Концепции современного естествознания

Древесно-наземный образ жизни.

Увеличение размеров тела привело к тому, что наши предки на стадии дриопитеков перешли к древесно-наземному образу жизни (примерно такой образ жизни ведут шимпанзе). Это способствует расширению кормовой базы, но связано с увеличением степени опасности (наземная среда полна крупных и опасных хищников), особенно, в ночное время. Ночной отдых крупных приматов (например, шимпанзе) происходит на деревьях, что требует строительства гнезд. Лишь самые крупные из антропоидов - гориллы - проводят все время на земле: их надежно защищают большие размеры те ла и огромная физическая сила.

Переход к наземному образу жизни.

Важнейшим событием в эволюции наших предков является полный переход к наземному обитанию в условиях открытых ландшафтов - саванн. Вероятно, этот переход был обусловлен расширением площадей под редколесьями и саваннами, а также сильной конкуренцией со стороны более мелких и лучше приспособленных к древесному образу жизни приматов.

Можно выделить следующие главные моменты в овладении наземной среды обитания.

1) Формирование прямохождения, что было обусловлено использованием руки для постоянного ношения и применения некоторых предметов в качестве оружия или орудий, а затем переходом к изготовлению искусственных орудий и оружия.

2) Усиление стадности и развитие социального поведения и социальной организации.

3) Переход от собирательства к охоте, особенностью которой является коллективный характер и применение специально изготовленного оружия.

Эти три момента явились важнейшими условиями успеха в борьбе за существования и факторами становления человека как разумного, социально организованного существа, обладающего речью. В то же время, эти три момента обусловили переход от биологической эволюции к психо-социальному развитию, что сопровождалось снятием ведущей роли естественного отбора в развитии человека как биологического вида.

Таким образом, эволюция человека определялась естественным отбором на приспособленность к окружающей среде (абиотической и биотической), а также отбором, направление которого определялось социальными факторами: мышлением, речью, общественным образом жизни. Социальные факторы обусловили развитие способности к обучению, которое лежит в основе эпигенетического развития, основанное на наследовании приобретенного опыта, культуры. Так происходил переход от биологической эволюции к человеческой истории.

Несмотря на это, биологические закономерности продолжают играть в жизни человека и развитии человечества столь важную роль, что природа человека многими учеными определяется как биосоциальная.

Увеличение объема головного мозга (цефализация) - наиболее характерная черта биологической эволюции человека в переходный период от животного предка до кроманьонца. Рождение крупноголовых детей требует широкого женского таза. Но, с другой стороны, прямохождение предъявляет противоположное требование - таз должен быть узким и более прочным. Это противоречие привело к тому, что роды у человека стали сопровождаться родовыми муками, что для животных не характерно. Таким образом, описанная в Библии сцена проклятия Евы (“В муках будешь рожать детей своих”) имеет под собой эволюционно-биологическое обоснование.

Природа, однако, предприняла некоторые попытки разрешить эту проблему:

1) дети стали рождаться недоношенными по биологическим меркам (в сравнении с шимпанзе, например);

2) головка новорожденного способна к значительным деформациям, быстрому увеличению размеров в послеродовой период, в связи с чем зарастание родничков и окончательное формирование черепных швов отложены на более поздний период.

Отмеченные обстоятельства привели к удлинению периода детства, в течение которого ребенок является беспомощным и нуждается в постоянной заботе родителей. В этот период происходит окончательное формирование важнейших структур головного мозга. При чем на этот процесс существенное влияние оказывает внешняя среда, в том числе социальное окружение. В этом суть исключительно высокой пластичности индивидуального развития мозга человека. В этом заключаются биологические основы способности человека к усвоению огромных объемов информации в процессе обучения, что явилось важнейшей предпосылкой социального прогресса.

1) Как всякий живой организм человек нуждается в источниках энергии и вещества (принцип негэнтропии). Для человека таким источником является растительная и животная пища.

2) Всякий животный организм характеризуется поведением, направленным на сохранение своей жизни (принцип самосохранения). Проблема личной безопасности важна и для человека.

3) Каждое живое существо в процессе размножения оставляет подобное себе потомство (принцип воспроизведения). Инстинкт размножения заложен и в каждом нормальном человеческом существе.

Если какой-либо биологический вид не может решить хотя бы одну из указанных проблем, он исчезает с лица Земли.

На реализацию биологического в человеке накладывает отпечаток (преобразует) его человеческая сущность (природа). Отметим три составляющие этой сущности: стремление к наслаждению - принцип Эпикура (гедонизм), стремление к красоте - принцип Достоевского (эстетизм) и духовность - принцип Иисуса Христа (?).

Эстетизм прошел длительный путь развития от наскальных рисунков кроманьонцев до формулы Достоевского “Красота спасет мир”.

Гедонизм вырос из ощущения удовольствия, развившегося у высших животных и нашел свое выражение в принципе Эпикура “Наслаждайтесь!”. Аристипп: Наслаждение, удовольствие - высшая цель и основной мотив человеческого поведения.

Как выразить принцип духовности? Может быть словами Иисуса Христа: “Не хлебом единым жив человек”?

Каким образом эти принципы оказывают влияние на проявление биологического в человеке?

1) Приготовление и потребление пищи выражается в искусстве кулинарии и сервировки. Человек наслаждается вкусной и красиво оформленной пищей.

2) Проблема самосохранения решается постройкой жилища, обставленного необходимой мебелью и по возможности “со всеми удобствами”, изготовлением и ношением одежды, оружия (там, где это необходимо). Все это делается красиво и обеспечивает человеку не только личную безопасность, но также и определенный уровень комфорта.

3) Воспроизведение проявляется в нормальной сексуальности (половом влечении), которая находит свое высшее выражение в любви, и ведет к созданию семьи, обеспечивающей воспитание детей.

”Все это так. Но избежит ли грешный

Небесных врат, ведущих в ад кромешный?”

Шекспир

В погоне за удовольствиями, в стремлении к наслаждениям человек не знает предела. В результате:

1) Процесс питания перерастает в чревоугодничество, в обжорство, в стремление поглощать как можно больше, как можно более вкусной и изысканной пищи, что для некоторых становится смыслом жизни, самоцелью и оказывается биологически нецелесообразным.

2) Самосохранение преобразуется в стремление к роскоши во всем: строительстве дворцов и их обстановке, ношении сверхмодной одежды и прочая, и прочая. Вещизм также часто поражает людей и становится смыслом их жизни.

3) Процесс воспроизведения заменяется стремлением соблазнить как можно больше женщин, или мужчин (синдром Дон-Жуана). При этом часто любители сексуальных наслаждений теряют способность производить потомство, что также оказывается биологически нецелесообразным.

”Жить - хорошо!

А хорошо жить - еще лучше!”

(из кинофильма “Кавказская пленница”)

Что значит “Хорошо жить”?

Статья 29. Каждый человек имеет обязанности перед обществом, в котором только и возможно свободное и полное развитие его личности.

Физическое и психическое самочувствие человека, его настроение, деловая активность в решающей степени зависят от состояния его здоровья, которое в настоящее время оказывается под угрозой в связи с антропогенным изменением среды обитания.

В настоящее время в окружающую среду попадает все больше веществ антропогенного происхождения, являющихся не просто загрязняющими, но и сильно токсичными, канцерогенными, аллергенными и мутагенными. Поэтому для выживания человечества требуется срочный пересмотр приоритетов развития. Экология не должна подстраиваться под нужды экономики и политики, а наоборот, необходим экоцентрический подход. Богатство и благополучие страны должны оцениваться не количеством произведенных материальных благ, как это принято сейчас, а уровнем здоровья населения.

Самыми важными для здоровья человека являются качество воздуха, количество и качество питьевой воды и продуктов питания, а также радиационный фон, уровень шума и электромагнитных колебаний, не превышающие допустимые значения.

Важное значение для сохранения и восстановления здоровья имеют рекреационные ресурсы: минеральные воды и грязи, горный и морской воздух, лесные массивы с хвойными породами деревьев и др. Имеющихся в настоящее время благоустроенных курортов недостаточно, они перегружены, загрязнены и в значительной мере потеряли свои рекреационные свойства.

Деятельность по рациональному использованию и охране окружающей среды контролируется, регулируется и направляется государством через систему природоохранного законодательства. Только тогда, когда экологические законы и требования, осознанные наукой, находят соответствующее юридическое оформление в виде законов, декретов, указов, постановлений, обязательных для исполнения, они получают реальные шансы на претворение в жизнь. Поэтому постоянное совершенствование природоохранного законодательства в соответствии с развитие науки и техники имеет важнейшее значение.

Право человека на благоприятную окружающую среду и достоверную информацию о ее состоянии, а также обязанность каждого сохранять природу и бережно относиться к ее ресурсам закреплены в Конституции Российской Федерации.

В конце XX в. стало ясно, что решить проблемы сохранения окружающей среды только на уровне отдельной страны невозможно. Причина заключается в том, что биосфера Земли представляет собой целостную, интегрированную систему. Поэтому мало совершенствовать собственное законодательство, необходимо всячески способствовать развитию международного законодательства, регулирующего совместные усилия всех стран в деле охраны природы.

Необходимо экологическое воспитание населения с детских лет, без чего нельзя надеяться на реализацию даже самых замечательных и научно обоснованных программ сохранения бисоферы. Когда большинство населения поймет, что экологические преступления - это преступления, а не извинительный проступок, только тогда можно будет надеяться на благополучный выход из экологического кризиса. Осуществление действенных экологических программ требует таких значительных средств и ограничений, что правительства вряд ли решаться на них, пока народ не осознает их жизненную необходимость.

1. Авдюшин С.И., Данилов А.Д. Солнечная активность и события на Земле: вымысел и реальность. Природа, 1993, 3

2. Анисимов В.Н. Цена продленной жизни: взгляд онколога/Природа, 1990, 10

3. Анисимов В.Н. Солнечные часы старения/ Природа, 1995, 10

4. Бердышев Г.Д., Загария А.М. Дерматоглифика и долголетие/Природа,1990,12

5. Введенский В.Л., Ежов А.А. Ритмы мозга и самовоспроизведение информа ции/ Природа, 1990, 4

6. Гелиобиология: от Чижевского до наших дней. Природа, 1994, 9

7. Григорьян Н.А. Н.К.Кольцов и экспериментальная генетика высшей нервной деятельности/ Природа, 1992, 6

8. Лопухин Ю.М. Биоэтика/ Природа, 1991, 10

9. Немцов А.В. Потребление алкоголя как глобальная проблема/ Природа, 1990, 1

10. Плюснин Ю.М. Каких друзей мы себе выбираем. Социобиология дружбы. Природа, 1993, 9

11. Савельев С.В. Парадокс формы мозга/ Природа. 1992. 3

12. Савельев С.В. Монстры. Природа, 1993, 10

13. Савельев С.В. Природа индивидуальности мозга человека/ Природа, 1995,9

14. Титов С.А. Системный и молекулярный подходы к проблемам памяти/ Природа, 1990, 6

Популяции, сообщества, экосистемы. Принципы их организации. Формы биотических отношений в сообществах. Популяция - структурная единица вида. Она представляет собой совокупность особей одного вида, населяющую определенное местообитание с однородными условиями (пруд, озеро, реку, луг, лес, болото и пр.), в пределах которого происходит свободное скрещивание (панмиксия) особей (в случае полового размножения с перекрестным оплодотворением). Популяция - это совокупность совместно проживающих и постоянно контактирующих (взаимодействующих) особей одного вида.

Структура популяции включает: половые (самцы и самки), возрастные, генетические, территориальные (семьи, стада, колонии) и др. группы особей. Взаимоотношения особей в популяции выражаются в половом поведении, заботе о потомстве, территориальном поведении, в активной и пассивной конкуренции, сотрудничестве и взаимопомощи (кооперации).

Важнейшими свойствами популяции являются: численность, плотность, рождаемость и смертность, прирост и темп роста.

Численность популяции является величиной переменной, которая зависит от многих факторов. Численность популяции в благоприятных условиях способна к неограниченному росту, который описывается экспоненциальной кривой. Обычно это явление называется геометрической прогрессией размножения. В результате численность популяции может достигнуть любых значений, но обычно это не наблюдается, так как максимально возможная численность популяции ограничивается экологической емкостью территории, и как правило, не достигает этого уровня под влиянием регулирующих факторов.

К факторам, регулирующим численность популяции, относятся: конкуренция, голод, каннибализм, стресс, болезни, хищники, которые снижают численность, если она превышает оптимальное значение. Увеличение численности популяции приводит к усилению действия этих факторов, в результате чего снижается рождаемость, повышается смертность и численность снижается.

Сообщество - система совместно живущих автотрофных и гетеротрофных организмов, объединенных общим местообитанием и связанных определенной совокупностью биотических отношений. Биотические отношения выражаются в трофических (пищевых) связях, хищничестве и паразитизме, межвидовой конкуренции и кооперации, антибиозе и симбиозе.

Обычно сообщество понимается как синоним биоценоза. Биоценоз состоит из популяций многих видов, которые можно подразделить на три основные группы: продуцентов (зеленые растения, водоросли, хемосинтезирующие и фотосинтезирующие бактерии), консументов (животные растительноядные и хищники, паразиты) и редуцентов (грибы и большинство бактерий).

Продуценты производят органическое вещество из неорганического, используя солнечную энергию, или энергию, выделяющуюся в результате окислительно-восстановительных реакций. Консументы являются потребителями органического вещества, которое служит для них источником энергии и строительного материала. Однако термин “потребители” неполно характеризует роль животных в сообществе. Животные являются регуляторами численности растений, способствуют их распространению, рассеивая семена, некоторые группы животных (насекомых, птиц, млекопитающих) - важные опылители цветковых растений. В целом животные играют важную роль в круговороте веществ в экосистемах.

Редуценты разлагают органическое вещество (растительный опад, трупы животных и их экскременты) на минеральные компоненты: воду, углекислый газ, минеральные соли, которые снова используются растениями. Отсюда понятно, что без редуцентов существование сообщества было бы невозможным.

Наличие всех трех групп для нормального функционирования сообщества обязательно. Их совместная жизнедеятельность обеспечивает устойчивый биотический круговорот веществ и превращения энергии, которую зеленые растения получают от Солнца. Используя энергию Солнца, зеленые растения в процессе фотосинтеза производят углеводы из углекислого газа и атомов водорода, отнимаемых у молекул воды. Побочным продуктом фотосинтеза является свободный кислород, выделяемый растениями в окружающую среду. И растения, и животные в процессе дыхания окисляют углеводы до воды и углекислого газа, используя свободный кислород, содержащийся в воздухе или воде. В результате они синтезируют АТФ (аденозинтрифосфорную кислоту), в которой запасается энергия, используемая живыми существами в процессе жизнедеятельности.

Вне этого круговорота не может существовать ни один вид, в том числе человек.

Сообщества различаются по количеству и разнообразию составляющих их видов. От этого зависит сложность структуры сообщества и степень его устойчивости (способность к саморегуляции). Обеднение видового состава сообщества под влиянием деятельности человека ведет к снижению его устойчивости, что может привести к разрушению сообщества и замене его другим, как правило, с более простой структурой.

Биосфера - геологическая оболочка, населенная живыми организмами. Ее можно рассматривать как глобальную экологическую систему, состоящую из всех биогеоценозов Земли.

Следовательно, биосфера, как всякая экологическая система, - открытая саморегулирующаяся система, функционирование которой обусловливается притоком космической, главным образом, солнечной, энергии.

Биосфера во внешней части создает газовую оболочку, соприкасающуюся со Вселенной, а внутри планеты - оболочки осадочных пород. Жидкое и твердое топливо, которое мы добываем из недр Земли, кремнистые, железистые, марганцевые и другие породы образовались благодаря дыханию, питанию, жизни и смерти живших когда-то организмов. Они “законсервировали” солнечные лучи, “запасли” для нас полезные ископаемые.

Вследствие жизнедеятельности организмов происходит непрерывный глобальный круговорот веществ и трансформация энергии в биосфере.

Растения при помощи солнечной энергии создают органические вещества.

Грибы разлагают мертвую органику и подготавливают вещества для повторного использования их организмами.

Животные расселяют растения, регулируют их численность, перемещают живое вещество против направления стока.

Многоклеточные животные - это транспорт биосферы, ее регулирующее и оздоровительное устройство. Среди них нет никого лишнего или незначительного: биосфера - тонко сбалансированная система.

В неживой природе каждая замкнутая система сама по себе приходит в равновесное состояние: реки текут к морю, камни скатываются с гор, выравниваются вследствие диффузии концентрации веществ...

Живые организмы поддерживают биосферу в неравновесном состоянии. Они выполняют работу против силы тяжести, переносят вещества против направления стока и против градиента концентрации. Только живые организмы способны улавливать рассеянную в окружающем пространстве энергию электромагнитного поля и консервировать ее в виде внутренней энергии веществ самих организмов.

Структура биосферы, характер и интенсивность биотического круговорота изменялись в ходе эволюции. Учитывая принципиальную важность круговорота, В.И.Вернадский утверждал, что на Земле с самого начала могло существовать лишь некоторое сообщество различающихся функционально организмов.

Только сообщество, состоящее из функционально разнообразных организмов, может осуществлять циклические процессы, необходимые для того, чтобы оставаться стабильным в биогеохимическом смысле.

Выживание сообщества возможно лишь в том случае, если его деятельность в течение достаточно продолжительного времени не приводит к нарушению внешних условий. Иначе это ведет к сукцессии, последовательной смене стадий в развитии. Нечто подобное наблюдается в истории биосферы, которую можно сопоставить с термодинамически ориентированной сукцессией.

Сбалансированный цикл может существовать лишь в трофически организованном сообществе, которое создается кооперативной деятельностью разнородных организмов и подчиняется, как в целом, так и в частях, термодинамической необходимости.

Кооперативное микробное сообщество было первоначальным и обеспечило устойчивость биосферы. Растительный и животный мир встроились в систему, созданную микроорганизмами.

Саморазвитие происходило внутри трофической пирамиды с появлением все новых возможностей. В уже сложившиеся системы включались новые.

Таким образом, кооперация лежит в основе трофической пирамиды сообществ, а конкуренция служит механизмом тонкой регулировки в системе (Заварзин Г.А. Анти-Рынок в природе. Природа, 1995, 3).

В качестве первичных продуцентов на Земле выступали одноклеточные прокариоты, осуществлявшие фотосинтез и хемосинтез. В течение примерно 2 млрд. лет прокариоты изменили состав атмосферы - снизилось содержание углекислого газа и возросло кислорода и азота.

С этого момента в составе биосферы возникают эукариоты - водоросли, грибы и простейшие животные, сначала одноклеточные и колониальные, а затем и многоклеточные высшие растения и животные.

Природные ресурсы - компоненты окружающей человека естественно среды, используемые для удовлетворения материальных и культурных потребностей общества. Растительные и животные ресурсы, почва, пресная вода, чистый воздух относятся к возобновимым ресурсам. Их возобновляемость обусловлена деятельностью биосферы и, следовательно, объем или интенсивность их использования зависит от скорости их возобновления, что зависит от состояния биосферы. Ресурсы биосферы являются ограниченными.

Использование ресурсов биосферы приводит к нарушению ее структуры и изменению процессов, в ней протекающих. Поскольку биосфера способна к саморегуляции, она до известных пределов сохраняет устойчивость. Выход за эти пределы приводит к необратимым изменениям, которые в некоторых случаях могут быть желательны для человека, но большей частью опасны. Особенно опасны необратимые изменения глобального характера, которые могут привести к экологической катастрофе. В этом случае существование человечества может оказаться невозможным, либо оно может протекать в крайне неблагоприятных условиях.

Продуктивность биосферы представляет собой биомассу, производимую различными экосистемами, составляющими биосферу.

Продуктивность суши в сухом органическом веществе составляет: -171,54 млрд. т/год, морей и океанов - 60 млрд. т/год.

На материках большую часть продукции дают леса, в океанах - зоны апвеллинга (подъема глубинных вод) и материковые отмели холодных морей.

Питание людей в основном обеспечивается сельскохозяйственными культурами, выращиваемыми лишь на 10 процентах площади суши. На этой площади выращивается 8,7 млрд. т органического вещества, которое содержит около 3,5 х1016 ккал, из них на питание расходуется 2,29 х 1015 ккал.

Пастбища обеспечивают кормом около 3 млрд. голов скота, и годовая продуктивность оценивается в 0,29 х 1015 ккал.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19