Избранные лекции по курсу биологии

8) И.В. Мичурин (советский биолог, селекционер) является основоположником селекции плодовых культур в СССР. Он предложил методы преодоления генетического барьера при отдаленной гибридизации.

9) Н.К. Кольцов (советский биолог) впервые сформулировал идею ауторепродукции хромосом, является одним из основоположников советской экспериментальной цитологии и генетики.

10) В. И. Вернадский в 1926 г. создает науку биогеохимию и учение о биосфере.

11) А. Тенсли (английский геоботаник) в 1935 г. создал учение об экосистемах.

12) В. Н. Сукачев (советский ученый) в 1940 г. создал основы науки биоценологии. На основе этих учений научно разрабатывается стратегия взаимоотношений человека с окружающей средой

13) Э. Тейтем и Дж. Ледерберг (американские генетики и биохимики) в 1946 году открыли процесс коньюгации (генетической рекомбинации) у бактерий.

14) М. Барр и Л. Бертрам (канадские ученые) в 1949 году в нейронах кошки открыли половой хроматин.

15) Дж. Уотсон (американский ученый) и Ф. Крик (английский ученый) – в 1953 году расшифровывают структуру ДНК. Это привело к раскрытию генетического кода, давшего толчок развитию молекулярной биологии, а в дальнейшем и генной инженерии.

16) Ж. Тио и А. Леван в 1956 году установили число хромосом человека.

17) М.Ниренберг (американский биохимик-генетик), Р.Холли (американский биохимик) и Х.Б. Корана (индийский ученый, работающий в США) – в 1961 году открыли генетический код.

18) Х.Б. Корана в 1970 году искусственно синтезировал искусственный ген.

19) Пол Берг американский биохимик, нобелевский лауреат изучал роль транспортной РНК в биосинтезе белков. Он получил рекомбинантные молекулы ДНК двух разных вирусов, на которых исследовал структуру индивидуальных генов. Им были заложены основы генной инженерии.

20) Коэн С. и Бойер Г. в 1973 году в разработали технологию переноса генов в бактериальную клетку.

21) В 1988 году создается международный проект «Геном человека», поставивший своей целью полное секвенирование ДНК человека.

22) Коллинз Ф. и Тсуи Л. -Ч. в 1990 году идентифицировали первый ген человека (CFTR), ответственный за наследственное заболевание (кистозный фиброз), который расположен на хромосоме 7.

В 20 веке существенное развитие получила эволюционная теория, что впоследствии привело к разработке синтетической теории эволюции (СТЭ). В 1989-1999 годах были расшифрованы геномы многих организмов. В настоящее время достигнуты большие достижения в генетике человека и генной инженерии.

В 30-е годы начинает развиваться спортивная биология и спортивная генетика. Особенная значимость спортивной генетики как отрасли науки о спорте и физическом воспитании определяется тем, что наследственные влияния более всего существенны для подрастающего поколения, а также тем, что в наибольшей степени генетически лимитированы предельные возможности человека, проявление которых именно и требуется в спорте.

Знание генетических закономерностей нужны для правильной организации тренировочного процесса в спорте и занятий массовой физической культурой, для научно обусловленного моделирования и прогнозирования спортивных возможностей отдельных спортсменов.

Лекция № 2

ТЕМА: ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ АНТРОПОГЕНЕЗЕ

План:

1. Основные теории возникновения жизни на Земле.

2. Эволюционная теория возникновения жизни на Земле.

3. Современные представления об антропогенезе.

4. Понятие о человеческих расах

1. Основные теории возникновения жизни на Земле

Жизнь – это одна из форм существования материи, закономерно возникающая при определённых условиях в процессе её развития.

Впервые научное определение сущности жизни дал Ф. Энгельс: “Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней средой, причём с прекращением этого обмена прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка”.

В настоящее время существует несколько определений жизни, которые основываются на выделении комплекса свойств, обязательных для живых организмов.

Одним из общих определений является следующее: “Жизнь представляет собой макромолекулярную открытую систему, которой свойственны иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, обмену веществ, тонко регулируемый поток энергии”.

Проблема происхождение жизни является одной из трех важнейших мировоззренческих проблем наряду с проблемами происхождения нашей Вселенной и происхождением человека. Многовековые исследования и попытки решения этого вопроса породили разные концепции возникновения жизни. Согласно современным достижениям науки наиболее правильной считается эволюционная теория происхождения жизни на Земле или теория биогенеза.

Все суждения о происхождении жизни на Земле укладываются в две основные группы гипотез: I. вечности жизни и II. самозарождении жизни на Земле.

?. Основные гипотезы вечности жизни на Земле:

1) Теория креационизма (от лат. сreanio- созидание, порождение), согласно которой жизнь является следствием божественного творческого акта. Этой теории придерживаются последователи всех религиозных учений. Вера признает вещи, которым нет доказательств в научном смысле слова.

2) Гипотеза панспермии (возможность переноса Жизни во вселенной с одного космического тела на другие) была предложена древнегреческим философом Анаксагором около 500-428 до н.э. Жизнь, как считал Анаксагор, появляется у различных тел неживой природы при встрече их с эфирными зародышами жизни – сперматами. Последние рассеяны всюду, по всей Вселенной, отсюда – его представления о вечности жизни.

3) Гипотеза радиопанспермии, предложенная в начале ХХ века шведским ученым Аррениусом, считавшим, что «семена» жизни рассеяны повсюду в межпланетных и межзвездных пространствах, откуда они были занесены на нашу планету.

4) Гипотеза космозоев (космических зачатков) в 1865 г. была предложена немецким врачом Г. Рихтером, утверждавшим, что жизнь является вечной и зачатки, населяющие мировое пространство, могут переноситься с одной планеты на другую.

5) Гипотеза заноса спор жизни на Землю с метеоритами, имеющая в прошлом много сторонников.

6) Гипотеза о возможности заноса жизни на нашу планету космическими кораблями внеземных цивилизаций, которая, однако, не подтверждается научными фактами.

Все гипотезы вечности жизни не только не имеют под собой строго научных доказательств, но и просто не решают вопроса о происхождении жизни.

II. Основные теории самозарождения жизни на Земле. 1) Теория спонтанного зарождения жизни возникла в Вавилоне, Египте и Китае как альтернатива креационизму. В ее основе лежит понятие о том, что под влиянием естественных факторов живое может возникнуть из неживого, органическое из неорганического. Так, например, по представлениям Эмпидокла организмы сформировались из первичного хаоса в процессе случайного соединения отдельных структур, причем неудачные варианты (уроды) погибали, а гармоничные сочетания сохранялись. Аристотель считал, что активное начало есть в оплодотворенном яйце, солнечном свете, гниющем мясе. Демокрит полагал, что начало жизни было в иле, а организмы могут приспосабливаться к изменениям внешней среды. Платон говорил о самозарождении живых существ из земли в процессе гниения.

Сторонниками теории самозарождения жизни являлись также Галилей, Декарт, Гарвей, Гегель, врач ?V? века Парацельс, Гельмонт, Бэкон, немецкий математик и философ Лейбниц, Ламарк и другие ученые. Однако в результате повышения уровня научных знаний эта идея была отвергнута.

Однако не все ученые были согласны с теорией самозарождения жизни на Земле. Так, виталисты (от лат. Vitalis – жизненный, животворный, живой) выдвинули предположение», что длительное кипячение убивает «жизненную силу», которая не может проникнуть в запаянную колбу.

В XVII веке против теории самозарождения выступил флорентийский врач Франческо Реди. Он опытным путем доказал, что в гнилом мясе личинки мясной мухи не могут самозарождаться. В 1765 году Ладзаро Спалланцани доказал, что высокая температура уничтожает все формы живых существ.

В 1862 году французский ученый Луи Пастер получил специальную премию французской академии наук показав, что в хорошо прокипяченной питательной среде не наблюдалось самозарождения микроорганизмов, хотя доступ воздуха (а с ним и пресловутой «жизненной силы») был обеспечен. Так было доказано то, что в наше время любой организм может появиться только из другого живого организма.

2. Эволюционная теория возникновения жизни на Земле

В настоящее время эволюцию материи во Вселенной объясняет теория “Большого взрыва”, хотя она также имеет свои недостатки. Согласно этой теории материю во Вселенной можно представить в виде 3х составляющих – вещества, энергии и организации. Эти составляющие способны переходить друг в друга. При рассмотрении эволюции начальной стадии развития материи ученые выделяют несколько эр или этапов: 1) эра первичного вещества; 2) эра теплового равновесия; 3) эра нуклеосинтеза; 4) звездная эра.

Эра первичного вещества характеризуется тем, что в самом начале (ноль-пункте) вещество и энергия были сдавлены в единую гигантскую массу, обладающую колоссальной величины температурой и которая не имела ни пространства, ни времени. Поэтому одновременно везде произошел взрыв, который организовал и заполнил с самого начала все пространство. При этом каждая частица материи устремлялась прочь от любой другой частицы. Основным конечным результатом эры теплового равновесия является образование фотонов, что привело к заполнению Вселенной светом. Эра нуклеосинтеза характеризуется образованием ядер гелия. В звездную эру температура Вселенной падает до 3000 градусов по Кельвину, вещество эволюционирует, образуя в результате сгущения галактики и звезды.

Земля как небесное тело окончательно сформировалась приблизительно 4,6 млрд. лет назад. На протяжении 900 млн. лет на Земле происходили процессы, связанные с ее разогревом и формированием оболочек.

В живых организмах имеются почти все элементы периодической системы Менделеева. Однако особая роль среди них принадлежит углероду, который является основой построения всех органических соединений: белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот и т.д. Поэтому не случайно, многие ученые связывают эволюцию углеродистых соединений в Солнечной системе с зарождением жизни на Земле.