального осуществления жизненного цикла организмов и реализации их наследственных возможностей, нередко варьируется. Варьирование это в границах, допустимых наследственностью организмов, обеспечивает проявление или непроявление наследственных особенностей данной формы. Настоящая классификация условий жизни не может служить основанием для противопоставления одних условий другим, так как все они в природе взаимосвязаны и почти во всех случаях можно наблюдать процесс их взаимопереходов. Мало того, весьма часто одно и то же условие может выступать и как условие сохранения вида (снеговой покров способствует сохранению посевов озимых культур от зимних морозов), и как условие элиминации (снеговой покров часто является причиной «выпревания» и вымокания озими), как условие существования индивидов вида (снеговой покров есть не что иное, как накопительная в зимний период влага, так необходимая для вегетации тех же озимых растений). 97 Тема 7. Эволюция 1. Проблема эволюции в науке и философии Основу эволюционного подхода к проблеме возникновения жизни составляет идея развития, которая как методологический принцип познания живой природы начала оформляться в период XVIII-XIX вв. Однако первые попытки носили характер стихийных гениальных догадок. Наука ещё не располагала достаточным естественнонаучным материалом, метафизический взгляд на природу не позволял подойти к исследованию подлинных источников развития. Проблема развития – важнейшая проблема философии. С её решением на разных этапах связано преодоление кризисных состояний в становлении естествознания, что способствовало выходу науки о природе на новые уровни и открывало новые перспективы перед естествоиспытателями. Как известно, вопросы развития разрабатывались не только материалистами, идеалистическая философия также пыталась решить их со своих позиций. Естественно, что проблема развития является важной и для самой биологии. Концепция развития не может существовать только в рамках чистой философии. Философские конструкции должны подкрепляться знаниями подлинных явлений, источников и причин их развития. Впервые концепция развития (в особенности органического) была сформулирована древнегреческими философами. А.Ф. Лосев подчеркивает, что именно в философии Аристотеля появляется диалектический результат живого развития жизни. Дальнейшая философская разработка этой идеи во многом зависела от решения целого ряда естественно-научных проблем, которое, в свою очередь, требовало эффективной методологической основы. Такая диалектическая взаимосвязь методологии и результатов конкретных наук – принципиальное качество научного познания. История становления эволюционного учения подтверждает, какую важную роль в этом процессе играют философские взгляды естествоиспытателей. Так, в свое время широкое распространение в биологии получила аристотелевская идея градации органического мира, завершением которой явилась натурфилософская концепция «лестницы существ». Её сторонники представляли живую природу в виде восходящей «лестницы», ступеньками которой выступают отдельные формы органического мира, располагающиеся в порядке повышения их сложности. Эти взгляды получили дальнейшее воплощение в принципе непрерывности Г.В. Лейбница и его учении о всеобщей связи сущего. Г. Лейбниц приходит к выводу о родстве всех живых существ и о их 98 единстве с неорганической природой. Это была идея «вездесущия» жизни. Воззрения швейцарского философа и естествоиспытателя Ш. Бонне (1720-1793) испытали влияние Г. Лейбница. По мнению Ш. Бонне, органический мир в целом можно сравнить с организмом, в котором все элементы связаны между собой настолько тесно, что невозможно допустить отсутствие какого-либо из них. Хотя «лестница существ» у Ш. Бонне, в которую он включал также и сверхъестественные существа – ангелов и т. п., не согласовалась с искусственной классификацией К. Линнея, она была далека от того, чтобы рассматривать внешнее сходство видов как результат единства их исторического происхождения. Концепция Ш. Бонне в своей основе не содержала идеи развития, так как основывалась на преформистских представлениях, согласно которым эволюция – это развертывание вечно существующих зародышей, исключающее новообразования. Взгляды Ш. Бонне оказали сильное влияние на формирование естественнонаучных представлений французских материалистов. Так, в произведениях французского энциклопедиста Ж.Б. Робине (1735-1820) «лестница существ» получает в основе своей материалистическое объяснение. Полагая материю одушевленной, Ж. Робине всем телам природы приписывал функции живого. В основе материи лежит, по его мнению, живая молекула, наделённая внутренней активностью. Единство жизни Ж. Робине объяснял с помощью закона непрерывности, якобы действующего в «лестнице существ». Французский материалист Ж.О. Ламеттри (1709-1751) высказал идею о возникновении живых форм из органических зародышей под влиянием внешней среды. Единство растительного и животного царства он рассматривал в сходстве составляющих их элементов. Ж. Ламеттри в какой-то степени подходил к идее эволюции, но делал это с крайне механистических позиций, полагая, что различия между животным, растительным миром и человеком – чисто количественного порядка. Более развернутый характер эволюционные идеи приобрели в учении Д. Дидро (1713-1784), который прямо ставил вопрос о качественной изменчивости органического мира. Предвосхищая некоторые положения эволюционного учения, Д. Дидро считал, что человек как биологический вид имеет свою историю становления, равно как и другие живые существа. Важную роль в разработке идеи развития и становления эволюционного учения сыграли труды выдающегося французского естествоиспытателя XVIII в. Ж.Л. Бюффона (1707-1788), автора знаменитой многотомной «естественной истории». Ж. Бюффон резко критиковал классификацию К. Линнея, построенную на идее неизменности видов. Он выступил против абсолютизации разрывов между видами и исходил из представления о постепенности переходов от одного вида 99 к другому. В своей критике искусственной системы К. Линнея Ж. Бюффон впал в крайность. Он вообще стал отрицать возможность какой бы то ни было классификации, полагая, что виды – не реально существующие в природе единицы, а искусственные надуманные категории. Одним из первых философов, сделавших попытку применить современное ему естествознание для объяснения строения и развития мира, был И. Кант. Неоднократные его ссылки на сочинения Ж. Бюффона, Ш. Бонне позволяют сделать вывод, что И. Кант был знаком с новейшей литературой по вопросам познания жизни. Значительное влияние на него оказали труды Г. Лейбница и Г.Э. Лессинга. Признание эволюции живого и растительного мира явилось для Канта логическим завершением его космогонической гипотезы. Идея развития рассматривалась им как всеобщий принцип, применимый к познанию всех явлений, имеющих место на Земле. Фактический научный материал, которым располагала в то время биология, не мог дать И. Канту убедительных доказательств в правильности его концепции. Тем не менее выводы, к которым он пришел, рассматривая живую природу, способствовали проникновению идеи эволюции в умы биологов. И. Кант предугадал сущность материалистического объяснения природы наследственного материала, совершенно верно подметив независимость его от внешних причин. Во времена И. Канта господствовала идея неизменности и постоянства видов. Несомненно, знакомый с имеющимися точками зрения на эту проблему, И. Кант не мог без должного обоснования говорить о возникновении новых видов. В то же время он не мог отрицать и тех изменений в органическом мире, которые нельзя было не заметить, изучая историю природы. Следствием этого явилась постановка И. Кантом вопроса о видоизменении и создании новых видов. Он выступает против идеи о неизменности видов, против неизменности человека. Не принимая механистического толкования встречающихся в живой природе многочисленных фактов самого разнообразного сочетания признаков, он считал, что случай или всеобщие механические законы не в состоянии породить такие сочетания. Возможность доказательства общности происхождения «великого множества» видов живых организмов, населяющих Землю, И. Кант видел в создании естественной истории как самостоятельной науки. Высказываясь в защиту исторического подхода, И. Кант горячо выступал против идеи множеств локальных актов творения. В этот же период немецкий естествоиспытатель К.Ф. Вольф (1734-1794) опубликовал свою диссертацию «История зарождения», в которой опроверг учение о преформации и научно обосновал теорию эпигенеза. 100 Смелую попытку распространить идеи развития на человеческую историю предпринял ученик И. Канта И.Г. Гердер. В его теории органических сил идея развития приобретает всеобщий характер. Из области поэзии, языка, мышления И. Гердер переносит её на всю природу. В труде «О переселении душ» он излагает взгляды на развитие животного мира, которые затем в его основном труде «Идеи к философии истории человечества» выражаются в форме всеобщего закона природы. Большой вклад в развитие эволюционных представлений внесли Эр. Дарвин, К.Ф. Кильмейер, и в особенности французский натуралист Ж.Б. Ламарк (1744-1829). В 1809 г. Ж. Ламарк опубликовал «Философию зоологии», которая содержала его основные возражения против метафизической идеи вечности и неизменности видов. Впервые в истории науки в этом труде была последовательно изложена идея о постепенном развитии всех организмов из простейших форм жизни, сделана первая попытка объяснить это развитие действием естественных сил, влияющих на организацию растений и животных. Согласно Ж. Ламарку, развитие органического мира осуществляется путём естественной «градации», как постепенный переход от простейших форм биологической организации к усложняющимся и совершенствующимся. Движущей силой такого развития выступает «постоянное стремление природы» к усложнению строения организмов. Это первый принцип эволюции. Здесь не учитывается влияние условий существования. Наоборот, в постоянной, неизменной среде градация должна обнаруживаться в чистом виде. Но в реальной природе не существует таких условий. Поэтому организмы под действием самых разнообразных факторов вынуждены изменять свои привычки, это влечёт за собой изменение строения, нарушающее правильность «градации». Это – второй принцип исторического развития организмов. В дальнейшем в аргументах ламаркистов он занял главное место. Идеей эволюции Ж. Ламарк нанес ощутимый удар телеологии (учение о наличии в природе, обществе объективных, внечеловеческих целей). Некоторые противоречия, присущие ламаркизму, послужили впоследствии поводом для дискредитации со стороны антиэволюционистов самой идеи эволюции. Они также явились одной из причин того, что многие материалистически мыслящие естествоиспытатели не приняли идей Ж. Ламарка. Особенно ожесточенные нападки на теорию Ж. Ламарка были предприняты французским биологом Ж. Кювье (1769-1832), игравшим исключительную роль в науке первой половины XIX века. Исследования Ж. Кювье способствовали внедрению сравнительного метода в анатомию и палеонтологию. Широкое распространение получили сформулированные им принципы приспособленности организма 101 к условиям среды и взаимозависимости отдельных частей и органов внутри организма. В его работах креационизм приобрёл свою наиболее завершенную форму. Защищая идею неизменности видов, внутри которых возможны лишь отдельные изменения в рамках индивидуальных развитий, Ж. Кювье отстаивает телеологические принципы, сущность которых сводится к следующему: всякое «организованное существо» образует целое, представляющее единую замкнутую систему, взаимодействие и соответствие частей которой подчинено одной конечной цели. Против воззрений Ж. Кювье резко выступил Э.Ж. Сент-Илер. Выражая несогласие с положением о четырех типах животных, выдвинутым Ж. Кювье, Э. Сент-Илер развил идею о единстве плана строения животных. Эта идея не удержалась в науке. Но её обоснование привело к концепции трансформации живых форм, то есть укрепило идею развития органической природы. Вместе с тем, хотя Э. Сент-Илер отбросил телеологические положения, содержащиеся в концепции эволюции Ж. Ламарка, он придал ей более механистический характер. Разработка эволюционной идеи была продолжена И.В. Гёте, русским учёным И.Е. Дядьковским (1784-1841) и особенно К.Ф. Рулье (1814-1858), которые подчеркивали определяющую роль внешних условий в существовании живых организмов. Наряду с развитием эволюционного учения в этом направлении шёл процесс разработки идей, придававших первостепенное, а иногда и решающее значение внутренним факторам. Существенную роль здесь сыграл К. Бэр. Ему принадлежит заслуга установления связи между онтогенезом и филогенезом, подтверждавшей идею исторического единства органических форм. Накопленный длительным развитием биологической науки фактический и теоретический материал требовал своего объяснения в рамках общей концепции, диалектически отражающей противоречивые процессы развития в живой природе. Такое объяснение было дано Ч. Дарвином, который вскрыл и объяснил источники и движущие силы этой эволюции. В основе теории эволюции им были положены следующие материальные факторы: наследственность, изменчивость и естественный отбор. Его учение о естественном отборе стало ключевым в решении многих проблем эволюции органического мира. В 1859 г. был выпущен главный труд всей жизни Ч. Дарвина «Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь». Первое издание книги в количестве 1250 экземпляров было распродано за один день. С тех пор вышли тысячи экземпляров труда Ч. Дарвина. 102 2. Основные факторы и движущие силы эволюции по Дарвину Ч. Дарвин, перенося идеи Мальтуса на живые организмы, пришёл к выводу, что в природе любой вид животных и растений стремится к размножению в геометрической прогрессии. В то же время число взрослых особей каждого вида остается относительно стабильным. Это означает, что в природе постоянно идёт борьба за существование, в результате которой накапливаются признаки, полезные для организма и вида в целом, образуются новые виды и разновидности. Остальные организмы в неблагоприятных условиях среды гибнут. По Дарвину борьба за существование бывает: - межвидовой, где успех одного – это неуспех другого; - внутривидовой, наиболее острой, поскольку у особей одного вида одинаковые потребности; - борьбой с неблагоприятными условиями внешней среды. В борьбе за существование выживают наиболее конкурентоспособные особи. В природе происходят процессы избирательного уничтожения одних особей и преимущественного размножения других – естественный отбор, или выживание наиболее приспособленных организмов. Искусственный отбор является причиной породо- и сортообразования. В природе нет совершенно одинаковых организмов. Всё многообразие живого является результатом превращения организмов под влиянием внешней среды, то есть процесса изменчивости. Поскольку жизненные ресурсы всегда ограниченные, самая ожесточенная борьба за существование происходит между наиболее сходными особями. Между различающимися в пределах одного вида особями конкуренция слабая, поскольку меньше сходных потребностей. Несхожие особи имеют преимущество в выживании и оставлении потомства, поэтому их различия становятся все более выраженными, а промежуточные сходные между собой особи вымирают. Из одного вида образуется несколько новых видов, в результате явления расхождения признаков, которое Ч. Дарвин назвал дивергенцией. Нарастающая дивергенция ранее сходных форм способствует постепенному увеличению многообразия живого путём превращения внутривидовых форм в самостоятельные виды. Ч. Дарвин различал два вида изменчивости: 1. Индивидуальную, неопределённую изменчивость, которой подвержены группы организмов под воздействием определённого фактора внешней среды. Позднее в биологии неопределённую изменчивость стали называть мутацией. 103 2. Групповую, или определённую изменчивость, которой подвержены группы организмов под воздействием определённого фактора внешней среды. Позднее её назвали модификацией. Всё многообразие живой природы есть результат взаимодействия трёх взаимосвязанных факторов: естественного отбора, наследственности и изменчивости. Основные эволюционные принципы: - в любом данном виде живых организмов наблюдается изменчивость особей, которые его составляют; - одни изменения являются результатом приспособления к окружающей среде, другие унаследованы от родительских особей; - рождается обычно значительно большее количество особей, чем доживает до размножения, поскольку многие гибнут на начальной стадии жизни. Выживают лишь те организмы, которые получили в наследство полезный в данных условиях признак. Целесообразность строения живых организмов, как результат естественного отбора, носит относительный характер, так как любые приспособления оказываются полезными только в конкретных условиях существования. Слабое место в дарвинизме – представления о наследственности. Альфред Рассел Уоллес (тоже читал Мальтуса), много путешествовал, пришёл к тем же выводам, что и Дарвин. В 1858 г. он на 20 страницах послал Дарвину свои мысли, и его это ободрило, и они в июне 1859 г. выступили с докладами о своих идеях на заседании Линнеевского общества в Лондоне. В ноябре 1859 г. Ч. Дарвин опубликовал «Происхождение видов путём естественного отбора», по своему влиянию она уступала только Библии. Теория эволюции, сформулированная Ч. Дарвином, обросла множеством неверных представлений. Поэтому: - Ч. Дарвин не пытался объяснить возникновение жизни на Земле; его интересовало, каким образом из существующих видов могут возникать новые виды; - естественный отбор – это не просто негативная, разрушающая сила; он может быть механизмом, с помощью которого в популяцию вносятся позитивные новшества. В процессе популяризации идеи «борьбы за существование» распространились неудачные выражения, такие как «выживание наиболее приспособленных» и «устранение неприспособленных», введённые Г. Спенсером (философ); - упрощённая, слишком прямолинейная трактовка прессой концепции «о происхождении человека от обезьяны» болезненно задевала чувства верующих и мирских слоёв общества. - явное противоречие между описанием в Книге Бытия сотворения Вселенной за шесть дней и концепцией постепенного формирования всё новых видов. 104 3. Недарвиновские теории развития живой природы Дарвинизм изначально критиковали за то, что из него выпадал ряд вопросов: - причины сохранения в историческом развитии системного развития организмов; - о механизмах включения в эволюционный процесс онтогенетических перестроек; - о неравномерности темпов эволюции; - о крупномасштабных событиях в эпохе биотических кризисов и т. д. Антидарвиновское учение: - неоламаркизм, основывался на признании адекватной изменчивости, возникающий под непосредственным или косвенным влиянием факторов среды и обеспечивающий прямое приспособление организма к ним, а также на идее наследования приобретённых таким образом признаков и на отрицании сознательной роли естественного отбора. Это направление состояло из: - механоламаркизма, - психоламаркизма, - ортоламаркизма. К 30-м гг. XX в. это направление угасло. (Т.Д. Лысенко считал, что наследственность – свойство всего организма). Первые генетики противопоставляли себя дарвинизму, поэтому возник кризис. Устойчивость генов толковалась как неизменность – развивался антиэволюционизм. Мутационная изменчивость отождествлялась с эволюционными преобразованиями, чем исключался естественный отбор в качестве главной причины эволюции. Л.С. Берг (1922) создал теорию номогенеза. Эволюция есть запрограммированный процесс реализации внутренних неотъемлемых от живого закономерностей. Организму присуща внутренняя сила неизвестной природы, действующая целенаправленно, независимо от внешней среды, в сторону усложнения организации. В 1970-80-е гг. японские генетики М. Кимура, Т. Отта создали теорию нейтральных мутаций. Изменения в функциях белоксинтезирующего аппарата являются результатом случайных, нейтральных по своим эволюционным последствиям мутаций. Это нейтралистская концепция. Есть ещё теория пунктуализма, утверждающая, что процесс эволюции идёт путём редких и быстрых скачков, а 99 % времени своего существования вид пребывает в стабильном состоянии (стазисе). 105 4. Наиболее важные из эволюционных учений 1. Теория прерывистого равновесия (Н. Элдредис, С. Гулд). В процессе видообразования выделяются фазы продолжительного застоя, чередующиеся с быстрыми скачкообразными периодами формообразования. Сама по себе идея неравномерности темпов эволюции не нова, ещё Дарвин её высказал. 2. Теория ортогенеза – изменение организмов в заданном направлении, вынуждаемое некой внутренней силой. 3. Теория наследования приобретенных признаков – процесс, в котором изменения, возникающие у отдельных организмов, становятся наследуемыми и ведут к постоянным изменениям у их потомков. 4. Теория сальтационизма – внезапное возникновение новых видов в результате крупных мутаций. Концепция имеет антидарвиновскую направленность (А. Зюсс – 1860-70 гг. и Келликер). Весь план будущего развития жизни возник ещё в момент её появления, а все эволюционные события происходят в результате скачкообразных изменений сальтаций эмбриогенеза. Таковой выступает теория самоорганизации (синергетика), т. е. универсальный эволюционизм. В основе теории самоорганизации, или универсального эволюционизма, лежит дарвиновская триада: изменчивость, наследственность, отбор. Вскрывается конкретное содержание изменчивости, наследственности, отбора, т. е. их общее свойство, особое место здесь принадлежит механизмам бифуркационного типа, которые качественно (катастрофически) меняют характер эволюционного процесса. Происходит непрерывное усложнение организационных форм материального мира и рост их разнообразия. Центральная проблема – редукционизм, т. е. сведение законов к более простым или установление связей между ними. Законы, определяющие принципы отбора, действующие в живом веществе и обществе, не противоречат законам неживого мира, законам физики и химии. Ничто живое не может их переступить. Но что они определяют – это не совсем так. Законы, управляющие эволюцией живого вещества и общественным поведением, могут быть не выводимы из «простейших» законов физики. 5. Становление и развитие генетики. Молекулярная биология 106 Биология первой половины XX в. основывалась на тех достижениях, которые были сделаны в этой науке во второй половине XIX в.: создание Ч. Дарвином эволюционного учения, основополагающие работы К. Бернара в области физиологии, важнейшие исследования Л. Пастера, Ф. Коха, И. Мечникова в области микробиологии и иммунологии, работы И.М. Сеченова, И.П. Павлова в области высшей нервной деятельности и, наконец, блестящие работы Г. Менделя, не получившие известности до начала XX в. XX в. явился продолжением не менее интенсивного прогресса в биологии. В 1900 г. голландским учёным-биологом Х. де Фризом (1848-1935), немецким учёным-ботаником К.Э. Кокренсом (18641933) и австрийским учёным Э. Чермок-Зейзенеггом (1871-1962) независимо друг от друга и почти одновременно вторично были открыты и стали всеобщим достоянием законы наследственности, установленные Г. Менделем. Развитие генетики после этого происходило быстро. Был принят принцип дискретности в явлениях наследственности, открытый ещё Г. Менделем; опыты по изучению закономерностей наследования потомками свойств и признаков родителей были значительно расширены. Было принято понятие «ген», введённое датским ученым Вильгельмом Иогансоном (1857-1927) в 1909 г., и означающее единицу наследственного материала, ответственного за передачу по наследству определённого признака. Утвердилось понятие хромосомы, как структурного ряда клетки, содержащего ДНК – высокомолекулярное соединение, носитель наследственных признаков. Развитию генетики способствовали в большей мере исследования американского биолога Томаса Ханта Моргана (1866-1945). Он сформулировал хромосомную теорию наследственности. Большинство растительных и животных организмов являются диплоидными, т. е. их клетки (за исключением половых) имеют наборы парных хромосом, однотипных хромосом от женского и мужского организмов. Хромосомная теория наследственности сделала более понятными явления расщепления в наследовании признаков. Важным событием в развитии генетики стало открытие мутаций – внезапно возникающих изменений в наследственной системе организмов, которые могут привести к устойчивому изменению свойств гибридов, передаваемых и далее по наследству. Своим возникновение мутации обязаны либо случайным в развитии организма событиям (естественные или спонтанные мутации), либо искусственно вызываемым воздействиям (индуцированные). Все виды живых организмов (растительных и животных) способны мутировать, т. е. давать мутации. Это явление – внезапное возникновение новых, передающихся по наследству свойств – известно в биологии давно. Однако системати107 ческое изучение мутаций было начато голландским ученым Хуго де Фризом, установившим и сам термин «мутации». Было обнаружено, что индуцированные мутации могут возникать в результате радиоактивного облучения организмов, а также могут быть вызваны воздействием некоторых химических веществ. Микробиолог Георгий Адамович Надсон (1867-1940) обнаружил в 1925 г. влияние радиоизлучения на наследственную изменчивость у грибов. Американский учёный Берман Джозеф Меллер (1890-1967), работавший в 1933-37 гг. в СССР, установил в 1927 г. в опытах с дрозофилами сильное мутагенное действие рентгеновских лучей. В дальнейшем было понято, что не только рентгеновское, но и любое ионизированное облучение вызывает мутации. Достижения генетики (и биологии в целом) оказались столь значительными, что было бы удивительно, если бы они никак не повлияли на дарвиновскую теорию эволюции. Развитие биологии и входящей в неё составной частью генетики, во-первых, ещё более укрепило дарвиновскую теорию эволюции живой природы и, во-вторых, дало более глубокое толкование понятиям изменчивости и наследственности, а следовательно, всему процессу эволюции живого мира. Наиболее поразительные достижения биологии уже в первой половине XX в. были связаны с изучением процессов, происходящих на молекулярном уровне. У. Астбери ввёл в науку термин «молекулярная биология» и провёл основополагающие исследования белков и ДНК. Хотя в 40-е гг. XX в. почти повсеместно господствовало мнение, что гены представляют собой особый тип белковых молекул, в 1944 г. О. Эвери, К. Маклеод, М. Маккарти установили, что генетические функции в клетке выполняет не белок, а ДНК. Дальнейшие исследования показали, что ген является определённой частью ДНК и носителем только определенных наследуемых свойств, в то время как ДНК – носитель всей наследственной информации организма. Установление генетической роли нуклеиновых кислот имело решающее значение для дальнейшего развития молекулярной биологии, причём было показано, что эта роль принадлежит не только ДНК, но и РНК. Расшифровку молекулы ДНК произвели в 1953 г. Ф. Крик (Англия) и Д. Уотсон (США). Им удалось построить модель молекулы ДНК, напоминающую двойную спираль. Несмотря на молодость молекулярной биологии, успехи, достигнутые ей в этой области, ошеломляющие. За сравнительно короткий срок были установлены природа гена и основные принципы его организации, воспроизведения и функционирования. Выявлены и исследованы механизмы и главные пути образования белка в клетке. Была определена первичная структура многих транспортных РНК. Установлены основные принципы организации разных субклеточных ча108 стиц многих вирусов и разгаданы пути их биогенеза в клетке. Все эти успехи выдвинули биологию в ряды лидеров естествознания XX в. 6. Синтетическая теория эволюции Современный эволюционизм значительно отличается от дарвинизма в его начальном виде. К положениям Дарвина: изменчивость, наследственность, естественный отбор сейчас добавлены мутационные процессы, популяционные волны численности, изоляция. Да и дарвиновские факторы понимаются по-новому. Элементарной структурой, с которой начинается эволюция, ныне принято считать популяцию, а не отдельную особь или вид. В качестве элементарного проявления процесса эволюции в современной теории рассматривается устойчивое изменение генотипа популяции. Синтетическая теория эволюции – это синтез дарвиновской концепции естественного отбора с генетикой и экологией. Название «генетика» предложил английский ученый У. Бетсон (1906). Генетика изучает два фундаментальных свойства живых систем – наследственность и изменчивость, или способность организмов передавать свои признаки из поколения в поколение, а также приобретать новые качества. Наследственность создает непрерывную преемственность признаков и особенностей развития в потомстве. Изменчивость обеспечивает материал для естественного отбора, создавая множество комбинаций существовавших прежде и новых признаков живых организмов. Признаки и свойства организма, которые передаются по наследству, фиксируются в генах. Ген – участок молекулы ДНК (или хромосомы), определяющий возможность развития одного элементарного признака или синтез одной белковой молекулы. Датским генетиком В. Иогансеном введён ряд терминов и определений: - совокупность всех признаков организма называется фенотипом (греч. phaino – являю, typos – тип); - совокупность всех генов одного организма называется генотипом (греч. genos – рождение, typos – тип); аллель (греч. allelan – взаимно) – одно из возможных структурных состояний гена. Основу формальной генетики составляют законы наследственности, установленные австрийцем Г. Менделем при проведении серии опытов по скрещиванию различных сортов гороха. Он выявил количественные отношения наследственности признаков. Первый закон Менделя: 109 скрещивание двух организмов называется гибридизацией, потомство от скрещивания двух особей с различной наследственностью называется гибридным, а отдельная особь – гибридом. При скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям, т. е. гомозиготных (в их генотипах есть два одинаковых аллельных гена, т. е. абсолютно идентичных по последовательности нуклеотидов), и отличающихся друг от друга одной парой альтернативных признаков, всё первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным, и будет нести признак одного из родителей. Выбор этого признака зависит от того, какой из генов является доминантным, а какой – рецессивным. Второй закон Менделя: при скрещивании двух потомков первого поколения между собой, во втором поколении наблюдается расщепление в определённом числовом отношении. Третий закон Менделя: если скрещиваются две гомозиготные особи, отличающиеся друг от друга по двум и более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях. Этот закон действует не во всех случаях. Г. Морган выявил закономерности наследования признаков, гены которых находятся в одной хромосоме, – они наследуются совместно. Это называется сцеплением генов (или законом Моргана), который заметил, что у любого организма признаков много, а число хромосом невелико. Следовательно, в каждой хромосоме должно находиться много генов. Он открыл закономерность наследования таких генов. Раскрытие генетических закономерностей на молекулярном уровне началось в 30-е гг. XX в. с открытия роли ДНК в передаче наследственной информации. Основная функция генов состоит в кодировании синтеза белков. Так зародилась молекулярная генетика. С генетическими закономерностями наследственности тесно связаны генетические механизмы изменчивости, являющиеся основой для естественного отбора и эволюции организмов. Изменчивость отражает взаимосвязь организма с внешней средой, и её понимают как способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства. Различают наследственную, или модификационную, изменчивость, и передающуюся по наследству, или генетическую изменчивость. Изменчивость даёт возможность приспособиться к условиям среды, в которых находится отдельный организм. 110 Крупным достижением современной генетики стало открытие способности генов к изменению и перестройке т. е. мутация (лат. mutation – изменение). Мутация возникает вследствие изменения структуры хромосом или генов и является единственным источником генетического внутривидового разнообразия. Причиной мутации служат мутагены – всевозможные химические и физические воздействия. Постоянный мутационный процесс ведёт к возникновению различных вариантов генов, составляющих резерв наследственной изменчивости. Мутации оказываются вредными, поскольку вносят нарушения в тонко сбалансированную систему биохимических превращений. Большая часть мутаций оказывается рецессивной и у потомства не проявляется, а обладатели вредных доминантных мутаций, сразу проявляющихся в гетеро- и гомозиготных организмах, обычно погибают на самых ранних этапах жизни, поскольку оказываются нежизнеспособными. Однако в новой обстановке при некоторых изменениях условий внешней среды определенные ранее как вредные рецессивные мутации, составляющие резерв наследственной изменчивости, могут оказаться полезными. Носители таких мутаций получают преимущество в процессе естественного отбора. Мутации являются главным поставщиком эволюционного материала. Тем не менее они относятся к случайным изменениям и подчиняются вероятностным или статистическим законам. Поэтому они не могут служить определяющим фактором эволюционного процесса. Кроме естественного или искусственного отбора не существует другого средства регулирования наследственной изменчивости. Только случайные изменения, оказавшиеся полезными в определённых условиях окружающей среды, отбираются в природе или искусственно человеком для дальнейшей эволюции. Соединение дарвинизма с генетикой началось в 20-е гг. XX в., и стала появляться синтетическая теория эволюции с созданной в 1926 г. С.С. Четвериковым популяционной генетикой. Отбору подвергаются не отдельные признаки и отдельные особи, а генотип всей популяции. Отбор генотипов популяции, ведущий к закреплению полезных изменений, осуществляется через фенотипические признаки отдельных особей. Позднее к созданию новой теории подключились около 50 учёных из 8 стран, и их коллективными усилиями была создана синтетическая теория эволюции (СТЭ). Структурно СТЭ состоит из теории микро- и макроэволюции. Оба термина были введены в 1927 г. Ю.А. Филипченко для разграничения масштабов двух типов эволюционных преобразований. Теория микроэволюции изучает необратимые преобразования генетико-экологической структуры популяции, которые могут привести 111 к формированию нового вида. Поскольку реально вид существует в форме популяции, именно популяция и является элементарной единицей эволюции. Теория макроэволюции изучает основные направления и закономерности развития жизни на Земле в целом, включая возникновение жизни и происхождение человека как биологического вида на протяжении длительного исторического периода. Макро- и микроэволюции происходят под воздействием изменений в окружающей среде. Синтетическая теория эволюции включает такие основные положения: - естественный отбор, как следствие конкурентных отношений борьбы за существование, является главным движущим фактором эволюции. Факторами видообразования являются также мутационные процессы, дрейфы генов и различные формы изоляции; - новые формы могут образовываться через крупные наследственные изменения (сальтации), а их жизненность определяется отбором. Сама же эволюция протекает постепенно, через отбор мелких случайных мутаций; - исходным материалом для эволюции являются мутации различного типа, а сами эволюционные изменения случайны и ненаправлены. Сложившаяся исходная организация популяции и последовательное изменение условий среды ограничивают и направляют наследственные изменения в сторону неограниченного прогресса; - макроэволюция осуществляется через процессы микроэволюции и не имеет каких-либо особых механизмов возникновения новых форм жизни. Существенный вклад в первоначальное истолкование положения об элементарных явлениях и факторах эволюции в 1938 г. внес Н. В. Тимофеев-Ресовский. По его мнению: - популяция есть элементарная эволюционная структура; - элементарные эволюционные факторы – это мутационный процесс, «волны жизни», изоляция, естественный отбор; - изменение генотипического состава популяции есть элементарное эволюционное явление; - генофонд популяции составляет элементарный эволюционный материал (термин «генофонд», «совокупность генов популяции», ввел А.С. Серебровский. 1938 г.). Синтетическая теория эволюции определяет популяцию как совокупность особей данного вида, занимающих территорию внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций. Наследственные изменения популяций в результате спонтанных мутаций, представляющих собой гетерогенную смесь различных генотипов, считаются элементарным эволюционным явлением. Изменения эти тем отчетливее, 112 чем более интенсивно и длительно воздействие вызывающих их факторов. Результатом является изменение генофонда популяции. Мутация сама по себе не способна направлять эволюционный процесс. Для этого необходим другой фактор – популяционные волны, или «волны жизни», т. е. количественные колебания в численности популяции под воздействием различных причин (сезонной периодики, климатических, природно-катастрафических и пр.). Изоляция является третьим элементарным эволюционным фактором. Она закрепляет возникшие случайно или под действием отбора особенности в наборах и численности генотипов в разных частях популяции. Изоляция может привести к возникновению независимых генофондов двух популяций. Четвёртый элементарный эволюционный фактор – естественный отбор. Есть 3 формы естественного отбора: 1. Движущий отбор – возникают новые генотипы с селективными свойствами. 2. Стабилизирующий отбор – охраняет устойчивый фенотип. 3. Диспрутивный отбор – внутри популяции возникают различающиеся формы. 7. Современные представления об эволюции Теория эволюции, предложенная Дарвином и Уоллесом, была расширена и разработана в свете современных данных генетики, палеонтологии, молекулярной биологии, экологии, этологии и получила название – неодарвинизма. Это теория органической эволюции путём естественного отбора признаков, детерминированных генетически. А это значит, что нужно признавать: - факт изменения форм жизни во времени (эволюция в прошлом); - выявить механизм, производящий эволюционные изменения (естественный отбор генов); - продемонстрировать эволюцию, происходящую в настоящее время («эволюция в действии»). Доказательства эволюции: - ископаемые остатки организмов (палеонтология), - механизм наследования, - результаты искусственного отбора, - результаты генной инженерии, - создание новых сортов, моноклональных тел. Но удачные лабораторные опыты еще не говорят о том, что так было, но могло быть. 1. Палеонтология. 113 Ископаемые останки дают подтверждение прогрессивному возрастанию сложности организмов и отвергают идею неизменности видов. В самых древних породах встречаются простые организмы немногих видов, а в молодых породах более разнообразные и их больше. Некоторые виды появляются и исчезают (вымирают). Географические области и климат изменялись. Но есть в палеонтологической летописи и разрывы. Некоторые виды могли появиться и развиться довольно быстро. 2. Географическое распространение. Все организмы в большей или меньшей степени приспособлены к своей среде. Если абиотические и биотические факторы, имеющиеся в определённом местообитании, могут обеспечить существование какого-то вида в одной географической области, то логично было бы ожидать, что этот вид будет обнаружен в аналогичном местообитании и в другой сходной географической области. Однако на самом деле это не так. Распространение растений и животных на земном шаре носит прерывистый характер. Это нередко обусловлено экологическими факторами, однако, данные об успешной колонизации новых местообитаний растениями и животными, интродуцированными в них человеком, позволяют думать, что в этом участвуют наряду с экологической адаптацией и какие-то иные факторы. Рациональное объяснение прерывистого распространения организмов исходит из того факта, что некоторые виды возникают в какой-то данной области, а затем расселяются из неё. Степень расселения зависит от того, насколько успешно может обосноваться данный организм в новых местах, от эффективности механизма его расселения и от наличия или отсутствия естественных преград, таких как океаны, горные хребты и пустыни. Наиболее приспособлены для распространения через сушу и моря, повидимому, споры и семена, переносимые ветром и летающими насекомыми. Теорию дрейфа континентов, основанную на тектонике литосферных плит (Снайдер 1858), в конце XIX в. развили Тейлор (США), Вегенер (Германия). В карбоне Лавразия и Гондвана были единым материком – Пангеей (греч. «вся Земля»), который «плавал» в более плотном расплавленном внутреннем веществе Земли. Континенты раздвинулись под действием глубинных конвективных течений, направленных вверх и в стороны и тянущих за собой плиты, на которых плавают континенты. Эта гипотеза позволяет объяснить непрерывное перемещение массивов суши и современное распространение животных и растений. Выводы: - виды возникали в определённой области; - расселялись за её пределы; 114 - большинство расселялось, если массивы были близко друг от друга; - отсутствие в какой-либо области более высокоорганизованных форм указывает, что она отделилась от родины этих форм до возникновения последних. 8. Стратегия жизни Многочисленные находки учёных в виде окаменелостей, отпечатков в мягких породах и других объективных свидетельств указывают на то, что жизнь на Земле существует не менее 3,5 млрд. лет. На протяжении более чем 3 млрд. лет область её распространения ограничивалась исключительно водной средой. К моменту выхода на сушу жизнь уже была представлена разнообразными формами: прокариотами, низшими и высшими растениями, простейшими и многоклеточными эукариотами, включая ранних представителей позвоночных животных. За 6/7 всего времени существования жизни на Земле произошли эволюционные преобразования, предопределяющие лицо современного органического мира и, следовательно, появление человека. Знакомство с важнейшими из них помогает понять стратегию жизни. Организмы, которые появились первыми, современная наука называет прокариотами. Это одноклеточные существа, отличающиеся простотой строения и функциями. К ним относятся бактерии и синезелёные водоросли (цианобактерии). О простоте их организации свидетельствует имевшийся у них небольшой объём наследственной информации. Эти организмы господствовали на Земле более 2 млрд. лет. С их эволюцией связано появление механизма фотосинтеза и организмов эукариотического типа. Фотосинтез открыл доступ к практически неисчерпаемой кладовой солнечной энергии, которая с помощью этого механизма запасается в органических веществах и затем используется в процессах жизнедеятельности. Широкое распространение фотосинтезирующих автотрофных организмов, прежде всего зелёных растений, привело к накоплению и образованию в атмосфере Земли кислорода. Это создало предпосылки для возникновения в эволюции механизма дыхания, который отличается от бескислородных (анаэробных) механизмов энергообеспечения жизненных процессов гораздо большей эффективностью (примерно в 18 раз). Эукариоты появились среди обитателей планеты около 1,5 млрд. лет назад. Отличаясь от прокариот более сложной организацией, они используют в своей жизнедеятельности большой объём наследственной информации. ДНК в клетке млекопитающего в 1000 раз превосходит ДНК бактерии. 115 Первоначально эукариоты имели одноклеточное строение. Доисторические одноклеточные эукариоты послужили основой для возникновения в процессе эволюции организмов, имеющих многоклеточное строение тела. Они появились на Земле около 600 млн. лет назад и дали широкое разнообразие живых существ, расселившихся в трёх основных средах: водной, воздушной, наземной. Многоклеточность возникла в эволюции в период, когда атмосфера планеты, обогатившись кислородом, приобрела устойчивый окислительный характер. Около 500 млн. лет назад среди многоклеточных появляются хордовые животные, общий план строения которых радикальным образом отличается от плана строения существ, населявших планету до их появления. В процессе эволюции именно в этой группе возникают позвоночные животные. Среди них примерно 200-250 млн. лет назад появляются млекопитающие, характерной чертой которых становится особый тип заботы о потомстве – вскармливание народившегося детёныша молоком. Эта черта соответствует новому типу отношений между родителями и потомством, способствующему укреплению связи между поколениями, созданию условий для выполнения родителями воспитательной функции, передачи ими опыта. Именно через группу млекопитающих животных, в частности через отряд приматов, прошла линия эволюции, ведущая к человеку (примерно 1,8 млн. лет назад). И в наши дни органический мир представлен наряду с эукариотами микроорганизмами и сине-зелеными водорослями, относящимися к прокариотам. На фоне разнообразия многоклеточных эукариотических организмов имеется значительное число видов одноклеточных эукариот. Среди организмов разного плана строения, сосуществующих в определённый исторический период времени, некоторые формы, имевшие некогда широкое распространение, представлены относительно небольшим количеством особей и занимают ограниченную территорию. Фактически они лишь поддерживают своё пребывание во времени, избегая, благодаря наличию у них определённых приспособлений, вымирания в ряду поколений. Другие, напротив, увеличивают свою численность, осваивают новые территории и экологические ниши. В таких группах возникают разнообразные варианты организмов, отличающихся в той или иной мере от предковой формы и друг от друга деталями строения, физиологии, поведения, экологии. Эволюцию можно характеризовать следующими чертами: - возникнув в виде простейших одноклеточных форм, жизнь в своем развитии закономерно порождала существа со всё более сложным типом организации тела, совершенными функциями, повышен116 ной степенью независимости от прямых влияний со стороны окружающей среды на выживаемость; - любые варианты живых форм, возникавшие на планете, сохраняются столь долго, сколь долго существуют геохимические, климатические, биогеографические условия, удовлетворяющие в достаточной мере их жизненным запросам; - в своем развитии отдельные группы организмов проходят стадии подъёма и нередко спада. Стадия, достигнутая группой на данный исторический момент, определяется по тому месту, которое ей принадлежит на этот момент в органическом мире в зависимости от численности и распространения. Развитию событий или явлений во времени соответствует понятие прогресса. С учётом описанных выше общих черт в процессе исторического развития жизни наблюдаются три формы прогресса, качественно отличающиеся друг от друга. Эти формы по-разному характеризуют положение соответствующей группы организмов, достигнутое в итоге предшествующих этапов эволюции, экологические и эволюционные перспективы. Биологическим прогрессом называют состояние, когда численность особей в группе от поколения к поколению растёт, расширяется ареал их расселения, нарастает количество подчинённых групп более низкого ранга – таксонов. Биологический прогресс соответствует понятию процветания. Из ныне существующих групп к процветающим относят насекомых, млекопитающих. Период процветания у пресмыкающихся завершился около 60-70 млн. лет назад. Морфофизиологический прогресс означает состояние, приобретаемое группой в процессе эволюции, которое даёт возможность части её представителей выжить и расселиться в среде обитания с более разнообразными и сложными условиями. Такое становится возможным благодаря появлению существенных изменений в строении, физиологии и поведении организмов, расширяющих их приспособительные возможности за рамки обычных для предковой группы. Из трёх главных сред обитания наземная представляется наиболее сложной. Соответственно выход животных на сушу в группе позвоночных был связан с рядом радикальных преобразований конечностей, дыхательной и сердечно-сосудистой систем, процесса размножения. Появление среди земных обитателей человека соответствует качественно новому состоянию жизни. Переход к этому состоянию, хотя и был подготовлен ходом эволюционного процесса, означает смену законов, которым следует развитие человечества, с биологических на социальные. Вследствие названной смены выживание и неуклонный рост численности людей, их расселение по территории планеты, проникновение в глубины океана, недра Земли, воздушное и даже кос117 мическое пространство определяются результатами труда и интеллектуальной деятельности, накоплением и приумножением в ряду поколений опыта преобразующих воздействий на природную среду. Эти воздействия превращают природу в очеловеченную среду жизни людей. Ряд последовательных крупных эволюционных изменений, таких как эукариотический тип организации клеток, многоклеточность, возникновение хордовых, позвоночных и, наконец, млекопитающих животных, что обусловило в итоге появление человека, составляет в историческом развитии жизни линию неограниченного прогресса. Обращение к трём формам прогресса, названным выше, помогает раскрыть главные стратегические принципы эволюции жизни, от которых зависят её сохранение во времени и распространение по разным средам обитания: 1) эволюция по своим результатам на любом из этапов носит приспособительный характер; 2) в процессе исторического развития закономерно повышается уровень организации живых форм, что соответствует прогрессивному характеру эволюции. Чем выше уровень морфофизиологической организации, тем большее количество энергии требуется для её поддержания. В силу этого ещё один стратегический принцип эволюции заключается в освоении новых источников и эффективных механизмов энергообеспечения жизненных процессов. Для образования высокоорганизованных форм в сравнении с низкоорганизованными в целом необходим большой объём наследственной информации. Закономерное увеличение объёма используемой в жизнедеятельности генетической информации также является стратегическим принципом развития жизни. 9. Эволюция живых организмов Свой «отсчёт» эволюция живых организмов ведёт с эпохи самопроизвольного зарождения жизни, отстоящей от нас приблизительно на 3 млрд. лет. Первые прототипы растений и животных были микроскопическими и одноклеточными существами, представлявшими однородную живую массу. Затем, по мнению В.И. Вернадского, наступил период, когда рост живой массы повлёк за собой её «растекание» по земной поверхности. Процессы растекания живой массы сопровождались, по-видимому, двумя главными тенденциями: 1) живая масса воздействовала на геохимические процессы, вовлекая в биологический круговорот сушу, воду и воздух; 2) взаимодействие живых организмов способствовало усложнению, размножению и разнообразию. По мере интенсификации жизни 118 одноклеточные образования трансформируются в многоклеточные организмы. Их тела состоят из отдельных клеток или групп клеток различной формы и назначения. Многоклеточные колонии живых существ эволюционируют, прогрессируя, размножаясь и достигая невероятного разнообразия земной флоры и фауны. Разнообразные виды многоклеточных организмов сменяют друг друга при переходе от одной эволюционной эпохи к другой. Тенденции видообразования (появления новых видов живых организмов) становятся заметными особенно тогда, когда живые организмы переходят из водной среды на сушу, распространяются в воздушной среде. Развитие биологических видов от беспозвоночных к позвоночным, от земноводных к пресмыкающимся, от рептилий к многообразию видов зверей и птиц и далее, вплоть до приматов включая человекообразных и человека, такова схема эволюции эпох. Теория эволюции занимает особое место в философских размышлениях на тему жизни, её зарождения и развития. Она образует научный фундамент всего комплекса дисциплин о живой природе и человеке. Эволюция подразумевает всеобщие процессы изменения живых организмов с присущими им свойствами упорядоченного и последовательного развития от простейших форм их организации и поведения к более сложным формам. Хотя задолго до Дарвина предпринимались попытки объяснить сходство структурных и функциональных особенностей живых организмов, только ему в работе «Происхождение видов» удалось дать целостное научное обоснование эволюции. Дальнейшие разработки теории эволюции обогатились многочисленными наблюдениями и экспериментами и превратились сегодня в разветвленную систему биологических знаний. Сердцевину современных представлений об эволюции образуют междисциплинарные исследования: данные генетики, палеонтологии, молекулярной биологии, экологии и этнологии. Интегральный механизм эволюционных процессов заключается в действии естественного отбора. Наблюдения показывают, что многим организмам не удается выжить и оставить потомство. Непрерывная конкуренция между организмами за овладение факторами внешней среды порождает борьбу за существование. Конкуренция может быть внутри одного вида (внутривидовая) и между представителями разных видов (межвидовая). Биологические виды претерпевают изменения в ходе эволюции. При этом каждое последующее поколение наследует признаки предшествующего, представляя его определённые модификации. Современные организмы связаны со своими предками длинной цепью промежуточных модификаций или изменений. Изменения вида могут затрагивать код наследственной информации, и тогда они называются «мутациями». Мутации служат источниками новых признаков и свойств, передаваемых по наслед119 ству. Поэтому мутации представляют генетический материал для эволюционного процесса. Мутационные изменения генетического материала протекают стихийно не направленно. Одни и те же мутации могут появляться повторно, а закрепившись однажды, передаются потомкам. Наследственные признаки одних организмов по сравнению с другими могут в большей или меньшей степени способствовать их выживанию, достижению зрелости и размножению. Ошибки кодирования при наследовании признаков приводят как к позитивным мутациям, повышающим приспособительную активность организма, так и к негативным мутациям, снижающим его потенции к выживанию. В результате действия естественного отбора выживают и размножаются организмы, лучше приспособленные к данной среде по своему строению, физиологии и поведению. Естественный отбор выполняет две основные функции: 1) сохранение организмов, обладающих наибольшими возможностями для выживания данного вида, адаптивные качества этой функции защищают наследственный материал от влияния негативных мутаций; 2) благоприятствование формированию тех новых генов и генных комбинаций, которые повышают уровень организации и приспособляемость видов; эта функция расширяет адаптивные возможности видов. Сущность изменчивости, наследственности и эволюции теперь объясняются с помощью данных популяционной генетики. Если в классической дарвиновской теории эволюции за единицу анализа принималась особь – отдельный живой организм, то в современной теории эволюции за единицу анализа принимают популяцию. Популяция – это группа организмов, принадлежащих к одному и тому же виду и занимающих обычно чётко ограниченную географическую область. Генетические или наследственные признаки организмов и обуславливают изменчивость в популяциях. Фенотипические признаки, или фенотип, есть совокупность всех свойств организма, формирующихся в процессе взаимодействия его генетических признаков и внешней среды. Фенотипы, приспособленные к условиям данной среды, сохраняются естественным отбором, тогда как не адаптировавшиеся фенотипы подавляются и, в конце концов, устраняются в ходе эволюции. Естественный отбор, влияя на выживание организмов с данным фенотипом, тем самым воздействует и на их генетические признаки. Однако лишь совокупная генетическая активность популяции в целом обуславливает выживание данного вида, а также способствует образованию новых видов. Помимо данных популяционной генетики материалы, подтверждающие ход эволюции и действие естественного отбора, берутся из других источников – палеонтологии, биогеографии, биологических 120 классификаций, селекции растений и животных, сравнительной эмбриологии и биохимии. Так, например, палеонтология изучает останки ископаемых организмов, хранившихся в земной коре. Данные об ископаемых организмах подтверждают факты прогрессивного возрастания сложности организации видов. Под прогрессом в теории эволюции понимают такое направленное развитие, при котором более поздние стадии превосходят более ранние по каким-то признакам, в частности по признакам повышения организации, как развитие высокоорганизованных форм из низкоорганизованных. Биогеографические данные указывают на то, что биологические виды формировались в определённых районах Земли и затем расселялись за их пределами. При этом расселение большинства видов происходило успешно тогда, когда массивы суши находились недалеко друг от друга. Растениеводство и животноводство выразительно демонстрируют, насколько отбор может изменять облик и качества отдельных видов. При селекции растений и животных человек путём избирательного размножения и опыления создает породы животных и сорта растений с желательными признаками. Изучение индивидуального развития живых организмов в сравнительной эмбриологии проливает свет на их происхождение и исторические связи с другими видами, поскольку, как подчёркивал Ч. Дарвин, «в зародыше можно видеть смутный портрет предка». Согласно закону зародышевого сходства К. Бэра, чем более ранние стадии индивидуального развития исследуются, тем больше сходства обнаруживается между организмами. Например, на ранних стадиях развития эмбрионы всех позвоночных фактически не отличаются друг от друга. Обобщённая формулировка биогенетического закона гласит, что индивидуальное развитие организма является кратким и быстрым повторением фаз эволюции. Итак, если рассматривать эволюционный процесс ретроспективно, так сказать «сверху», «от целей», то неминуемо возникает проблема его направленности. Во всяком случае, свойства целесообразности эволюции видов, так же как и её «телеологический» характер, служат предметом дискуссий в биологии, философии и теологии. Если же учитывать случайность происхождения генетических изменений видов и принимать во внимание временную перспективу их случайных мутаций, то эволюция приобретает необходимые тенденции и ненаправленный характер. Гипотезы, сформулированные по этому поводу, страдают умозрительностью и существенным образом отличаются друг от друга. Одним из главных пунктов разногласий, сохраняющихся до сих пор, остается вопрос о соотношении научного и религиозного взглядов на историю зарождения жизни. Если для учёного истина всегда содержит элемент вероятности, возможность своего подтверждения или опровержения, то для верующего божественная истина 121 абсолютна. В силу абсолютной скрытности и таинственности актов творения жизни богом они недоступны наблюдениям. Наука, напротив, имеет дело с теми явлениями, которые поддаются наблюдению в естественных или лабораторно-экспериментальных условиях. Поэтому с помощью научных методов нельзя ни подтвердить, ни опровергнуть религиозные или мифологические взгляды на жизнь. Можно только утверждать, что они находятся за пределами научного познания жизни. 10. Эволюция человека и человечества В ходе длительной эволюции живой природы на земном шаре возникло качественно новое образование – человеческое общество. И хотя человечество в процессе своего развития всё больше отделялось от природы, тем не менее в основании его жизнедеятельности всегда лежали и продолжают лежать природные факторы. Это даёт основание говорить о существовании единой истории природы и общества, т. е. такой истории, которая включает в себя на только социальную, но и природную составляющие. Природные условия издавна влияли на расселение людей. Неслучайно древние цивилизации возникали в наиболее благоприятных в природном отношении районах земного шара. И наоборот, суровые природные условия арктических районов, безводных пустынь и т. д. препятствовали развитию общества. Даже в наши дни, когда общество обладает мощными производственным, техническим потенциалом, поддержание жизнедеятельности людей в районах Крайнего Севера сопряжено с большими трудностями. Тяжелые последствия для жизни общества могут иметь такие грозные явления природы, как землетрясения, наводнения, извержения вулканов, ураганы и т. п., которые могут уничтожить плоды общественного производства, вызвать гибель людей. По мере исторического развития общества менялась и степень влияния на него природной среды. На ранних этапах развития общества наибольшую значимость для людей имели богатства средств жизни, которые обеспечивали существование наших далёких предков. В первобытном обществе в течение тысячелетий борьба за обеспечение пищей охватывала всю деятельность человека. Когда единственным способом добычи средств к существованию являлись собирательство дикорастущих растений и охота на животных, жизнь людей была практически растворена в природе. В этих условиях человек одухотворял окружающую природную среду, чувствовал себя во власти сверхъестественных сил. Такие представления препятствовали выделению человека из природы, развёртыванию его активной преобразовательной деятель122 ности. Первобытные обитатели лесов и гор, долин и морских побережий главным образом приспосабливались к окружающей природной среде. Однако постепенно происходило развитие орудий, позволяющих более эффективно воздействовать на эту среду. Готовые, находимые в природе предметы (камни, палки и т. п.), которыми человек пользовался в процессе собирания диких плодов, съедобных трав и охоты на животных, начали заменяться изготовленными или каменными орудиями. Овладение огнем и совершенствование орудий увеличило влияние человека на естественную среду его обитания, стало наносить ей первые удары. Появление земледелия и скотоводства привело к неолитической революции (8 тыс. лет до н. э.). Они и привели к появлению пустынь. Рабовладельческий период характеризуется более глубоким и в основном негативным воздействием общества на природу. Рабовладение истощило природные ресурсы, и великие державы пали. А народы, пришедшие на их место, сохранили примитивный общественный строй и менее истощённые ресурсы. Средневековый феодализм сделал крестьянина заинтересованным в работе на земле. Но в его распоряжении были примитивные средства предков, прикрепление к земле сохраняло природу от разорения. Христианство объявило землю и природу божьим творением, но низшего уровня, чем человек, и даже противоположное человеку. Но божье творение – природа – вызывала интерес к скрытым в ней тайнам. Это привело к появлению науки – естествознания. Капитализм поднял значимость естественного богатства предметами труда. К природе растёт утилитарное отношение, появляется установка на господство над природой. Ф. Бэкон провозгласил, что природа должна стать объектом интенсивной преобразовательной деятельности. 11. Основные законы и формы эволюции 1) Правило прогрессирующей специализации (Ш. Делер, (1876 г.), согласно которому группа, вступившая на путь специализации, как правило, в дальнейшем развитии будет идти по пути всё более и более глубокой специализации. 2) Процесс автономизации онтогенеза (И.И. Шмальгаузен), или канализация онтогенеза (К. Уодингтон). Под ним понимается сохранение детерминирующего значения физико-химических факторов внешней среды, ведущее к возникновению относительной устойчивости развития. 123 3) Принцип гомеостаза, сформулированный К. Уодингтоном, т. е. принцип поддержания постоянства внутренней среды организма. Этот принцип отражает способность организма к саморегуляции. 4) Правило необратимости (Д. Долло). Эволюция есть процесс необратимый, и организм не может вернуться к прежнему состоянию, в котором уже находились его предки. Это закон тесно связан с самоорганизацией в природе, которая необратима, поскольку природные системы переходят в состояния, характеризующиеся меньшими значениями энергии. Существуют две основные элементарные формы эволюции: - дивергенция – это разделение прежде единого вида (таксона) на две или несколько частей; - филетическая эволюция – постепенное изменение вида и превращение его в другой вид. Это обязательный процесс, осуществляющийся в ходе эволюции всего живого. 124 Тема 8. Учение о биосфере и ноосфере 1. Понятие биосферы Формирование представлений о природе Земли, непосредственно окружающей человека, привело к созданию учения о биосфере. Это учение вырабатывалось трудами многих естествоиспытателей. Термин биосфера впервые употребил Ж.Б. Ламарк; а австрийский ученый Э. Зюсс в последней четверти XIX в. придал ему геологический смысл. Под биосферой он понимал сферу обитания живых организмов, или сферу, занятую жизнью. Особый вклад в разработку учения о биосфере внёс В.И. Вернадский (1863-1945) . Им была написана книга «Биосфера» (1926 г.). Понятие биосфера получило широкое распространение. Биосфера – это резко обособленная размерами земная оболочка, в которой существует живое вещество. Между её косной безжизненной частью, её косными природными телами и живыми веществами, её населяющими, идёт непрерывный материальный и энергетический обмен, материально выражающийся в движении атомов, вызванном живым веществом. Этот обмен в ходе времени выражается закономерно меняющимся, непрерывно стремящимся к устойчивости равновесием. Оно пронизывает всю биосферу, и этот биогенный ток атомов в значительной степени её создает. Так неотделимо и неразрывно биосфера на всем протяжении геологического времени связана с живым заселяющим её веществом – биосфера является той единственной земной оболочкой, в которую непрерывно проникает космическая энергия, космические излучения, и прежде всего солнечные излучения, поддерживающие динамическое равновесие и организованность. Современные представления о биосфере отражают уровень познания ближайшего окружения человечества как чрезвычайно сложного природного образования. По мнению учёных, это понятие наиболее полно выражает глубинную сущность природы Земли в её определённом пространстве. Наиболее специфична характеристика этой природы – жизнь. Ясных представлений о верхнем и нижнем пределах биосферы пока не имеется. С помощью геофизических ракет микроорганизмы были обнаружены в пробах воздуха, взятых на высотах от 48 до 85 км. Принято устойчивой верхней границей считать высоту 20 км над поверхностью земли. Нижний предел устойчивости жизни находится на глубинах до 4-5 км. В указанных параметрах происходит непосредственное воздействие живого вещества на все природные процессы. Учение о биосфере существенно отличается от сугубо биологических представлений тем, что живые организмы рассматриваются как нечто целое и единое, как живое вещество. По своей массе доля живого вещества в биосфере ничтожно мала, но по эф125 фекту – огромна. Полагают, что все атомы таблицы Менделеева в своей истории (геологическое время) прошли через состояние живого вещества. Именно присутствие живого вещества в биосфере заставляет говорить об уникальности Земли не только в Солнечной системе но и во Вселенной. Точный вес и объём биосферы на сегодняшний день установить очень трудно. Однако имеющиеся научные результаты позволяют считать, что приблизительный вес биосферы составит 0,05% от веса Земли, а её объём – 0,04% от объёма Земли. В биосфере выделяют три области: континентальную, океаническую и переходную. Континентальная область занимает 149 млн. км2, в том числе сухопутная часть – 133 млн. км2 и ледовая – 16 млн. км2. Океаническая область составляет 333 млн. км2 (65,5%). Переходная – 28 млн. км2 (5,5%). Биомасса Земли оценивается значением 2,43х1012 т. Землю заселяют 2-3 млн. видов организмов около 500 000 растений. Поскольку класс насекомых достигает 1 млн. видов, то переживаемое ныне время иногда называют эпохой геологического господства насекомых. Развитие природы приобрело принципиально новое направление в результате возникновения общества. Само общество, формируясь на основе биосферы, становится особой частью природы и относительно ей противостоит. Биосфера представляет собой совокупность живых организмов, растений, бактерий, существующих в трёх, различающихся по своей плотности системах неорганической природы Земли: - литосфера (земная кора), - гидросфера (водная оболочка), - атмосфера (воздушная оболочка). Однажды возникнув, биосфера стала проявлять особого рода эволюционную динамичность, которая не только напластовывалась на геологическую эволюцию нашей планеты, но и определяла этот процесс. Хотя суммарный вес всех живых организмов, населяющих Землю, составляет всего 0,1% от веса земной коры, они оказались в состоянии коренным образом изменить строение неорганической геосферы. Существующая на сегодняшний день структура неорганических систем – это в значительной степени продукт деятельности живых организмов. Многочисленные горные системы в большинстве своём сложены из пород, происхождение которых связано с деятельностью морских организмов, продолжавшейся миллионы лет. Содержащийся в атмосфере кислород своим происхождением обязан фотосинтезу, осуществляемому в живой природе. Причём запасы кислорода в атмосфере Земли – результат фотосинтеза не только наземных растений, но и морских водорослей, а также некоторых микроорганизмов. Фотосинтез – основной процесс, обеспечивающий существование жизни на Земле. 126 Биосфера представляет собой открытую систему, так как получает от Солнца необходимую для протекания всех жизненных процессов энергию. За исключением тех микроорганизмов, которые могут извлекать нужную для синтеза органических веществ энергию непосредственно из неорганических веществ (например, некоторые виды бактерий, играющие важную роль в круговороте азота в природе). Все живые существа для обеспечения синтеза органических соединений и обмена веществ должны прямо или косвенно использовать солнечную энергию, накопленную в форме химической энергии растениями и микроорганизмами, способными осуществлять фотосинтез. Живые организмы, неспособные к фото- и хемосинтезу, должны прямо или косвенно ( в зависимости от того, являются ли они обитателями воды или суши ) получать пищу от бактерий, водорослей или высших растений. Есть следующая схема «пищевой пирамиды». На нижней ступени – растительноядные организмы (консументы первого порядка); они служат пищей для первичных хищников (консументов второго порядка). На вершине «пищевой пирамиды», т. е. в конце пищевой цепи, находятся консументы третьего порядка, или вторичные хищники, поедающие более мелких хищников. Эта последовательность ступеней «пищевой пирамиды» является весьма упрощённой, абстрактной схемой, поскольку многие виды животных (всеядные) могут находиться одновременно на различных ступенях этой пирамиды. В естественных условиях хищника отнюдь не интересует, является ли он консументом второго или третьего порядка. Самое главное для него – насытиться за счёт любой добычи. Теоретический анализ потока энергии между абстрактными звеньями пищевой цепи показывает, что пищевая цепь не может быть бесконечно длинной: согласно второму закону термодинамики, при каждом преобразовании энергии, происходящем между двумя звеньями цепи, теряется около 9/10 общего объёма энергии. Отсюда следует, что биомасса всех травоядных организмов может составлять лишь незначительную часть биомассы растений. В свою очередь, биомасса плотоядных животных – это лишь малая часть биомассы растительноядных организмов. Крупные хищники из семейства кошачьих или крупные птицы – хищники, как в численном, так и в весовом отношении представляют собой самую небольшую группу животных. Они выживают лишь потому, что на сравнительно большой территории обитания являются последним звеном в довольно длинной пищевой цепи. Учитывая системный принцип организации биосферы, а также то, что в основе её функционирования лежат круговороты веществ и энергии, современной наукой сформулированы биохимическая, термодинамическая, биогеоценотическая, кибернетическая концепции биосферы. 127 Биосферой называют оболочку Земли, которая населена и активно преобразуется живыми существами. Согласно В.И. Вернадскому, биосфера – это такая оболочка, в которой существует или существовала в прошлом жизнь и которая подвергалась или подвергается воздействию живых организмов. Она включает: - живое вещество, организованное совокупностью организмов; - биогенное вещество, которое создается организмами (уголь, нефть); - косное вещество, образуется без живых организмов (тектоническая деятельность); - биокосное вещество (почвы), совместный результат жизнедеятельности организмов и абиогенных процессов. 2. Структура и функции биосферы Биосфера представляет собой многоуровневую систему, включающую подсистемы различной степени сложности. Границы биосферы определяются областью распространения организмов в атмосфере, гидросфере и литосфере. Верхняя граница биосферы проходит примерно на высоте 20 км. Таким образом, живые организмы расселены в тропосфере и в нижних слоях стратосферы. Лимитирующим фактором расселения в этой среде является нарастающая с высотой интенсивность ультрафиолетовой радиации. Практически всё живое, проникающее выше озонового слоя атмосферы, погибает. В гидросферу биосфера проникает на всю глубину Мирового океана, до 10-11 км. В литосфере область распространения жизни во многом определяет уровень проникновения воды в жидком состоянии – до 7,5 км. Атмосфера Эта оболочка состоит в основном из азота и кислорода. В меньших концентрациях она содержит углекислый газ и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и особенно биологические процессы на земной поверхности и в водной среде. Наибольшее значение для биологических процессов имеет кислород атмосферы, используемый для дыхания организмов и минерализации омертвевшего органического вещества; углекислый газ, расходуемый при фотосинтезе, а также озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Вне атмосферы существование живых организмов невозможно. Исторически развитие атмосферы связано с геохимическими процессами, а также жизнедеятельностью организмов. Так, азот, углекислый газ, пары воды образо128 вались в процессе эволюции планеты благодаря вулканической деятельности, а кислород – в результате фотосинтеза. Гидросфера Вода является важной составной частью всех компонентов биосферы и одним из необходимых факторов существования живых организмов. Основная её часть – 95% заключена в Мировом океане, который занимает примерно 70% поверхности планеты. Общий объём океанических вод составляет свыше 300 млн. км3. Около 24 млн. км3 воды содержится в ледниках, причем 90% этого объёма приходится на ледяной покров Атлантиды. Столько же воды содержится под Землей. Поверхностные воды озёр составляют приблизительно 0,18 млн. км3 (половина солёные), а рек – 0, 002 млн. км3. Количество воды в телах живых организмов достигает 0, 001 млн. км3. Из газов, растворённых в воде, наибольшее значение имеют кислород и углекислый газ. Количество кислорода в океанических водах изменяется в широких пределах в зависимости от температуры и присутствия живых организмов. Концентрация углекислого газа также варьирует, а общее количество его в океане в 60 раз превышает его содержание в атмосфере. Гидросфера формировалась в связи с развитием литосферы, выделившей за геологическую историю Земли значительный объём водяного пара и так называемых ювенильных (подземных магматических) вод. Литосфера Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, сосредоточена в почвенном слое, глубина которого обычно не превышает нескольких метров. Почвы, будучи биокосным веществом, представлены минеральными веществами, образующимися при разрушении горных пород, и органическими веществами – продуктами жизнедеятельности организмов. 3. Живые организмы (живое вещество) В настоящее время описано около 300 тыс. видов растений и более 1,5 млн. видов животных. Из этого количества 93% представлено сухопутными, а 7% - водными видами животных. Суммарная биомасса организмов сухопутных видов образована на 99,2% зелеными растениями (2,4·1012 т) и на 0,8% - животными и микроорганизмами (0,2·1011 т). В океане, напротив, на долю растений приходится 6,3%, а на долю животных и микроорганизмов – 93,7% совокупной биомассы. Несмотря на то, что океан покрывает немногим более 70% поверхности планеты, в нём содержится лишь 0,13% биомассы всех живых веществ, обитающих на Земле. 129 Растения составляют около 21% всех учтённых видов. Однако на их долю приходится более 99% биомассы, тогда как вклад животных в биомассу планеты (79% видов) составляет менее 1%. Среди животных 96% видов приходится на долю беспозвоночных и только 4% на долю позвоночных, среди которых млекопитающие составляют примерно 10%. В качественном отношении преобладают формы, достигшие в процессе эволюции относительно низких степеней морфофизиологического прогресса. Живое вещество по массе составляет 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, однако играет ведущую роль в биогеохимических процессах благодаря совершающемуся в живых организмах обмену веществ. Так как субстраты и энергию, используемые в обмене веществ, организмы черпают из окружающей среды, они преобразуют её уже тем, что в процессе своего существования используют её компоненты. Живое вещество является наиболее активным компонентом биосферы. Оно производит гигантскую геохимическую работу, способствуя преобразованию других оболочек Земли в геологическом масштабе времени. 4. Биотический круговорот Главная функция биосферы – обеспечение круговоротов химических элементов. Глобальный биотический круговорот осуществляется при участии всех населяющих планету организмов. Он заключается в циркуляции веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами. Благодаря биотическому круговороту возможно длительное существование и развитие жизни при органическом запасе доступных химических элементов. Используя неорганические вещества, земные растения за счёт энергии Солнца создают органическое вещество, которое другими живыми существами разрушается, с тем, чтобы продукты этого разрушения могли быть использованы растениями для новых органических синтезов. Биосфера представляет собой сложную экологическую систему, работающую в стационарном режиме. 5. Эволюция химических соединений на Земле Эволюцию, которую прошли химические соединения на Земле можно разделить на 4 стадии: - неорганическую, - органическую, - биохимическую, - антропогенную. 130 1. Неорганическая стадия связана с химическими превращениями без образования цепей из атомов углерода, который обладает наибольшим эволюционным потенциалом. На этой стадии образовались наиболее простые вещества и происходили относительно несложные процессы. 2. Органическая стадия есть химия соединений углерода. Здесь происходит резкое усложнение химизма и формируются все необходимые предпосылки для возникновения жизни. 3. Биохимическая стадия химия живого. С возникновением жизни высшей и наиболее сложной формой материи становится биологическая. 4. Антропогенная стадия – функционирование человеческого общества. Жизнь возникает в ходе протекания химических процессов. С возникновением жизни большая часть химических веществ продолжает существовать по своим собственным законам вне живых организмов. При этом неживое вещество служит внешней средой, с которой живое находится в постоянной динамической связи (обмен веществ между организмом и средой). Некоторая часть химических веществ после возникновения живого включается в состав живых организмов. Биохимия, или химия живого, намного сложнее химических процессов, идущих вне живого организма. Биохимические процессы являются основой жизни, они воздействуют на биологические явления, накладывая на них определённые ограничения. Законы химии очерчивают некоторые пределы возможностей эволюции живого, и эти химические ограничители прямо влияют на протекание такого чисто биологического процесса, как естественный отбор. Биохимические процессы развиваются под контролем биологических процессов и закономерностей (естественный отбор). В живом организме химический синтез направлен на поддержание его жизнеспособности. Живое не может эволюционировать, не совершенствуя своей химической основы. И в то же время все законы живой природы имеют качественно новый биологический, а не химический характер. В живой природе возникает новое качество – биологическое, которое имеет в своей основе сложные химические механизмы и в то же время не может быть сведено даже к самому сложному набору химических процессов. 6. Эволюция биосферы Эволюция биосферы на протяжении большей части её истории осуществлялась под влиянием главных факторов: 131 - естественных геологических и климатических изменений на планете; - изменения видового состава и количества живых существ в процессе биологической эволюции; - в третичном периоде к ним присоединилось развивающееся человеческое вещество. Жизнь зародилась на Земле свыше 3 млрд. лет тому назад. Первыми живыми существами были анаэробы, которые получали энергию путём брожения. Так как брожение представляет собой относительно малопродуктивный способ обеспечения энергии, примитивная жизнь не могла эволюционировать далее одноклеточной формы организации. Питание таких примитивных организмов зависело от опускавшихся на дно водоёмов органических веществ, синтезируемых в поверхностных слоях воды абиогенным способом. Недостаток органических веществ создал давление отбора, приведшее к возникновению фотосинтеза. Прогрессивное увеличение кислорода в воде за счёт жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов и его диффузии в атмосферу вызвало изменения в химическом составе оболочек Земли, прежде всего атмосферы, что, в свою очередь, сделало возможным и развитие более сложно организованных живых форм и быстрое распространение жизни по планете. По мере увеличения содержания кислорода в атмосфере формируется достаточно мощный слой озона, защищающий поверхность Земли от проникновения жесткого ультрафиолетового излучения. В таких условиях жизнь смогла продвинуться к поверхности моря. Развитие механизма аэробного дыхания сделало возможным появление одноклеточных организмов. Первые такие организмы появились после того, как концентрация кислорода в атмосфере планеты достигла примерно 3%, что произошло около 600 млн. лет назад (начало кембрия). Благодаря способности фотосинтезирующих морских организмов продуцировать такое количество кислорода, которое превышало потребности в нём обитателей планеты, стало возможным возникновение в процессе эволюции организмов более высокого уровня структурно-физиологической организации, их широкое расселение и проникновение жизни в различные сферы обитания. В течение палеозойской эры живые существа не только заселили все моря, но и вышли на сушу. Развитие зелёных растений обеспечило образование больших количеств кислорода и органических веществ, что создавало благоприятные условия для последующей прогрессивной эволюции. В середине палеозоя темпы потребления кислорода живыми организмами и расход его в абиотических процессах, а также темпы его образования сравнялись. Содержание кислорода в атмосфере начиная с этого периода истории Земли стабилизировалось на уровне 20%. 132 С появлением человека в развитии биосферы намечается переход от биогенеза, обусловленного факторами биологической эволюции, к ноогенезу – развитию под влиянием разумной созидательной деятельности человечества. 7. Биоценоз и биогеоценоз Популяции, которые олицетворяют собой первый надорганизменный уровень организации живого и являются единицами эволюции, способными к самостоятельному существованию и трансформации, объединяются в совокупности следующего надорганизменного уровня – биоценозы. Биоценоз – это совокупность животных, растений и микроорганизмов, населяющих участок среды с однородными условиями жизни (озеро, лес, луг, берег реки). Термин «биоценоз» (1877) предложен немецким гидробиологом К. Мебиусом для обозначения такой совокупности организмов, существование которых тесно связано с абиотическим фактором среды. Биоценозы характеризуются составом входящих в них популяций и тем ареалом, в котором они обитают. Внутри биоценозов круговорот веществ совершается без обязательного и непосредственного участия соседних биоценозов. Одновременно устойчивость биоценозов зависит как от взаимодействия с соседними биоценозами, так и от их внутренней структуры. Биоценозы являются компонентами очередного, третьего надорганизменного уровня – биогеоценозов (греч. bios – жизнь ge – земля, koinos – общий), термин предложил В.Н. Сукачёв (1940). Это совокупность на некотором протяжении поверхности Земли однородных природных явлений – атмосферы горной породы, растительности, животного мира, микроорганизмов, почвы, гидрологических условий, имеющую свою особую специфику взаимодействия этих слагающих её составных частей и определённый тип обмена веществом и энергией между собой и другими явлениями природы и представляющую собой внутреннее противоречивое единство, которое находится в постоянном движении и развитии. Всё живое представляет собой сложноорганизованные иерархические системы. Окружающей средой развития биосистем является биогеоценоз. Всю полноту взаимодействий и взаимозависимости живых существ и элементов неживой природы в области распространения жизни отражает концепция биогеоценоза. Биогеоценоз – это динамическое и устойчивое сообщество растений, животных и микроорганизмов, находящееся в постоянном вза133 имодействии и непосредственном контакте с компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы. Биогеоценоз состоит из биотической (биоценоз) и абиотической (экотип) частей, которые связаны непрерывным обменом веществ и представляет собой энергетически и вещественно открытую систему. В него поступают энергия Солнца, минеральные вещества почвы, газы атмосферы, вода. Из него выделяются теплота, кислород, углекислый газ, биогенные вещества, переносимые водой, перегной. Биогеоценоз содержит: - абиотические неорганические и органические вещества среды; - автотрофные организмы продуценты биотических органических веществ; - гетеротрофные организации (консументы) – потребители готовых органических веществ первого (растительноядные животные) и следующих (плотоядные животные) порядков; - детритоядные организмы – редуценты – разрушители, разлагающие органическое вещество. Через биогеоценоз протекает регулируемый поток энергии. Она затрачивается на обеспечение постоянного круговорота веществ, поддержание целостности системы и обеспечение её эволюции. Энергия проходит через серию трофических уровней, являющихся звеньями цепей питания. Первичным источником энергии служит солнечное излучение. Энергия, накопленная в растительной биомассе, составляет чистую первичную продукцию биогеоценоза. Снижение количества доступной энергии на каждом последующем тропическом уровне сопровождается уменьшением биомассы и численности особей. Главным компонентом биогеоценоза, от состояния которого зависит его существование и изменение во времени, служит биоценоз. Биоценозы отличаются по видовому составу, и важнейшей их характеристикой является постоянное прямое или опосредованное взаимодействие популяций, организмов друг с другом. 8. Ноосфера. Биогенез и ноогенез Эволюция органического мира прошла несколько этапов. Первый из них – возникновение первичной биосферы с биотическим круговоротом, второй – усложнение структуры биотического компонента биосферы в результате появления многоклеточных организмов. Эти два этапа, осуществлявшиеся в связи с чисто биологическими закономерностями жизнедеятельности и развития, могут быть объединены в период биогенеза. Третий этап связан с возникновением человеческого общества. Разумная по своим намерениям деятельность людей в 134 масштабе биосферы способствуют превращению её в ноосферу. На рассматриваемом этапе эволюция происходит под определяющим воздействием человеческого сознания в процессе трудовой деятельности людей, что свойственно периоду ноогенеза. Понятие «ноосфера» было введено в науку французским философом Э. Леруа (1927), так назвали оболочку Земли, включающую человеческое общество с его языком, индустрией и прочими атрибутами разумной деятельности. Высказав идею о сознательной человеческой деятельности как факторе, преобразующем биосферу, Э. Леруа ноосферу представил как «мыслящий пласт», который, зародившись в конце третичного периода, разворачивается с тех пор над миром растений и животных вне биосферы и над ней. В.И. Вернадский представил её не как нечто внешнее по отношению к биосфере, а как новый этап в развитии биосферы, заключающийся в разумном регулировании отношений человека и природы. Науку управления взаимоотношениями между обществом и природой называют ноогеникой. Основная цель ноогеники – планирование настоящего во имя будущего, а её главная задача – исправление нарушений в отношении человека и природы, вызванных прогрессом техники. Помимо охранных функций ноогеника должна способствовать увеличению многообразия форм жизни путём создания новых видов растений, животных, микроорганизмов. Эти новые виды призваны не только служить источником пищи, кислорода, сырья для промышленности, но и помогать человеку, осуществляя буферные функции, бороться с вредными побочными результатами технического прогресса, способствовать ещё более активному освоению неживой природы, сопровождать человека в космических полетах. Таким образом, ноогеника не ставит целью достижение какогото постоянного равновесия между человеком и природой, которое в принципе неосуществимо. В действительности освоение природы имеет место в ходе коллективной деятельности людей, которые создают «вторую природу» культуру. Через культуру воспроизводится единство природного и человеческого, и только в нём природа становится условием человеческой жизнедеятельности. Человеческая сущность природы раскрывается только для общественного человека, ибо лишь в сфере социальных отношений природа выступает для человека звеном, соединяющим человека с человеком, полагает себя в качестве основы человеческого бытия. На заре истории имел место один объективный фактор потенциального исторического единства людей. Таким фактором являлась принципиальная общность природных предпосылок истории, обу135 словленная единством физико-географических условий Земли и биологической организации человека. Людьми двигала единая естественная потребность существования, породившая в итоге всю культуру, всё разнообразие общественных отношений. Пока что движущей силой современной планетной эволюции выступает социально организованный человек. Но уже сегодня эта эволюция направлена не только внутрь (биогеосферу), но и во вне – в космос. Мировая история от первобытнообщинного строя до зарождения капитализма развивалась в целом в нескольких малосвязанных друг с другом центрах – китайском, индийском, египетском, грекоримском, американском. Общение между народами принимает устойчивые и постоянные формы в ходе становления и развития капитализма. На смену относительной замкнутости и изоляции пришла всесторонняя зависимость народов. Во многом эта зависимость определяется их единством с природой. Это проявляется как в использовании материальных ресурсов Земли (среды обитания), так и многосторонним давлением на биосферу (антропогенный фактор). Эволюция биосферы с появлением человека утратила своё естественное направление. Вмешательство человека в развитие Земли, а теперь уже и космоса, приводит к изменениям подчас необратимого характера. Важным показателем необратимой эволюции биосферы в настоящее время В.И. Вернадский считал переход биосферы в стадию ноосферы. То есть это такая стадия развития биосферы, в которой разумная деятельность человека становится геологическим по масштабам фактором. Жизнедеятельность людей приобретает планетарное значение. Ноосфера предполагает включение в биологическую эволюцию Земли множества идеальных явлений: знаний, сведений, мыслей, образов и т. д. Человеческая деятельность не может осуществляться в отрыве от иных биосферных процессов. В стадии ноосферы требуется переосмысление человеческой деятельности в рамках единого целого биосферы. Это повлечёт существенные изменения в области интеллектуальной, научно-технической и духовной жизни общества. Масштабы и последствия подобных изменений трудно предвидеть в настоящее время. В.И. Вернадский исходил из определённых предпосылок, подводящих к стадии ноосферы. Согласно его учению о ноосфере, в её основе лежат следующие факторы: 1) распределение человека – единственного биологического вида, обладающего разумом, по всей планете, победа этого вида в конкуренции с другими биологическими видами; 2) развитие средств связи и обмена, интегрирующих людей в единое целое; 136 3) открытие новых источников энергии (атомной, солнечной, термоядерной и др.), придающих деятельности человека масштаб геологических преобразований; 4) массовая демократизация государственного устройства, допускающая к управлению обществом широкие массы населения; 5) взрыв научного творчества в ХХ в., в своих последствиях также имеющий геологический масштаб. Сложность структуры ноосферы определяется двумя особенностями. Во-первых, ноосфера вобрала в себя все предшествующие ей идеальные явления. Во-вторых, ноосфера, как впрочем и человечество, лишена пока подлинного единства – она противоречива, отражая все противоречия, присущие обществу. И всё же ноосфера – это новая стадия в истории планеты, вступив в которую, люди уже не смогут без соответствующих поправок пользоваться для сравнения её с историческим прошлым. В своём движении к ноосфере человечество должно исключить войны, невозможные без самоистребления при обладании мощными источниками энергии. В итоге ноосфера должна обеспечить автотрофность человечества, то есть освободить его от необходимости получать энергию от растительного и животного мира Земли. Это позволит разорвать границы земной эволюции и перенести её ход в Космос. 137 Тема 9. Происхождение человека 1. Место человека в системе животного мира Неограниченный прогресс в эволюции живой материи проявился в возникновении человека как биосоциального существа. Появление человека с его целенаправленной трудовой деятельностью качественно изменило облик Земли и определило новое направление эволюции природы в целом. Будучи биологическим видом, человек – единственный на Земле организм, обладающий социальной сущностью. Социальная сущность человека определяет его современное состояние и прогнозирует будущее. Биологическое в нём становится его наследством, поэтому эволюция человека на современном этапе идёт не столько по биологическим законам, сколько по законам развития человеческого общества. Биологическая эволюция представляет собой биологическую форму движения материи, а эволюция общества – социальную. Социальная форма появилась с возникновением человека. Поэтому изучение вопросов антропогенеза – это не только биологическая, но и философская проблема. У отряда приматов было много биологических предпосылок для будущей трудовой деятельности (древесный образ жизни, устройство конечностей, локти), энергичные перемещения, бинокулярное зрение, сильно развитый мозжечок, кора больших полушарий головного мозга. У приматов была ярко выраженная социальность: жизнь небольшими стадами, со сложной иерархией и общественным воспитанием потомства. Плодовитость приматов чрезвычайно низка, и поэтому инстинкт подражания обеспечивал быстрое научение и возможность передачи социального опыта в ряду поколений. Человек включён в органический мир. Благодаря животному происхождению жизнедеятельность человеческого организма основывается на фундаментальных биологических механизмах, которые составляют его биологическое наследство. Естественность и законность болезней вытекают из приспособительности к меняющимся условиям внешней среды. Но социальные условия стали решающими в формировании социальной сущности человека. 2. Эволюция жизни человека Раскрывая значение эволюции для понимания жизни, особенностей развития её многообразных форм, следует подчеркнуть, что эволюционная идея играет роль рациональной предпосылки философского учения о человеке. Обычно человек ассоциируется с тем принципиальным рубежом эволюции жизни, который соединяет и отделяет мир 138 живой природы от мира человеческой культуры и истории. Вряд ли кому-либо из нас надо специально разъяснять, что природа является необходимым условием человеческого образа жизни. Человек, как и любое другое живое существо, может жить только в благоприятных условиях окружающей природы, обеспечивающей его воздухом, водой, пищей, теплом, сырьём, энергией и информацией. Но в отличие от любых других живых существ, человек оказался способен создавать свой, искусственный мир – мир культуры. Именно мир культуры стал посредником в его отношениях с миром природы. На протяжении огромных интервалов времени люди, находясь в естественной среде своего обитания, создавали искусственную среду, которая весьма значительно изменяла образ их жизни. Сегодня трудно вообразить гигантский культурно-исторический путь становления человека, растянувшийся на многие десятки тысяч лет. Скорее, такие мысли просто не возникают у людей. Рождаясь, каждый из нас поначалу оказывается в тесном кругу семейных отношений и только затем включается во множество культурных связей своего общества, усваивая его язык, навыки общения и сложившиеся традиции. На протяжении всей своей жизни каждый человек приспосабливается, учится, трудится, оказывает влияние на своё окружение и создаёт мир своей культуры. Соприкасаясь с разнообразием миров культуры и общества, человек в свою очередь подвергается их воздействию и меняется. Но когда кто-нибудь из нас задумывается над смыслом своей жизни, то вряд ли он видит себя в качестве звена, связывающего его со всеми предшествующими и последующими поколениями. Кратковременность бытия отдельного человека трудно сопоставима с культурной историей жизни человечества, как целостно-связной совокупности всех сменивших друг друга поколений людей. За кажущейся простотой факта проживания любого человека в мире кроется необычайно длительная и сложная эволюция его телесной и психической конституции, эволюция его образа жизни, поведения, сознания, познавательных и коммуникативных способностей. Трудно представить сегодня какое-либо современное учение о человеке, в котором бы пренебрегали его жизненной эволюцией с присущими ей антропологическими, культурологическими и социально-историческими особенностями. С биологической точки зрения человека относят к приматам – одному из отрядов млекопитающих, а точнее – к подотряду высших приматов, или человеческих обезьян (вид Homo sapiens – «человек разумный»). Биохимические данные указывают на родство человека с другими приматами, так как состав их белков сходен на 99%. Сам по себе этот факт ещё не даёт основания считать, что человек произошёл от обезьяны. Но то, что человек и обезьяна имеют общего эволюционного предка, вымершего несколько миллионов лет назад, оказывается 139 весьма правдоподобной гипотезой. Особенности строения человека теряются в глубоких дебрях эволюции живых существ. С определённостью можно лишь утверждать, что формирование человека как вида протекало под воздействием эволюционных закономерностей, в зависимости от которых находились и остальные виды животных. Этап эволюционных процессов происхождения и формирования человека принято связывать с понятием «антропогенез». 3. Антропосоциогенез Главный вывод Ч. Дарвина – генетическое родство человека с животным, следовательно, естественное, природное происхождение человека в процессе эволюции, основными механизмами которой являются наследственность и естественный отбор, осуществляемый в процессе борьбы за существование. Изменяющиеся климатические условия изменяли анатомическую структуру человека под влиянием труда, а затем речи, так как он жил и трудился в коллективе. Трудовая теория Ф. Энгельса не объясняет появление сознания. В. Вильчек считает, что больной человек подражает в образе жизни здоровому животному – тотему, а это порождает творчество, так как нужно жить по чужому плану, приспосабливаться. Труд и творчество различны по происхождению. То есть основная предпосылка возникновения человека – это уход от природы и восстановление её внебиологическими средствами. З. Фрейд считал, что в первобытном стаде, убивая отца-вожака из-за обладания самкой, молодые самцы впадают в раскаяние и двойное чувство – необходимости обладания самкой и раскаяния из-за убийства. И поэтому они создают тотем. Ю.М. Бородой считает, что пралюди были склонны к сублимации, то есть ограничивали себя в желании, и это привело к появлению табу. Желание убить и невозможность это сделать. И это рождает совесть, порождается нравственность. А это основа культуры. П. Тейлор де Шарден (1881-1955) вводит понятие энергии, которая действует периодически, имея стадии «преджизни», «жизни», «мысли», «сверхжизни». Энергия неотделима от материи и усложнение материи идет рывками. Энергию можно понимать и как духовную силу, направляющую всю эволюцию космоса. На одном из этапов появляется человек. Л.Н. Гумилёв (1912-1992) энергию положил в основу своих представлений. Но это энергия биохимического космоса. Появляются отдельные народы (этногенез). Это происходит под действием внешних условий в определённом месте и в определённое время в виде мутаций. Возникает пассионарность, когда внутри популяции образуется определённое количество людей, обладающих повышенной тягой к 140 действию, – это пассионарии. Но их активная деятельность ведёт к соперничеству и кровопролитию, и энергия рассеивается. Наступает равновесие, а затем и упадок. 4. Происхождение человека Предок человека – «плезиоданис», живущий около 60 млн. лет назад, напоминал среднее между крысой и свиньёй. Потомством этого вида оказались полуобезьяны, обезьяны, человекообразные обезьяны, гуманоиды. Около 4 млн. лет назад вид гуманоидов расщепляется на 2 подвида, один из которых оказался предком современного человека, хотя он ещё не был человеком разумным, но оказался человеком умелым (Ноmo habilis). В истории, чтобы выжить пришлось быть человеком умелым. Выходящее из гуманоидного стада человечество постепенно приобретало новые биофизиологические, морфологические и психические черты. Предки очеловечились, параллельно теряя многое из своей бывшей животности. Не утрачивая исходную стадность существования, предки стихийно изменяли и сам характер стадности, заменяя его первичноколлективистским общежитием. Шло угасание биофизиологического инстинктивного поведения и начиналось зарождение и нарастание норм поведения «человеческого». Стадно-дикое поведение индивида и всего стада сменялось поведением осознанно-регулируемым; предок в интересах себя и всего сообщества стал сознательно регулировать свои влечения, физиологические позывы. В новом сообществе доминировать стало общенужное, общенеобходимое, общеполезное. Свойственный животным прирождённый эгоизм стал сознательно подавляться нарождающимся чувством коллективизма. Уменьшение доли природно-физиологического в жизни первичного человеческого сообщества шло параллельно увеличению доли социального, человеческого. Это стало началом отдаления человека от естественной природы. Но это же заставило его становиться умелым, мыслящим, деятельным (тигр подохнет в пекарне, а кошка нет, волк - плотояден, медведь ещё и травояден и ему проще). Нужно было приспосабливаться. Сегодня все вопросы, обращённые к началу человеческой истории, вряд ли можно свести к столь малоинформативному предположению, которое зафиксировано в библейской идее божественного сотворения человека. Проблемы происхождения и становления человека куда более сложны и трудоёмки. Неопределённость их решений будет сохраняться, несмотря на возрастающую массу знаний об эволюции человека. Антропогенетические знания представляют собой довольно разнородную совокупность биологических, антропологических и археологических сведений об архаической истории человека (включая 141 данные о находках стоянок древних людей, остатков их скелетов, орудий труда, жилища, домашней утвари т. п.). Факты такого рода подкрепляются соответствующими гипотезами о различных сторонах жизни первобытных сообществ (семья, хозяйство, ремесло, искусство, религия, социальные группы и т. п.). Особые место и роль в антропогенетической аргументации отводятся вопросам сознания и языка, познания и коммуникации. Крайне затруднительно отдать предпочтение какой-либо одной из многочисленных версий антропогенеза, разработанных в современной философии и науке. В первую очередь необходимо учесть гигантский масштаб времени, которым измеряется эволюционная история. С антропогенезом связывается отрезок времени 5-4 последних млн. лет, то есть «верхушка» эволюции жизни. Время – обязательно для анализа антропогенетических проблем, под каким бы ракурсом они не рассматривались в науке, философии и теологии. Для эпохи первобытного человека не подходят обычные исторические понятия – «исторические события», «историческая ситуация», «биография отдельной личности» и т. п., так как их нельзя насытить конкретным историческим содержанием. С помощью подобных историко-культурных понятий никак нельзя объяснить временные значения эволюции человека (впрочем, также особенности территории древнего эволюционного пространства). Масштабы антропогенетического времени трудно сопоставимы с ритмами истории в обычном смысле слова и, тем более, с повседневным временем нашей жизни. И всё же, благодаря времени, удается придать наглядность последовательности этапов эволюции человека. Обычно считают, что антропогенез предваряется длительным эволюционным периодом развития приматов между 25 и 4 млн. лет назад. Здесь ещё не удаётся отличить человека от других антропоидов. Можно лишь предполагать, что в течение этого многомиллионного промежутка времени произошло размежевание путей эволюции приматов по расходящимся, а может быть, и по параллельным линиям. С антропогенетической точки зрения одни эволюционные пути способствовали формированию человеческого вида, тогда как другие ветви эволюции оказались тупиковыми. Ведь действие естественного отбора было универсальным механизмом эволюции животного мира. Отбор выражался в процессах избирательного устранения одних организмов и видов и сохранении других, более приспособленных к постоянно изменяющимся условиям жизни. Антропологи начинают отсчёт антропогенеза с эпохи палеолита, или древнекаменного периода. Его нижняя граница очень расплывчата и измеряется промежутком времени от 4 до 2 млн. лет. Но именно она служит основанием для характеристики исходной стадии эволюции человека, на которой его образ жизни мало отличался от поведе142 ния животного. Стадиальный характер (наличие ряда, фаз, стадий) эволюции человека – общепризнанный факт и подтверждается многочисленными данными из биологии, антропологии, археологии, этнографии, палеолингвистики и других дисциплин социальноисторического и культурологического циклов. Количество стадий в разных моделях антропогенеза определяется произвольно. Оно может быть большим или меньшим и во многом зависит от исследовательской практики, сложившейся в конкретной области антропогенетического знания. Но образ жизни людей на каждой стадии антропогенеза можно определить с помощью универсальных признаков, выполняющих функцию критериев. Наиболее важными признаками архаического человека обычно считают следующие: - признаки телесной конституции человека, включая особенности функционирования отдельных органов тела (функции рук, головы, глаз, гортани, мозга и т. п.). - характер орудийной оснащенности человека (орудие труда, технологии их использования и изготовления). - степень развития психики, языка и сознания, познавательных и коммуникативных способностей; - особенности материальной и духовной культуры (хозяйственная деятельность, социальные отношения и институты, семья, искусство, религия и т. п.). Долгое время наиболее древним представителем семейства гоминид считался южно-африканский двуногий примат – африканский австралопитек (4-3 млн. лет), прямоходящий, мозг 450-550 см3, масса тела 25-65 кг, зубная система близка к человеческой, всеяден, правша, кое-где использовал огонь. Затем был найден австралопитек афарский, более примитивный (4-2,8 млн. лет), двуногий, мозг 380-450 см3, как у шимпанзе. После него следует Homo habilis: (2-1,7 млн. лет), мозг 540-700 см3, большой палец стопы не был отведен в сторону, следы труда уже заметны. Австралопитек nobustus – вымер 1 млн. лет тому назад. Но все они – не прямая линия, а ветви рода человеческого, которые могли переплетаться и жить вместе. Ведущими факторами данного периода были биологические, доминировал естественный отбор. Но в то же время присутствовали скачкообразные мутации головного мозга. Этот был период Homo habilis. Существует 4 стадии антропогенеза – от стадии предлюдей (протоантропов) через стадии архантропов (древнейших людей) и палеоантропов (древних людей) к неоантропам (новым людям, или людям современного типа). Предлюди и архантропы жили в пределах соответственно нижней и верхней границ палеолита. Ископаемые остатки предлюдей – предшественников человека связывают с антропологическими находками так называемого австралопитека, датируя их 3,5-1,5 143 млн. лет давности. Резкие климатические изменения, происходившие на этой стадии, радикально меняли окружающую среду обитания людей и способствовали формированию первых специфических признаков человека. Адаптация австралопитековых к образовавшимся обширным лесостепным и степным зонам и добывание в них пищи вынуждали их к передвижению на двух ногах, стимулируя тем самым прямохождение. Способность прямохождения высвободила руки для более продуктивного сбора растительной пищи, а затем – для охоты. Чтобы выжить, австралопитеку приходилось, наряду со сбором растений, заниматься охотой и добывать животную пищу. Правда, такая охота была крайне примитивной и велась она за самыми мелкими животными. Исследования антропологов показали, что в свободные руки австралопитека всё чаще попадали случайные предметы, которые они использовали в качестве орудия охоты. Это были палки, камни, кости, случайно подвернувшиеся под руку и использованные для ударов и бросков по животным. Так, всеядный австралопитек к рациону растительного питания стал добавлять животную пищу. К более совершенному виду человека эпохи среднего палеолита относят «человека умелого», «хабилиса» (Homo habilis), жившего около 1,5 млн. лет назад. Судя по данным раскопок, хабилисы явились представителями поздних предлюдей. По сравнению с австралопитеком у хабилиса было более совершенное строение руки, позволяющее осуществлять несложные манипуляции с найденными предметами. Манипуляции рук (а также и зубов) хабилиса напоминали последовательность самых простых операций по изготовлению примитивных орудий охоты и собирательства. С помощью зубов хабилис заострял палки, с помощью камней – рубил, рассекал камни требуемых размеров, из дерева изготавливал дубинки. Если австралопитек использовал случайные орудия, то хабилис подбирал их намеренно с элементами целесообразности. Считается, что с хабилиса началась эра первоначальной обработки найденных орудий, наметились первые признаки изготовления орудий труда с помощью других, столь же грубых и примитивных. Другой примечательной особенностью хабилиса называют использование своего тела в коммуникативных целях для организации согласованных действий при охоте (жесты рук, мимика лица, отдельные позы). Следующая стадия эволюции человека соотносится с верхней границей палеолита, в пределах которой между 1 млн. – 500 тыс. лет назад обитали архантропы, или древнейшие люди. К ним относят антропологические находки людей, названных синантропами, питекантропами и т. п. Всех их причисляют к одному виду «homo erectus» «человека прямоходящего». Совершенствование способности прямохождения благотворно сказывалось на развитии функциональных назначений рук, зрительной, слуховой и других систем человеческого 144 организма. Особенно следует указать на прогрессирующие изменения объёма мозга, рост лобных долей и центров памяти как хранилища опыта. Архантропы приобретают пропорции тела, близкие к пропорциям тела современного человека: ноги удлиняются, руки укорачиваются; функциональная подвижность костей и пальцев рук усиливается за счёт приспособляемости к процессам изготовления орудий; движение тела и органы чувств координируются с мозгом, формируется способность рассчитывать, планируя и сопоставляя действия тела и его отдельных органов. Палеоантропологические исследования находок (остатки черепа, скелета) архантропов указывают на заметные количественные различия тела и параметров мозга между ранними и поздними их представителями. Так, объём мозговой коробки варьируется от 900 см3 (у ранних архантропов) до 1600 см3 у поздних архантропов. Известно, что способность к речи зависит от определённых мозговых центров – левое полушарие лобных долей координирует произношение совместно с другими частями артикуляционного аппарата (мышцы лица, губ, гортани и языка). Кроме того, центры речи связываются нервными волокнами с центрами памяти. Отпечатки всех этих связей обнаруживаются на внутреннем своде черепной коробки, фрагменты которых найдены археологами и датируются периодами жизни синантропа, питекантропа или других представителей архантропа. В связи с этим можно утверждать, что древнейшие люди, помимо телесно-ручных средств общения, прибегали к речевым средствам общения – возгласам, крикам, подражая звуковому общению животных. Издаваемые звуки выполняли не только роль сигналов, направленных на согласование действий при охоте, передвижении и т.д. Они содержали информационно-смысловой элемент в форме чувственного образа, какого-то действия, то есть форм, предшествующих понятию. Отдельные звуки, звукосочетания окрашивались в эмоциональные тона, выражали оценку и намерение (волевое устремление) древнейших людей. Другим фактором, существенно повлиявшим на характер жизни древнейших людей, был фактор огня. Возможная точка отсчёта эры овладения огнем в жизни первобытного человека 500 тыс. лет назад. Огонь символизировал переход от потребления сырой пищи к приготовлению вареной пищи, что повлекло за собой изменения в практике охоты. Поздние архантропы пробуют добывать на охоте уже более крупного зверя. А это, в свою очередь, требует применения и изготовления более совершенных орудий. Все новые признаки, появившиеся на стадии архантропов, нашли своё развитие в дальнейшей эволюции первобытного человека. Древние люди, или палеоантропы, группирующиеся вокруг типа неандертальца, жили в эпоху мезолита – среднего каменного века (500 тыс.-50 тыс. лет назад). Неандертальцы обитали в пещерах, которые 145 их защищали от холода во время ледникового периода. Они охотились на крупных зверей (в том числе на мамонта и носорога), что требовало обновления орудий охоты, изменения стратегии и тактики групповых действий охотников. Так, например, согласно одной антропогенетической реконструкции, неандертальцы, убив животное, разрезали кожу каменными пластинами – ножами или острыми рогами животных, отделяли её от костей и мяса. Они ели мясо в сыром виде или предварительно жарили его на кострах, а шкуры животных использовали для укрытия тела и утепления пещер. Усложнение коллективных действий и отношений внутри первобытного сообщества сказывалось на прогрессивном развитии головного мозга, особенно на речевой способности. Отдельные звукосочетания с выраженным интонационным строем приходят на смену звукоподражанию и выкрикам. Элементы речи становятся таким же средством общения, как движения и позы тела и его органов. У древних людей наблюдается разделение хозяйственных функций: одни поддерживают огонь и готовят пищу, другие занимаются промыслом. При этом из общины выделяются наиболее опытные и умелые охотники, к которым переходят организующие функции. У поздних неандертальцев складываются зачатки религии, подтверждением которых служат культовые погребения, обнаруженные при раскопках. На третьей стадии эволюции человека – стадии палеоантропов – все отчетливее фиксируется роль социальных и культурных факторов жизни. Примат их действия выразился в том, что к 50 тыс. лет. рубежу эволюции человека они оттеснили биологические факторы на задний план его образа жизни. На протяжении завершающей стадии антропогенеза – эпохи неолита, или новокаменного века, действие социальных факторов, факторов материальной и духовной культуры заметно усилилось во всех сферах жизни человека. Неоантропы (новые люди), жившие между 50 и 10 тыс. лет назад по своему развитию вплотную приблизились к человеку современного типа. Как ранних неоантропов, подобных типу кроманьонца, так и поздних стали называть с легкой руки К. Линнея разумными людьми («homo sapiens»-«человек разумный»). На последней стадии антропогенеза жизнь первобытного человека приобретает новый облик под воздействием так называемой неолитической революции. Кочевой образ жизни древнего человека уступает место сначала полуоседлому, а затем оседлому образу. В позднем неолите зарождается земледелие и скотоводство. Наряду с использованием пещерных и естественных укрытий сооружаются первые примитивные жилища. Сама охота приобретает специализированный характер с использованием изготовленных лука и стрел, пик с каменными наконечниками, западней и силков. На рыбацких стоянках-поселениях изготавливаются сети и сачки для ловли рыбы. Но 146 главный эффект неолитической революции состоял в нахождении и совершенствовании новых технологий, приёмов обработки камня: шлифовании, пилении, сверлении. Новые технологии изготовления орудий труда способствовали производству разнообразных средств земледельческой (палка-копалка, каменная мотыга, бороздовые орудия и т. п.), транспортной (каменное колесо, волокуши, повозки, лодки), строительной и ирригационной техники. Изменение хозяйственного уклада первобытной жизни связаны с переходом от присваивающей экономики (собирательство, охота) к производящей (земледелие, скотоводство). Таким образом, совокупное действие социальных и культурных факторов на завершающей неолитической стадии антропогенеза стало играть ведущую роль в человеческом обществе при переходе к цивилизованным формам его жизни. 147 Тема 10. Человек и природа 1. Природные основы общественной жизни Проблема взаимоотношения общества и природы – одна из важнейших. Ещё несколько десятилетий назад реальная взаимосвязь между ними была односторонней. Человечество только брало у природы, активно эксплуатировало её запасы, беспечно считая, что природные богатства безграничны и вечны. В лучшем случае эта взаимосвязь была поэтичной: человек наслаждался красотой природы, призывал к уважению и любви к ней. В целом же дальше эмоциональных призывов человечество не шло. Понимания того, что значит природа для существования и развития общества, сформировано не было. Сегодня проблема взаимоотношений общества и природы из чисто теоретической переросла в остро злободневную, от решения которой зависит будущее человечества. С первых шагов своей осознанной истории люди задумывались над тем, каковы природные истоки самого человека и сообщества людей, какова его связь с природой (более широко – космосом), каким должно быть его отношение к природе? Все эти вопросы не получали однозначного ответа. По мере накопления знаний о самом себе, об окружающей его природе, своём месте в этой природной системе человек менял взгляды на характер своих отношений с природой. Обращение к истории позволяет проследить ход изменения этих взглядов в самом широком диапазоне: от провозглашения идей о неразрывной связи и единстве человека с природой до возведения человека на недосягаемый ни для каких других живых существ постамент, с которого он, якобы, может неограниченно распоряжаться природой по собственной воле и разумению. Однако подобные представления сравнительно быстро развенчивались самим естественным ходом истории. Реальные отношения человека с природой свидетельствуют о том, что как бы ни стремился человек возвысится над природой, пренебречь природными условиями своей жизни, объективно он подчиняется этим условиям и зависит от них. Возможно, в отдельных случаях сложившаяся ситуация ограничивает его замыслы, заставляет отказываться от намеченных планов, но, невзирая ни на какие сиюминутные сложности, человек должен прийти к сознательному уяснению неустранимости этого фактора. Характер сложившихся природно-человеческих отношений традиционно составляет предмет внимания философии, которая выясняет наиболее общие принципы структуры природы и организации самого человека, используя при этом возможности онтологического описания 148 и гносеологического объяснения. По мере накопления практического опыта, формирования зачатков познания складывалось в разной степени приближающееся к реальному представление о взаимоотношениях человека и природы. Философия древних греков значительно продвигается в осознании феномена человеческого мира и природы как целостности. В отличие от космоса (Вселенная в целом) античные философы называют обжитой человеком мир ойкуменой. Вместе с тем единство человеческого мира ограничивалось географическими представлениями, оно ещё далеко от исторического осознания. Позже, в эллинистический период, этот недостаток преодолевался, и уже для стоиков идея мира видится в едином историческом целом. Справедливо мнение, что именно эллинизм сформировал идею ойкуменической истории. Грекоримской философии была свойственна тенденция к гуманизму, который основывался на идее человека как разумного в своей основе животного (Аристотель). Понимание человека как части природы выдвинуло требования беспрепятственного удовлетворения его «земных» потребностей, что в дальнейшем стало главным пунктом более развитых форм гуманистической идеологии. Как и многие другие сферы духовной и социально-политической жизни, проблема взаимоотношения человека и природы испытала сильное влияние христианства, которое критически пересмотрело: - во-первых, оптимистическое представление о человеческой природе; - во-вторых, идею субстанциональной метафизической философии о вечных сущностях, лежащих в основе исторического развития. Практически каждый мыслитель эпохи средневековья, Возрождения, Просвещения не обходил вопрос о соотношении природы и человека. Ш. Монтескье (1689-1755) человека рассматривал как часть природы, а многозначность его жизни объяснял условиями внешней среды. Всякое социальное развитие есть не более чем реакция единой и неизменной сущности – человеческой природы – на различные внешние раздражители. В истории науки Ш. Монтескье фигурирует как один из основоположников географической школы в социологии. Он не ограничивался изучением влияния окружающей среды только на индивида, а утверждал, что географическая среда, и прежде всего климат оказывает решающее воздействие на весь жизненный уклад людей, в том числе и на такие его проявления, как формы государственной власти и законодательства. Разработка проблемы взаимоотношения человека и природы достигла нового уровня в немецкой классической философии. На тесную связь человеческой жизни с окружающим его миром природы указывал один из идеологов немецкого Просвещения И.Г. Гердер (1744149 1803), автор «Идеи к философии истории человечества», испытавший значительное влияние Ш. Монтескье. История общества тесно связана с историей природы. Высказывание им положения резко противоречат идеям Ж.-Ж. Руссо (1712-1778), согласно которым история человечества представляет собой цепь заблуждений и находится в непримиримом противоречии с природой. И. Кант (1724-1804) полагал, что только непрерывно растущая деятельность и культура могут лежать в основе взаимосвязи человека и природы. В своём труде «Назначение человека» И. Фихте (1762-1814) подчеркивал, что природа представляет собой одно целое, все части которого связаны между собой, а человек есть особое проявление всех сил природы в их соединении. Такой человек идёт по жизни, предоставленный самому себе и природе, созерцает и познаёт себя в этом высшем и совершеннейшем её творении. А человеческие творения должны, в свою очередь, влиять на природу и сыграть в ней роль нового деятельного принципа. Начало естественно-научного переосмысления природы было положено Р. Декартом, который обратил внимание на место человека в мире. Б. Паскаль (1623-1662) испытывал ужас перед необъятными пространствами. Изменилось восприятие космоса, характерное для античности и средневековья, человек перестал чувствовать себя органической частью мироздания. Он оказался как бы один на один с природой, что заставило его искать свои внутренние истоки в ней самой. Он зримо почувствовал, что ритм его жизни всё более рассогласовывается с ритмом жизни природы. Ф. Бэкон (1561-1626) утверждал, что углубление знаний о природе повлечёт усиление нашей власти над ней. Для философии и поныне характерны две крайние концепции взаимоотношения человека и природы: с одной стороны, идея случайности человека в мире, и, с другой стороны – телеологическая трактовка человека как цели развития природы. Попытка преодолеть как тенденцию к абсолютному противопоставлению человека и природы, так и линию на их отождествление, проявляющуюся в биологизаторском истолковании сущности человека и антропоморфизации природы, была предпринята в марксистской философии. Природное существо – человек формировался по законам природы, многообразие которой предопределяет чувственную жизнь человека. Природа существует не только вне человека, но и в самом человеке: через него она ощущает, познаёт самоё себя. Исторически развивающееся единство человека и природы выражается в итоге в материальном производстве. 2. Географический детерминизм и геополитика 150 Степень воздействия природы на общество столь велика, что это послужило основой появления целого направления в социологии – географического детерминизма. Его сторонники полагали, что развитие человеческого общества определяется решающим влиянием на него различных географических факторов. Эту точку зрения разделяли многие мыслители: Платон, Аристотель, Бокль, Л. Мечников, Риттер и др. Так, например, Бокль, Монтескье, Реклю считали, что развитие народов определяется в первую очередь местными климатическими условиями: местным ландшафтом, почвой, климатом, пищей. Характерно такое высказывание французского мыслителя Ш. Монтескье: «Народы жарких климатов робки, как старики, народы холодных климатов отважны, как юноши» (Монтескье Ш. Избр. соч. – М. : Пол., 1955 - с.350). Английский учёный Г. Бокль (1821-1862) объяснял наличие рабства в Индии соответствующим жарким климатом, влияющим на психику индусов. Разумеется, в подобной прямолинейности немало преувеличенного, а то и политически заказного (Индия в то время была колонией Великобритании). Однако есть в подобных характеристиках и меткие наблюдения о влиянии природы на поведение, психику отдельных людей и этнических групп. Внимательно анализируя историю развития различных стран и этнические особенности народов, нельзя не отметить у народов зависимости от тех или иных природных, климатических условий. Влияние географических факторов, этнические особенности населения безусловно необходимо учитывать, это позволит обществу более эффективно строить свою политику с учётом природных особенностей. Другое дело – возведение географического фактора в абсолют! Крайности в науке, как и в любом деле, только вредят. Интересной и оригинальной является «Океаническая концепция» Л. Мечникова (1838-1888). В своей работе «Цивилизация и великие исторические реки» (1888) он приходит к выводу о том, что развитие человеческого общества определяется в первую очередь освоением водных ресурсов и путей сообщения. Согласно его концепции, последовательно сменяя друг друга, существовало несколько цивилизаций. Первая из них – речная (древняя). В это время общество развивалось благодаря освоению и использованию великих рек Китая, Египта, Месопотамии. Затем возникла Средиземноморская цивилизация, позволившая людям овладеть морскими пространствами и перемещаться с континента на континент. И, наконец, с открытием Америки и освоением океанов человечество вступило в период новой, океанической цивилизации в масштабах всей Земли. При всей возможной спорности данной теории Л. Мечникова, в ней, в отличие от некоторых других социально-политических доктрин развития общества, не находится места для оправдания насилия, 151 диктатуры какого-либо класса или социального слоя общества. Она носит гуманистический, общечеловеческий характер. Как бы ни оценивались теории, которые относят к географическому детерминизму, очевидно, что исследования в данной области помогли привлечь внимание учёных, политиков и экономистов к более глубокому осмыслению значительной роли окружающей природной среды в развитии человека. В то же время неумолимая и неподкупная практика, как основной критерий истинности любых теорий, свидетельствует одновременно и о значительной степени независимости общества от природы, возможности и обязанности людей, конкретных стран самим творить свою судьбу, несмотря на превратности климата, погоды и другие природные сюрпризы. И это многими странами успешно делается (Япония, Норвегия, Финляндия). Географический детерминизм в целом мирно пропагандировал свои идеи. В то же время некоторые постулаты геополитики – теории, опирающейся на выводы географического детерминизма о значении природных факторов, могут носить порой весьма агрессивный характер. Теорию геополитики разрабатывали в основном учёные Западной Европы. Среди них Р. Челлен (Швеция, автор термина «геополитик» 1916), Ф. Ратцель, К. Хаусхофер и др. Согласно положениям геополитики, политика государства (в первую очередь внешняя) во многом определяется различными географическими факторами (пространственным положением, климатом, природными ресурсами, темпом роста населения и т. п.). История человечества толкуется как борьба государств, которые воюют за жизненное пространство подобно биологическим организмам. Немецкий этнограф и географ Ф. Ратцель (1844-1904), основатель «политической географии», не будучи сам шовинистом или расистом, в своём одноименном труде тем не менее отстаивает необходимость расширения территории государств для создания условий увеличения их народонаселения. Эти выводы геополитики послужили теоретическим оправданием и обоснованием колониализма агрессии Германии, Японии, Италии, Израиля, других стран, боровшихся за увеличение «жизненного пространства» из-за мнимого перенаселения. Этим же географическим фактором пытались объяснить надуманный антагонизм между морскими державами Запада и континентальными странами Востока, между передовым индустриальным Севером и отсталым аграрным Югом. Печальные практические последствия многих геополитических установок очевидны. 3. Единство природного и социального бытия человека Зависимость человека от природы и признание естественной основой существования и развития общества привели учёных к необхо152 димости более тщательного изучения соотношения биологического и социального в самом человеке. Определились два противоположных подхода: 1) человек или животное, 2) или общественное (социальное) существо. Первая группа исследователей этой проблемы рассматривает человека в первую очередь как представителя биологического вида, а общество – лишь как совокупность индивидов. Отсюда главное в их действиях – подчинение биологическим законам. При этом социальной составляющей в человеке и в обществе отводилась второстепенная роль. Так, создатель теории психоанализа З. Фрейд считал, что в антропосоциогенезе – процессе возникновения и развития человека и общества – главной причиной является биологическая. По его мнению, она коренится в решающем влиянии на человека бессознательного начала, заключающегося в его психике, инстинктах, унаследованных от предков. В свою очередь, общество для защиты от нежелательных животных инстинктов пытается создавать противовесы, например, в виде норм морали, культуры. И всё же, полагал З. Фрейд, эти бессознательные биологические инстинкты, в первую очередь половые, играют решающую роль в поведении человека. Культура же, особенно европейская, с её многочисленными пуританскими запретами, только загоняет биологические позывы в подсознание человека, являясь тем самым серьёзным источником неврозов и иных нарушений психики. Последователи З. Фрейда, в частности Э. Фромм, усматривали меньшую долю влияния на человека биологических, в том числе сексуальных факторов, и говорили об увеличении значения общественных связей и составляющих. Но в целом в их рассуждениях по-прежнему в значительной степени присутствует биологический подход. Представители философской антропологии М. Шеллер (18741928), А. Гелен (1904-1976) и другие рассматривали человека и общество, сочетая философский, религиозный и естественно-научный подходы. Так, А. Гелен выдвинул оригинальную концепцию, согласно которой человек от рождения является «биологически недостаточным» существом в отличие от других представителей животного мира. Именно эта его «недостаточность» и желание выжить заставили человека активно развивать и использовать свои способности. Тесная связь общества с природой, схожесть поведений животных в природе и людей в обществе привело ряд мыслителей к выводу о том, что общество по своей сути является биологическим суперорганизмом. Оно, по их мнению, развивается подобно природным организмам естественным эволюционным путём. Так возникла «органическая теория» общества, страстным пропагандистом которой стал 153 Г. Спенсер, а также его последователи П. Лилиенфельд, А. Стронин (Россия), А. Шеффле (Германия) и др. Сущность этой теории заключается в том, что структура и функционирование общества объявляются аналогичным и строению и функциям живого организма. Так, например, Г. Спенсер полагал, что «кровяные частицы уподобляются деньгами». У П. Лилиенфельда государство в лице правительства выполняет функции головного мозга и одновременно врага, борющегося с болезнями социального тела. Торговля же, по его мнению, выполняет функции кровообращения в организме. Прямую аналогию между экономической жизнью общества и обменом веществ в организме проводил А. Шеффле. В этой «органической теории» очевидно игнорирование специфики сознательной деятельности людей, отсутствие учёта их воли и интересов. Разумеется, человек – биологическое существо. И это нельзя игнорировать. Однако современный научный анализ показал, что лишь примерно 15% всех актов человеческой деятельности носит чисто биологический характер. Человек не может существовать вне общества. Специфический общественный образ жизни способствует постоянному усилению роли небиологических, социальных закономерностей в жизни человека и общества. Так, политическая, производственная, духовная деятельность человека и общества есть чисто социальные явления, развивающиеся по своим особым, отличным от природы законам. С другой стороны, неверно недооценивать природную составляющую человека, который хотя и разумное, но всё же, несомненно, животное со своими природными инстинктами и влечениями. И подчеркивание исключительно его социальной составляющей (марксизм) не охватывает всей сложности человеческой натуры. Человек есть биосоциальное существо. В нём биологическая и социальная составляющие диалектически сочетаются, тесно взаимодействуют. Необходимость выживания человека как биологического вида и его полноценного развития лишь в обществе обусловила и появление специфического вида социальной общности – человеческой семьи. Семья выполняет как биологические, так и различные социальные функции (хозяйственные, воспитательные и др.). Её важнейшей биологической функцией является продолжение человеческого рода, воспроизводство самого человека. И в этом отношении семья как ячейка человеческого общества наиболее тесно связана с природой. Роль семьи как главного фактора воспроизводства населения всегда остаётся стабильной. Эта функция тесно связана с демографическим фактором, проблемой народонаселения. Общей чертой биологизаторских концепций является толкование сущности человека преимущественно с позиции биологии. 154 Социал-дарвинисты полагают, что главным двигателем общественного развития является борьба за существование и естественный отбор. Выживают только сильнейшие и погибают слабые и неприспособленные к среде. Расистские теории сводят сущность человека к расовым признакам. Представители социобиологии (Э.О. Уилсон) стремятся объяснить социальные действия человека его биологическими и генетическими характеристиками и видят ключ к пониманию человека в молекулярной генетике. Изучая «физический базис» личности, американский биолог В. Моттрем абсолютизирует этот «базис». В соответствии с данными генетики он указывает, что пол человека формируется хромосомным влиянием. Половые железы, в свою очередь, через их секреции в кровь оказывают существенное влияние на характер человека. Более того, смысл бытия человека он видит в половой деятельности: «пол определяет личность». Особенности физического строения отдельных личностей, по Моттрему, детерминируют также ход человеческой истории. Английский биолог Р. Докинс провозглашает универсальность эгоизма. Организм он рассматривает как «колонию генов», а основным свойством организма (или «колонии генов») считает эгоизм, выводимый из «эгоизма генов». Всё, что эволюционировано, должно быть эгоистичным. Если и есть среди организмов проявления альтруизма, то альтруизм всё равно оказывается подчиненным «эгоизму». Хотя человек и уникален среди живого в данном отношении, тем не менее и его эволюция, как и развитие всей цивилизации, направляема эгоистичным геном. Социоэтолог К. Лоренц на первый план выдвигает агрессивность человека. С его точки зрения, в генах человека, как и в генах животных, запрограммирована агрессивность. Эволюция видов выработала различные механизмы запрета, сдерживающие у животных проявление агрессивности в отношении особей одного и того же вида. Но у человека с развитием техники ликвидировано функциональное равновесие между агрессивным инстинктом и его запретительным ограничением. Современное военное дело с его безличными методами умерщвления, ведущегося с возрастающих дистанций, искореняет наше инстинктивное нежелание умерщвлять, поскольку устраняет факторы, стимулирующие запрет на убийство. В трактовке природы человека социологизаторская концепция абсолютизирует его социальную сторону, а биологизаторские концепции сводят его сущность к биологии, инстинктам, тем или иным «свойствам» генов. Человек – социобиологическое существо. Как личность, он является, бесспорно, социологическим по самой своей сути. Только что родившийся ребёнок представляет собой биологическую материальную живую систему. Он не обладает ещё мышлением и речью. Его физиологическая организация (и особенно его генетиче155 ская организация) лишь располагает возможностями при определённых условиях реализовать эту способность к мышлению и речи. К таким условиям относятся ближайшая социальная среда, в качестве которой выступают его родители, близкие родственники, общение с ними и другими людьми и т. п. Без социальных факторов не может быть человека, полноценного человека. Во всей своей дальнейшей истории жизни в человеке оказываются взаимопроникающими две стороны: биологическая и социальная. У гениальных людей есть ген шизофрении, который способствует развитию умственных способностей. Но если гений-отец не страдал душевным расстройством, то это проявилось у сына. К биологическим факторам относится ген алкоголизма, ген близорукости, склонность к подагре. Как биологический фактор, действует и интуиция. Она происходит в бессознательной сфере человеческой психики, на базе особого вещественного субстрата. Она не всегда даёт истину, а чаще всего вероятностный вывод. Она унаследована биологическим механизмом человека от его предков, от животных, от их способностей реагировать вероятностным образом на вероятностные факторы жизненной обстановки. В условиях социальной среды вероятностный характер интуиции снимается дискурсивным мышлением и практикой. А она социальна. Личность выступает как социально-природное образование. В то же время организм человека в целом биологичен, хотя и находится под постоянным социальным воздействием. Человек – особое биологическое существо, способное выжить, сохранить и защитить свою жизнь, обеспечить физическое здоровье и нормальное функционирование, за счёт того, что его жизнь протекает в специфической среде, имеющей три формы, три измерения: природа, социум и культура. Вне социокультурных форм бытия невозможен не только человеческий образ жизни, но и само выживание – функционирование человеческого организма. 4. Природа как естественная основа жизни и развития общества Понятие «природа» имеет как предельно широкое, так и более узкое толкование. В первом случае природа рассматривается как материальный мир в целом. Однако чаще понятие «природа» употребляется в более ограниченном смысле: под природой понимают всю совокупность естественных условий существования человека и общества. Естественной средой обитания человечества является природа Земли, подразделяемая на неживую (неорганическую) и живую (органическую) составляющие. Ещё в Древней Греции Фалес, Анаксимен, Анаксимандр говорили об универсальной одушевлённости матери156 ального мира (гилозоизм). В эпоху Возрождения концепция гилозоизма использовалась в качестве аргумента для обоснования единства, обладающего сознанием человека и природы. Д. Бруно утверждал, что «мировая душа» как духовная субстанция находится во всех без исключения вещах, составляя их движущее начало. В философии Нового времени обращение к гилозоизму было связано с поисками ответа на вопрос об основаниях и предпосылках становления чувствительности у живых существ и мышления, сознания у человека. Б. Спиноза признавал мышление свойством, присущим всей природе, т. е. атрибутом материи. Положение о всеобщей чувствительности материи отстаивали и некоторые представители французского материализма XVIII в. (Д. Дидро, Робинс). Приписывая всей материи способность ощущать, гилозоизм снимал принципиальное различие между неорганической и органической природой. Однако различие между живым и неживым существует и относится к наиболее фундаментальным разграничительным линиям в природе. Объекты живой природы качественно отличаются от объектов неорганической природы, имеют свою специфику. Они выделяются обменом веществ с окружающей средой (непременное условие жизни), раздражимостью (способностью всего живого активно и избирательно реагировать на воздействие извне), способностью к размножению, росту и т. д. Важной особенностью объектов живой природы является то, что они воспринимают внешние воздействия в качестве информации об окружающей среде, что обеспечивает их активность, возможность ориентации в этой среде. При этом внешние воздействия влияют на изменение состояния живой системы не прямо, не непосредственно, а опосредованно. Любое информационное воздействие, проходящее из внешнего мира, стимулирует, активизирует внутреннюю программу, заложенную в материальном субстрате системы, которая (программа) и вызывает то или иное активное поведение этой системы в окружающей среде. Ничтожное по своим вещественным или энергетическим характеристикам внешнее воздействие (например, где-то в лесу хрустнула ветка) может иметь громадное информационно-сигнальное значение для живой системы (услышав этот хруст, животное убегает). Жизнь, как способ существования белковых тел, до сих пор в таком представлении у нас существует. Имеется гипотеза о возможности жизни во Вселенной и на небелковой (кремний) органической основе. Но это пока не более чем гипотеза. Особенность Земли состоит в том, что на ней в процессе взаимодействия неорганической геосферы с энергией космического пространства возникла особая оболочка – биосфера (сфера жизни). 157 5. Исторические типы взаимодействия природы и человека В развитии производительных сил было 3 революционных переворота. I. Неолитическая революция – появление человека разумного. Он живет охотой и собирательством, рыболовством. Это период «присваивающей» экономики. Различия «стартовых» условий для разных народов на ранней стадии обусловили многообразие исторического процесса. II. Данный этап во взаимодействии природы и общества начинается ещё в первобытную эпоху и продолжался вплоть до возникновения буржуазных отношений. Исходный пункт этого этапа – возникновение земледелия и скотоводства. Осуществляется переход от присваивающей к производящей экономике. Человек активно начинает вмешиваться в природу, планировать результаты своей деятельности. Вырубаются леса, строятся ирригационные системы. Вместе с тем трудовая деятельность ещё зависима от погодных условий, почвы, рельефа местности. Занятия скотоводством были характерны для тех народов, которые жили в степных районах с резко континентальным климатом. Народы, живущие в бассейнах рек Нил, Евфрат, Инд, Ганг, Янцзы, занимались в основном земледелием. Занятия скотоводством или земледелием накладывали отпечаток на образ жизни людей (кочевой или оседлый), традиции, нравы, обычаи. Влияние природы на человека, таким образом, уже опосредуется общественными структурами, средствами производства. Человек начинает оказывать разрушительное воздействие на природу – он оставляет за собой вытоптанные пастбища, выжженные леса, перенося свою деятельность на другие территории. Засоление почв в долине Тигра и Евфрата было результатом ирригационных работ. В свою очередь, ухудшение качества почвы привело к упадку народа, населявшего эти территории. Однако влияние человека на природу на ранних стадиях носило ещё локальных характер, не было глобальным. Особенно наглядно переплетение социальных и природных факторов можно проследить на примере возникновения войн. В греческих полисах каждый член общины обязан был иметь земельный надел. Территория же греческих городов-государств была весьма ограниченна. Население росло, отсюда необходимость войн, захвата новых земель. Рост населения кочевых народов также толкал к захвату новых земель; именно демографический фактор, как считают, был одной из причин переселения народов. Уже на втором этапе взаимодействия общества и природы в этом процессе складываются противоречивые тенденции, которые выразились в возникновении двух типов обществ – традиционных и техногенных. 158 Для традиционных обществ характерны медленные изменения производственной сферы, воспроизводящий (а не инновационный) тип производства, устойчивость традиций, привычек, образа жизни, незыблемость социальной структуры. К этому типу обществ относятся Древний Египет, Индия, мусульманский Восток. Духовные ориентиры предполагают родственность природного и социального, невмешательство в природные процессы. Мироотношение, сформировавшееся в рамках традиционных обществ, сохранилось и до наших дней, переплетаясь с иным типом взаимоотношений общества и природы, носителем которого является техногенное общество. Расцвета техногенный тип общества достигает на третьем этапе взаимодействия природы и общества, который начинается с промышленной революции XVIII в. в Англии. III. Промышленная революция. Но принципы взаимоотношений общества и природы, характерные для техногенного общества, начали складываться гораздо раньше. Признание сверхприродной сущности человека в христианстве позволило говорить о возможности подчинения природы человеку. В христианстве зарождается и развивается идея непрерывного прогресса, совершенствования как принципа человеческой деятельности. Идея о преобразующей, конструирующей силе человеческой деятельности, аналогичной божественной творческой силе, развивалась в эпоху Ренессанса. Наконец, Декартово учение о двух субстанциях – мыслящей и протяжённой – вело к упрочнению взгляда на всё природное лишь как на объект человеческой активности. Техногенная цивилизация базируется на принципе активного отношения человека к миру. Внешний мир, природа рассматривается лишь как арена деятельности человека, не имеющая самостоятельной ценности. В свою очередь природа понимается как бездонная кладовая, чудесным образом созданная для человека, доступная его пониманию. Деятельность человека обеспечивает и обладание продуктами его труда – преобразованными элементами природы, и право распоряжаться ими по своему усмотрению. Человек становится господином природы, и власть его в перспективе должна расширяться. Сама преобразующая человеческая деятельность базируется на рациональном взгляде на мир. Не магия, но наука, разлагающая природу на части, является основой её преобразования. В нашей стране в «борьбу с природой» в известный период включились даже писатели. Так М. Горький призывал новых советских поэтов прекратить прославление природы. Жажда новизны, постоянные нарушения равновесия между обществом и природой, «улучшение», «расширение», «углубление», «ускорение» воздействия на окружающую среду, понимание покорения природы как прогресса также характерно для техногенной цивилизации. 159 IV этап взаимоотношений общества и природы, начавшийся в XX в., знаменует попытку преодолеть противопоставление человека и общества природе, создать новую, невиданную доселе гармонию между ними, согласовать «стратегию природы» и «стратегию человека». Колоссальные возможности открываются в деле совершенствования отношений общества и природы, в возникающем на наших глазах так называемом «информационном обществе». Например, разрушается казавшаяся столь прочной связь между местом жительства и местом работы человека. Электронные средства коммуникации позволяют работнику избавится от ежедневных поездок на работу, а работодателю – избавиться от затрат на коллективную организацию труда. Существенно новые возможности открываются и для создания новых стратегий образования. Город, источник загрязнения окружающей среды, может вообще исчезнуть. В XX в. намечается переход от физических моделей мира к биологическим. Мир – организм, а не механизм. Для биологически сформированного сознания мир предстаёт как информационно ориентированный, целостный, способный к адаптации. Биотехнологии делают возможным избавление человека от болезней, обеспечивают защиту растений, становятся основой «зелёной» революции, в результате которой, возможно, будет решена проблема продовольствия. Вместе с тем успехи биологии порождают проблемы, перед которыми в растерянности останавливается человек, привыкший мыслить образами техногенного общества: как определить границы естественного и искусственного. 6. Среда обитания человека Человек природен в силу своего физико-биологического содержания. Он надприроден поскольку вырабатывает сложные формы психической и социальной жизни. Человек всегда находится и находился в некотором соотношении с природой, которое он определённым образом интерпретирует. Благодаря наиболее высокому уровню организации человека, которого он достиг как биосоциальное существо, его взаимоотношения со средой обитания имеют существенные особенности. Человек как экологический фактор в отличие от животных не только пользуется природными ресурсами, но, действуя на неё целенаправленно и осознанно, господствует над ней, адаптируя условия к своим потребностям. Это достигается благодаря тому, что человек в отличие от растений и животных, использующих для своих потребностей энергию Солнца или органического вещества, накопленного в процессе фотосинтеза, применяет различные источники энергии, в 160 том числе недоступные другим живым организмам: энергию ископаемого топлива, водных потоков, атомную и термоядерную. Энерговооружённость и техническая оснащенность человека неуклонно растут, и это позволяет ему заселять самые разнообразные условия обитания и снимает естественные барьеры ограничения численности человеческих популяций. Человечество представляет собой единственный на земле вид, всесветно обитающий, что превращает его в экологический фактор с глобальным распространением влияния. Благодаря воздействию на все главные компоненты биосферы, влияние человечества достигает самых отдаленных экологических зон планеты. Он имеет творческий, активный характер деятельности. Энергия, которой манипулируют люди, обращается ими на изменение среды обитания. Экологический оптимизм существования человека на основе его биологических механизмов ограничен, и возможность широкого расселения достигается не путём изменения людьми их собственной биологии, а путём создания очеловеченной среды. Созданием вокруг себя искусственной среды обусловливается также и специфика человека как объекта действия экологических факторов. Это действие всегда опосредовано результатами производственной деятельности людей. Естественные экосистемы вытесняются антропогенными экосистемами, абсолютно доминирующим экологическим фактором которых является человек. Среда обитания человека включает биоприродный и социокультурный компоненты, или естественную и искусственную среду, у них человек представлен как социальное существо. Факторы естественной и искусственной среды оказывают на человека постоянное влияние. Результаты действия природных факторов, различающихся в разных районах обитаемой части планеты, на протяжении истории человечества проявляются в настоящее время в экологической дифференциации населения Земли, подразделений его на расы и адаптивные типы. Социальные факторы обуславливают образование и закономерную смену хозяйственно-культурных типов сообществ людей. Они представляют собой комплекс хозяйства и культуры, характеризующий народы, которые различаются по происхождению, но обитают в сходных природно-ресурсных условиях и находятся на одинаковом социально-экономическом уровне. В настоящее время на планете сосуществуют различные по времени возникновения, производительности труда, благосостоянию и демографическим показателям населения хозяйственно-культурные типы сообществ людей. В ограниченном числе сохраняется «присваивающий» тип с преобладанием экономической роли охоты, рыболовства, собирательства (пигмеи-охотники на территории Заира, племена аэта, кубу в лесах Юго-Восточной Азии, отдельные группы индейцев в Амазонии). Достаточно широко представлены хозяйственно-культурные типы, 161 экономическую основу которых составляют ручное (мотыжное) или плужное (пашенное) земледелие и скотоводство. В связи с НТР в промышленно развитых странах сложились хозяйственно-культурные типы с высокоразвитым товарным земледелием и животноводством. Формирование хозяйственно-культурных типов зависит от естественной среды обитания людей. Эта зависимость была наиболее сильна на ранних стадиях развития человеческого общества. Однако уже тогда, и особенно в более поздние периоды развития человечества, зависимость формирования хозяйственно-культурных типов от природных условий опосредовалась уровнем социальноэкономического развития народа. На всех этапах истории общество активно приспосабливает природу к собственным нуждам. Инструментом такого приспособления, связывающим звеном между естественной и очеловеченной средой, служит трудовая деятельность людей, в процессе которой человек создает хозяйственную и культурную среду, от которой зависят образ жизни, показатели здоровья, структура заболеваемости. Среда обитания человека представляет собой переплетение взаимодействующих естественных и антропогенных экологических факторов, набор которых различается в разных природно-географических и экономических регионах планеты. В таких условиях необходим единый интегральный критерий качества среды с точки зрения её природности для обитания человека. Согласно Уставу Всемирной организации здравоохранения (1968) этим критерием служит состояние здоровья населения. А здоровье – это показатель полного физического и душевного благополучия. Главная линия развития экологии человека в настоящее время нацелена на решение проблем управления средой, выработку путей рационального природопользования, оптимизации условий жизни людей в различных антропологических системах. 7.Природа как основа жизнедеятельности человека Поиск разумного баланса в отношениях человека и природы невозможен без уяснения соотношения, в котором сегодня реально находится природа и общество, а также веса каждой из этих составляющих. Несмотря на всю свою сегодняшнюю мощь и независимость, человечество является составной частью и продолжением эволюции природы. С нею общество неразрывно связано и не в состоянии существовать и развиваться вне природы, прежде всего – без окружающей человека среды. Влияние природной среды на жизнь общества особенно наглядно выражено в сфере производства. Все материальное производство, позволившее человеку выделиться из природы, базируется исключи162 тельно на том, что дает природа. Полезные ископаемые, источники энергии, продукты труда – все это взято человеком из природы. В процессе производства природа используется человеком как предмет труда, объект его преобразовательной деятельности в интересах общества. Природные богатства (в первую очередь полезные ископаемые) служат естественной основой материального производства и жизни общества. Выйдя из природы, человечество уже не в состоянии существовать без продуктов труда, полученных в результате материального производства, «очеловечивания природы». Поэтому природа – это естественная основа жизнедеятельности человека и общества в целом. Вне природы человек не существует и существовать не может. Даже в космосе, на космических орбитальных станциях люди пользуются переработанными благами природы. В свою очередь природа и космос в целом могут существовать без человека, обходиться без его присутствия и деятельности, так происходило многие миллиарды лет. Осмысление такой взаимосвязи, первопричины, зависимости общества от природы – насущная необходимость. Зависимость материального производства и жизни общества от природы в свою очередь накладывает определенные ограничения на деятельность человека. Они касаются, прежде всего, разумного, рационального воздействия общества на природу в процессе жизнедеятельности. Неотъемлемым здесь должен стать принцип: «не навреди!». 8. О единстве человека и природы По мере развития общества его непосредственная зависимость от природы уменьшается, а опосредованная – усиливается. Познавая законы природы человек усиливает свою власть над природой, но поэтому же усиливается и расширяется контакт человека с природой, расширение рамок географической среды обитания, ускорение некоторых природных процессов, накапливание новых свойств, всё более отдаляющих её от девственного состояния. Но и географическая среда оказывает немаловажное влияние на развитие общества. Есть необратимый революционный процесс развития биосферы. Она сложилась как динамическая, внутренне дифференцированная равновесная система. Вопросы взаимодействия человека и природы невозможно анализировать, не раскрыв такие понятия, как «географическая среда», «окружающая среда», «биосфера» и «ноосфера», а также их соотношения. Географическая среда – растительный и животный мир, вода, почва. Атмосфера Земли есть та часть природы, которая вовлечена в сферу жизни общества, прежде всего в производственный процесс. 163 Она оказывает существенное влияние на самые различные стороны жизни общества и, прежде всего, на развитие материального производства. Влияние конкретной географической среды (благоприятной или нет) на историческое развитие того или иного народа неоспоримо (например, количество времени на производство сельхозпродуктов). Такое различие было особенно чувствительным на ранних ступенях развитиях общества, когда преобразование предметов природы составляло весьма незначительный процент по сравнению с их непосредственным использованием в готовом виде. Именно поэтому древние цивилизации возникли первоначально у народов южных стран – на берегах Нила, Евфрата, Тигра, Ганга, Инда и т. д., а не у народов Севера. Например, климат Древнего Египта в большей мере благоприятствовал первоначальному развитию там общественной жизни, чем климат Скандинавии, ибо требовал меньших затрат труда на изготовление жилищ и одежды, производство продуктов. Однако лучшие природные условия южных стран обеспечивали эти преимущества главным образом на ранних ступенях развития человечества. В дальнейшем же, наоборот, положительная роль благоприятных природных условий превратилась здесь в своеобразный тормоз. Будучи комфортными, они не стимулировали у южных народов сверхусилий для общественного развития. Слишком расточительная природа ведёт человека как ребенка на помочах. Она не делает его собственное развитие естественной необходимостью. Неслучайно, что прежде активная история народов южных регионов как бы замораживается в средние века. История показала более быстрое развитие стран умеренного климата. Не область тропического климата с его могучей растительностью, а умеренный пояс был родиной капитализма. Не абсолютное плодородие почвы, а её диференцированность, разнообразие её естественных продуктов составляет естественную основу общественного разделения труда, благодаря смене тех естественных условий, в которых приходится жить человеку, происходит умножение его собственных потребностей, способностей, средств и способов труда. Именно разнообразие природных условий в естественных границах является наиболее благоприятным фактором общественного развития. Большое значение в жизни человеческого общества играет окружающая среда. Это более широкое понятие, чем географическая среда. Она включает в себя, помимо поверхности Земли и её недр, также часть Солнечной системы, попадаемой или могущей попасть в сферу деятельности человека. В структуре окружающей среды выде164 ляют две важнейшие составляющие: естественную и искусственную среды обитания. Под естественной средой обитания подразумевают живую и неживую части природы - геосферу и биосферу. Биосфера есть сфера действия всего живого. Она включает в себя как сами живые организмы, так и сферу их обитания (верхняя часть земной коры, вода, атмосфера). За время своего существования и развития биосфера произвела огромные изменения не только в преобразовании поверхности Земли, но и в самой структуре планеты. Она также тесно связанна с космосом. Изучению теории биосферы, её влиянию на общество и природу много внимания уделил великий русский учёный В.И. Вернадский (1863-1945). Положительные для человека моменты освоения и преобразования естественных природных источников и богатств, составных частей естественной среды обитания неоспоримы. Это прежде всего рост материальных и духовных ценностей общества, более высокий уровень жизни. И всё это было взято человеком у природы – непосредственно или в преобразованном виде. В этом также отчетливо проявляется значение природы в жизни человека как основы его жизнедеятельности. Но человек перестал бы быть разумным существом, если бы не мог создавать и нечто своё, то, чего нет в природе. Искусственная среда обитания – это всё то, что создано самим человеком: самые разнообразные предметы, а также выведенные им в результате селекции и одомашнивания животные и растения. С развитием общества роль и значение для человека искусственной среды обитания непрерывно возрастают. Однако динамика роста объёмов искусственной среды обитания, её влияния на окружающую природу не могут не беспокоить сегодня. Объём техномассы (вес всего созданного человеком за год) уже на порядок превышает биомассу (вес всех живых организмов). Огромное, всё увеличивающееся влияние общества и человека на природу получило своё отражение в учении В.И. Вернадского о ноосфере. Им осмысливались возможности человеческого разума в глобальном преобразовании мира, перспективы влияния человека на природу, необходимость скорейшей гармонизации их взаимоотношений. При существующих различных подходах в определении данного понятия можно сказать, что ноосфера означает новый этап существования биосферы и всей планеты в целом, когда сознательная деятельность человека, разума становится решающим фактором не только эволюции биосферы, но одновременно и её сохранения. При этом общество выходит на уровень сознательного регулирования стихийного, слабо контролируемого ранее, развития производительных сил, неадекватного вмешательства в природу. На этапе ноосферы потребности общества должны быть соизмеримы с возможностями геосферы и 165 биосферы. Биосфера и цивилизации должны представлять собой не разнородные противоречивые части, а составляющие единого целого, одного организма, дополняющие и помогающие друг другу. 9. Демографический фактор Народонаселение представляет собой совокупность людей, проживающих в пределах определённых территорий: части страны, всей страны, групп стран всего мира. Население стран вместе с географической средой и способом производства материальных благ определяет возможности развития общества. При этом для нормального развития производства и общества в целом, освоения природных богатств необходим определённый минимум народонаселения. Напротив, переизбыток населения может негативно сказываться на материальной жизни общества и даже привести к социальным конфликтам и взрывам, губительно отражаться на окружающей среде. Некоторые философы, социологи и экономисты пытались в росте народонаселения найти ключ к пониманию движущих сил развития общества. Так, родоначальник английской политэкономии, автор трудовой теории стоимости У. Петти (1623-1687) подчёркивал, что основой всех богатств является труд, сфера производства рассматривается им как важное условие развития общества, освоения природы. Теории, считавшие рост народонаселения главной силой общественного развития, выражали в своё время идеологию нарождающейся буржуазии в её борьбе против производительных сословий дворянства и духовенства. В ту эпоху подобные идеи в определённой степени имели прогрессивное значение. Буржуазия, стремившаяся к власти в обществе, обвиняла земельную аристократию в том, что она довела население до нищеты. Идеологи же земельной аристократии, чтобы оправдать господство землевладельцев, старались в свою очередь доказать, что в нищете повинны сами массы. В результате в социологии появилось мальтузианство – школа, считавшая главным злом, приводящим к нищете, ко всяким бедствиям и лишениям, излишний рост народонаселения. Эту точку зрения активно отстаивал английский экономист и священник Т.Р. Мальтус (1766-1834). В своём труде «Опыт о законе народонаселения» (1798), основанном на данных статистики, полученных американцем Б. Франклином, он утверждал, что причина бедственного положения народа, в том числе безработица, есть результат переизбытка населения. Всё дело в открытом им «естественном законе народонаселения», согласно которому рост народонаселения увеличивается в геометрической прогрессии, а производство продуктов питания – лишь в арифметической. Если не сдерживать рост населения, то в будущем произойдет катастрофа. Т. Мальтус видел выход в принудительном 166 регулировании народонаселения (войны, эпидемии, голод, принудительно непосильный труд, воздержание от брака). Последователи Т. Мальтуса, сторонники неомальтузианства (Г. Бутуль, Н. Чемберлен, У. Фогт и др.) считают главной причиной отсталости слаборазвитых стран (Азия, Африка, Латинская Америка) слишком быстрый рост их народонаселения. И в этих рассуждениях есть определённый резон. Современная демографическая ситуация в различных регионах и странах крайне пестрая. 70% населения сосредоточено на 7% суши. На Юге планеты наблюдается стремительный рост народонаселения. Так, население Африки, Азии, Латинской Америки практически удваивается за каждые 25 лет. На Севере (в Европе) наблюдается обратная картина – постоянство или даже снижение роста рождаемости (например, с начала 1990-х гг. население России уменьшается ежегодно на 1 млн. человек). Население Земли на протяжении всей своей истории увеличивается всё более ускоренными темпами. Если в I в. н. э. население составляло 300 млн. чел., то в 1965 г. оно достигло 3 млрд. 280 млн. чел. Всего за 30 лет, к 1995 г. землян стало уже более 5 млрд. чел. В течение ХХ в. население более чем утроилось и составляет ныне более 6 млрд. чел. Допустимый, разумный предел населения Земли (10-12 млрд. чел.) может быть достигнут уже к середине ХХI в. Необходимо сдерживание роста семьи (2-3 чел.), повышение уровня занятости и культуры. Это благоприятно отразится на взаимоотношениях общества и природы. 167 Тема 11. Человек, общество и экология 1. Противоречия во взаимоотношениях природы и общества Во взаимоотношениях природы и общества неизбежны противоречия. История совместного существования человека и природы представляет собой единство двух тенденций: 1. С развитием общества, и особенно его производительных сил, постоянно и стремительно расширяется господство человека над природой. Сегодня это проявляется в планетарном масштабе; 2. Одновременно постоянно растёт уровень противоречий, дисгармония отношений между человеком и природой. Несмотря на всё бесчисленное многообразие своих составных частей, природа есть единое целое. В силу данного обстоятельства направленное воздействие общества на отдельные части природы, даже независимо от воли людей, оказывает одновременное опосредованное воздействие и на другие её участки. Игнорирование человеком целостного, диалектического характера природы часто приводит к отрицательным последствиям как для природы, так и для общества. Природа нам мстит. (Обмелевшие после вырубки лесов, реки, засолённые в результате неграмотного орошения и непригодные для земледелия поля, высохшие моря, исчезнувшие виды флоры и фауны и т. д.) Особенно высокоразвитые производительные силы бесцеремонно вмешиваются в природу. Для снятия напряжения необходима забота о природе и гармония с ней. В тот период, когда философия только сформировалась и претендовала на замену в полном объёме ценостно-культурных функций, которые выполняла мифология, её экологическая роль была скорее позитивной. В числе предшественников в экологической философии можно назвать пифагорейцев, которые были вегетарианцами и соблюдали «запрет уничтожать любое живое существо и множество ограничений, чтобы не совершать никакого насилия и сохранить помыслы человека чистыми». Прекрасно выразил объединительную роль Платон. Он первый дал определение прекрасного, в него входит и похвальное, и разумное, и полезное, и уместное, и пригожее, а объединяет их согласие с природой и следование природе. В свою очередь, по Цицерону, «всякий, желающий жить в согласии с природой, должен брать за исходное всё мироздание и его управление». 168 Древнегреческие философы понимали, что потребности людей могут расти бесконечно, а возможности их удовлетворения всегда ограничены. Поэтому они считали мудрым ограничение потребностей. «Чем меньше человеку нужно, тем ближе он к богам.» Эту начатую Сократом линию продолжили киники. Услышав, как кто-то сказал, что высшее благо иметь всё, чего желаешь, Менедем возразил: «Нет, гораздо выше желать того, что тебе и в правду нужно». И противники киников, киренаики, считали, что лучшая доля не в том, чтобы воздерживаться от наслаждений, а в том, чтобы властвовать над ними, не подчиняясь им. «Преимущество мудреца не столько в выборе благ, сколько в избегании зол», - заключали гегесианцы. Последнюю точку в этом поставил Эпикур классификацией желаний на естественные необходимые, естественные не необходимые и неестественные. В средние века экологическое значение философии не выходило за рамки христианского отношения к природе, и только в эпоху Возрождения философия попыталась вновь выйти на первые роли и стать самостоятельной отраслью общественного сознания. Было ли направление господства над природой единственным в Новое время? Нет. Ему противостоял пессимизм Б. Паскаля с его оригинальным взглядом на взаимоотношения человека и природы: подчинение человека природе. Но господствующей оказалась ориентация новоевропейского мышления на господство над природой. Представитель франкфуртской школы «негативной диалектики» Т. Адорно писал в «Диалектике Просвещения», что с переходом мифа в знание, а природы – в чистую объективность, люди платят за возрастание своего могущества отчуждением от того, на чём они это могущество осуществляют, - от природы. 2. Глобальные проблемы современной экологии Необходимо коренное преобразование взаимоотношений природы и общества для спасения человечества. Усиливается антропоцентризм. Необходимо чётко соизмерять свои возможности по отношению к природе. Еще в 1968 г. в Париже ЮНЕСКО совместно с Международным биологическим союзом организовало конференцию, где было принято решение об осуществлении долговременной программы «Человек и биосфера». С 1970 г. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) занялась проблемами загрязнения атмосферы. В мире создано 5 исследовательских центров и 20 лабораторий. В 1968 г. А. Печчеи был создан 169 Римский клуб, объединивший около 50 учёных. В основе кризиса человечества он видел социальные причины, что Земля исчерпаема. В 1972 г. в Стокгольме состоялась 1-я международная конференция ООН по проблемам окружающей среды, после которой прошли другие международные конференции. Эпохальной стала конференция ООН по окружающей среде и развитию в 1992 г. в Рио-де-Жанейро, на которой было принято 27 принципов устойчивого развития: а) парниковый эффект; б) озоновый слой; в) фреоны, углекислый газ; г) вырубка лесов (особенно тропических); д) экологическая безграмотность населения и т. д. Экологические кризисы на земле были многократно. 1-й кризис – появление кислорода и вымирание бескислородных форм. Современный кризис вызван человеком: - добыча полезных ископаемых; - геологические процессы, активизированные неразумной человеческой деятельностью (инженерно-геологические). Есть предел воздействия на атмосферу: - инженерные воздействия; - сельскохозяйственного освоения; - горно-технического вторжения вглубь земли; - военного; - строительного. Заметно влияет на природное равновесие нарушение геологического строения земли из-за строительства асфальтовых покрытий, автомобильных и железных дорог, искусственные водохранилища, каналы, газохранилища и другие искусственные пустоты, вызывающие землетрясения, искусственные насыпные грунты и т. д. 3. Общая экология Существует взаимовлияние организмов и среды. Экологические закономерности проявляются на уровне особи, популяций особей, биоценоза, биогеоценоза. По мере роста населения и технической вооруженности человечества удельный вес антропогенных экологических факторов неуклонно возрастает. Есть первичные периодические экологические факторы на ранних стадиях эволюции (это температура, изменение положения Земли по отношению к Солнцу). Благодаря им в эволюции возникла суточ170 ная, сезонная, годичная периодичность многих биологических процессов. Непериодические факторы действуют на организм или популяцию эпизодически, внезапно (извержение вулкана, нападение хищника, наводнение). Благодаря многообразию экологических факторов наблюдается закономерное расселение видов по планете. Колебания интенсивности их действия проявляются в исчезновении некоторых видов с определённых территорий, изменении плотности популяций, показателей рождаемости, смертности. Любая особь, популяция, сообщество испытывают одновременное воздействие многих факторов, но лишь некоторые из них являются жизненно важными. Такие факторы называют лимитирующими, их отсутствие или наличие в концентрации ниже и выше критических уровней делает возможным освоение среды организмами определённого вида. Благодаря наличию лимитирующих экологических факторов для каждого биологического вида существуют оптимум и пределы выносливости. 4. Современная концепция экологии Термин «экология» (греч. «ойкос» - жилище, местообитание, ойкумена) предложил Э. Геккель. Она изучает местопребывание живых существ, их взаимоотношения с окружающей средой. Область её интересов касается уровней живого, промежуточных между организменным и глобальным. Делится: 1) на биологическую экологию (аутоэкология и синэкология); 2) социальную экологию. Аутоэкология – это та экологическая ниша, которая является местообитанием популяции. Это совокупность условий, необходимых для существования популяции. Именно она определяет положение вида в цепях питания. В зависимости от характера питания строится пирамида питания, состоящая из нескольких трофических уровней. Автотрофический уровень, называемый зелёным поясом, занимают растения, содержащие хлорофилл и перерабатывающие солнечную энергию и простые неорганические вещества в сложные органические соединения. На более высоком гетеротрофном уровне находятся организмы, использующие в пищу биомассу растений. Ещё выше располагаются гетеротрофы второго порядка, которые питаются гетеротрофами первого порядка (травоядными животными). Гетеротрофные организмы делятся: - на биофагов, поедающих живые организмы; 171 сапрофагов, питающихся мёртвыми тканями. Пирамида питания связана с постоянным взаимодействием автотрофных и гетеротрофных организмов, которое приводит к круговороту веществ в природе. Автотрофные процессы наиболее тесно протекают на зелёном ярусе системы, где более доступен солнечный свет, на нижнем ярусе успешно идут гетеротрофные процессы. Экология показала, что живой мир является единой системой, связанной различными видами питания и другими взаимоотношениями. В случае гибели даже небольшой части системы может погибнуть и всё остальное. Границы системы определяются рамками передачи внутрисистемной информации. Чем больше трофических уровней и чем они разнообразнее, тем устойчивее биосфера. В живой природе большую роль играет принцип равновесия. Естественное равновесие существует между организмом и окружающей его неживой средой, когда множество отдельных равновесий поддерживают общее равновесие в природе. Равновесие в живой природе является динамичным, а его отклонения представляют колебания вокруг точки устойчивости. Если положение точки устойчивости не меняется, то такое состояние называется гомеостазом. Гомеостаз – это механизм, с помощью которого живой организм поддерживает параметры своей внутренней среды, противодействуя внешним воздействиям, и обеспечивает себе нормальную жизнь. При переходе от одного равновесного состояния в другое экосистемам необходим период эволюционного приспособления к условиям среды, который называется адаптацией. Только по истечении этого периода устанавливается надёжный гомеостатический контроль. Различают адаптации: - структурную, - физиологическую, - поведенческую. Экосистема является открытой системой, она взаимодействует со своим окружением и влияет на него. Постоянное и непрерывное взаимодействие со средой поддерживает жизненные процессы в любой экосистеме. В результате такого взаимодействия осуществляется постоянный обмен энергией и веществом между экосистемой и средой. Этот обмен проявляется в условии абиотических (неорганических) факторов среды (солнечной энергии, воды, минеральных веществ и т. п.) и биотических (органических) факторов посредством пищевых связей, которые существуют между различными системами. Чтобы выжить и развиваться, экосистемы должны соответственно регулировать свою деятельность и быть управляемыми, что требует установления соответствующих информационных связей между различными элементами системы. 172 Есть 4 основных типа экосистем в зависимости от вида используемой энергии: 1. Природные экосистемы, полностью зависящие от солнечного излучения. Такие системы не в состоянии поддерживать высокую плотность населения, хотя и занимают большие площади земной поверхности и являются важными для сохранения экологических условий на планете. 2. Природные экосистемы прибрежных участков морей и океанов, больших озёр, тропических лесов и других, которые кроме солнечного излучения используют энергию морских прибоев, приливов, течений, дождей, ветра и других источников. 3. Смешанные экосистемы естественного и искусственного характера, которые впервые возникли в сельском хозяйстве. В смешанных экосистемах кроме солнечного излучения используется энергия ископаемого топлива. 4. Современные городские индустриальные экосистемы, использующие главным образом энергию горючих ископаемых (нефти, угля, газа) и атомную энергию распада радиоактивных веществ. Социальная экология – анализирует роль промышленности, транспорта, оружия массового поражения, стихийной деятельности людей, загрязнения атмосферы, земли, воды. За 50 лет уничтожено 60% лесов. Произошло уничтожение озонового слоя. В новых условиях необходима организация научного управления природопреобразующей деятельностью. Нужно радикальное изменение сознания людей, их нравственности с соблюдением обществом законов экологии в процессах природопользования. Следует выделить основные законы биологической экологии: - «закон минимума», в котором утверждается, что развитие ограничивают лишь те факторы, которые имеются в недостаточном количестве; - «закон толерантности» - избыток какого-либо фактора (тепла, света, воды) также может ограничивать распространение данного биологического вида; - «принцип Олли» - недонаселенность или перенаселённость могут оказывать лимитирующее влияние; - «принцип конкурентного исключения» - два биологических вида, занимающих одну нишу, не могут сосуществовать в одном месте неограниченно долго; - чем больше число трофических уровней, тем выше энергопотери в системе; - существует принцип гетеротрофной утилизации продуктов автотрофного метаболизма. 173 По этому поводу не лишним будет обратить внимание на выводы В.И. Вернадского: - каждый организм может существовать только при условии постоянной тесной связи со средой (с другими организмами и неживой природой); - жизнь, распространяясь по планете, произвела на ней глобальные изменения. Живые организмы совершенствовались в процессе эволюции и всё шире распространялись по планете, стимулируя распределение энергии и веществ; - размеры популяции возрастают до тех пор, пока среда может выдержать их дальнейшее увеличение, после чего достигается равновесие. 5. Естественные науки и экология «Экосистема» (А. Шенсли, 1935) слагается из всех организмов, обитающих в данной местности и зависящих друг от друга в различных отношениях, и из окружающей эти элементы физической и химической среды. Выделение в ландшафте различных экосистем осуществляется достаточно произвольно. Четкие границы встречаются редко между ними. Процессы в одной экосистеме неизбежно затрагивают другую. Все экосистемы взаимосвязаны и образуют в своей совокупности единое целое – биосферу. Важной разновидностью экосистем можно считать экосистему человека, под которой понимаются отдельные люди вместе со своими культурными растениями и домашними животными. Каждый организм может жить, только взаимодействуя со своим окружением в рамках экосистемы. Устойчивые экосистемы – основное условие устойчивости жизни на Земле. В каждой экосистеме выделяют два основных компонента: организмы и факторы окружающей их неживой среды. Первые, то есть организмы, или совокупность организмоврастений, животных, микробов называют биотой экосистемы. Есть три принципа функционирования экосистем. (Н.Ф. Реймерс): 1. Получение ресурсов и избавление от отходов осуществляется в рамках круговорота всех элементов. 2. Экосистемы существуют за счёт не загрязняющей среду и практически вечной солнечной энергии, количество которой относительно постоянно в пределах экосистем и избыточно. 3. Чем больше биомасса популяции, тем ниже должен быть занимаемый ею трофический уровень. В природе существует совместно два типа процессов: 1. Экологическое равновесие и закономерное изменение среды. 174 2. Экологическое равновесие организмов во времени. Н.В. Тимофеев – Ресовский разделил экосистемы на типы: - биотропные, - недотропные, - гидротропные, - эквитропные. В основе этого разделения лежат различия в накопительных способностях биомассы, содержащихся в почвах и т. д. Биомасса является мощным накопителем многих элементов, и именно этим объясняется интенсивность миграции элементов и условия ускорения и замедления этой миграции. Понятие «экосистема» и «адаптация» тесно связаны между собой. Они ориентированы на совместное рассмотрение понятий «система», «среда», их влияние друг на друга. Экологическое равновесие обеспечивает в природе устойчивость существования совокупности животных, растительных организмов и человека. В основе экологического равновесия лежит относительное постоянство круговорота веществ в каждой конкретной экосистеме. Простые системы экологически нестабильны, но разнообразие – залог стабильности. Основным условием, определяющим жизнеспособность вида, является его способность устанавливать и поддерживать равновесие с другими видами в пределах экосистемы. А человечество ещё не имеет промежуточного равновесия и не достигло собственного популяционного равновесия, которое можно считать исходным для построения остальных равновесий. - Правило В. Шелфорда – процветание популяции зависит от комплекса экологических факторов, каждому из которых соответствует определённый диапазон выносливости (толерантности). - Закон Ю. Либиха – вещество, имеющееся в минимальном объёме, определяет урожай, а также величину и устойчивость последнего во времени. - Правило А. Минерлиха – продуктивность биологической системы определяется всей совокупностью действующих экологических факторов. Особенно опасной является неразумно организованная энергетика. - Р. Вильямс – солнечная радиация вызывает на Земле два вида круговорота веществ: геологический и биологический. Следовательно, все циклические взаимодействия систем с окружающей средой вовлечены в эти планетарные циклы. 6. Экология человека Это взаимодействие человека со средой. В этой проблеме сходятся социологические, философские, географические, естественно175 научные, медико-биологические проблемы. Экология человека изучает закономерности возникновения, существования, развития антропоэкологических систем, которые представляют собой сообщество людей, находящихся в динамической взаимосвязи со средой и удовлетворяющих благодаря этому свои потребности. Размеры таких систем различны в зависимости от численности и характера организации человеческих популяций. Это могут быть изоляты, демы, нации, наднациональные ассоциации, различающиеся по способу производства, укладу жизни, человечество в целом. Большое значение в определении размера антропоэкологической системы имеют природные условия. Наиболее многочисленные современные популяции, объединяющие более 80% человечества на 44% суши проживают в области тропических лесов и саванн, а также в зоне умеренного пояса с кустарниковой растительностью или смешанными лесами. Засушливые земли и зона пустынь, на которые приходится 18% суши, являются местом обитания 4% населения. Главной отличительной чертой антропоэкологических систем по сравнению с природными экосистемами служит наличие в их составе человеческих сообществ, которым в развитии всей системы принадлежит доминирующая роль. Сообщества людей различаются по способу производства материальных ценностей и структуре социально-экономических отношений, от чего зависит способ организации труда, объём и способ распределения производимой продукции между членами сообщества. Активностью сообществ людей на занимаемой территории определяется уровень воздействия их на окружающую среду. Развивающиеся сообщества (в период индустриализации) характеризуются, наряду с ростом численности населения, увеличением потребностей его в продуктах питания, сырья, водных ресурсах, размещении отходов. Это повышает нагрузку на природную среду, интенсифицирует использование биотических и абиотических факторов. В процессе существования антропоэкологических систем взаимодействие людей и природной среды осуществляется по двум главным направлениям: 1) происходит изменение биологических и социальных показателей отдельных индивидуумов и сообщества в целом, направленные на удовлетворение требований человеку средой; 2) осуществляется перестройка самой среды для удовлетворений требований человека. На протяжении истории человечества соотношение этих изменений сдвигалось в сторону преобладающей роли второго направления. Естественная среда, в которой зарождалось человечество, в результате перехода к культурному земледелию и скотоводству уступило место частично очеловеченной среде сельских жителей. С возникновением городов современного типа произошёл переход к существо176 ванию сообществ людей в полностью очеловеченной среде, границы распространения которой неуклонно расширяются. Общим результатом биологических и социальных процессов в антропоэкологических системах служит индивидуальная и групповая приспособленность человеческих сообществ к жизни в средах обитания, различающихся по природным условиям, формам хозяйствования и культуры. Особенность такой приспособленности к среде популяций любых других живых организмов состоит в том, что человек адаптируется к условиям жизни не только физически, но, прежде всего, экономически, технически, эмоционально. Различные стороны и направления индивидуальной и групповой адаптации человека, вся совокупность условий жизни и экологических связей людей является предметом изучения экологии человека. 7. Человек как объект действия экологических факторов Благодаря биосоциальной природе человека, адаптации его к условиям обитания имеют отчасти биологическую, но главным образом – социальную природу. В настоящее время преобладающее значение для освоения человеком новых сред обитания и создания лучших условий жизни в уже освоенных средах имеют социальногигиенические мероприятия, результатом которых служит совершенствование средств и систем жизнеобеспечения, достижение состояния комфорта в местах обитаниях людей. Адаптации создаются по отношению к факторам как природной, так и искусственной среды, поэтому они носят не только экологический, но и социальноэкономический характер. Каждый человек представляет собой индивидуальность, поэтому экологические и социально-экономические адаптации дополняются психологическими. Индивидуальные и групповые адаптации человека, в отличие от биологической адаптации животных и растений, обеспечивают наряду с выживанием и воспроизведением потомства выполнение им социальной функции, важнейшей из которой является труд. Социально-гигиенические мероприятия, направленные на оптимизацию условий жизни и производственной деятельности, включают устройство жилища и других помещений, конструкцию одежды, организацию питания и водоснабжения, рациональный режим труда и отдыха, сознательно направленную тренировку организма и многое другое. При этом исходят из принципа «разумного максимума» удобств, при котором поддерживается высокая работоспособность и сохраняется здоровье населения, но в то же время не допускается изнеживание организма и чрезмерные экологические затраты. В основе адаптации человека лежат социально-экономические механизмы, однако важная роль принадлежит также состоянию естественных при177 способительных и защитных механизмов, составляющих биологическое наследство людей. Достаточно демонстративна эта роль выявляется при переходе в местообитания с экстремальными условиями, которые проявляются благодаря наличию на заселяемой территории экологического фактора или комбинации факторов, оказывающих на здоровье человека выраженное неблагоприятное действие. Они могут быть не только в естественных (Арктика, высокогорье), но и в антропогенных местообитаниях. Так, выходцев из зоны умеренного климата, прибывающих на работу в Арктику или Антарктиду, встречают суровый климат, необычные для средних широт атмосферные явления, резко пониженное количество микроорганизмов в почвах и воздухе, жизнь в относительно малочисленных скученных коллективах. Происходит акклиматизация людей к новым условиям обитания. Для растений и животных, перенесённых в необычную среду обитания, критерием акклиматизации служит их выживание, для людей – восстановление высокого уровня трудоспособности. Изменение физиологических механизмов при акклиматизации нередко имеет сложный характер. В адаптациях человеческих популяций к новым экстремальным условиям, в которых они оказываются, огромную роль играет их исходный генетический полиморфизм. В каждой популяции человека можно выделить разнородные конституционные типы, отличающиеся друг от друга особенностями адаптации к новым условиям благодаря различиям их генотипических характеристик. 8. Антропогенные экологические системы Город Город во многом напоминает такие экологические системы, как пещерные, глубоководные и иные биогеоценозы, зависящие в основном от поступления в них энергии и вещества извне. Они полностью или частично лишены продуцентов, и поэтому называются гетеротрофными. Город от большинства природных экологических систем отличается: - более интенсивным метаболизмом на единицу площади, для чего используется в первую очередь не солнечная энергия, а энергия горючих материалов; - более активной миграцией веществ, в которую вовлекается перемещение металлов, пластмасс и т. д., причём не столько в пределах системы, сколько на входе и выходе из неё; - более мощным потоком отходов, многие из которых вообще не реутилизируются и являются более токсичными, чем естественное сырьё, из которого они получены. 178 Следовательно, для эффективного функционирования города как экологической системы необходима более тесная связь его с окружающей средой и большая зависимость его от неё. Хотя в большинстве городов имеются мощные зелёные насаждения, органическая продукция их не играет существенной роли в снабжении города. Кислород, выделенный ими, не покрывает его расходов на дыхание людей, животных, а главное – на технологические процессы промышленных предприятий. Площадь суши, занятая городами, составляет 1-5% в разных районах мира. Однако воздействие их на окружающую среду огромно. Город может влиять на окружающие его биогеоценозы не только как потребитель органического вещества и кислорода, но и мощнейший загрязнитель, действующий нередко на огромном расстоянии. Так, продукты питания и промышленное сырьё могут завозиться в города с расстояния в несколько тысяч километров. Загрязнение воздуха вредными промышленными выбросами в Центральной Европе приводит к выпадению кислотных дождей в Скандинавии, что вызывает деградацию местных лесных биогеоценозов. В слаборазвитых странах города потребляют меньше вещества и энергии, однако отсутствие в них очистных сооружений на промышленных предприятиях и для бытовых отходов приводит обычно к более сильному воздействию на окружающую природу по сравнению с городами промышленно развитых стран. Современный город сам не производит продуктов питания и других органических веществ, не обогащает воздух кислородом, почти не возвращает воду и неорганические материалы в круговорот веществ. Поэтому в широком экологическом смысле город не может считаться экологической системой. В настоящее время идёт усиленная урбанизация. В XXI в. в городах будет жить до 70-90% населения планеты. Растёт число жителей больших городов, образуются мегаполисы путём слияния городов. Но в городах наиболее выражены преобразования человеком природной среды, что часто приводит к отрицательным последствиям. Неблагоприятно действует на человека высокая плотность населения в городах, облегчая циркуляцию возбудителей многих инфекционных и паразитарных заболеваний. Промышленные и бытовые отходы загрязняют почву, воду и воздушный бассейн. Аэрозольные загрязнения воздуха приводят к повышению облачности и образованию тумана, нарушают теплообмен таким образом, что города становятся своеобразными «тепловыми островами». Лето в городах более жаркое. Смертность населения выше. 179 Ослабление освещённости, шум, вибрация, высокий темп жизни, стрессы, высокая калорийность пищи, высокая заболеваемость. Агроценозы В отличие от городов, агроценозы – сельскохозяйственные экосистемы, характеризуются основным компонентом – автотрофными организмами, которые обеспечивают их органическим веществом и выделяют кислород. От естественных биогеоценозов они отличаются: 1. Кроме солнечной энергии, для поддержания существования агроценозов необходимы затраты дополнительной энергии: химической – в виде удобрений, механической – в виде работы мышц человека и животных, а также энергии горючих материалов и электричества. 2. Видовое разнообразие организмов резко снижено и представлено отдельными сельскохозяйственными культурами, иногда даже только одной, с сорняками и вредителями сельскохозяйственных растений, а также ограниченным количеством видов домашних животных. 3. Доминирующие виды растений и животных находятся под контролем искусственного отбора. Агроценозы организуются таким образом, чтобы получать максимальное количество продуктов питания. В настоящее время около 10% свободной ото льда суши занято пахотными землями, ещё 20% используются как пастбища. Существуют два основных типа сельскохозяйственных экосистем: экстенсивные и интенсивные агроценозы. Первые существуют с использованием в основном мышечной энергии человека и животных. Продукция этих систем используется для питания семей мелких фермеров и для продажи или обмена на местном рынке. Вторые связаны с крупными затратами химической энергии и машин. Продукты питания производятся здесь в количестве, превышающем местные потребности, и они вывозятся на продажу, играя важную роль в экономике. Около 60% сельскохозяйственных угодий используется естественно. Большая часть из них сосредоточена в странах Азии, Африки и Южной Америки. В ряде случаев они могут быть весьма сложными и гармонировать с природными экосистемами. Эффективность экстенсивных агроценозов может быть очень высокой, особенно в случаях культивирования на ограниченных территориях значительного количества видов растений и животных. Однако даже наиболее продуктивные экстенсивные агроценнозы не могут производить достаточно много избыточных продуктов, чтобы снабжать ими большие города. Таким образом, неиндустриальное сельское хозяйство эффективно сберегает энергию, но оно малопродуктивно при учёте количества продуктов, произведённым одним фермером. Интенсивные экосистемы занимают 40% обрабатываемых земель. Они сосредоточены в основном в Европе, Центральной и Север180 ной Америке и в Австралии. Эффективность их столь высока, что 4% населения США, живущего в сельской местности, обеспечивают не только всю страну основными продуктами питания, но и экспорт. Урожайность многих сельскохозяйственных культур, используемых в индустриальных агроценозах, в настоящее время достигает биологически возможного максимума. Характерно увеличение потерь сельскохозяйственных угодий в связи с эрозией почвы, а также ухудшением количества воды в результате стока поверхностных вод, насыщенных пестицидами и минеральными удобрениями, в озёра и реки. В последние годы в индустриальном сельском хозяйстве наметились тенденции, направленные на совместное возделывание нескольких культур, уменьшение размеров посевных площадей с чередованием их с садами, водоёмами, виноградниками, пастбищами и лесопосадками. На фоне применения технологий обработки почвы без глубокой вспашки, использования в основном органических удобрений и преимущественно биологических мер борьбы с вредителями и сорняками эти мероприятия способствуют созданию искусственных экосистем, по ряду показателей приближающихся к естественным биогеоценозам. Истощение и эрозия почв, а также загрязнение окружающей среды при такой системе хозяйствования сводятся к минимуму. 9. Роль антропогенных факторов в эволюции видов и биогеоценозов Наиболее наглядными примерами влияния человека на процесс эволюции видов является одомашнивание животных и выведение сортов культурных растений. Этот процесс продолжается целенаправленно не менее 70 тыс. лет. Существующая генетическая изменчивость была использована для выведения тысяч сортов растений и пород животных. Таким образом, человек создал огромное разнообразие организмов, которые не могли бы быть получены естественным образом и существовать в естественной среде. Предковые формы многих культур исчезли с Земли. Многие из сегодняшних видов так сильно отличаются от исходных, что их можно уже считать новыми видами антропогенного происхождения. Такова, например, кукуруза, которая в процессе эволюции под контролем человека в естественных условиях утратила способность к самостоятельному размножению: перед прорастанием её семена обязательно должны быть освобождены от початка. Параллельно с эволюцией собственно культурных растений человек стимулирует адаптации огромного количества видов сорных растений и животных-вредителей сельскохозяйственных культур, часто строго приуроченных к определённым культурам. Это вынуждает селекционеров выводить сорта растений, устойчивых к вредителям и 181 болезням. Так, сорта садовой земляники отличаются по чувствительности к грибковому заболеванию – серой гнили, а маниока (распространённая тропическая культура) – даже по чувствительности к поеданию местной саранчой. Интродукция (введение в культуру) растений и животных из отдалённых мест их естественных обитаний часто оканчивается неудачей в связи с тем, что в новых биогеоценозах они не могут включиться в эволюционно отработанную систему биологического круговорота веществ, поэтому их успешное культивирование обычно возможно лишь в условиях садов и зоопарков с гарантированным постоянным уходом. Однако для некоторых видов новые условия обитания оказываются даже более благоприятными, чем на родине, в результате чего возможно их эффективное включение в состав местной фауны и флоры и даже вытеснение некоторых конкурирующих аборигенных видов. Так, совершенно новые водные экологические системы создало растение Элодея канадская, которое в Европу попало через ботанические сады около 100 лет тому назад и встречается сейчас практически во всех пресных водоёмах с медленным течением. Её быстрое вегетативное размножение привело в ряде мест даже к нарушению судоходства. Целенаправленная или непланируемая преобразовательная деятельность человека не просто приводит к исчезновению отдельных видов животных и растений, но и является фактором эволюции популяций, видов и целых экологических систем практически во всех регионах, затронутых его хозяйственной деятельностью. 10. Пути воздействия человечества на природу. Экологический кризис Качественно новый этап в развитии биосферы наступил с возникновением человеческого общества. Сначала интенсивность воздействия людей на среду обитания не отличалась от воздействия других организмов. Получая от окружающей среды средства к существованию в таком количестве, которое полностью восстанавливалось за счёт естественных процессов биотического круговорота, люди возвращали в биосферу то, что использовали другие организмы для своей жизнедеятельности. Универсальная способность микроорганизмов разрушать органическое вещество, а растений – превращать минеральные вещества в органические, обеспечивала включение продуктов хозяйственной деятельности людей в биотический круговорот. В настоящее время человек извлекает из биосферы сырьё в значительном и всё возрастающем количестве, а современные промышленность и сельское хозяйство производят или применяют вещества, не только не используемые другими видами организмов, но нередко и ядовитые. В результате этого биотический круговорот становится не182 замкнутым. Вода, атмосфера, почвы загрязняются отходами производства, вырубаются леса, истребляются дикие животные, разрушаются природные биогеоценозы. Нежелательные последствия неконтролируемой человеческой деятельности осознавали естествоиспытатели уже в конце XVIII – начале XIX вв. (Ж.Л.Л. Бюффон, Ж.Б. Ламарк). В настоящее время человечество стоит перед возможностью экологического кризиса, то есть такого состояния среды обитания, которое вследствие произошедших в ней изменений оказывается непригодным для жизни людей. Ожидаемый кризис по своему происхождению является антропогенным, так как к нему ведут изменения в природе Земли, развивающиеся в связи с воздействием на неё человека. По своим последствиям воздействия общества на среду обитания могут быть положительными и отрицательными. Последние особо привлекают к себе внимание. Основные пути воздействия людей на природу заключаются в расходовании естественных богатств в виде минерального сырья, почв, водных ресурсов, загрязнении среды, истреблении видов, разрушении биогеоценозов. Тенденцию в изменениях восполняемых природных ресурсов можно проследить на примере леса. Сейчас лесами покрыто 1/3 суши (без Антарктиды). В доисторические времена – 70%. Оголение горных склонов Ливана началось 5000 лет назад, когда по приказу царя Соломона 80000 дровосеков вырубили лес на значительной территории для строительства дворцов и храмов. Густые леса Далмации начали интенсивно уничтожать при создании римского флота. Значительно лес вырублен был ещё в прошлом тысячелетии в Индии и Китае. Уничтожение лесов нарушает водный режим планеты. Мелеют реки, их дно покрывается илом, что приводит к уничтожению и сокращению численности рыб. Уменьшаются запасы грунтовых вод, создаётся недостаток влаги в почве. Талая вода и дождевые потоки смывают, а ветры, не сдерживаемые лесной преградой, выветривают почвенный слой. В результате возникает эрозия почвы. Древесина, ветви, кора, подстилка аккумулируют минеральные элементы питания растений. Уничтожение лесов ведёт к вымыванию этих элементов из почв и к падению плодородия. С вырубкой лесов гибнут населяющие их птицы, звери, насекомые – энтомофаги. Вследствие этого беспрепятственно размножаются вредители сельскохозяйственных культур. Лес очищает воздух от ядовитых загрязнений, в частности он задерживает радиоактивные осадки и препятствует дальнейшему распространению; то есть вырубка лесов устраняет важный компонент самоочищения воздуха. Наконец, уничтожение лесов на склонах гор является существенной причиной образования оврагов и селевых потоков. Из-за нерационального землепользования человечество потеряло вследствие эрозии обширные территории, ставшие непригодными для 183 земледелия. За период 150 лет в США от эрозии погибло 120 млн. га. Промышленные отходы, пестициды, применяемые для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур, радиоактивные вещества, образуемые при испытании ядерного оружия, загрязняют природную среду. Деятельность человека изменяет структуру земной поверхности, отчуждая под сельскохозяйственные угодья, строительство населённых пунктов, коммуникаций, водохранилищ, территорию, занимаемую природными биогеоценозами. Так изменено 20% суши. С 1600 г. человеком уничтожено 160 видов и подвидов птиц и около 100 видов млекопитающих. Сейчас 600 видов позвоночных животных находится на грани истребления (киты, кенгуру, крокодилы, бегемоты, носороги, крупные хищники). Отдельные виды животных исчезают из-за сокращения естественной среды обитания. Отрицательно влияет нерегулируемый лов рыбы, обстрел млекопитающих, промысел беспозвоночных, водорослей, изменение химического состава вод, воздуха, почвы в результате сбросов отходов промышленности, транспорта и сельскохозяйственного производства. Положительное влияние человека выражается в выведении новых пород домашних животных и сортов сельскохозяйственных растений, создании культурных биогеоценозов, а также в разработке новых штаммов полезных микроорганизмов как основы микробиологической промышленности, развитии прудового рыбного хозяйства, интродукции полезных видов в новых условиях обитания. Прогнозы будущего человечества с учётом экологических проблем, стоящих перед ним, представляют непосредственный интерес для всего населения планеты. Экологическая ситуация таит в себе опасность серьёзных, необратимых нарушений биосферы, если деятельность человечества не приобретёт планомерный, согласующийся с законами существования и развития биосферы характер. Но человечество не использует значительные резервы биосферы. Одна из острых проблем – проблема быстрого роста населения Земли. Ежегодный прирост населения составляет 60-70 млн. человек, то есть 2%. Производство пищи растёт медленно, хотя из пригодной к земледелию суши занято 41%. Из-за недостаточной энерговооружённости сельского хозяйства, его продуктивность невысока. Человечеству необходимо следовать принципу научно обоснованного рационального природопользования. 11. Человек и космос 184 Говоря о взаимодействии общества и природы, мы оперировали в основном масштабом одной планеты – Земли. Однако понятие «природа» в широком смысле слова охватывает весь объективный материальный мир. Связь человечества и космоса многие века оценивалась философами на уровне научных гипотез и догадок. Эти рассуждения носили гуманистический характер типа: «Человек – сын Земли, дитя космоса» и т. д. Изучение вопроса о единстве космоса и всех его составляющих, включая окружающую среду и человечество, в XX в. переместилось из сфер астрономии и астрологии в философию, а также в практическую космонавтику и астронавтику. Учёные давно обратили внимание на своеобразные следы активности Солнца (пятна, факелы на его поверхности, протуберанцы). Эта активность связана с электромагнитными и другими колебаниями мирового пространства. Русский учёный А.Л. Чижевский пришёл к выводу о существенном влиянии Солнца и его активности на биологические и социальные процессы на Земле. Л.Н. Гумилёв (1912-1992) усматривал прямую связь этногенеза народов с конкретной географической средой. Эта среда является фрагментом биосферы Земли, которая входит в состав Солнечной системы – участка Галактики. Человек и общество – составная часть Вселенной и существуют в общей цепи иерархической совместимости микромира (человека) с макромиром (космосом). Л. Гумилёв много работал над концепцией «пассионарности». По его мнению, само возникновение и дальнейшее развитие этносов напрямую зависит от многих природных, в том числе и космических факторов (солнечной активности, магнитных полей и т. д.). Развитие этносов определяется главным образом наличием в них особых людей – пассионариев, обладающих сверхэнергией, непреодолимым стремлением к намеченной цели, пусть даже иллюзорной. Именно активностью и деятельностью пассионариев объясняются главные исторические события в жизни народов. Пассионарии оказывают влияния на массы путём пассионарной индукции. Деятельность же самих пассионариев, их активность тесно связана с ландшафтом, историческим временем и космическими факторами (своего рода географический, а точнее – космический детерминизм). Человек – часть Вселенной, космоса. Мы живём на планете, в глубинах которой постоянно протекают процессы, порой катастрофические, множество из которых ещё неизвестно. Душевное равновесие возможно при адаптации физиологической и психологической. Если человек изолирует себя от среды, то у него образуется средовой вакуум и недостаток сферы деятельности. И никакие социальные условия не смогут возместить человеку психологические потери. 185 Возможно, жизнь человека зависит от сил космоса больше, чем нам кажется. Гармония человека зависит от гармонии космоса и его ритмов, оказывая влияние на динамику изменения биополей растений, животных, человека. Энергия всех космических тел и систем является единым целым и влияет на Землю, все её системы и человека. 12. К новому экологическому сознанию Необходимость изменения принципов взаимоотношений общества и природы была осознана уже давно. Понятие «ноосфера» (сфера разума), введенное в 1927 г. Э. Леруа, вобрало в себя ожидания и надежды передовой научной мысли. В.И. Вернадский создал учение о ноосфере, рассматривая её как область интегрирования законов общества и природы. Ноосфера – это такое планетарное состояние, когда человек становится основным фактором природной эволюции. Одновременно и возрастает ответственность человека за ход эволюции, поскольку воздействие человека на природу приобретает уже не локальный, а глобальный характер. Если понятие «ноосфера» концентрирует в себе осознание единства природы и надежды на его упрочнение, то другое понятие, «глобальные проблемы современности», выражает опасения за будущее человечества. Понятие «глобальные проблемы современности» получило распространение с конца 60-х гг. Глобальными являются те проблемы, которые носят общечеловеческий характер. Они затрагивают интересы каждого народа и каждого человека в отдельности, решение их возможно только совместными усилиями; от того, в каком направлении будет осуществлено (или не осуществлено) их решение, зависят судьбы всего человечества. Эти проблемы воплощают в себе неразрывность социальных и природных сторон жизни. I группа глобальных проблем – интерсоциальные проблемы: - мир между государствами; - устранение неравномерности экономического развития; - устранение международной дестабилизации; - здоровье людей; - качество освоения природных ресурсов; - остановка гонки вооружений; - предотвращение загрязнения окружающей среды. II группа проблем: - природные ресурсы; - освоение Мирового океана; -освоение космоса. III группа проблем: 186 - народонаселение; - здравоохранение; - образование. 13. Пути решения глобальных экологических проблем Экологизация производства, выработка природосберегающих технологий, обязательная экологическая экспертиза новых проектов, создание безотходных технологий замкнутого цикла – это пути решения глобальных экологических проблем. Должно быть разумное самоограничение в расходовании природных ресурсов, особенно энергетических ресурсов (нефть, уголь), имеющих для жизни человечества важное значение, ибо подсчёты говорят о быстром истощении энергоресурсов. Необходим поиск новых, эффективных, безопасных и максимально безвредных для природы источников энергии, включая космическую. Без объединения усилий всех стран для спасения природы, формирования в обществе экологического обучения и воспитания всего населения планеты данной проблемы не решить. В современную эпоху идёт возрастание роли человеческого фактора и его влияния на природу в целом, на региональном пространстве, на биосферу. В частности, взаимодействие человека с окружающей природой давно переросло формы разумного потребления, не наносящее ей ущерба. Наука при этом не всегда оказывалась подготовленной к анализу сложных процессов преобразующей природу деятельности человека. Не всегда рекомендации, предлагаемые учёными, соответствуют социальным потребностям, которыми на сегодняшний день располагает общество. К тому же и сами рекомендации основываются на промежуточных, далеких от широких теоретических обобщений, сведениях, ещё не в полной мере отражающих фундаментальные закономерности, научные принципы познания эволюции живой природы. Возрастающее воздействие индустриализации на природу поставило ряд проблем, обращённых непосредственно к человеку, разработка которых требует социально-биологического подхода. И в его реализации, пожалуй, наиболее полно проявляется единство философии, наук о природе и практики. Вписываясь в широкий спектр отношений, охватывающих социально-природные связи, проблема взаимоотношения общества и природы является и теоретической и практической. Вопреки стихийно сложившемуся и широко распространённому обыденному представлению, актуальность философских размышлений и исследований в контексте многосложно переплетённых взаимоотно187 шений человека и природы определяется не только, а возможно, и не столько наличием обострения экологической опасности как таковой. Философско-мировозренческий смысл, задаваемый этим проблемным полем, связан прежде всего с тем, что в ходе решения составляющих его вопросов осуществляется духовно-теоретическое (по меньшей мере) самоопределение человека в мире, повышается уровень его самосознания. Разумеется, живая и действенная философия не может игнорировать изменения в общественной практике и жизнедеятельности, которые оказывают существенное воздействие на саму перспективу развития общества, на судьбы земной цивилизации. В этой связи экологические трудности современной эпохи сами по себе сугубо важный вопрос и предмет конкретных научно-практических мер и решений. Что же лежит в основе процесса, столь глубоко затрагивающего основы жизни каждого индивида, ставящего под угрозу условия существования Земли как космобиосферного комплекса? Ведь даже границы экологического бедствия, достигшие глобальных масштабов, еще не выступают в качестве причин, превращающих экологическую ситуацию в объект философско-теоретического, мировоззренческого интереса. Для плодотворного и корректного философского обсуждения отношений человека (общества) и природы в переживаемых ныне условиях требуется, помимо прочего, профессиональноадекватная теоретизация и концептуальная реконструкция самого явления объекта, каким выступает экологическая опасность. Комплекс экологических проблем, характеризующих современное состояние промышленно-технологического (а шире – антропогенного) воздействия на среду обитания, для философской теории играет роль своеобразного симптома. Речь идет о том, что самый способ деятельно-практического бытия человека в мире, порождающий эти проблемы, а также соответствующие ему формы сознания, приблизились к конечным границам конечных возможностей, перестали (если воспользоваться гегелевской конструкцией) быть разумными, а потому и действительными. Этот же симптом – свидетельство настоятельной потребности в переходе цивилизации на новую ступень и новые пути развития, достижение которых возможно лишь на совершенно иных принципах отношений человека-деятеля и природы. Именно такая перспектива и лежит в основе непосредственного интереса философии, а её исследование и осмысление сулят важные выводы и результаты. И именно в этом смысле экологическая проблематика образует как бы момент, модификацию общефилософской темы «человекприрода», формирует предмет анализа, требующий привлечения средств философии. Данному положению не противоречит то обстоятельство, что сам факт становления корпуса новых экологических наук (социальная, глобальная, космическая, медицинская экология), в свою очередь, стал предметом устойчивого философско188 методологического интереса. Экологическая ситуация, получив соответствующее отражение в научном познании в виде особого знания, особой проблемной постановки, формирует тем самым объект философии, как методологии науки. Следует заметить, что несмотря на глубокую внутреннюю связь между мировоззрением и методологией, последние остаются несводимыми друг к другу сторонами философского познания. Известно, что огромное место в жизни человека занимает собственно материальная деятельность. В ходе смены поколений она всегда опирается на предшествующий практический опыт, который во многом определяется связью с природой. Здесь проблема человека и природы предстаёт как в её самом общем виде, так и включает в себя множество аспектов и проявлений. Основной смысл её сводится к тому, чтобы понять, каким образом человек реализует на практике своё отношение к природе, частью которой является и он сам, насколько умело, руководствуясь результатами науки, используя её возможности, не наносит ей вреда, не истребляет, а приумножает её ресурсы. На процесс материально-практического взаимодействия человека и природы существенное воздействие оказывают особенности современного этапа социального развития, который недавно связывали с научно-технической революцией. Общая суть явления, которое раскрывается с помощью понятия научно-технического развития, определяется глубокими, фактически перманентными, качественными изменениями производительных сил общества. Есть две взаимодополняющие позиции, согласно которым основные черты и направления, отражающие стратегическую линию этих изменений, касаются: во-первых, автоматизации производства (и в перспективе экспериментально-исследовательской научной деятельности); во-вторых, космизации научного познания (которое, в свою очередь, через экспериментально-производственную деятельность перерастает в космизацию промышленного производства). Переход общественной практики на новую качественную ступень, подтверждением чему является её глобализация, требует – и в этом суть философского подхода к данной проблеме переориентации сознания, ценностных установок, санкционирующих, регулирующих и оправдывающих практическую деятельность человека во всех её формах. Выход общества на стадию индустриального развития (VIIIXIX вв.) уже вынудил выразить в крайней логической форме те принципы деятельности, которые вызрели в ходе неолитической революции. Природа, внешний мир предстают тут как неисчерпаемые, безразличные к своей судьбе резервуары необходимых человеческих средств и ресурсов существования. 189 Активно-инициативное, действенное вмешательство в преднайденный человеком мир, потребительски-присваивающее отношение к нему, восприятие его как противостоящего, пассивносопротивляющегося, косного и инертного препятствия – средства для удовлетворения нужд и достижения целей – таков в какой-то мере абстрактный, но воспроизводящий существенные качества абрис человеческой преобразующей деятельности, основные черты которой присуще ей и по сей день. Конечно, в соответствии с его возможностями человек творчески преобразует доступную ему природу, создаёт, по необходимости, новую, очеловеченную среду. Но итог этой деятельности, к сожалению, пока не приближается к идеалу его подлинного единства с природой. Образ матери-природы, пронизывающий всю духовную культуру человечества, являет, скорее, ситуацию потребного будущего, нежели отражает реально достигнутое. Природа-то мать, да человек ведёт себя по отношению к ней как пасынок. Однако было бы наверно и односторонне рассматривать сложившуюся ситуацию только сквозь призму эмоционально-этических оценок хорошего и дурного, добра и зла. Сегодня необходимо более глубокое видение реальности в сфере диалектики сущего и должного, разумного и действительного, фактического и потребного. В этом состоит главная особенность прежде всего философского мышления, отличного, например, от естественно-научного мышления как такового тем, что действительность рассматривается не просто в форме объекта, а субъективно, под знаком ценностных, активно-деятельностных установок человеческого разума. Именно такой угол зрения, подобная особенность философского исследования-прогноза побуждает философов обсуждать проблему формирования и разработки философской программы, подводящей к осмыслению (в мировоззренческом и гносеолого-методологическом ключе) сущности, форм и перспектив тех фундаментальных сдвигов в социально-практической ситуации, которые обозначились в развитии цивилизации. Узловой пункт данной программы составляет социальнофилософская концепция преодоления и снятия утилитарнопотребительского типа природопользования типом деятельности, который условно можно назвать конструктивной регуляцией природы. Идею «регуляции» применительно к проблеме взаимодействия общества и природы впервые выдвинул русский мыслитель Н.Ф. Фёдоров – основоположник философского направления, получившего впоследствии название русского космизма. Известно, что учение В.И. Вернадского о ноосфере, имеющее прямое отношение к обсуждаемой проблеме, при всей его глубине и оригинальности, восходит именно к идеям Н.Ф. Фёдорова. Руководствуясь мотивами религиозноэтических исканий, философия русского космизма в лице Н.Ф. Фёдорова поставила проблему, историческое значение и жизненная акту190 альность которой в полной мере осознаются в наши дни. Основные её положения связаны с поиском и обоснованием смысла и роли тех форм взаимодействия человека и природы, которые должны отвечать сущности и назначению человека, его первооснове – глубинной «родственности» объективному миру во всей его необъятной сложности и во многом таинственной пока целостности. 14. Научно-техническая революция и глобальный экологический кризис Экологические кризисы были в древности, когда скотоводство при его усилении уничтожало пастбища, превращая их в пустыни, а земледельцы, истощавшие почвы, уходили на другие земли. Но в XX в. человек превратился в геологическую силу, и это привело к экологическому кризису. Некоторые считают, что 6 млрд. человек – это для природы лишнее. Другие допускают 12-20 млрд. человек. Сейчас характерна интенсификация и глобализация воздействия человека на природу. Современный экологический кризис – это обратная сторона НТР. Именно те достижения, которые послужили отправным пунктом НТР, они же принесли несчастье (атомЧернобыль). Науке не хватает гибкости, которая есть у биосферы. К концу ХХ в. стало ясно, что экологические проблемы носят комплексный характер. Ещё одной причиной экологического кризиса является аналитизм научного мышления, который в стремлении уйти вглубь вещей, отходит от их реального состояния. Аналитическая устремленность науки должна уравновешиваться синтетическим подходом. - Корни экологических трудностей связаны с разрывом между науками, неравномерностью их развития. - Одно кардинальное открытие в какой-либо продвинувшейся области знания способно изменить планету в целом. - Чем выше технический уровень, тем более прочные и важные связи могут быть нарушены. Уровень воздействия человека на окружающую среду зависит от технической вооружённости общества. Научно-технический прогресс, связанный с качественно новым взаимоотношением науки, техники и технологии, колоссально увеличивает возможности и реальные масштабы воздействия общества на природу, ставит экологическую проблему. Две задачи экологической философии – решение экологической проблемы и возвращение к целостному бытию. Основной её принцип – принцип гармонии человека и природы. В истории культуры много сказано о гармонии в природе – от представления о природе как «органическом целом», «гармонии сфер». Гармония человека с природой обсуждалось в античности как гармония между макрокосмом – Вселенной и микрокосмом – Челове191 ком. Гармония понимается не только в психологическом смысле, а как реальная вещь. То, что находится между человеком и природой, не менее важно, чем человек и природа как таковые. Между субъектами гармонии не перегородка, а сфера взаимодействия, превращающая их в единое целое. Оно не находится в начале или конце, а становится в процессе развития. Лишь исходя из этой философской предпосылки, можно решить экологическую проблему – проблему встречи человека и природы, их глубинного общения, преображающего обе стороны взаимодействия. Именно как такое целое древнегреческие философы понимали космос, а современные экологи – сферу взаимодействия человека с окружающей средой. Отсюда философский вывод: опасно слишком отдаляться от природы и превозноситься над ней. Это разрушает целое, и трещина проходит не только в природе, но и в человеке, беспокоя его сердце. Символ гармонии человека с природой – мифический сфинкс. Решая экологические проблемы вместе с другими отраслями культуры, философия преображается сама. Рациональные учения склонны ставить человека выше других существ, поэтому синтез философии с менее рационализованными направлениями культуры может иметь позитивный экологический смысл. 15. Перспектива создания экологического общества Есть три важнейших аспекта гармонизации взаимоотношений природы и общества: 1) гармония познания окружающего мира; 2) гармония создания внешней среды обитания человека, его Дома в широком смысле слова; 3) гармония внутренней среды человека, его тела, духа и души, ответственная за его физическое, душевное и духовное здоровье. В соответствии с этим разрешение противоречий между человеком и природой возможно на путях гармонизации взаимоотношений человека и природы в трёх сферах: - преобразовательной, - познавательной, - этико-эстетической. В преобразовательной сфере гармонизация взаимоотношений предполагает гармоничное развитие производительных сил и производственных отношений; преодоление классово-обусловленного разделения труда; преодоление чрезмерной урбанизации и соединение преимуществ городской и сельской жизни, физического и умственного труда, а также реализацию других высших социальных идеалов и становление целостной, гармонически развитой личности. 192 В познавательной сфере гармонизация взаимоотношений предполагает целостное исследование системы «человек – природная сфера», развитие науки как целостной интегративно-разнообразной гармоничной системы и её экологический синтез с другими отраслями культуры. В этико-эстетической сфере гармонизация взаимоотношений предполагает замену агрессивно-потребительского подхода к природе любовно-творческим, на основе которого становится возможным распространить этику на систему взаимоотношений человека и природы и творить «также и по законам красоты». Коль скоро отношение к природе есть зеркало отношения к человеку, и экологическая проблема тесно связана со всеми другими сложными проблемами современности: борьбой за мир и социальную справедливость, улучшением условий жизни человечества и др., идея гармонизации распространима не только на экологическую область, но и на другие стороны человеческой деятельности. Однако насколько реально воплощение этой идеи в жизнь? Не выполняет ли наше морализирование по поводу современной экологической ситуации те же функции, что извинения древних охотников перед убийством животных (только в данном случае одни губят, а другие извиняются) – роль покаяния перед лицом экологической катастрофы? Надежду подаёт, как ни странно, то, что человечество уже подошло к пропасти и может, заглянув в неё, увидеть зловещую тень высыхающего Арала, саркофага Чернобыля. Имеется лишь одна альтернатива гармонии с природой – новый Чернобыль. И тех, кто обвиняет экологические идеи в утопичности, резонно спросить: а кому нужна реальность Чернобыля? Может ли она удовлетворить людей? Гармонизацией может служить учение В.И. Вернадского о биосфере. Г. Лейбниц считал, что гармония в природе служит основой гармонии человека и природы, а предпосылкой этого служит гармония внутри человека; т. е. любовь и творчество. Эта его мысль служит продолжением мысли античных авторов. Противоречия во взаимоотношениях человека и природы вытекают из роста функциональных связей общества. В будущем экологическое общество возникнет благодаря экологическому кризису, открытию наукой экологических закономерностей, нравственным качествам человека. Экологическое общество основано на целостности систем «человек – природная среда», включающей в себя целостность культуры, общества и человека. Культура будущего – культура встречи различных её отраслей, совместное коллективное творчество, сотворчество различных отраслей культуры. 193 Экологическое общество будущего – общество встречи между людьми, исповедующими один и тот же нравственный принцип: относись к людям так, как хочешь, чтобы относились к тебе. Должно быть изменение структуры личности с агрессивнопотребительской на любовно-творческую. Главная задача экологического общества – повышение степени упорядоченности биосферы в целом как сферы единства человека и природы. Это должно вести к росту разнообразия и устойчивости системы «человек – природная среда». Экологическое общество объединяет человека с природой. Общество должно сознательно заниматься самоограничением. Из четырёх ведущих философских направлений современности: феноменологии, герменевтики, аналитической философии, постмодернизма — только аналитическая философия и герменевтика занимаются темой природы. В аналитической философии стремятся реализовать научный и научно-технический подход к природе. Её содержание интерпретируется на основе данных естественных наук. Природа – это то, что описывается совокупностью естественных наук. Герменевтика рассматривает природу как включённую в бытие – в мир человека. Человек находится в мире, поэтому ему предстоит понять природу, что он делает посредством умеренной, а не хищнической практической деятельности. Надо понять зов самой природы. Именно философия способна объединить все представления об экологическом отношении к окружающей среде и сформировать планетарное мышление как часть ноосферы. Планетарное мышление, в котором равновесные целостности философских систем, религий, научных концепций, произведений искусства взаимно дополняют друг друга, рассматриваются исходя из планетарных масштабов и образуют единое мировоззрение. Это не формальное объединение, а некий «единый взгляд» на природу, который формируется самой природой. Оно рассматривается через ноосферу. Роль А.Л. Чижевского в развитии планетарного мышления наиболее значительна. Он исследовал влияние Солнца на все уровни структурной организации живого. Он показал, что живая клетка является тончайшим и избирательным резонатором для определённых корпускулярных и электромагнитных процессов внешней среды. 16. Биоэтика и поведение человека Биоэтика – сложные поведенческие программы, присущие животному миру. Много признаков, присущих человеку, генетически обусловлено. Все человеческие действия – это его поведение. Хроно194 метрия человеческого поведения показывает, в какой значительной степени биологично всё поведение человека. У животных есть большой набор инстинктивных запретов, необходимых и полезных в общении с сородичами. (Собаке можно привить понятливость и послушность, чуждые ей.) Помимо придуманной нами для неё этики, у хорошей собаки есть собственная мораль, во многом совпадающая с нашей. Собака не может обидеть самку или детеныша, готова рисковать жизнью за товарища, уважает смелость и прямоту, презирает трусость и обман. Мораль животных – это создание естественным способом врождённого запрета выполнять обычные программы поведения в некоторых случаях, возникающих при общении с себе подобными. Полезный необходимый инстинкт остается неизменным, но для особых случаев, где его проявление было бы вредно, вводится специально созданный механизм торможения. Но и культурно-историческое развитие человеческого общества происходит так же, ведь важнейшие требования всех моральных заповедей и кодексов – это не предписание, а именно запреты. Механизмы животных и табу людей соответствуют морали только с функциональной точки зрения. Важнейшие запреты: - «не убей своего»; - нельзя нападать сзади, неожиданно, без предупреждения, без проверки; - у животных есть запреты применять смертоносное оружие или убийственный приём в драке со своими, у них есть механизм торможения; - не позволяет бить того, кто принял позу покорности (слабый подставляет уязвимое место сильному); - победа всегда за тем, кто прав. Биоэтика получила развитие в 70-е гг. ХХ в. в США и Западной Европе. Большую роль сыграла медицина, генетика и генная инженерия. Новый уровень технико-практических возможностей медицины и экспериментальной науки поставил перед учеными новые этнические проблемы. Биоэтика возникла как ответ на технологические вызовы в медицине. Новые технологии трансплантации органов, зарождения и поддержания жизни вступили в противоречие и просто в конфликт с традиционными культурными ценностями и традиционными аксиологическими ориентациями. (Для христианства сердце не только биологический, но и духовный орган человека.) Биоэтика – это форма защиты прав человека, в том числе его права на жизнь, здоровье, свободное и ответственное самоопределение свой жизни. 195 Биоэтика в широком смысле в рамках ценностных форм – это процессы которые определяют отношение к жизни и смерти, детству и старости. Биоэтика имеет аксиологический смысл. Она не только включает в себя этические нормы отношения к животным, но и экологическую этику, этику отношений человека с биогеоценозами и со всей биосферой. Не только человек, но и вся природа окажутся субъектами этнических размышлений и моральной регуляции. Подлинным началом духовных исканий в биоэтике является тревога и забота о будущем человеческого рода. Термин «биоэтика» предложил американский биолог В.Р. Поттер. Биоэтика становится поиском реальных путей к созданию глобальной этики человечества будущего (аборт, эвтаназия). Постулаты биоэтики: 1. Единство науки и гуманистических ценностей. 2. Необходимость ставить гуманистические цели выше исследовательских. 3. Регулирование, исходя из гуманистических ценностей, научных исследований, включая и запреты на некоторые виды экспериментов, связанных с участием человека. 4. Разработка правил биомедицинских работ с учётом прав личности, включая юридические нормы. Центральный вопрос – отношение человека к жизни и смерти. Жизнь – это высшая ценность. Это отношение к эвтаназии, критерии смерти, отношения врача и пациента, к умирающим дефективным новорожденным, к дебилам. Существуют концепции для решения глобальных проблем взаимосвязей в мире. Ф. Аяла, Э. Уилсон, Г. Флор и другие считают, что различные формы проявления социальности (альтруизм) есть и в животном мире. Наше поведение определяется биологическими факторами. Моральные установки способствуют сохранению генов предков, поэтому моральное поведение ведет к выживанию человечества – коллективного потомка общего предка. Агрессивность человека также есть качество, общее человеку и животному. В зависимости от ситуации, в человеческой группе проявляется то альтруистические, то агрессивные черты, что усиливает выживаемость вида. Борьба альтруизма и агрессивности, в равной степени имеющих биологические корни, в человеческом сообществе принимает форму «совести». Так что не подавление врожденных биологических импульсов, а, напротив, следование им способствует выживанию человечества. Чисто «биологическая преграда» не даёт развиться групповой агрессии; культурные нормативы в этом случае приказывают убивать. При оценке политического поведения, борьбы за власть, войн, революций социобиология заявила о себе как о «биополитике». По196 нять предпосылки социальной стабильности, логику массового сознания, отношение народа к вождю невозможно без понимания биологических основ этих процессов. Так, «передача настроения» птиц в стае в случае опасности может быть использована для объяснения предреволюционных настроений. Нахождение в непосредственной близости от политического лидера, умеющего должным образом использовать «жесты уверенности», «ритуал успокоения», способствует социальному единству. Представители биополитики считают, что структура отношений господства – подчинение, борьба за власть, доминирующее положение в группе, обществе, определяющее распределение ресурсов, оптимизация политических отношений должны опираться на изучение группового поведения животных. Для представителей глубинной экологии (А. Наесс, У. Андерсон, У. Фокс и др.) изменение взаимоотношений общества и природы начинается с изменения самой структуры нашего «я». Традиционное противопоставление самой структуры нашего «я» и окружающего мира заменяется представлением о том, что наше «я» - это поле, которое постоянно расширяется, углубляется, сливаясь со всем существующим на планете. Забота о природе становится заботой о себе, все преграды между «я» и природой разрушаются, человек начинает мыслить «изнутри» природы, мораль оказывается излишней. Личность превращается в «эко-я», она готова «сбросить с себя бремя отождествления только с человеческой сущностью». Человек начинает говорить от имени Земли, леса, горы. В рамках глубинной экологии предлагаются способы слияния с природой: ритуальные формы действий, медитативные упражнения, пробуждение «эволюционной памяти», «экодыхательные» упражнения, подключающие «я». Человек утрачивает индивидуальную свободу, подчиняет душе природы, растворяясь в ней. Рассматривается отношение человека к природе в интимноличностных, этнических, эстетических, религиозных аспектах. Оно рассчитано на сотрудничество с природой, руководство природой, расширение возможностей природы. Зачастую оно связано с христианскими воззрениями, расширяя заботы христиан о всём живущем на Земле. Отношения человека и природы должны приобрести характер симфонии. Вопреки распространённому мнению, что христианство явилось источником потребительского отношения к природе. Л. Уайт, Дж. Пассмор, Ф. Аштфилд утверждают, что в христианстве коренятся совершенно иные тенденции взаимоотношений человека с природой. Библейский Эдем – это идеальный образ природы, возврат к единению с природой. Грехопадение – деспотическипотребительское отношение к природе, выраженное в рационализации взглядов на природу как объект анализа и носитель стоимости. Миро197 ощущение христианина способно за видимой ограниченностью природы прозреть божественный замысел движения сотворённого мира к совершенству, к единению с Творцом. В этом случае «я» не растворяется в душе природы; напротив, зрелость «я» есть залог существования и «возрастания» природы. Тема 12. Философские вопросы агрономии Агрономия нуждается в изучении своих методологических проблем. Каждый агроном должен эффективно применять философию, в частности диалектику, в своей практической работе. Самой глубокой объективной основой изучения методологических проблем агрономии являются потребности современного земледелия. Философия непосредственно не может влиять на ход производственных процессов, но тем не менее знание её основных положений и проблем специалисту сельского хозяйства необходимо. 1. Земледельческое производство как объективный процесс и результат активной деятельности земледельца 1.1 О специфике диалектики объективных и субъективных факторов в земледелии Когда древний земледелец бросал семена в землю, он подражал тому, что видел в природе. Когда земледелец стал внедрять севообороты - то он стал поступать в соответствии с законом плодосмена. Как бороться против эрозии? Это известно из того, что там, где есть растительность, нет эрозии. Агрономическая наука – это отражение земледельческой практики. Отставание в земледелии – это недостаточный учёт объективных законов. Признание объективности земледельческих законов, их первичности по отношению к агрономическим понятиям, категориям и законам, признание познаваемости и практического их использования – это кардинальная проблема, и к ней сводятся все частные агрономические проблемы. У земледельца всегда существовали две тенденции: 1) объективная – осознание объективных законов и всё более полное овладение ими; 2) субъективная – все делать на авось, волевым действием. 198 1.2 О диалектике природных и социально-экономических процессов в земледелии Как нигде, человек в земледелии чувствует большую зависимость от природы, от стихийных сил, чувствует потребность учитывать их влияние. Земледелие базируется на использовании живых организмов, как биологических преобразователей одной формы движения материи в другую. (Зелёные растения переводят энергию Солнца в потенциальную энергию органического вещества.) Это биологический круговорот в природе (агрохимия – изучение круговорота веществ в земледелии), определение мер воздействия на химические процессы в почве и растении, которые могут повысить урожай. Земледелие – это частный случай проявления всех основных форм движения материи. На основе знания законов различных форм движения материи, проявляющихся в земледелии, земледельцы своим целенаправленным трудом создают условия для жизни растений и других организмов, повышения плодородия почвы. Между земледельцем и природой складываются противоречия: 1) несмотря на успехи науки и техники, человек не может на большой территории изменить атмосферные факторы среды (тепловой режим, состав и интенсивность света); 2) земледелец всё более и более использует природу – растительные ресурсы, плодородие почвы, водные ресурсы, химические вещества (в 1892 г. – человеку служило 300 видов растений (из 140 тыс.), теперь – 2500 (из 300 тыс.); 3) ход земледельческих работ определяется природой. Она назначает сроки их начала и выполнения. По мере прогрессивного развития общественного производства земледельцы всё меньше зависят от природы. Это обеспечивается прогрессом комплекса сельскохозяйственных машин, внедрением достижений агрономии. Сейчас земледелец всё чаще задумывается над последствиями воздействия на среду. Рациональное земледелие становится одним из ведущих. Но научно-технический прогресс в земледелии сопровождается не только благоприятными, но и негативными последствиями: эрозия почв, уменьшение перегноя, засоление почв, заболачивание, вредное влияние гербицидов. Земледельцы неумолимы в своём стремлении идти дальше в покорении природы, но они не могут отступить от её законов. Земледелие определяется: 1) развитием общества; 2) достигнутым уровнем производства; 3) уровнем общественных отношений. Сельскохозяйственные растения, находясь в сфере земледельческой практики, выступают орудием труда. Как предмет труда, сельскохозяйственные растения испытывают на себе влияние земледель199 цев в процессе подбора, улучшения и создания сортов, определения густоты посева, выбора предшественника в севообороте. Как орудие труда, они преобразуют не только природу, но и оказывают влияние на развитие общественных отношений. Сельскохозяйственные растения (элементы производительных сил общества) играют важную роль в развитии производительных сил общества. С начала XX в. складываются условия для ускоренного сортообразования, для внедрения новых сортов – это глубокие изменения в развитии земледельческих производительных сил, одно из главных направлений научно-технического прогресса в земледелии. Почва – важнейший элемент земледельческих производительных сил. А её важнейшее свойство – плодородие. Почва – главное средство производства, своеобразное орудие производства. Встречаются факты недооценки почвы как средства производства: а) сокращаются плодородные почвы; б) они используются под строительство; в) затопляются морями. Сохранение почвы как ничем не заменимого средства производства в сельском хозяйстве неотделимо от её рационального использования, а главное в этом – увеличение её плодородия. Будучи главным средством производства, почва находится в диалектической взаимосвязи с другими элементами земледельческих производительных сил: с сельскохозяйственным растением, земледельческой техникой, удобрением, агрикультурой, агрономией и т. д. Как чисто природное образование, почва возникла и развивается вне и независимо от человека под воздействием лишь природных сил: минералов, климата, микроорганизмов, растений, животных. Однако, попадая в сферу активной человеческой деятельности, технических, экономических и других общественных отношений, почва уже включается в состав земледельческого производства, производительных сил земледелия, её развитие также зависит от социально-экономического (антропогенного) фактора. Так, районы южной Украины, некогда считавшиеся неперспективными, стали давать впоследствии большие урожаи. Большое значение имеет земледельческая техника. Даже простая, но обязательная земледельческая операция – вспашка земли, должна проходить в соответствии с законами природы. Орудия, машины, их системы выступают основным средством использования законов природы и облегчения труда земледельца, его интенсификации, сокращение рабочего времени, увеличения производительности труда. Возрастание индустриального труда в сельском хозяйстве составляет важнейшую тенденцию и предъявляет новые требования к труду земледельца. Применение всей массы техники в сельском хозяйстве резко расширяет теоретико-познавательные (гносеологические) возможности земледельцев, в особенности в определении пер200 спектив развития. Машина разрушает консерватизм старокрестьянских воззрений. Появляется динамизм деятельности. Таким образом, средства производства становятся определяющей стороной в развитии производительных сил. Этот фактор проявляется и в создании более производительных сортов растений, более эффективного плодородия почвы, более прогрессивных систем земледелия. Хотя земледельческая техника существенно влияет на все другие элементы производительных сил земледелия, но диалектика их такова, что сельскохозяйственные растения не теряют своей центральной, синтезирующей роли. Применение машин повышает урожайность в пределах естественного плодородия почв. Значительным фактором земледелия становится применение минеральных удобрений. Это находится в тесной связи с другими элементами земледельческих производительных сил: машинами, лучшим использованием почвы и т. д. Они обеспечивают искусственное повышение плодородия. Каждый фактор жизни сельскохозяйственного растения лишь тогда превращается в фактор урожая, когда он соединяется с человеком, техническими и социально-экономическими отношениями. Но и социально-экономическое нельзя оторвать от природного. 1.3 Познание объективных законов – основа целесообразной деятельности земледельцев Невозвратны для земледельца времена, когда он рассчитывал только на бога. Все современное земледелие в развитых странах ведётся в соответствии с учётом объективных законов природы. Но в механизме действия каждого закона есть его мера, граница: стоит запоздать с вспашкой паров – недобор зерна неизбежен. Выращивание урожая происходит на основе использования не одного, а системы законов. В растении всегда есть механические отношения, и инженер-механик должен иметь в виду величину зерна, толщину стебля, плотность посева при уборке. В растении действуют физические законы и отношения, химические реакции, превращения, биосинтез. (Азот входит в состав многих соединений, а знание азотного обмена необходимо.) Растение – это организм, который подчиняется действию биологических законов. Среди биологических законов ведущую роль выполняет закон связи организма и среды. Каждый сорт растений при размножении сохраняет свои наследственные признаки, стойко сохраняющиеся от поколения к поколению, а в эволюционном плане внешняя среда оказывает на растения значительное влияние. И в то же время каждое растение взаимодействует со средой, поскольку так осуществляется его питание. Действует на растение и социологический закон. Закон роста производительности труда заставляет челове201 ка работать над созданием и распространением новых высокоурожайных, зимостойких, засухоустойчивых сортов. Законы земледелия: - закон минимума, оптимума, максимума; - закон совокупного действия факторов урожая; - закон возврата; - закон плодосмена. Они сложны, потому что в их действиях сочетаются природные и социально-экономические законы. Если чисто биологические законы действуют независимо от человека, то этого нельзя сказать об объективных земледельческих законах. Они не существуют вне агрокультурной, хозяйственной деятельности человека. В этом смысле земледельческие законы тождественны социальным, проявляющимся лишь в процессе деятельности людей, их взаимоотношений. Без человека и его отношений сельскохозяйственные растения из средств производства превращаются в дикие, либо погибают (без искусственных условий). Также и почва перестает быть средством производства без человека. 1.4 Специфическая форма практики в земледелии Возделывание сельскохозяйственных растений – одна из развитых форм человеческой деятельности. С развитием агроприёмов, прежде всего по обработке почвы, связана вся история земледелия и агрономического познания. Современные агроприёмы – это итог их предшествующего развития. Они приводят в движение всю земледельческую технологию, овеществляют и концентрируют в себе достигнутый уровень знаний о возделывании и получении растений. Центральный признак любой формы практики – характеристика её как такой деятельности, в ходе которой совершается изменение объекта. Подобный признак, как общий и существенный, присущ и агроприёму, но в своеобразной земледельческой форме. Изменяя земледельческие объекты, агроприёмы и их системы, создают те условия, в которых нуждаются растения, и одновременно порождают те условия, которые подчас уничтожают или снижают результаты первых. Например, рыхление создает пахотный слой с благоприятным строением – мелко-комковато-зернистой структурой. Но при чрезмерном распылении снижается и даже уничтожается её благоприятная структура. Степень и характер изменений, производимых агроприёмами, находятся в прямой зависимости от того, насколько рационально и какими орудиями труда они осуществляются. Любой агроприём возникает и развивается на основе учёта объективных законов земледелия, биологических законов, социально-экономических, диалектических. Закон оптимума (основной земледельческий закон) показывает, что наивысший урожай возможен только при оптимальном количе202 стве факторов урожая, рациональном их соотношении. Вне агроприёма закон оптимума, как земледельческий закон, не существует. Агроприём (система-агротехника) выступает проявлением законов, он выступает специфическим методом развития и разрешения противоречий в процессе возделывания сельскохозяйственных растений. А преодоление противоречия обеспечивает поступательность развития земледелия, экономическую эффективность. Необходимо хорошо знать объективную и субъективную стороны агроприёма, поскольку, чем лучше осваивается субъективная сторона (знание), тем он более объективно подходит к практике. 1.5 Урожай как биосоциальное явление в земледелии и центральное понятие в агрономии, особенности диалектики его развития Урожай свидетельствует о степени овладения земледельцами природными и социально-экономическими процессами, характеризует состояние земледельческих производительных сил. Урожай – богатое и сложное явление, выходящее за пределы земледелия. В создании урожая проявляется диалектика цели и средства. Как цель, урожай синхронизирует все многочисленные усилия земледельцев, ибо урожай – это то, что нужно человеку для удовлетворения его потребностей. Созданный урожай – непременное условие дальнейшего развития всех сторон хозяйства. Агроному важно изучение не только земледельческих законов, но и таких закономерностей, как диалектические противоречия, соотношение количественной и качественной сторон урожая. Для агрономии качество урожая подчас достаточно при сведении его до какой-то одной черты (полновесность зерна, содержание крахмала в картофеле и т. д.). Но с позиций диалектики этого недостаточно. Чем ближе амбарный урожай к биомассе, тем выгоднее выращивать данную сельскохозяйственную культуру. Урожай – биосоциальное, а не биологическое явление. В урожае наиболее концентрированно представлено всё богатство диалектики природного и социального в земледелии (и биологическое, и производительность труда). Используя биологические данные, земледелец создаёт урожай. Урожай – это то или иное количество продукции определённого качества, получаемое человеком на единицу площади в результате сложного взаимодействия растительных организмов с комплексом условий внешней среды. Урожай – результат сложного взаимодействия растений с космическими и земными факторами. Здесь взаимодействуют в диалектическом единстве, с одной стороны, растения с их генетической природой определённых культур и сортов, а с другой – комплекс условий внешней среды. 203 2. О соотношении философии и агрономии 2.1 Из истории взаимоотношения философии и агрономии Агрономические понятия – «урожай», «почва», «плодородие почвы», «обработка почвы» - это аккумуляция истории земледельческого познания, своеобразная память агрономов, земледельцев. Демокрит (ок. 460-370 гг. до н. э.) написал книгу «О земледелии, или Агрономия»), где он провозглашал идею единства земледельческого и философского познания. Только тот может быть образцовым хозяином, писал он, кто «владеет в совершенстве искусством в познании природы вселенной» (Мыслители древней Греции. - М., 1955. с. 177). В эпоху феодализма развитие агрономии было весьма медленным и рутинным, но и в это время агрономические знания пробивали себе дорогу. Ярким агрономическим произведением были «Гепоники» (Х в.) – византийская сельскохозяйственная энциклопедия. В это время появились севообороты – гениальное изобретение хлебопашцев. Русские садовники в ХVIII в. изобрели парники. Селекция зарождается в ХVIII в. М.В. Ломоносов высказал предположение о происхождении чернозема: «Он произошел от согнития. животных и растущих тел со временем», (Ломоносов, М.В. ПСС, т.5, с. 574-575). Интересные мысли высказывал первый русский агроном А.Т. Болотов в своей работе «Об удобрении полей» (1770). Он считал необходимым рассматривать вещи такими, какие они есть, познавать объективную закономерность природы. Важным рубежом в развитии биологии и агрономии явилось возникновение дарвинизма. Идея развития нашла в дарвинизме своё глубокое выражение. Было найдено обоснование учения об изменчивости и наследственности, искусственном и естественном отборе, историческом методе в биологии. Большую лепту в понимании внутренних причин развития растений и других организмов вносит Г. Мендель. В связи с успехами учения о фотосинтезе, особенно развитого К.А. Тимирязевым, под агрономией стали понимать науку изучающую способы регуляции использования солнечной энергии при помощи возделывания зелёных растений. Взгляды В.В. Докучаева о почве как естественно-историческом теле, о зональном распространении их развивались под благотворным влиянием философских воззрений Н. Г. Чернышевского. Трудами В.В. Докучаева, П.А. Костычева, Н.М. Сибирцева, В.Р. Вильямса были сделаны открытия, позволяющие решить проблему восстановления, регулирования и повышения плодородия почвы. К концу ХIХ в. получают признание специфические объективные законы земледелия – за204 кон минимума, оптимума, максимума, равнозначности и незаменимости факторов урожая, закон возврата и др. Со второй половины ХIХ в. появляются первые сельскохозяйственные машины. В 1868 г. А.Р. Власенко изобрёл «зерноуборку с корня», прообраз нынешнего комбайна. Работы виднейших теоретиков агрономии были пронизаны элементами материализма и диалектики. Формирующаяся научная агрономия, призванная обслуживать крупное машинное земледельческое производство, давала обильный материал для диалектико-материалистических обобщений и сама остро нуждалась в научном мировоззрении и методологии. 2.2 Место агрономии в системе естественных, общественных и прикладных наук. На агрономию влияют как естественные, так и общественные науки. Но и агрономия помогает в развитии космической науки, в прогнозировании погоды. Возникло космическое растениеводство. Философия в этом случае служит методологической основой. Нельзя игнорировать две стороны агрономии: теоретическую и прикладную. Чаще всего значение придают только второй части. Биологические науки теоретического характера – генетика, биохимия, цитология, физиология растений обеспечивают коренные сдвиги в земледельческом производстве. С их помощью в земледельческую практику вошло применение микроэлементов, регуляторов роста и т. д. Активное влияние биологии на агрономию выразилось в том, что селекция сельскохозяйственных растений превратилась из ремесла и искусства в науку с помощью генетики (начало ХХ в.). Как прикладная наука, агрономия ассимилирует потенциальные возможности теоретических наук, обеспечивая непрерывные изменения в технике, технологии и организации земледелия. Опираясь на новейшие достижения теоретических наук, агрономия непрерывно совершенствует систему обработки почвы, создает новые, более производительные сорта, разрабатывает более эффективные методы применения удобрений, гербицидов и т. д. Именно от агрономии зависит эффективность земледелия, перспективы и темпы его развития. Закономерно поэтому, что прикладные агрономические исследования в количественном отношении преобладают над теоретическими. Прогресс теоретической биологии сам по себе ещё не поднимает уровень земледельческих производительных сил. Нужно изыскивать, разрабатывать и применять новые агроприёмы, совершенствовать действующие. Вот почему прикладная сторона агрономии – учение об агроприёмах. Агроприёмы, как основная форма земледельческой практики, служат «мостом», связывающим теоретические и прикладные науки с многочисленными земле205 дельческими объектами и процессами. Не всегда правомерно требовать немедленной отдачи теоретических исследований. Современная агрономия всё более сближается с теоретическими науками. Становятся всё более тесными взаимосвязи между агрономией и общественными науками. Так, урожай можно повысить за счёт научной организации труда, совершенствования управления производством. Современная агрономия – это десятки относительно самостоятельных наук, но в то же время, это и единая наука, имеющая объектом исследования специфические законы земледелия, способы возделывания культур. 2.3 О соотношении методов познания в агрономии Агрохимия – наука индуктивная. Дарвинизм впервые всесторонне обосновал теорию естественного и искусственного отбора. Вместе с тем эта теория превращается в метод, как только она применяется для преобразования растений. В философии и агрономии выражается познавательное отношение человека к действительности. В этом единство теории и метода. Но теория – это обобщённое отражение действительности, а метод – это способ практического овладения ею. Диалектическая теория и метод, используемые в агрономии, связаны с пониманием особенностей действия диалектических (всеобщих) законов в жизни и возделывании сельскохозяйственных растений в определённых условиях среды. Биологическая теория служит отражением биологических (общих) законов в жизни сельскохозяйственных растений, почвы, микроорганизмов и т. д. Агрономическая теория отражает объективные земледельческие (частные) законы, регулирующие процесс возделывания сельскохозяйственных растений. При этом агрономические методы испытывают влияние биологических и экономических факторов. Все они лежат в основе методики агрономического исследования. 3. О диалектическом содержании и практическом использовании объективных законов земледелия 3.1 Закон совокупного действия факторов урожая и анализ особенностей противоречий земледелия Диалектические противоречия заложены в самой сущности закона совокупного действия факторов урожая. Противоречивое взаимодействие складывается между сельскохозяйственным растением – носителем урожая и совокупным действием всех факторов урожая. Агроприёмы, разрабатываемые агрономией, применяются в соответствии с развивающимися противоречиями между растениями (посевом) и совокупностью факторов жизни растений, создающих 206 урожай, и факторов урожая (этот процесс бесконечный). Совершенствуются и агроприёмы как средство разрешения и развития противоречий от посева до урожая, т. е. от начала и до конца. Главная задача земледелия – получение высокого и устойчивого урожая – может быть понята только в связи с противоречивой сущностью закона совокупного действия факторов урожая. Необходимо стремиться к более точному соблюдению непременного условия получения урожаев – к достижению наилучшего (оптимального) уравновешивания основных факторов урожая. 3.2 Закон минимума, оптимума, максимума и анализ особенностей диалектики факторов урожая Наилучший урожай возможен лишь при оптимальном количестве факторов урожая, их оптимальном сочетании, а уменьшение или увеличение их ведёт к снижению урожая. Например, наиболее быстрый, через 8-10 дней после всходов, переход озимых в фазу кущения отмечен на полях с хорошей обеспеченностью влагой, при температуре +13°С и выше. Но если одного из этих факторов не хватает, то продолжительность перехода увеличивается до 15-20 дней. В условиях производства проявляется не только природная (биологическая), но и социально-экономическая сторона закона минимума, оптимума, максимума. Он предопределяет деятельность земледельцев по разработке и применению агроприёмов для устранения или ослабления отрицательного влияния минимума или максимума, для преодоления «порога» старого оптимума и создания «порога» нового оптимума, обеспечивающего более высокий урожай. Изучение диалектического содержания закона минимума, оптимума, максимума позволяет лучше обеспечить одно из главных условий успеха в земледелии – своевременность применения агроприёмов. Однако надо отличать эмпирическое признание правила о своевременности действий в земледелии от научного осознания его объективных основ. Одна из них – изучение и учёт меры как обязательного элемента «механизма» действия земледельческого закона. Например, количество азота в растениях, избыток и недостаток одинаково вредны. Эффективность агроприёма зависит от учёта фазы развития растения, особенностей сорта, характера обработки почвы и др. Если это требование нарушается, агроприём из полезного воздействия превращается в бесполезное и даже вредное явление. А незнание закономерностей возделывания растений прямо ведёт к грубому эмпиризму, снижению урожая. Диалектическое содержание закона минимума, оптимума, максимума и других свидетельствует, что на какой-то ступени нарастания количественных изменений (минимум, оптимум, максимум) наступает оптимум (как необходимое качество), но каковы эти количественные 207 изменения, на каком уровне их накопления сложится оптимум и в какой форме - ответа на эти вопросы данный закон земледелия не даёт и дать не может. Однако с учетом логики развития земледельческих явлений и конкретного агрономического исследования такой ответ достигается. 3.3 Особенности диалектики развития систем земледелия как формы прогрессивного развития земледельческих производительных сил В истории земледелия совершается последовательная смена форм систем земледелия: залежная, переложная, паровая трехпольная, плодосменная, травопольная, современные интенсивные зональные системы земледелия. В действительности, на разных этапах развития общества могут сосуществовать несколько систем земледелия. Залежная система земледелия сложилась в недрах первобытного общества, хотя существует до сих пор. Она была обусловлена первыми орудиями земледельческого труда: палкой-копалкой, каменной мотыгой, но всё-таки они породили земледелие. Старый участок забрасывался и брался новый. Человек пользовался естественным плодородием почвы, не заботясь о его улучшении. Но в рабовладельческом обществе землевладельцы стали ограничивать земледельцев в свободном выборе новых участков, и поэтому пришлось возвращаться к обработке заброшенных земель. Появляются начала агрономии для работ по улучшению почвы. Появляется переложная система земледелия, которая сохранила рациональное стремление иметь плодородный участок, обработку почвы. Появляются соха, плуг. Утверждается перелога, т. е. временная залежь. В обоих случаях восстановление плодородия происходит без человека, естественным путем. Но положительное свойство переложной системы – более полное использование земли, восстановление утраченного плодородия – для феодального общества недостаточны, т. к. отсутствует правильное деление земельных участков и возврат почвенных веществ, уносимых урожаем: однообразна полевая культура (преобладали злаки); была мелкая обработка земли. Паровая система земледелия сложилась в эпоху рабовладения. Она существовала до ХVIII в. (в России до XX в). Совершенствуется плуг; земледелие – основная отрасль сельского хозяйства; скотоводство его дополняет. Укорачиваются сроки залежей с 15 лет до 1-2, когда землю оставляют без посева для восстановления плодородия. Трёхпольное земледелие содержало новые положительные черты: расширялись посевные площади, осуществлялась их ежегодная обработка, росло число возделываемых культур; возникали севообороты, стал использоваться закон плодосмена. Но при капитализме трёхполье 208 мешало введению посева картофеля, подсолнечника, свёклы и т. д. Однообразные культуры способствовали распространению болезней, сорняков, вредителей. Земледелие и животноводство не обеспечивали нужд друг друга. На смену пришла плодопеременная система земледелия. Эмпиризм крестьян и наука параллельно пришли к возможности сохранения почвы путём чередования культур. Это означало превращение чисто зернового хозяйства в предприятие с развитым животноводством, возделыванием кормовых корнеплодов и бобовых трав, технических культур, применением удобрений и машин. 3.4 Формы проявления научно-технической революции в земледелии и характер соотношения «земледельческая производство - агрономическая наука» Земледельческое производство не стоит в стороне от НТР. Она проявляется в коренном перевооружении всего земледельческого производства, в переводе его на такую техническую основу, которая соответствует высокому уровню производительных сил современного общества. НТР и земледелие означает переход к качественно новой системе машин, индустриализации земледелия на основе комплексной механизации и элементов автоматизации, наращивание его энергетической базы; совершенствование главного средства производства – почвы, её плодородия, создание всё новых урожайных сортов растений, разработку и применение более совершенных систем земледелия, объединяющих в чётком взаимодействии все элементы земледельческих производительных сил, подготовку кадров всех уровней, способных активно применять достижения науки, эффективно приводить в движение всю технику и технологию земледелия. Агрономия становится производительной силой только через деятельность агрономов, земледельцев, через её технико-технологические воплощения. Отсюда необходимость изучения специалистами сельского хозяйства не только отдельных достижений науки, но и всего целостного процесса взаимодействия агрономии как науки и производства. При этом агроном выступает не только активным потребителем достижений науки, но и творцом нового в земледелии. Современные земледельческие, производительные силы (почва, сорта, новейшая техника и технология) создают более развитые условия для дальнейшего систематического проникновения в сущность земледельческих объектов, законов их развития. Массовое применение новейшей земледельческой техники, удобрений, интенсивных сортов создали новую, более развитую познавательную ситуацию и для изучения свойств почвы, сельскохозяйственных растений, севооборотов, систем обработки, удобрений. Ныне полнее исследуются избирательное потребление растениями тех или иных элементов, изменение свойств почвы, характер вли209 яния предшественника на последующую культуру. Особенно чувствительны к новой технике агроприёмы, приводящие в движение всю земледельческую технологию. Так, изменение конструкции плуга и других орудий позволили за последние годы увеличить скорость обработки почвы. В связи с интенсификацией земледелия в ходе НТР приходится постоянно учитывать «моральный» износ и земледельческой техники, и агрономических идей. Все агроприёмы необходимо видеть во взаимной связи, определяющей зависимости с развитием земледельческих орудий и машин. 4. Анализ конкретной ситуации в земледелии Земледелие больше, чем любое другое производство, нуждается в конкретном анализе постоянно изменяющихся условий – погоды, распространения тепла и влаги в почве и воздухе, скорости ветра, энерговооружённости и т. д. В то же время сам земледелец вносит изменения в набор сортов, структуру посевов, плодородие почвы, агроприёмы и т. д. 4.1 Конкретный анализ конкретной ситуации как существенный принцип диалектики агрономии Агрономия, применяемая без учёта конкретных условий хозяйствования, приносит вред. В земледелии одна и та же работа, в одном и том же месте в разные годы должна вестись по-разному. Мощным и ничем не заменимым средством агрономического познания выступает логика земледельца – умение сознательно пользоваться понятиями, знать, как и почему они возникают и развиваются. Агрономические понятия выступают «узловыми пунктами» познания. Самой глубокой объективной основой конкретности истины и творческого поиска в земледелии является действие объективных земледельческих законов. Закон плодосмена содержит в себе относительно устойчивую, повторяющуюся связь, т. е. закономерную смену культур в севообороте. Знание повторяющейся существенной связи дает агроному возможность предвидеть самое основное в разработке и осуществлении севооборотов. Однако севооборот – не абсолютно жёсткая схема с неизменным чередованием культур, ибо в законе плодосмена повторяющаяся связь осуществляется в ходе взаимодействия сторон, которые сами непрерывно изменяются. Изменяются и сортовой состав, и плодородие почвы, и технические возможности земледельцев. Конкретное изучение соотношения моментов устойчивости (повторяемости) и изменчивости в объективных земледельческих законах, а соответственно и в отражающих их формах агрономического 210 мышления, позволяет осмыслить диалектическую природу замечательного правила земледельца: «Агрорекомендация – не догма». При метафизическом подходе к этому правильному положению оно может превратиться в оправдание безответственного отношения к агрорекомендациям. Агрорекомендации как конкретные истины, отражающие сущность земледельческих явлений, и те специфические условия, в которых они развиваются, отвергают произвол по отношению к возделываемым культурам, к земле, ко всем другим земледельческим объектам и процессам. Вместе с тем они предполагают ответственность земледельца за свои дела. В агрономии наряду с индуктивным развит и аксиоматико-дедуктивный способ мышления, т. е. многие научно-обоснованные агрорекомендации выступают здесь как аксиомы. Какие бы не возникли трудности, каждая агрорекомендация выступает как гипотеза, т. е. как недоказанное теоретическое положение. Но агроном не всегда через гипотезу обращается к агрорекомендации, т. к. это может творить произвол. Но когда зарождается агрорекомендация, не прошедшая проверку на опытном поле, и носит вероятный характер, то могут возникать конкурирующие гипотезы. Иногда новые агрорекомендации зарождаются в недрах старых рекомендаций. Цель всестороннего изучения любого явления состоит не только в том, чтобы обнаружить все его свойства, а в том, чтобы оценить значение каждого из них для практики. Для производственников главная трудность состоит не столько в понимании существа формулировки агрономического понятия или закона, а в том, как данный закон проявляется в хозяйстве, применятся в их деятельности. Отсюда возрастает роль агротехники как прикладной части агрономической науки, которая является переводом языка науки, теории на язык практики земледельца. Деятельность земледельца не застрахована от ошибок. «Кто не пашет - у того и огрехов нет». Но как никто земледельцы знают цену ошибок. Отсюда у них естественно складывался своеобразный земледельческий скептицизм, недоверие к новшествам. Есть ошибки, как результат творчества и результат лени. Есть ошибки, связанные с изменением хозяйственных или климатических условий, и есть, как результат грубого нарушения агротехники. Поэтому знание диалектики позволяет сокращать размеры и количество ошибок. Деятельность земледельца по повышению эффективности земледельческого производства возможна лишь на основе конкретности мысли и действия. Необходимо совершенствовать умение конкретно мыслить и действовать. 4.2. О соотношении философской и агрономической характеристик практики 211 Очень часто передовой метод, дающий в одном хозяйстве большой успех, перенесённый в другое хозяйство, вызывает массу проблем. В агрономической практике немало равнодушия к передовому опыту, новшествам. В ходе развития агрономической мысли неизменно сталкиваются подчас противоположные взгляды. Только практика может в конечном счете определить, верна или неверна та или иная предлагаемая идея. Практика представляет собой взаимодействие объекта и субъекта, которое приводит к изменению того и другого. Каждый новаторземледелец обязательно должен тщательно анализировать, пусть и не полностью, что в его практике объективно, независимо от его воли и желания, а что определяется субъектом, уровнем его знаний и конкретных условий осуществления технологической операции. Новое заложено, прежде всего, в объективном, самих развивающихся вещах, законах их развития. Агрономия, как и любая наука, стремится выявить существенно общее, повторяющееся в вещах и процессах земледелия. Для передового опыта, как наиболее эффективного изменения объекта, характерно и наиболее удачное соединение существенно общего в познании (новой агрономической идеи) с объектом земледелия – обрабатываемой почвой, возделываемым сортом. В сознании новатора-земледельца, внедряющего новый сорт, новый агроприём, новые почвообрабатывающие орудия, фиксируется на первых порах то общее и существенное, что уже было известно. Однако ему пока неведомо, каким проявит себя это новшество на данном поле, в конкретных производственных условиях. Искусство земледельца-новатора – найти более эффективные, чем это было до сих пор, пути соединения общего и существенного в познании с земледельческими объектами в конкретных условиях. Передовой опыт выступает критерием истины, который находится в постоянном развитии, причём в передовом опыте он особенно подвижен и «чувствителен». Иногда бывает так, что новаторы приложат много усилий для внедрения передового опыта, докажут правоту своих идей, но затем успокоятся на достигнутом и перестанут совершенствовать осуществленный опыт. Никакой передовой отдельный опыт ещё не может полностью подтвердить или опровергнуть первоначального замысла новатора, а подтверждает его в основном или частично. В каждом опыте есть и рациональное и нерациональное. Поэтому необходимо постоянное развитие передового опыта и других форм практики. У некоторых передовиков появляется «моральный износ», если они не работают над совершенствованием своих агрономических знаний. Новаторы повышают производительность труда, снижают себестоимость продукции. Они идут дорогой открытий. Необходимо, чтобы земледельцы владели современными методами хозяйствования, обладали чув212 ством нового, видели перспективу. Крупные нововведения немыслимы без поддержки со стороны специалистов. Но, порою, не удается поддержать новшества земледельцев из-за слабой технической базы, субъективизма руководителей и специалистов, т. к. узок их кругозор, проявляется зазнайство, самотёк, стихийность, формализм и голое администрирование Роль специалиста возрастает в той мере, в какой он опирается на новаторов, поддерживает их, учится у них. В этом случае у него складываются возможности конкретнее определить новые рубежи развития хозяйства и пути их достижения. Способности земледельца проявляются именно в умении создавать условия для развития инициативы. Урожайность выступает критерием развитости культуры земледелия. У урожая много слагаемых. К ним относятся все факторы создания урожая: земледелие разрабатывает учение о севооборотах, экономика рассматривает экономическую целесообразность тех или иных агроприёмов, применение новых сортов, новой техники и технологии. 213 Тема 13. Философские вопросы животноводства Современное животноводство не может успешно развиваться без постоянного расширения и углубления знаний о природе организма. Без них невозможно сознательно управлять развитием животных и извлекать максимум пользы от их разведения. Главная задача биологических наук: - выяснение сущности явлений жизни; - вскрытие биологических закономерностей развития органического мира; - изучение физики, химии живого; - разработка способов управления жизненными процессами (обменом веществ, наследственностью, направленными изменениями организмов). Первые философские трактовки явлений развития животных относятся к периоду расцвета древней греческой культуры. Известны высказывания Платона, Гераклита, Гиппократа, Аристотеля о развитии, как непрерывном изменении материи. Аристотель (384-323 гг. до н. э.) первый открыл один из важнейших законов развития – закон корреляции, или соотношения роста, который затем был развит Кювье, Ковалевским и Дарвином. Работы древних и средневековых ученых носили преимущественно описательный характер и базировались лишь на самых поверхностных наблюдениях, и все недостающие сведения о характере развития, его причинах и связях дополнялись философскими умозаключениями. Строго научная работа началась с XVIII в., когда начали проводить эксперименты для раскрытия законов развития: К. Ф. Вольф (1759) – теория зарождения; Х. И. Тандер (1817) – развитие эмбриона; К. М. Бер (1828) – история развития животных; Кетле (1836) – впервые применил математический метод при изучении явлений роста; А.Н. Северцов – работы в области филогенеза, онтогенеза; Н.П. Чирвинский – закономерности развития животного. Иссле214 дования в этой области позволили открыть многие закономерности и научиться влиять на развитие животных. Познание законов развития сельскохозяйственных животных имеет большое практическое значение: 1) в племенном деле, где управление развитием животных поможет совершенствовать породы животных; 2) в пользовательском животноводстве – для организации быстрого и экономически рационального выращивания продуктивного скота. Организму животного присущи все основные свойства материи, в том числе движение. Как всякая материя, организм никогда не бывает в состоянии покоя. Он постоянно изменяется, развивается. Точка зрения, что решающим фактором в развитии живых существ является среда, противоречит той точке зрения, что основой развития является саморазвитие. Хотя это не исключает роли среды, т. к. везде существует взаимодействие. Направление развития, его темп обуславливаются не только внутренней природой организма, но и зависят от условий своего бытия. Есть точка зрения, которая полагает, что толчком к движению живой материи, импульсом к новому развитию являются внутренние противоречия, создающиеся в процессе оплодотворения – соединения двух различных половых клеток, образующих третью – новую особь. М.С. Навашин (1952) считает, что нужно исходить из общей закономерности обмена веществ. Половые клетки есть результат качественного видоизменения вегетативных клеток, в процессе их онтогенеза. А оплодотворение – лишь разновидность физиологических процессов организма. Поэтому живое вещество клеток в соответствующем состоянии может послужить основой нового развития. Новые клетки организма создаются не при сохранении старых, а на базе их разрушения. Продукты разрушения старого служат агентами создания и таким образом сам процесс обмена веществ постоянно создает условия, дальнейшего развития. Характер обмена веществ зависит как от особенностей организма, так и веществ, поступающих в него. Жизнь организма связана с теми условиями, в которых он находится. Изменение условий – это количество и качество пищи, её химический состав, количество получаемого тепла, солнечная радиация и т. д. Обмен веществ влияет на развитие животного и приводит к созданию изменённых организмов, которые сохраняются или устраняются в результате отбора в зависимости от того, насколько они окажутся приспособленными к жизни и желательными для хозяйственного использования. Разные условия среды неодинаково ассимилируются организмом, благодаря чему развитие его может уклоняться в сторону либо 215 внутренних, либо внешних факторов вплоть до его полной остановки. Но причины, определяющие закономерности развития организма, в основном обуславливаются его наследственностью. Изменения развития организма под влиянием внешних условий возможны лишь вследствие способности его определённым образом реагировать на внешние раздражения. В руках человека обе возможности изменения организмов. Он может непосредственно изменять наследственность животных, спаривая особи разных видов, пород или отличающихся между собой индивидуалов внутри пород, или воздействовать на организм косвенно, изменяя условия существования, что оказывает влияние на реализацию наследственности в онтогенезе. Чем интенсивнее идут процессы обмена веществ, тем организмы более склонны к изменениям. Интенсивность обмена связана с периодом развития, возрастом животного, она выше у молодых животных, и они более подвержены изменениям. Создавая определенные условия для развития животных, можно направить их развитие в ту или иную сторону. Однако эта изменчивость не безгранична, она зависит от наследственности. Организмы, одинаковые по наследственности, в разных условиях существования развиваются различно. Поэтому не может быть одного метода выращивания животных для всех пород и типов, как не может быть одинаковых животных в одном стаде. Многолетний практический опыт животноводства доказал возможность воздействовать на свойства животных в процессе выращивания. Главные факторы: - кормление; - содержание; - сроки племенного использования; - система тренинга. Важнейший фактор внешней среды в формировании животного – питание, кормление. Ассимилируемая пища служит материалом для построения тканей тела и источником энергии для всех жизненных функций. В России первые глубокие исследования влияния питания на рост животных принадлежат Н.П. Чирвинскому (1885-1902), затем А.А. Малигонову, Е.А. Богданову, М.Ф. Иванову, Е.Ф. Лискуну, А.Ф. Нагорному, за рубежом – Д. Хэммонду, С. Броди. В результате длительной и широкой разработки проблемы был установлен ряд общих закономерностей развития сельскохозяйственных животных: - непрерывность; - неравномерность; - корреляция. 216 Были выработаны многие целесообразные приемы управления развитием животных. К ним относятся: - нормы и схемы кормления молодняка, обеспечивающие определённую скорость роста (привесов); - методы содержания, укрепляющие здоровье и предотвращающие падёж молодняка; - некоторые особенности кормления животных разного направления продуктивности; - разработаны приёмы, удешевляющие выращивание за счёт снижения затрат труда и дорогих кормов. 1. Непрерывность развития животных 1.1 Рост и дифференцировка Все свойства животного, морфологическое строение его тела и физиологические функции, а следовательно, здоровье и продуктивность реализуются в процессе индивидуального развития и обуславливаются наследственностью и условиями среды. При одной и той же наследственности, но разных условиях выращивания и использования формируются различные по продуктивности животные. Процесс, протекающий в организме в течение жизни с момента его зарождения до старости и естественной смерти, называется индивидуальным развитием, или онтогенезом, представляет собой непрерывную и последовательную цепь количественных и качественных изменений. Количественное изменение в онтогенезе – это рост. Он выражается в увеличении веса, размера, объёма вещества клеток, межклеточных веществ, тканей, органов. Рост происходит во все периоды жизни. В связи с физиологическими процессами, соответствующими возрасту, и под влиянием внешних условий (недостаток или избыток пищи, смена времен года, температуры воздуха и т. д.) наблюдается увеличение или уменьшение отдельных частей тела и всего организма. Это определяет характер роста животных. Качественные изменения организмов в онтогенезе, называемые дифференцировкой, связаны со специализацией клеток, тканей и органов, с возникновением новых особенностей или исчезновением старых, а также усложнением органов и тканей, происходят под влиянием наследственности и условий жизни. Они выражаются в биохимических, физических, физиологических и морфологических новообразованиях. Таким образом, индивидуальное развитие включает в себя два процесса, связанных между собой, – рост (количественный) и дифференцировку (качественный). 217 Качественные изменения в организме не ограничиваются только расчленением и специализацией форм и функций, но включают и обратные процессы – исчезновение специальных органов, возникновения новых связей между организмами и процессами, интеграцию – объединение всех жизненных функций, создание целостного организма. Процессы роста не однообразны в течение всей жизни особи. Увеличение или уменьшение живого вещества постоянно сопровождается его качественными изменениями. Важнейшим элементом роста является его скорость, которая зависит от активности клеточного деления и увеличения массы клеток, что связано с наследственностью и условиями жизни организма. Таким образом, под ростом следует понимать количественное увеличение тканей, органов и всего организма в онтогенезе, определяющееся митотической активностью тканей, а также интенсивностью увеличения массы уже существующих клеток, зависящих от наследственной природы организма, его возраста, физиологического состояния и от условий среды. Основными факторами, определяющими количественные закономерности в связи с качественными изменениями организма, являются следующие: 1. Увеличение массы генеративных элементов, повышающих скорость роста с возрастом. 2. Процесс дифференциации организма, ведущий к изменению обмена в отдельных частях его, снижает скорость роста. 3. Процесс возрастного изменения обмена веществ (старение), уменьшающий скорость роста. Рост и дифференцировка, связанные между собой как две стороны одного явления, не идут параллельно с одинаковой скоростью. В одни периоды жизни преобладают количественные, в другие – качественные изменения. Если в первые моменты жизни преобладает рост, выражающийся в дроблении оплодотворенной яйцеклетки, без заметного изменения её структурных и физиологических особенностей, то затем наступают быстрые качественные изменения формирования тканей и органов. При достижении известного возраста, разного для каждого вида животных, процесс новообразованный затухает, и начинаются преимущественно процессы роста. Например, у крупного рогатого скота в период от 7-8 до 16-18месячного возраста преобладают процессы роста, тогда как от рождения до 6-7 месяцев и с 16-18 до 25-30 месяцев наблюдаются значительные качественные изменения, связанные с перестройкой системы пищеварения, развитием половой системы, плодоношением, лактированием. Условия существования могут ускорять или тормозить процессы роста и дифференцовки. Большую роль в этом случае играет коли218 чество и качество пищи, но она не единственный фактор. Имеют значения также условия содержания животных, возраст первого оплодотворения и др. 1.2 Обмен веществ как основа развития Существование всего живого в первую очередь характеризуется наличием обмена веществ, состоящего из непрерывного распада веществ клетки (диссимиляция) и воссоздания их (ассимиляция). В результате разрушения клеточного вещества выделяется энергия, идущая на механическое движение, образование тепла и другие жизненные функции. Распад вещества клетки не может продолжаться долго, без пополнения его, которое осуществляется за счёт пополнения питательных веществ из внешней среды. Так как ассимиляция нарушает состояние равновесия живого вещества, то она может совершаться только при условиях процесса диссимиляции. В процессе жизни ни одна клетка тела не остается всё время постоянной. Вещество её непрерывно разрушается и восстанавливается, или же разрушается вся клетка полностью и на ее, месте образуется новая, таким образом, идёт обновление ткани или органа. Процесс восстановления вещества клетки или ткани – это не простое повторение ранее существующего, он сопровождается количественными и качественными изменениями. Следовательно, восстановление вещества клетки или самой клетки в процессе обмена представляет собой простейшую форму развития. Нет такого момента в жизни организма, когда метаболический процесс и, следовательно, развитие прекращается совершенно. Он может усиливаться или ослабляться, синтез – превалировать над распадом или наоборот, но движение живой материи в её самой главной и общей форме ни на миг не прекращается. Это составляет одну из главных сущностей развития. В таком понимании развитие организма непрерывно. Эту особенность живого, вытекающую из функции восстановления в процессе обмена, можно формировать как закон непрерывности развития. Непрерывность развития охватывает обе его стороны: качественную – дифференцировку и количественную – рост. У животных рост, как количественное изменение, наблюдается всегда. У многих видов рыб увеличение размера тела продолжается всю жизнь. Всю жизнь растут крокодилы. У всех других видов животных обновление отдельных элементов и массы тела идёт непрерывно. В течение жизни животного все клетки тела сменяются много раз. 1.3 Особенности развития молодого и старого организма 219 Процессы развития организма имеют возрастные особенности. У молодых организмов образование новых клеток преобладает над процессом их разрушения, вместе с этим более интенсивно протекают процессы дифференциации клеток и тканей. В зрелом организме образование числа новых клеток соответствует распаду, устанавливается некое подвижное равновесие. У старых животных разрушительные процессы преобладают над восстановительными. Как у зрелого, так и у старого организма продолжаются качественные изменения органов и тканей, однако, по мере старения характерно не возникновение нового, а потеря существующего, атрофия тканей и органов, переход их в неактивное состояние. Переход от молодости к старости происходит постепенно. Организм начинает стареть с момента его возникновения. Зрелость – переломный момент, кульминационная точка в жизненном цикле, переходный этап положительного баланса в обмене веществ к отрицательному. Однако нельзя представлять это механически. В действительности на известном и часто довольно продолжительном отрезке жизни наблюдаются преобладание то разрушительных, то созидательных процессов, колебания в обмене веществ. Это и есть период зрелости. В том случае, когда процессы синтеза вещества клетки преобладают над распадом, а число вновь образующихся клеток превышает число распавшихся, масса живого вещества увеличивается. Если расход жизненной энергии не восполняется за счёт питательных веществ, поступающих из внешней среды, что наблюдается при голодании, болезнях, чрезмерной работе или при старении организма, масса тела уменьшается. Особенности роста каждого вида животных сложились в процессе эволюции. В этом же процессе выработались и регуляторы роста, которые не вполне раскрыты в настоящее время. 1.4 Регенерация, как форма развития В процессе жизни вещество клеток и тканей постоянно разрушается, выделяя энергию для тепла, движения или преобразуется в другие жизненно важные продукты – секреты, гормоны, новые ткани. Взамен израсходованного, из поступающей из внешней среды пищи заново создается вещество клеток или клетки полностью. Этот процесс воссоздания называется регенерацией. Физиологическая регенерация, наблюдающаяся у всех живых существ, характерна для нормальной жизнедеятельности. Регенерация, как восстановление вещества клетки или самой клетки, не является простым повторением ранее существующего, а 220 всегда связана с обновлением материала, из которого состоят ткани и органы, т. е. представляет собой форму развития организма. Восстановление клеток или веществ клеток, разрушающихся во время работы органов, происходит постоянно, причём их объём и скорости зависят от состояния организма и наличия благоприятных условий. Чем организм моложе и чем в большем количестве и в более доступной форме поступают в него продукты питания, тем более энергично протекают процессы регенерации. В организме нет каких-либо резервных эмбриональных элементов, с которых бы начиналась регенерация. Этой способностью обладают все ткани на любом этапе жизни животного. Способность к физиологической регенерации свойственна всем организмам. Разрушение и восстановление взаимосвязаны и неразрывны. Необходимым условием восстановительного процесса является разрушение, т. е. его обратная, негативная сторона. Наконец, разрушение клеток, тканей или клеточного вещества необходимо в процессе специализации ткани или организма. При затухании жизненных функций, вызванных неподвижным образом жизни, болезнью, старением или другими причинами, при которых снижается расход энергии, регенерационный процесс замедляется, а без расхода энергии он становится невозможным. Для усиления роста животных необходимы побудительные причины – движение, свежий воздух и другие условия, повышающие расход энергии, распад клеточного вещества и самих клеток. Всё это одновременно стимулирует процесс регенерации. Физиологическая регенерация охватывает также и целые органы, разрушающиеся в процессе жизнедеятельности. Известно, что работа отдельных органов протекает уникально и связана с выполнением периодически возникающих функций или сезоном года. Например: - смена шерстяного покрова при смене времен года; - сброс рогов. Живой организм никогда не теряет способности развития, но она проявляется у него своеобразно на различных этапах жизни и связана с условиями существования. 1.5 Обусловленность скорости развития наследственностью и условиями жизни Продолжительность роста животных – практически важный вопрос для сельскохозяйственного производства. Этот период учитывают при создании желательного типа животных. Одни из их являются скороспелыми, другие – позднеспелыми, т. е. в равных условиях достигают максимальной величины и полного 221 созревания в разные сроки. Эти различия связаны с принадлежностью к разным видам и породам. Следовательно, скорость развития наследственна. Но в то же время скорость развития, продолжительность созревания зависит от условий существования – количества и качества пищи, температуры и влажности окружающего воздуха, солнечного освещения, упражнения органов и т. д. У животных разных пород неодинакова продолжительность общего созревания, отдельные периоды развития, в том числе и эмбрионального. Для сельскохозяйственных животных большую ценность имеет их скороспелость, возможность раннего использования, в то время как продолжительность их жизни не имеет существенного значения. Животных обычно не используют до старости в хозяйстве, а бракуют, как только начинает снижаться их плодовитость, продуктивность, работоспособность. 2. Неравномерность развития животного 2.1 Неравномерность скорости обмена веществ Неизбежность и необходимость обмена веществ в организме связаны со всеми его жизненными отправлениями. Обмен осуществляется путем превращения химической энергии в другие формы – тепловую, электрическую, механическую, лучистую и др. Распад веществ с выделением энергии совершается посредством поглощения необходимых веществ из внешней среды и превращения их сначала в вещества клеток тела и лишь затем, вследствие распада клеточного вещества, в свободную энергию. В процессе обмена происходит изменение организма, так как восстановление разрушившегося живого вещества не является точным повторением ранее существовавшего. В начале своего развития животное представляет собой простейшую одноклеточную форму, и ассимилирование внешней среды идёт через клеточную оболочку всей поверхности тела. На этапе развития, когда животное из одноклеточного превращается в многоклеточный организм, уже не все клетки тела непосредственно соприкасаются с питательной средой, между тем все они живут, расходуют энергию. Это приводит к снижению скорости ассимиляции. Скорость обменных клеток связана с величиной клеток. У молодых животных клетки относительно мельче, чем у старых. Вследствие этого по мере старения и увеличения объёма клеток темп ассимиляции падает. Активность клеток не остаётся постоянной в течение всей жизни. Кроме причин внутреннего порядка существуют и внешние – изменение условий существования. Все эти постоянные изменения внутренних и внешних факторов приводят к замедлению или ускорению, к неравномерности скорости обменных процессов и, следовательно, неравномерности роста животного. 222 Поскольку с количественной стороной связана качественная, то неравномерность роста сопровождается и неравномерностью дифференцировки, что создает неравномерность развития. 2.2 Периодичность развития организма Развитие организмов неравномерно, но и не беспорядочно. Образование или исчезновение отдельных органов, возникновение новых функций или утрата старых происходит в определенной последовательности, обусловленной наследственностью и жизненными условиями. Хотя каждый новый шаг в развитии делается возможным благодаря предшествующему состоянию, тем не менее всё развитие направляется господствующей сущностью животного, и каждое предшествующее состояние не является единственно и абсолютно обуславливающим будущее. В процессе развития от зародыша до взрослого состояния под влиянием наследственности и внешних причин из относительно простой по строению клетки создается сложный организм, ткани, органы и отдельные клетки которого приобретают особое строение, не сходное ни с первоначальной клеткой, ни друг с другом. Развитие всех животных идёт таким образом, что прежде всего определяется основной тип, причём гистологическая и морфологическая дифференцировки очень незначительны. При дальнейшем процессе этих дифференцировок эмбрион переходит из своей основной формы с характером данного класса в форму, присущую для отряда или семейства этого класса или еще более ограниченную, пока не появятся особенности индивидуума. Таким образом, позвоночное, которое первоначально кажется совершенно неопределенным, скоро превращается в рыбу, рептилию, птицу или млекопитающее. Особенности, характеризующие общий тип животных группы пород, например, тяжеловозной или верховой лошади, появляются раньше, чем черты, присущие каждой отдельной породе. И чем больше специализированы породы, чем резче различие, тем на более ранней ступени развития возникают их переходные особенности. Каждый этап развития животного, имея свои особенности, связан с предыдущим и последующим периодами. Переход из одной стадии в другую, процесс старения организма не представляет собой картины непрерывного падения биологического потенциала. Даже в старости не все изменения регрессивны. Существует двоякая периодичность в развитии: первая состоит в развитии по этапам, захватывающим относительно большие отрезки жизни, в течение которых происходит перестройка функций и форм, вторая периодичность захватывает относительно короткие промежутки времени и выражается в усилении и спаде процессов роста, связанных с ритмичной деятельностью органов и процессом деления клеток. 223 Неравномерность развития, являлась следствием приспособления организма к условиям существования, регулируется через нервную, эндокринную и другие системы организма, определяемые наследственностью и реагирующие на условия жизни. 3. Корреляция и интеграция в развитии 3.1 Организм как целостная система В организме одновременно со специализацией клеток происходят процессы координации, интеграции, создание связей между отдельными его частями. Взаимосвязь, или корреляция, отдельных частей и функций, образующаяся в процессе развития, сохраняет организм целостной системой, а не механическим соединениям отдельных самостоятельных организмов. Существование организма возможно лишь до тех пор, пока все его органы имеют гармоническую связь, нарушение её приводит к расстройству функций, гибели организма. Внешние воздействия, воспринимаемые отдельными органами животного, вызывают их изменения, которые координируются другими частями или органами, и таким путём возникают изменения организма как целого. Связь отдельных органов между собой была отмечена ещё древними натуралистами. Аристотель (384-322 гг. до н. э.) находил, что природа даёт одной части то, что она забирает у другой. В такой первоначальной форме был выражен так называемый закон соотношения, или корреляции, развития, открытие которого затем приписывалось Ж. Кювье, а позднее Ч. Дарвину. Ж. Кювье считал, что различные части каждого существа должны быть таким образом координированы, чтобы сделать возможным существование данного организма как целого не только в самом себе, но и в отношении с внешними условиями. Все органы животного образуют единую систему, части которой зависят друг от друга, действуют и противодействуют одна по отношению к другой. Никакое изменение не может обнаружиться в одной части без того, чтобы не вызвать соответствующее изменение во всех остальных частях. Ч. Дарвин назвал взаимосвязь деятельности и развития организмов законом корреляции. Он указывал, что развитие одного органа или функции не может не затрагивать функции или развитие другого. Эта связь может быть как положительной, так и отрицательной. Координация органов и функций состоит также и в переключении деятельности одного органа на другой или изменении его активности. Благодаря этому становится возможным сохранение жизни организма в случае заболевания или травмирования какого-либо органа. 224 Существующая связь органов, взаимозаменяемость функций, коррелятивность развития организма возникла в процессе развития вида как необходимое свойство, обеспечивающее сохранение вида в борьбе за существование, как функция приспособления к условиям жизни. Вместе с тем изменение условий среды обитания может нарушить сложившиеся связи внутри организма и привести к созданию новых связей. Выживание организмов в борьбе за существование определяется как приспобленностью к факторам внешней среды, так и максимальной слаженностью его, позволяющей использовать эти приспособления с наибольшей эффектностью. Развитие организма сопровождается его адаптацией к среде и коадаптацией органов и частей внутри организма. Коррелятивность в развитии вытекает из необходимости приспособления к среде, причём не отдельного органа или функции, а всего организма. Корреляция является выражением целостности организма в его индивидуальном развитии. Корреляция в развитии – это один из основных законов развития. 3.2 Приспособляемость организмов в филогенезе Ч. Дарвин считал, не существует врожденного или необходимого стремления всякого существа подниматься по лестнице организации. Изменение организации живых существ возникает как результат борьбы за жизнь и является исключительно следствием сохранения более приспособленных. Поскольку наибольшее количество жизненных форм может существовать на данной площади благодаря значительному разнообразию или расхождению в строении и физиологических свойствах, то постоянно происходит специализация и дифференциация их частей и органов. Таким образом, процесс изменения и совершенствования функций и строения органов, то есть эволюционный процесс, является неизбежным следствием, вытекающим из общего закона природы – сохранение живого путём приспособления к условиям жизни. Приспособленность существующих ныне организмов к условиям жизни возникла в результате длительного ряда последовательных изменений их предков в процессе филогенетического развития и естественного отбора. Однако ни один из этих организмов не является идеально совершенным и полностью приспособленным к условиям окружающей среды. Наследуются не только форма и функции, созданные в эволюционном развитии вида, но и способность реагировать на воздействия среды и целесообразность реакции. И.П. Павлов считал приспособляемость живых существ основой биологических явлений. У высших видов приспособление к среде связано с образованием специального органа – мозга и выработкой ре225 флекса, чтобы постоянно осуществлять всё более и более совершенные уравновешивания организма с внешней средой. Поскольку на каждом этапе онтогенетического развития складываются различные условия жизни, то в процессе филогенеза сформировались такие особи, у которых форма и функции органов и тканей достаточно лабильны, благодаря чему они более полно приспособлены к этим условиям. Все качественные и количественные изменения в онтогенезе подчинены этому главному биологическому закону – сохранению жизни путём приспособления к условиям среды. Таким образом, онтогенетическое развитие подчинено закону приспособления к жизненным условиям, что можно формулировать как закон адаптации в развитии. В филогенезе выработались и наследственно закрепились скорость развития органов и частей тела, их функциональное созревание, регулируемые соответствующими механизмами организмы, которые сохраняются каждым видом и обеспечивают ему существование в тех условиях, где он обитает. 3.3 Компенсация задержек развития Каждое животное в процессе эволюции приобрело способность при благоприятных или неблагоприятных условиях ускорять или замедлять рост. Переключение питательных веществ на необходимые жизненные процессы за счёт замедления роста обеспечивает сохранение жизни животных. Так как жизненные условия никогда не бывают одинаковыми, рост организма не может быть какой-либо постоянной величиной. Животное, находясь в непрерывно меняющихся условиях среды (обилие или недостаток корма, тёплое или холодное время года, сухость или влажность воздуха и др.), испытывает на себе отрицательное влияние условий, тормозящих или почти совсем приостанавливающих развитие. Однако в результате наследственных особенностей организм, как только попадает в благоприятную среду, стремится возместить отставание развития. Компенсацию задержек развития нельзя рассматривать как простое восстановление морфологии и функций, затормозившихся в развитии органов. Она представляет собой сложное замещение функции одних органов другими. Способность к компенсации задержек развития не остается постоянной, поскольку каждому возрастному периоду присуща известная скорость развития. Более высокая интенсивность всех жизненных процессов наблюдается в молодом возрасте, по мере старения организма она падает. 226 Заключение Развитие современной крупной промышленности, сельского хозяйства, средств связи и других областей производства тесно связано с достижениями естественных наук. Громадная и всё возрастающая роль естественных наук в жизни общества уже давно породила широкий интерес к вопросу о характере связи этих наук с различными сторонами общественной жизни. Новые открытия дают невиданные ранее возможности для умножения материальных и культурных богатств общества. Люди используют предметы и явления природы в процессе производства материальных благ, необходимых для существования и развития общества. В производстве материальных благ большую роль играет техника; при её помощи человек осуществляет практическое воздействие на природу, превращает предметы природы в орудия производства и предметы потребления, регулирует и контролирует обмен веществ между собой и природой. Технические средства не даны в природе в готовом виде, люди создают их, руководствуясь познанными наукой объективными закономерностями природы. Поэтому развитие техники и производство материальных благ тесно связаны с достижениями научного познания, успехами естественных наук. Развитие современного сельскохозяйственного производства было бы немыслимо без сознательного применения естествознания. Объектом изучения естественных наук служит природа. Характер орудий производства, их действие определяются законами природы, изучаемыми естественными науками. Познанные людьми законы природы становятся естественнонаучной основой сознательной, целесообразной деятельности людей, в процессе которой они придают предметам и силам природы форму средств производства и предметов потребления. Потребность производительных сил составляет главный источник происхождения и раз227 вития естественных наук. Рост производительных сил подготавливает материальные предпосылки развития естественных наук. развитие производства заключается в том, что естественно-научные знания получают материальное воплощение в орудиях производства, способствуют совершенствованию производственного опыта и навыков людей к труду. Естественные науки имеют непосредственные связи с производительными силами, ибо характер орудий производства, их действие определяется законами природы. Эти связи проявляются в том, что познание природы в своём историческом развитии отражает изменения в уровне развития производительных сил, не дожидаясь обязательного изменения общественно-производственных, экономических отношений. Естественные науки и производительные силы развиваются в постоянном взаимодействии. Это диалектический процесс, в котором производительные силы и наука как бы меняются местами: в силу потребностей производительных сил на их материальной основе развивается процесс познания природы, а познание природы в свою очередь открывает пути совершенствования и развития производительных сил. Развитие производства выдвигает перед естественными науками задачи, вытекающие из уровня и потребностей развития производительных сил. Эти задачи оказывают определяющее влияние на естественно-научную проблематику. Объектом изучения естественных наук служат закономерности развития природы. 228 Глоссарий АВТОГЕГЕЗ – теория, объясняющая эволюцию внутренними нематериальными факторами. АГРОГЕНОЗ – сельскохозяйственная экосистема, характеризующаяся таким основным компонентом, как автотрофные компоненты. АДАПТАЦИЯ – процесс приспособления строения и функций организмов к условиям существования или привыкания к ним. АЛХИМИЯ – предшественник химии (V –ХVI вв.), когда пытались различные металлы превратить в серебро и золото. АНТРОПОМОРФИЗМ – первоначальная форма мировоззрения, наделяющая человеческими психическими свойствами предметы и явления неживой природы. БИОГЕОЦЕНОЗ – динамическое и устойчивое сообщество растений, животных и микроорганизмов, находящееся в постоянном взаимодействии и непосредственном контакте с компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы. БИОЛОГИЧЕСКОЕ НАПРАВЛЕНИЕ В СОЦИОЛОГИИ – применяло понятия и законы биологии при анализе общественной жизни. БИОСФЕРА – живая оболочка Земли, когда взаимосвязь всего живого предстает как единый организм. БИОЦЕНОЗ – сообщество организмов различных видов на определённой однородной территории. БИОЭТИКА – это сложные поведенческие программы, присущие животному миру. ВЕЩЕСТВО – вид материи, который в отличие от физического поля, обладает массой покоя. Оно слагается из элементарных частиц, масса покоя которых не равна нулю (в основном из электронов, протонов, нейтронов). ВЕЩЬ – отдельный предмет материальной действительности, обладающий относительной независимостью и устойчивостью существования. 229 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ – процесс взаимодействия различных объектов друг на друга, их взаимная обусловленность, изменение состояния, взаимопереход, порождение одним объектом другого. ВИТАЛИЗМ – учение о качественном отличии живой природы от неживой, о принципиальной несводимости жизненных процессов к силам и законам неорганического мира, о наличии в живых телах особых факторов, отсутствующих у неживых. ГЕН – неделимая единица, переносящая наследственную информацию в живой системе. ГЕНЕТИКА – наука, изучающая закономерности наследственности в биологических системах. ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ДЕТЕРМИНИЗМ – учение, утверждающее, что географические условия являются решающим фактором развития общества. ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ СРЕДА – среда обитания человека в конкретноопределённой области. ГЕОПОЛИТИКА – учение, считающее, что политика государств определяется географическими факторами и ведёт к необходимости их борьбы за жизненное пространство, подобно биологическим организмам. ГЕОЦЕНТРИЗМ – учение о центральном положении Земли в Солнечной системе и Вселенной. ГИЛОЗОИЗМ – учение, отрицающее границу между живым и неживым и полагающим жизнь имманентным свойством праматери. ГЛОБАЛЬНЫЙ ЭВОЛЮЦИОНИЗМ – учение, предлагающее считать эволюцию всеобщим способом существования природы и общества. ГОМЕОСТАЗ – свойство организма поддерживать свои параметры и физиологические функции в определённом диапазоне, основанное на устойчивости внутренней среды организма по отношению к возмущающим воздействиям внешней среды. ДАРВИНИЗМ – учение, которое, исходя из теории Ч. Дарвина, эволюцию считает основой развития живой природы. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ (естествознание) – науки о неживой и живой природе. ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР – механизм самоорганизации и саморегулирования в живой природе, когда в процессе эволюции выживают наиболее приспособившиеся к условиям жизни. ЖИЗНЬ – форма существования материи, закономерно возникающая при определённых условиях в процессе её развития, когда происходит обмен веществ, способностью к раздражимости, к размножению, росту, активной регуляции своего состава и функций, к различным формам движения, приспособляемостью к среде. 230 ЖИВАЯ МАТЕРИЯ – та часть природы, которая способна к обмену веществ, размножению, развитию, передаче наследственной информации. ИНТРОДУКЦИЯ – введение в культуру растений и животных из определённых мест их естественного обитания в новый географический регион. КЛЕТКА – элементарная живая система, выступающая основой строения, функционирования и жизнедеятельности сложных организмов. КЛОНИРОВАНИЕ – искусственное выращивание копий живых клеток, тканей, органов, организмов. КНИГА ПРИРОДЫ – восходящее к древности представление о мире природы как некоем « тексте», подлежащем чтению и толкованию. КОСМОГОНИЯ – раздел астрономии, изучающий происхождение космических объектов и систем. КОСМОЛОГИЯ – область науки, в которой изучаются Вселенная как целое и космические системы как её части. КОСМОС – термин для обозначения мира как структурно организованного и упорядоченного целого. КРЕАЦИОНИЗМ – учение о сотворении мира богом из ничего. МАГИЯ – обряды, призванные сверхъестественным путём воздействовать на мир. МИФОЛОГИЯ – форма общественного сознания, способ понимания природной и социальной действительности на ранних стадиях общественного развития, которому было свойственно очеловечивание и одушевление окружающей природы. МУТАЦИЯ – резкое изменение в направленности развития живого организма, связанное с приобретением новых признаков и свойств. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ – способность организмов повторять и передавать последующим поколениям предшествующих признаков вида. НАТУРАЛИЗМ – взгляд на мир, согласно которому природа выступает как единый, исключающий сверхъестественное, универсальный принцип объяснения всего сущего. НАТУРФИЛОСОФИЯ – философия природы, когда происходит умозрительное истолкование природы, рассматриваемой в её целостности. НАУКА – сфера человеческой деятельности, функцией которой является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности. НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА – мировоззренческое представление о мире или части его на основе совокупности научных данных. НАУЧНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ – коренное изменение научных знаний о мире или части его на основе новых фундаментальных открытий и их теоретических обоснований. 231 НАУЧНАЯ ШКОЛА – коллектив единомышленников – учёных, работающих над единой фундаментальной проблемой под руководством общепризнанного лидера. НЕОГЕНИКА – наука управления и планирования взаимоотношений между обществом и природой. НООСФЕРА – та часть биосферы, в действии которой под влиянием человеческой деятельности произошло изменение действия природных законов. ОККУЛЬТИЗМ – общее название учений, признающих существование скрытых сил в человеке, в космосе, недоступных для общего человеческого опыта, но доступных для людей, прошедших через особое посвящение и специальную психическую тренировку. ОНТОГЕНЕЗ – процесс развития индивидуального организма. ОРГАНИЦИЗМ – концепция, кладущая в основу объяснения широкого круга природных явлений понятия организации и организма. ПОПУЛЯЦИЯ – совокупность особей одного вида, населяющих определённую территорию, обладающая особенным генофондом и являющаяся единицей эволюции. ПРИРОДА – это весь мир в многообразии его форм, являющийся совокупным объектом естествознания и, в целом, науки. РАЗВИТИЕ – необратимое, направленное, закономерное изменение материальных и идеальных объектов. РЕГЕНЕРАЦИЯ – это процесс, когда взамен израсходованного, из поступающей из внешней среды пищи заново создается вещество клетки или клетка полностью. РЕДУКЦИОНИЗМ – методологический принцип, согласно которому высшие формы материи могут быть полностью объяснены на основе закономерностей, свойственных низшим формам, и сведены к ним. РЕДУКЦИЯ – процесс, ведущий к управлению структуры какоголибо объекта. РЕЛИГИЯ – мировоззрение, мироощущение, поведение, действия (культ), которые основываются на вере в существование священных сил, богов или Бога. СИНЕРГЕТИКА – теория о самоорганизации бытия, исследующая процессы спонтанного перехода открытых неравновесных систем от менее к более упорядоченным формам организации (от хаоса к порядку). СИНТЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ – эволюционная теория, возникшая в 30-40-е гг. ХХ в. на основе соединения идей дарвинизма и генетики. СОЦИАЛ-ДАРВИНИЗМ – считает, что главным двигателем общественного развития является борьба за существование и естественный отбор. 232 СОЦИОБИОЛОГИЯ – объясняет социальные действия человека его биологическими и генетическими характеристиками. ТЕХНОСФЕРА – сфера воздействия людей с помощью технических средств на природу. ФЕТИШИЗМ – поклонение материальным предметам (фетишам), которым приписываются сверхъестественные силы. ФИЛОГЕНЕЗ – процесс формирования развития систематической группы, таксона. ФИЛОСОФСКАЯ АНТРОПОЛОГИЯ – учение о природе и сущности человека. ФОТОСИНТЕЗ – процесс образования в клетках зелёных растений, водорослей и некоторых микроорганизмов углеводов и кислорода из углекислоты и воды под действием света. ХРОМОСОМЫ – самовоспроизводящиеся структуры, постоянно присутствующие в ядрах клеток животных и растений, участвующие в процессах размножения. ЭВОЛЮЦИЯ – процесс непрерывных, постоянных количественных и качественных изменений систем. ЭКОЛОГИЯ – наука, изучающая местопребывание живых существ и их взаимоотношение с окружающей средой. ЭКОСИСТЕМА – слагается из всех организмов, обитающих в данной местности и зависящих друг от друга в различных отношениях. ЭКСПЕРИМЕНТ – метод эмпирического познания, при помощи которого в контролируемых, управляемых, специально созданных условиях получают необходимые знания о конкретных объектах, вид опыта под заранее сформулированную задачу. ЭМПИРИЗМ – гносеологическая позиция, согласно которой всё знание выводимо из опыта. ЭПИГЕНЕЗ – учение о зародышевом развитии организмов как процессе, осуществляемом путём серии последовательных преобразований. 233 Литература 1. Бардин, И.А. Методологические вопросы сельскохозяйственной науки / И. А. Бардин. – М. : Высшая школа, 1975. – 144 с. 2. Бучило, Н.Ф. Философия / Н.Ф. Бучило, А.Н. Чумаков, 3-е изд. – М. : Пер СЭ, 2003. – 447 с. 3. Вернадский, В.И. Размышления натуралиста. Научная мысль как планетарное явление / В.И. Вернадский. – М. : Наука, 1978. – 450 с. 4. Горохов, В.Г. Концепции современного естествознания и техники / В.Г. Горохов. – М. : ИНФРА-М, 2000. – 608 с. 5. Горелов, А.А. Концепции современного естествознания / А.А. Горелов. – М. : ВЛАДОС, 2000. – 512 с. 6. Горелов, А.А. Философия / А.А. Горелов – М. : Юрайт-М, 2001. – 384 с. 7. Грант, В. Эволюционный процесс. Критический обзор эволюционной теории / В. Грант. – М. : Мир, 1991. – 488 с. 8. Грин, М. Биология / М. Грин, У. Стаут; пер. с анг. – М.: Мир, 1996. – 376 с. 9. Григорьев, А.Б. Противоречие биологической формы движения материи / А.Б. Григорьев // Философские науки. – 1990. - № 6. 10. Данкверт, А.Г. История племенного животноводства / А.Г. Данкверт, С.А. Данкверт. – М. : Изд-во НИИИЛ, 2002. – 333 с. 11. Дергачева, Л.П. Философия и наука о жизни / Л.П. Дергачева. – Кишинев : Штиинца, 1978. – 139 с. 12. Канке, В.А. Философия / В.А. Канке, 4-е – М. : Логос, 2001. – 344 с. 13. Кириленко, Г.Г. Философия / Г.Г. Кириленко, Е.В. Шевцов. – М. : Слово. ЭКСМО, 2004. – 672 с. 14. Качанова, З.В. Проблемы философских оснований биологии / З.В. Качанова. – М. : Изд-во МГУ, 1979. – 227 с. 234 15. Крупенников, И.А. История почвоведения / И.А. Крупенников. – М. : Наука, 1981. – 327 с. 16. Картель, Н.А. Биоинженерия: методы и возможности / Н.А. Картель. – Минск : Ураджай, 1989. – 142 с. 17. Лось, В.А. Устойчивое развитие / В.А. Лось, А.Д. Урсул. – М. : Высшая школа, 2000. – 289 с. 18. Минеев, В.Г. История и состояние агрохимии на рубеже XXI века / В.Г. Минеев. – М. : Изд-во МГУ, 2002. – 615 с. 19. Медовар, П. Наука о живом / П. Медовар, Д. Медовар. – М. : Мир, 1983. – 207 с. 20. Навроцкий, Б.А. Проблема объяснения и предсказания в современной биологии / Б.А. Навроцкий // Философские науки. – 1995. - № 5. 21. Новиков, Е.А. Закономерности развития сельскохозяйственных животных / Е.А. Новиков. – М. : Колос, 1971. – 172 с. 22. Платонов, Г.В. Диалектика взаимодействия общества и природы / Г.В. Платонов. – М. : Изд-во МГУ. 1989. – 240 с. 23. Рьюз, М. Философия биологии / М. Рьюз. – М. : Мир, 1977. – 254 с. 24. Слуцкий, М.С. Взаимосвязь философии и естествознания / М.С. Слуцкий. – М. : Наука, 1973. – 119 с. 25. Смирнов, И.Н. Материалистическая диалектика и современная теория эволюции / И.Н. Смирнов. – М. : Наука, 1978. – 326 с. 26. Тинберг, А. Социальное поведение животных / А. Тинберг. – М. : Наука, 1993. – 242 с. 27. Таршис, М.Г. Стихийное зло эволюции / М.Г. Таршис. – М. : АПИ, 1988. – 237 с. 28. Тищенко, П.Д. Генетика / П.Д. Тищенко // Человек. – 1996. - № 6. 29. Уинфри, А. Время по биологическим часам / А. Уинфри. – М. : Мир, 1990. – 208 с. 30. Фёдоров, В.М. Биосфера – земледелие – человечество / В.М. Фёдоров. – М. : Агропромиздат, 1990. – 239 с. 31. Хакимов, Р.З. Становление и утверждение принципа детерминизма в биологических исследованиях / Р.З. Хакимов. – Иваново, 1990. – 194 с. 32. Ярыгин, В.Н. Биология / В.Н. Ярыгин, [и др.]. – М. : Высшая школа, 1999. – 448 с. 235 Учебное издание Сергеев Александр Александрович Сергеев Алексей Александрович Современные философские проблемы экологии, биологических и сельскохозяйственных наук Курс лекций Учебное пособие Редактор С.В. Полтанова Подписано в печать 4 октября 2011 г. Формат 60×841/16. Гарнитура Times New Roman Усл. печ. л. 13,71 Уч.-изд. л. 11,8. Тираж_____ экз. Заказ №____ ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 11 236