Союз культуры, науки, религии

Расшифровка к 21 в. аминокислотного кода, открытие молекулярных механизмов явления мутации, изучение проблемы развертывания генетической информации в процессе онтогенеза, постановка проблемы изучения закономерностей филогенеза подготовили почву для качественного скачка в развитии эволюционного учения и всей биологии в целом.

31. Жизнь. Вопрос о сущности жизни, отличии живого от неживого волновал умы людей еще на ранних этапах истории человеческого общества. Тысячелетняя история познания сущности жизни протекала в атмосфере борьбы между наукой и религией, материализмом и идеализмом.

Идеалистические воззрения сводятся к тому, что сама сущность жизни (т.е. то, что отличает живое от неживого) не может быть объяснена методами научного естествознания, поскольку в основе жизни лежит нематериальное начало (дух, душа, жизненная сила, идея), которая, воплощаясь в материальные вещественные тела, создает живые существа и целенаправленно управляет их жизнедеятельностью.

Согласно материалистическим воззрениям, жизнь является одним из способов существования (движения) материи. Движение материи понимается материалистами как перемещение материальных тел в пространстве и как совокупность процессов их изменения, развития, усложнения, в результате которых материя приобретает новое качество. С позиций диалектического материализма между живым и неживым нет пропасти, т.к. и живое, и неживое – различные формы существования материи. Для неживой природы характерны такие формы движения материи, как механическая, физическая, химическая. Они отражены в законах физики и химии, которые в известной мере справедливы и по отношению к живому, поскольку каждый организм есть физическое тело, в котором протекают сложные химические (биохимические) реакции. Вместе с тем живому свойственны свои биологические закономерности, которых нет в неживой природе. Именно они качественно отличают живое от неживого и позволяют утверждать, что жизнь – это высшая по сравнению с неживой природой форма движения материи. В живых телах нет ни одного химического элемента, который не встречался бы в неживой природе. Однако в живых телах (даже в самых примитивных, например вирусах) эти элементы входят в различные сложные соединения, не встречающиеся в неживой природе (белки, нуклеиновые кислоты). Наличие таких сложно организованных соединений с характерными качествами определяет их способность к движению, размножению, изменчивости, развитию, обмену веществами и энергией с окружающей средой, возможность постоянного самообновления за счет использования материалов, поступающих из окружающей среды, и т.д. В конце 19в. Ф.Энгельс определил жизнь как «…способ существования белковых тел…», который «…заключается по своему существу в постоянном обновлении их химических составных частей путем питания и выделения» (Ф.Энгельс, Анти-Дюринг, 1973г.с.350).

Для биологических объектов земной формы жизни характерно обязательное присутствие в больших количествах углерода и воды. Живое тело (организм, клетка) представляет собой так называемую открытую систему, т.е. систему. Сущность обмена в живых телах состоит в её поглощении веществ извне и их усвоении (т.е. превращении веществ окружающей среды в вещество самого живого организма). Этот процесс (так называемая ассимиляция) требует энергетических затрат со стороны живого тела. Процессы распада сложных веществ живого тела, сопровождающиеся освобождением энергии и выделением продуктов распада, получили названия диссимиляции. Главным источником энергии, поддерживающим существование этих процессов, является солнечная энергия (фотосинтез). Способность живой материи получать вещества и энергию извне и превращать их в вещества и энергию собственных клеток позволяет живому преодолевать закономерные для неживой и живой природы процессы, сущность которых выражена в так называемом втором законе термодинамики. Этот закон утверждает, что для любой природной системы свойственно неизбежное падение энергетического уровня, вплоть до гибели самой системы. Живые тела, являясь открытыми системами (постоянно обменивающуюся веществами, энергией и информацией с окружающей средой), обладают способностью черпать энергию извне, вовлекать ее в процессы своей жизнедеятельности, что обеспечивает возможность жизни. Другим кардинальным свойством живых тел является строгая упорядоченность в пространстве и во времени. Пространственная упорядоченность выражается в наличии структур, характерных для каждого живого организма (от вируса до человека). При этом имеет место закономерное расположение отдельных частей, соподчинение простых элементов более сложным, объединение сходных частей в комплексы и т.д. Упорядоченность во времени связана с четкой последовательностью протекания отдельных реакций в процессах жизнедеятельности, в закономерной зависимости одних процессов от других, в высокой скорости биохимических процессов, которая обеспечивается действием особых веществ – ферментов (биологических катализаторов). Определенная пространственная упорядоченность свойственна и неживым телам (например, минералам). Однако упорядоченность живого выше и тоньше, сложнее и обязательнее.

Обладая упорядоченностью структуры и процессов жизнедеятельности, живые организмы способны поддерживать эту упорядоченность, сопротивляться воздействию внешних факторов, могущих ее нарушить. Это свойство живого получило название гомеостаза (поддержания относительного постоянства внутренней среды конкретного живого организма или взаимодействия внутри сообществ организмов). Внешним качеством живого является также способность к воспроизведению себе подобных, к размножению, в процессе которого живой организм передает потомкам как признаки и свойства своих предков, так и новые свойства, возникшие в результате наследственной изменчивость. Процесс размножения является началом существования новых организмов – их онтогенеза (развития особей), закономерно завершающегося старением и смертью. Процессы индивидуального и исторического развития организмов протекают в условиях постоянного взаимодействия их с окружающей средой. Одни организмы приспосабливаются к условиям существования, а неприспособившиеся организмы устраняются с арены эволюционного процесса, т.к. погибают или становятся неспособными к размножению и сохранению потомства.

Потомство может развиваться без оплодотворения (яйцо – женская клетка у тли /часто/, коловраток, одуванчика и др.) – партеногенез (вид полового размножения). Развитие плода без оплодотворения (без семян) у некоторых груш и мандаринов и др. – партенократия. =сис с.517

Мировоззрение диалектического материализма отвергает идеалистические концепции о вечности жизни. Известен состав и свойства чрезвычайно сложных, так называемых высокомолекулярных веществ «неживой» природы. Имеются примеры форм жизни (например, вирусы), отличающихся простотой своего строения. Задача науки 21в. заключается в том, чтобы найти грань между живой и неживой материей, которой к концу 20 в. еще не знали, найти недостающие звенья общей цепи эволюции природы, появления живого из неживого. Поиски велись в земной коре, где возможны следы (отпечатки, окаменелости и т.п.) наиболее примитивных форм жизни. Есть мнение специалистов (а впервые эта мысль была высказана Ч. Дарвином), что вновь возникающие сложные органические соединения (возможные предшественники живого) тотчас же поглощаются уже существующими формами жизни и, следовательно, не могут существовать и развиваться, а мы не можем знать об их возникновении; т.е. возникшая и развивающаяся жизнь на Земле, препятствует возникновению новой жизни.

К 21в. появление жизни на Земле научно представляется как длительный процесс эволюции материи, первым этапом которой была химическая эволюция полимерных, содержащих углерод соединений, а 2-м – биологическая эволюция от первых примитивных форм жизни до современных ее форм. На этапе химической эволюции в условиях наличия мощных источников энергии – солнечной радиации, включая ультрафиолетовое излучение, электрические разряды, тепловую энергию Земли и т.д. – возникли молекулы сложных веществ (аминокислоты, жирные кислоты, азотистые основания, сахариды, нуклеотиды), играющие первостепенную роль в обменных процессах, протекающих в живых организмах. В тех же условиях эти вещества образовывали более сложные молекулы (полимеров полипептидов и полинуклеотидов), ставшие предшественниками белков и нуклеиновых кислот. Такие высокомолекулярные белковоподобные тела (протеноиды) могли обладать определенной упорядоченностью, обменом со средой и, возможно, некоторыми каталитическими свойствами, т.е. способностью ускорять и направлять процессы обмена. Следующим шагом от неживого к живому явилось объединение протеноидов в системы более сложной организации, способные в процессе обмена с окружающей средой использовать для построения своего тела и поддержания своего существования вещества и энергию, поступающие извне. Одним из условий существования систем, взаимодействующих со средой, является их обособления от веществ окружающей среды, отделение от других молекул, т.е. индивидуализация. Такие индивидуализированные системы могли уже обладать рядом свойств, присущих современным живым организмам. Это были простейшие формы жизни (пробионты, протоклетки). Реальность подобного этапа эволюции подтверждается в экспериментах при работе с высокомолекулярными веществами. Объединение молекул высокомолекулярных органических веществ в агрегаты и образование обособленных от среды капель (коацерватов) первым наблюдал еще в 1920-х гг. А.И. Опарин. Эти капли могли проявлять такие свойства, как поглощение веществ из окружающей среды, их ассимиляцию, способность к каталитическим процессам, увеличение объема и веса, почкование, распад. Отдельные коацерватные капли отличались друг от друга по степени обменной активности, способности к росту и устойчивости (т.е. продолжительностью жизни). Многочисленные исследования, проведенные позже учеными многих стран, подтвердили принципиальную возможность объединения полимерных молекул органических веществ в протеноидные (белковоподобные) тела, существующие как индивидуализированные открытые системы, обладающие примитивной внутренней структурой, обменом, ростом, делением, продолжительным периодом существования.

С возникновением пробионтов начинается биологическая эволюция материи на Земле. По мнению академика А.Опарина, на этой стадии эволюции пробионтов осуществляется естественный отбор. Одни пробионты отличались от других по своей устойчивости к воздействию внешних факторов, по активности обмена, возможности роста, разделения на дочерние и т.п. Сохранялись и давали начало новым пробионтам те из них, которые обладали большей устойчивостью, жизнеспособностью в данных конкретных условиях существования. Полагают, что первые пробионты еще не включали в себя полинуклеотиды – нуклеиновые кислоты, обладающие, как известно, способностью к самовоспроизведению своих молекул из нуклеотидов из окружающей среды, а следовательно, возможностью повторить свою структуру в потомках. Включение в состав пробионтов таких полинуклеотидов, явилось следующим важным шагом в эволюции живого. Пробионты получили возможность осуществлять передачу своих свойств потомкам, возникла преемственность свойств и признаков в поколениях, т.е. наследственность. Допустимо, что обогащённые этими свойствами пробионты получали больше возможностей к выживанию, повторению себя в потомстве и т.д. Пробионты, объединившие в своей организации белки с их каталитическими свойствами и нуклеиновые кислоты, способные к самовоспроизведению и передаче наследственной информации потомкам, закрепились в процессе естественного отбора и дали начало примитивным клеточным формам жизни. На более поздних этапах эволюции возникла способность к фотосинтезу, кислородному дыхании, сформировались клеточная, а затем и многоклеточная структуры, обладающие сложными формами реакций на окружающую среду. Материалисты считают, что жизнь это производное неживой природы, возникшее в результате закономерного развития этой природы, находящееся с ней в неразрывном единстве, но имеющее качественные, присущие только живому, отличия. Живые организмы широко заселили всю Землю – проникли в глубь океанов, на вершины гор, в околоземное воздушное пространство. В совокупности своей они образуют зону жизни (биосферу) нашей планеты. Обладая способностью использовать энергию Солнца для построения своих тел и жизнедеятельности, живые организмы являются активными преобразователями природы: почвы, многие морские отложения, каменный уголь, нефть, природный газ – все это появилось на Земле в результате деятельности живых организмов.

Первоначальные формы жизни, по-видимому, существовали за счет энергии органических веществ, находящихся в Мировом океане. С увеличением сложности организации живой материи и разнообразия форм ее существования потребовался постоянный и неисчерпаемый источник энергии. Этому послужило Солнце, посылающее на Землю громадное количество энергии в виде солнечного (электромагнитного) излучения. Некоторые виды организмов приобрели способность непосредственно использовать энергию солнечного света для превращения неорганических веществ, в избытке имеющихся на Земле, в органические вещества. Этому способствовало возникновения в результате неизвестных генных мутаций особого вещества – хлорофилла. Хлорофилл – зеленый пигмент, имеющийся у всех современных растений, действует как катализатор процесса соединения воды и углекислого газа, протекающего с использованием энергии солнечного света. В результате фотосинтеза – процесса образования органических веществ с использованием энергии солнечного света, образуются свободный кислород, попадающий в атмосферу, органические вещества (в 1-ю очередь углероды), а также высокоэргические соединения (т.е. вещества, «запасающие» энергию в виде, удобном для последующего использования ее в процессе жизнедеятельности). Таким образом, с помощью процесса фотосинтеза создается запас органических веществ и энергии, обеспечивающий потребности в них у др. организмов, не способных к самостоятельному синтезу органических веществ из неорганических. В период возникновения жизни на Земле не было свободного кислорода, и живые организмы получали энергию из пищи с помощью процесса брожения или анаэробного дыхания. Однако этот путь, сохранившийся и до наших дней у некоторых видов бактерий, а также на некоторых этапах обмена веществ у высших организмов был малоэффективным, т.к. при этом высвобождается мало энергии. Как только в атмосфере Земли появился свободный кислород, возник новый, более совершенный тип высвобождения энергии из пищи – путь аэробного дыхания, при котором питательные вещества окисляются за счет кислорода с образованием углекислого газа, воды и выделения большого количества энергии (в 20 раз большего, чем при брожении). Высокая эффективность такого вида дыхания способствовала возникновению большого разнообразия форм жизни и усложнению ее организации. Одновременно углекислый газ и вода, образующиеся в процессе аэробного дыхания, могут вновь использоваться зелеными растениями. С появлением в процессе фотосинтеза свободного кислорода и накоплением его в атмосфере произошло постепенное окисление ядовитых газов первичной атмосферы (аммиака – до свободного азота, метана – до углекислого газа и т.д.), в результате чего газовый состав атмосферы стал близок к современному.

В состав солнечного излучения входит и ионизирующее («жесткое») излучение, при определенных условиях губительно воздействующее на все живое, поэтому жизнь зародилась в океане, т.к. вода хорошо поглощает ионизирующее излучение. Кислород, выделяемый в ходе фотосинтеза и попавший в верхние слои атмосферы, превратился там в озон, активно поглощающий ионизирующее излучение. Так на Земле были созданы условия для «выхода» жизни из воды на сушу. Подсчитано, что запас кислорода в атмосфере полностью исчез бы за 2 тыс. лет, если бы фотосинтезирующие организмы не восполняли бы его. Одновременно, если бы не было животных и бесхлорофилльных растений (грибов, некоторых водорослей), содержание углекислого газа в атмосфере падало бы, что отрицательно сказалось бы на жизнедеятельности зеленых растений. Таким образом, между миром зеленых растений, осуществляющих фотосинтез, и миром животных – основного потребителя продукции фотосинтеза – имеется равновесие. Однако производственная и преобразующая деятельность человека способна нарушить это равновесие, т.к. вырубка лесов, распашка полей, строительство дорог, городов, бурное развитие транспорта, сжигающего сотнями миллионов тонн горючего (а значит, и кислорода атмосферы) и выделяющего громадное количество углекислого газа, загрязнение окружающей среды ядовитыми отходами и др. последствия деятельности человека, отрицательно сказываются на растительном и животном мире планеты.

Процессом исторического развития живой природы и отдельных групп составляющих ее организмов является филогенез. Научной основой представлений о филогенезе является созданное Ч.Дарвином эволюционное учение. Раздел биологии, изучающий филогенез и его закономерности, называется филогенетикой и занимается изучением происхождения современных форм от родоначальных предков, а также причин, обусловливающих ход их эволюции, законов этой эволюции и т.д. Схематически филогенез животных и растений обычно представляют в виде так называемого родословного древа, ствол которого соответствует начальным формам жизни, а ветви – всем последующим многочисленным и все более усложняющимся формам. Филогенез следует рассматривать в единстве и взаимообусловленности с развитием отдельной особи от ее зарождения до смерти называемого онтогенезом – процессом индивидуального развития организма.

Совокупность химических превращений веществ, поступающих в организм извне, называют обменом веществ и энергий. Превращение этих веществ в клетках приводит к образованию энергии, необходимой для осуществления всех многочисленных функций организма: сокращения мышц, проведения нервных импульсов, поддержания температуры тела, различных процессов синтеза, процессов всасывания и секреции, поддержания физиологических концентраций органических и неорганических ионов по обе стороны клеточной мембраны (внутри и вне клетки) и др. Сущностью обмена веществ и энергий является диалектическое единство процессов непрерывного поступления в организм извне различных органических и неорганических соединений, их усвоения, изменения и выведения во внешнюю среду образовавшихся продуктов распада. Для каждого вида животных характерен свой особый уровень обмена веществ и энергии, который зависит от наследственных свойств, пола, возраста, условий существования и т.д. В основе обмена веществ и энергии лежат ферментативные процессы 2 типов, тесно друг с другом связанные и взаимообусловленные: 1) ассимиляция или анаболизм – связаны с потреблением энергии и приводят к усвоению клетками соединений, поступающих в организм из внешней среды, синтезу в клетке из более простых более сложных молекул; 2) диссимиляция или катаболизм – направлены на расщепления веществ, как поступающих в клетку извне, так и входящих в состав клеток организма, и сопровождающихся выделением энергии. В живом организме благодаря процессам обмена веществ и энергии происходит перестройка поступающих пищевых веществ в соединения, характерные для данного организма, которые используются как строительный или энергетический материал. Обмен веществ и энергии способствует постоянному, непрерывному обновлению органов и тканей без изменения химического состава тела организма. Основные группы веществ (белки, жиры, углевода и др.) неравнозначно участвуют в процессах обмена веществ и энергии. Белки используются организмом в основном в качестве строительного (пластического) материала, тогда как углеводы и жиры – для покрытия энергетических затрат (см. «Пищеварительная система»). Превращения различных веществ с момента их поступления в организм и до образования конечных продуктов распада называется промежуточным обменом веществ и энергии или метаболизмом и происходит в основном внутриклеточно, поэтому термины «промежуточный», «межуточный» или «внутриклеточный» обмен обозначают одно и то же. Промежуточный обмен веществ и энергии можно условно разделить на следующие ступени: 1) пищеварение – расщепление в желудочно-кишечном тракте под действием пищеварительных ферментов (пепсина, трипсина, химотрипсина и др.) сложных составных частей пищи до низкомолекулярных соединений, способных усваиваться организмом; 2) всасывание из желудочно-кишечного тракта в кровь продуктов пищеварения и доставка их к различным органам и тканям; 3) перестройка веществ, полученных в процессе пищеварения, в вещества клеток и тканей и образование (биосинтез) соединений, характерных для данного организма; 4) расщепление таких соединений с образованием промежуточных и конечных продуктов обмена; 5) выведение из организма конечных продуктов обмена. Из большого числа продуктов, поступивших с пищей в организм, в конечном счете в результате обмена веществ образуются 3 соединения, имеющих основное энергетическое значение: ацетилкофермент А, @ – кетоглутаровая и щавелевоуксусная кислоты.

В процессе жизнедеятельности уровень обмена веществ и энергии не бывает постоянным, благодаря чему организм приспосабливается к меняющимся условиям существования. Достигается это согласованностью и сглаженностью процессов обмена веществ и энергии, которые являются результатом пластичной и строго координированной работы всех механизмов, участвующих в обмене веществ и энергии как в клетке, так и в органах и тканях. Этим определяется характерный для данного организма уровень обмена веществ и энергии, складывающийся в процессе исторического развития (филогенеза) и направляемый механизмами наследственности при постоянном взаимодействии организма с окружающей средой. При изменении условий включаются регуляторные механизмы, изменяющие процесс обмена веществ и энергии в требуемом для организма направлении. Количество энергии, выделяемой при усвоении организмом того или иного пищевого продукта, называется калорийностью этого продукта.

Способность всего живого приспосабливаться к различным условиям называется адаптацией, которая обеспечивает поддержание нормальной жизнедеятельности организма и его приспособление к изменению различных факторов окружающей среды: температурных и климатических, высоты, многих инфекционных агентов и т.д. Адаптация животных и растительных организмов к условиям среды лежит в основе их биологической эволюции. Существует множество конкретных форм адаптации: синтез клетками интерферона, препятствующего проникновению вирусов; огромная скорость размножения различных микроорганизмов; способность впадать в спячку; плавать, ползать, летать, бегать или прочно удерживаться корнями на одном месте; способность к поддержанию постоянства температуры тела или изменению ее в зависимости от температуры окружающей среды; наличие специализированных систем дыхания, кровообращения, пищеварения, а также памяти, открывшей возможность адаптации не только к сложившимся условиям, но и к грядущим событиям. Влияние окружающей среды на человека слагается из непрерывного ряда психологических, физических и химических воздействий; поэтому реакции адаптации, направленные на поддержание постоянства внутренней среды, основаны на столь же непрерывных колебаниях интенсивности обмена веществ. Приспособительные реакции человеческого организма (реакции адаптации) можно разделить на быстрые (специфичные) и медленные (неспецифичные), врожденные (сформировавшиеся в процессе эволюции вида) или приобретенные (индивидуальные для каждого организма). Так, отдергивание конечности в ответ на болевое воздействие, усиление дыхания, ускорение и перераспределение кровотока при физической нагрузке, мышечная дрожь и гусиная кожа на холоде, способствующие увеличению теплопродукции, возрастание чувствительности глаза к свету в сумерках и повышение порога слухового восприятия при сильном шуме и т.д. – все это врожденные быстрые реакции адаптации. С помощью тренировки их можно лишь изменить, тогда как индивидуальные реакции (например, производственные или спортивные навыки) самим своим существованием обязаны обучению. Как правило, быстрые реакции очень экономичны (организм вырабатывает именно ту форму поведения, которая обеспечивает достижение полезного результата с минимумом затрат), специализированные, а потому и не взаимозаменяемы. Например, многолетняя привычка хорошо ориентироваться в тайге не поможет отыскать нужный адрес в незнакомом городе; при изменении условий труда и быта быстрые реакции адаптации могут терять приспособительное значение.

Каждый организм в процессе адаптации всегда проходит стадию нарушения функции, потом наступает стадия неполного приспособления (активный поиск устойчивого состояния) и, наконец, стадия относительно устойчивого приспособления. Уже на первом этапе адаптации, т.е. на стадии нарушения функции, к быстрым приспособительным реакциям исподволь подключаются процессы, ответственные за медленную адаптацию: значительно возрастает активность вегетативной нервной системы, в крови увеличивается концентрация гормонов. Все это приводит к увеличению интенсивности процессов обмена веществ, мобилизации функциональных резервов клеток, что в свою очередь «включает» в действие быстрые реакции адаптации. Длительное увеличение интенсивности обменных процессов за счет одних и тех же внутриклеточных организмов приводит к активации генетического аппарата и увеличению объема клетки (так называемой рабочей гипертрофии клетки). Поэтому люди, регулярно занимающиеся тяжелой атлетикой, постепенно начинают поднимать ранее недоступные для них тяжести, привычка к недостатку кислорода обеспечивает активную жизнедеятельность на высотах, ранее несовместимых с жизнью. Адаптация к условиям труда позволяет с минимальным утомлением выполнить ранее непосильную работу и т.д. У медленных приспособительных реакций адаптаций есть и перекрестная устойчивость (так называемая перекрестная резистентность), обусловленная тем, что в основе всех многообразных форм медленных приспособительных реакций лежат сходные морфологические и функциональные изменения в организме. Благодаря перекрестной резистентности организм, приспособившийся, например, к высоте, лучше переносит холод, жару, недостаток кислорода, изменения атмосферного давления, избыток солнечной радиации, перемену диеты, вынужденную неподвижность; его устойчивость повышена к действию болезнетворных микробов, ионизирующего излучения и др. болезнетворных факторов. Прекращение тренировки «запускает» механизм обратного процесса – работающие в холостую, клетки уменьшаются в объеме.

Возможности (пределы) адаптации конкретного человека обусловлены его наследственностью, возрастом, состоянием здоровья и степенью тренированности. Если первые 3 фактора ограничивают некий «потолок» возможностей приспособительных реакций, то 4-й позволяет осуществить достижение этого потолка. У работников умственного труда, ведущих обычно малоподвижный образ жизни, возможности адаптации к более или менее большим нагрузкам, как правило, используются недостаточно; даже небольшие физические нагрузки быстро приводят к утомлению, движения не доставляют нормального для человека удовольствия. Реально расширить возможности адаптации своего организма можно с помощью системы продуманных, длительных, регулярный тренировок, закаливания и т.д. В физических нагрузках (горные походы, зимние купания и др.) необходимо соблюдать разумные ограничения; превышение возможностей организма неизбежно приведет к срыву, т.е. к заболеванию. Эпизодические большие нагрузки опасны для организма, особенно в среднем и пожилом возрасте. Но маленькие нагрузки практически бесполезны, а большие – могут привести к катастрофическим последствиям. Надо найти золотую середину, т.е. адекватный для организма режим физического и биологического совершенствования.

Циклические изменения состояния различных функций организма определяются биологическими ритмами. Вращение Земли вокруг Солнца (с периодом около 1 г.), вращение Земли вокруг своей оси (с периодом около 24 час.), вращение Луны вокруг Земли (с периодом около 28 дней) приводят к появлению в окружающей среде колебаний освещенности, температуры, влажности, напряженности электрического и магнитного полей и т.п. В циклически изменяющихся условиях смогли выжить лишь те организмы, состояние которых изменялось в такт с изменениями среды. Время, необходимое для того, чтобы колебательная система совершила полный цикл и вернулась в исходное положение, называется периодом биологического ритма, положение этой системы в данный момент времени – фазы. Число циклов в единицу времени называется частотой ритма, а размах колебаний – амплитудой. Если максимумы амплитуд нескольких биологических ритмов совпадают, говорят о синфазности, а если не совпадают, то биологические ритмы расходятся по фазе. В 1729г. французский астроном де Мэран обнаружил, что листья растений совершают периодические движения в течение суток. В последующем были найдены и определены биологические ритмы, свойственные практически всем живым организмам (растительным и животным), имеющие большие различая по частотам или периодам. Сделаны первые попытки классифицировать многообразие биологических ритмов. Выделяют группы так называемые: 1) высокочастотных биологических ритмов, периоды колебаний которых находятся в пределах от доли секунды до получаса. Примерами этого могут служить колебания, характеризующие электрическую активность головного мозга, сердца, мышц, др. органов и тканей, регистрируя с помощью специальной аппаратуры; 2) средней частоты с длительностью периодов от получаса до 20-28 час.; с периодом от получаса до нескольких часов – ультрадианные; с периодом в пределах 20 – 28 час. – циркадианные (циркадные или околосуточные) – прием пищи, связанный с наступлением чувства голода, колебания на протяжении суток температуры тела и артериального давления, работоспособности человека на протяжении рабочей смены или суток; 3) низкой частоты – околонедельные, околомесячные, сезонные, окологодовые, многолетние и др. виды. Околомесячному биологическому ритму соответствует овариально-менструальный цикл, сезонным биологическим ритмам – периодичность обострения гипертонической болезни, язвы желудка и т.д., окологодовым и многолетним биологическим ритмам – рост и физическое развитие детей.

К моменту пробуждения в крови повышается содержание адреналина – вещества, которое увеличивает частоту сердечных сокращений, повышает артериальное давление, активизирует весь организм; накапливаются в крови и др. биологические «стимуляторы». Снижение концентрации этих веществ к вечеру – непременное условие спокойного сна; бессонница непременно сопровождает волнение и тревогу. Следует стремиться поддерживать постоянный распорядок дня, т.е. ложиться спать и вставать приблизительно в одно и то же время. Ритмичным должен быть и прием пищи. В циркадианном биологическом ритме и работоспособность человека. Одни («жаворонка») лучше работают в первой половине дня, другие («совы») предпочитают трудиться вечером. У людей, работающих то днем, то ночью, день ото дня меняется ритм труда и отдыха. В этих условиях быстро развивается нарушение биологических ритмов – наступает так называемый, десинхроноз. Значительная перестройка биологических ритмов необходима уже при перелетах через 4-5 часовых поясов. Адаптация к новому временному поясу легче и быстрее протекает у лиц моложе 30 лет. Поломка биологических часов часто является первым признаком той или иной болезни. Так выделяющийся не вовремя желудочный сок начинает воздействовать на стенку желудка, что может способствовать развитию язвенной болезни. Существуют ритмы с 2- и 3-летние циклы в детском и подростковом возрасте, при анализе уровня спортивных достижений у спортсменов. В течении туберкулезного процесса отмечена 3-летняя периодичность: через 4, 7, 10, 13 лет от начала заболевания наиболее часто возникают обострения. Известна 5-6-и 11-летняя периодичность возникновения некоторых заболеваний.

Изучением условий существования живых организмов и взаимосвязь организмов со средой их обитания занимается экологическая наука. В 1866г. впервые термин «экология» был использован немецким биологом Э.Геккелем, однако наиболее активное развитие экологии началось лишь в 1930-е гг. Элемент среды, способный оказывать прямое или опосредованное влияние на живые организмы, называют экологическим фактором. Условно их разделяют на биотические и абиотические. Биотические факторы – это пищевые факторы, а также факторы, характеризующие взаимоотношения между отдельными особями или группами особей одного вида (например, конкуренция из-за территории, пищи, воды, воспроизводства и т.д.), между особями разных видов (например, хищничество, паразитизм и т.д.). Абиотические факторы действуют на биологические объекты извне (температуры, свет, влажность, осадки, атмосферное давление, ветер, ионизация атмосферы и т.д.). Совокупность экологических характеристик данного вида или всех условий его обитания (места обитания, пища, места размножения, отношения с др. видами и др.) составляют так называемую экологическую нишу вида.

Загрязнение атмосферы, озер, рек и океанов, уничтожение естественного растительного покрова, вымирание многих видов животных, истощение почв и др. последствия производственной активности человека привлекают большое внимание к проблемам охраны окружающей среды. Все возрастающие темпы изменений окружающей среды ведут к нарушению экологического равновесия между человеком и средой его обитания. Так, вырубка лесов в таежной зоне нередко приводит к активизации природных очагов клещевого энцефалита, обводнение африканских саванн привело к распространению шистосоматоза, проникновение скотоводства в полосу тропических американских саванн способствовало размножению летучих мышей-вампиров, являющихся переносчиками возбудителей бешенства и т.д. Одним из важнейших принципов рационального влияния на окружающую среду, производственную обстановку и условия быта в современную эпоху является гигиенический подход к комплексу профилактических мероприятий экологического характера с целью принципиального совершенствования всех форм производственной деятельности человека, способствующей улучшению человеческого здоровья и состоянию окружающей среды.

Медицинскую науку, изучающую причины и закономерности возникновения и распространения массовых болезней, а также разрабатывающую методы профилактики и борьбы с ними называют эпидемиологией. Первоначально объектом ее изучения были лишь инфекционные болезни, т.к. их распространение нередко принимало массовый характер и сопровождалось миллионами жертв (чума в 6 и 14вв., холера в 19в. и т.д.). Еще медицине древнего мира были известны такие меры борьбы с эпидемиями, как удаление заболевших из города, сжигание вещей больных и умерших (например, в Ассирии, Вавилоне), привлечение переболевших к уходу за больными (в Древней Греции), запрещение больным проказой посещать церкви, пекарни, пользоваться колодцами. В 14в. в Европе начал применяться карантин. В России прибегали к изоляции больных от здоровых: запрещалось (16в.) навещать больных, совершать обряды при похоронах умерших от «моровых» болезней (хоронили на отдельных кладбищах), получила распространение организация застав (16в.). Основоположниками эпидемиологии как науки считают итальянского врача Д.Фракастро (16в.), создавшего учение о контагиозных (заразных) болезнях, в России – Д.Самойловича (18в.). В конце 19в. – начале 20в. исследования выдающихся микробиологов Л.Пастера, Р.Коха, И.Мечникова и др., открытие возбудителей многих инфекционных болезней создали возможности для объективного изучения предмета эпидемиологии и обусловили ее формирование как научной дисциплины.

В эпидемиологии используется комплексный метод, включающий эпидемиологическое обследование, микробиологическое, санитарное и др. исследования, сравнительно-историческое изучение эпидемий, статистический анализ и экспериментальный метод, в силу чего развитие эпидемиологии связано с успехами таких отраслей медицинской науки, как микробиология, вирусология, паразитология, иммунология, гигиена, а также клиника инфекционных болезней. В эпидемиологической практике используется достижения этих наук в создании вакцин, средств и методов дезинфекции, методов лабораторной диагностики и т.д. Массовое распространение сердечно-сосудистых, онкологических, нервно-психических и некоторых др. заболеваний потребовало применения таких подходов к изучению закономерностей их распространения, которые ранее применялись лишь в отношении инфекционных болезней. Поэтому термин «эпидемиология» с 1950-х гг. используется и для обозначения соответствующих разделов кардиологии, онкологии, психиатрии, эндокринологии и т.д.

Аморально-безумное потребительство нынешнего человечества вызывает ответную, пока защитную, пока предупредительную реакцию: разрушается озоновый слой, меняется климат, учащаются землетрясения и катастрофы и др. Природа как бы заставляет людей одуматься, осмотреться, остановить свою разрушительную, паразитическую деятельность. Земля есть нечто большее, чем слипшиеся в ходе аккреции в шар химические соединения элементов таблицы Менделеева, что Природа, и Земля в том числе, развиваются, преобразуются. Но время преобразований может стать гибельным для человечества, если люди не подготовятся к нему духовно, не изменят себя нравственно, не изменят своего отношения к природе, к живому и «неживому», к самим себе, к тому, что и кто нас окружает.

К концу 19 в. капитализм изжил себя, как в своё время и феодализм. В 20 в. происходила борьба капитализма с нарождающимся социализмом (в начале в СССР, а потом и в Восточной Европе). Победивший в схватках либеральный капитализм, в начале 21 в. упёрся в тупик, о чём, в т.ч. свидетельствовали безвыходные финансово-экономические кризисы. Назревал глобальный кризис, похуже чем в 1929 г., вылившийся во 2-ю Мировую войну 1939-1945 гг.

32. Периоды человека. Ископаемым предком современного человека был неандерталец. Впервые его останки случайно были найдены в 1856 г. в Германии в долине Неандерталь, вблизи Дюссельдорфа. По месту первой находки (как это и принято в археологии) человека, чьи кости были здесь найдены, назвали неандертальцем. У него были мощные надбровные дуги, которых нет у современного человека. Лоб у него выступал вперёд, а череп был сплюснутый спереди и выпуклый сзади. В 1886 г. в Бельгии при раскопках в пещере Спи обнаружили сразу 2 скелета неандертальцев. И вместе с ними в одном и том же слое были кости давно вымерших шерстистого носорога, мамонта и др. ископаемых млекопитающих, и оббитые камни – орудия древнего человека. Неандертальца признали одним из предков современного человека, но не самым древним. Человек разумный стал ответвляться от других предков 100, а может и 300 тыс. лет назад. Существует и точка зрения, что неандертальцы были тупиковой ветвью гоминид. Перед неандертальцем существовал более примитивный тип – человек прямоходящий, перед которым существовал ещё более примитивный тип – человек умелый. Человек выпрямленный (прямоходящий) – впервые найден в 1893 г. на Яве, назван питекантропом. В 1920 г. человек выпрямленный найден в Китае – синантроп (китайский человек). Самый древний скелет прямоходящего человека найден в 1985 г. в Нарикотоме в Восточной Африке. Он датирован 1 млн. 650 тыс. лет. Прямоходящий человек умел пользоваться огнём и изготовлял каменные орудия ашельского типа – культуры раннего палеолита. Названа по предместью г.Амьен (Франция) Сент Ашель. Впервые введена в науку Г.де Мортилье в 1885 г. как 5-й период палеолита. Ашельская культура (период) характеризуется так называемыми ручными рубилами – грубо обработанными с 2-х сторон кусками камня с заостренными концами и закругленными основаниями. Впервые самые древние останки человека умелого (не одного, а нескольких) возрастом около 2 млн. лет найдены в Олдувае. Орудия, которые он делал, почти все были кварцевыми (а кварца в местах стоянок этих людей не было). Он подбирал камень для своих орудий. Ни одно из животных не подбирает сырьё для своих орудий и вообще не додумывается раскалывать камень, чтобы сделать его острым, превратить в орудие. Ученые провели серию исследований и пришли к выводу, что кисть человека умелого была способна к труду. Она обладала силовым захватом большой мощности. Ни у одной обезьяны таких способностей нет. До человека умелого был австралопитек африканский и Люси из Хадара. Австралопитек – древнейший и наиболее примитивный вид человека ростом около 1,5 м и весом до 70 кг. Прямохождение и зубная система (всеяден) более близки к современному человеку, чем к обезьяне. Мозг относительно крупный (около 500 – 600 см

). Появился около 5,5 млн. лет и исчез около 1 млн. лет назад. Австралопитеки по своему облику были людьми, но не изготовляли орудий из камня. Они все были гоминиды – это люди; гоминоиды или антропоиды – это человекообразные обезьяны. Наравне с черепом и зубами имелись формы руки, кисти, ноги, подошвы, тазовых костей, по которым можно узнать, была ли походка прямая, такая, как у нас или гоминиды передвигались как обезьяны. К концу 20 в. установлено, что гоминиды существовали около 6 млн. лет (австралопитек) и около 2,6 млн. лет назад они изготовляли каменные орудия и строили искусственные жилища.

Объем черепа и в начале 21 в. у людей не одинаков – он колеблется в среднем от 1000 до 1800 см

и превышает размеры черепа питекантропа (от 700 до 1250см

). Объем черепа у человека умелого перекрывает объем питекантропа. Измерения конца 20 в. всех находок показали, что объем мозга человека умелого колеблется от 500 до 800 см

. После исчезновения человека прямоходящего появляется: человек разумный архаичный (около 300 тыс. лет назад); неандерталец, живущий в Европе и Азии во время ледникового периода (палеоантроп), вымер 300 тыс. лет назад; неантроп – человек разумный современного типа.

1-й период истории человечества – каменный век (орудия из камня, дерева, кости) занимал 2,6 млн. лет, и подразделялся на (до н.э.):

– палеолит – с 2,6 млн. лет до 12-11 тыс. лет;

– мезолит – между 12 и 6 тыс. лет;

– неолит – с 6 до 5-3 тыс. лет; появляются племена земледельцев и скотоводов, ведущих оседлый образ жизни. Конец неолита – это время возникновения первых государств: Шумера, Аккада, Египта.

– энеолит – с 5-3 тыс. лет; наряду с каменными орудиями труда, появляются сделанные из меди – более мягкого и простого в обработке металла.

Медный век; самые древние изделия из самородной меди найдены в Чайёню 7 тыс. лет до н.э. Позднее медь стали плавить и отливать в открытых формах; медь – первый металл, использованный человеком. Самые древние следы использования огня человеком найдены в Восточной Африке на стоянке Чесованджа; их возраст 1,3-1,6 млн. лет. На стоянке Зальцгиттер-Лебенштедт найдены остатки трута (возраст 48,3 тыс. лет. назад). На мезолитической стоянке Стар-Карр в Англии рядом с трутом найдены куски пирита, при ударе которого о камень высекаются искры.

Бронзовый век (сплав меди и олова 9:1 давал бронзу) с 3 тыс. лет до н.э. на Ближнем и Среднем Востоке и с 2 тыс. лет до н.э. в Европе. Бронзовые топоры и мечи были более прочны, чем медные. Чтобы получить изделие из бронзы, понадобились плавильные печи, наковальни. Развивались новые ремёсла: кузнечное, гравировальное, совершенствовалось земледелие.

Железный век с начала 2тыс. лет до н.э. – самые древние железоделательные печи принадлежат хеттам – народности, живущей на территории современной Турции; в Европе этот век начинается с конца 2 тыс. лет до н.э.

В эпоху палеолита ещё трудно различать какие-либо группировки населения. Об общественных отношениях людей этого периода можно судить по взаимоотношениям человекообразных обезьян (шимпанзе, горилл, орангутангов и др.) в естественных условиях их обитания. Наблюдения показывают, что сообщества обезьян очень сложно организованны. В них есть вожаки, которым все беспрекословно подчиняются, и есть «подчинённые» приниженные и всеми пинаемые обезьяны. Обычно вожаком становится один из самых сильных самцов. Если такого нет, то власть захватывает группа сильных самцов. Им принадлежит все, остальным – ничего. Если какая-то обезьяна осмелится взять что-то в рот без разрешения вожака, то у нее просто вытащат пищу изо рта. Обычно вокруг вожака образуется своеобразный «аристократический кружок», состоящий из его близких самок и друзей. Особенно сильны родственные отношения матери и детей , а также братьев и сестер. Детеныши, рожденные не в «аристократическом кругу», привыкают «кланяться» привилегированным самцам, их ближайшим самкам и их детенышам. Шимпанзе до 15 лет воспитывают своих детенышей. Они могут делать примитивные орудия из веток и палок, в т.ч. для расширения отверстий; обезьяны прожёвывают листья, чтобы использовать их как губки для добычи воды и т.д. Но никто не видел, чтобы они использовали камень для резания или копания. Камни и палки обезьяны используют для обороны и нападения. Но систематически обезьяны не занимаются человеческой орудийной деятельностью. Человек же, не обладая острыми клыками и огромной физической силой, не мог бы выжить без орудий.

На ранних этапах своего существования человек питался собирательством растений и охотой. Собирание готовых видов пищи (кореньев, плодов деревьев и т.п.) долгое время сосуществовало наравне с охотой и рыболовством. Раскопки показывают, что в палеолите человек охотился и на крупных животных, прежде всего на мамонта, хотя и обладающего большой физической силой, но неповоротливого.

История человечества начинается с изготовления первых каменных орудий. Одна из самых древних стоянок Гона в Северо-восточной Африке датируется 2,6 млн. лет назад. Там человек уже научился распознавать свойства камня, собирать их в разных местах и использовать в утилитарных целях. Даже самые древние города (Иерихон, Чатал-Гуюк, Хаджиляр) созданы только орудиями из камня (век металла, в котором живет человек, занимает всего 1% истории). Костяные орудия широко распространены в позднем палеолите. (При раскопках в местности Таунга находили пробитые черепа, но рядом не было каменных орудий, а чаще всего встречались длинные верхние плечевые кости антилопы, которые точно входили в отверстия в черепе). Для добывания пищи, человеку приходилось объединиться, чтобы убить крупного зверя, устроить загон-облаву на более мелких, но быстрых животных. Физическая сила имела большое значение для выживания человека, а сила – это проявление 1-го энергетического уровня в человеке; объединение (племя) – это 1-й уровень в развитии этноса (греч. ethnos – народ). Историческое развитие – переход с одного уровня на другой.

Между 11 и 9 тыс. лет до н.э. на Земле произошел резкий подъём температуры и на севере Европы стал быстро таять ледник, а в горах между Южным Прикаспием и Закавказьем – стали выгорать травы. Пищи для скота (животных) стало мало и часть его уходила на север вдоль Каспия, другая часть сосредоточивалась вокруг источников воды, в «оазисах» (Иерихон), 3-я часть в истощении бродила вокруг стоянки человека. И человеку приходилось заботиться о сохранении уменьшающихся запасов природной пищи, и научиться возделывать злаковые ивыращивать скот в неволе. Разведение домашних животных обеспечило человека пищей, шерстью, кожами. Начало скотоводства способствовало возникновению кочевых племён, быта, уклада и организации общественной жизни этих народов. Это привело к появлению цивилизации (латин. civilis – гражданский; совокупности материальных и духовных достижений), т.к. появился некоторый устойчивый запас продуктов от земледелия и скотоводства. После почти 3 млн. лет неустойчивого существования за счет охоты и собирательства человек перешел к сельскому хозяйству, что было определено как неолитическая революция. Злаки (пшеница, ячмень, просо, чечевица) впервые стали культивироваться в 10-8 тыс. годах до н.э. в горах Загроса, Анатолии, на Юго-западе Ирана и Иерихона (недалеко от Иерусалима). Животные, одомашенные неолитическими людьми на Ближнем и Среднем Востоке (коза, овца, корова, бык, свинья) разводятся и сегодня.

Отделение скотоводства от земледелия было 1-м исторически возникшим крупным общественным разделением труда – выполнение различных трудовых операций. Отделение ремесла от земледелия – 2-е крупное разделение труда; на этой основе и развилось товарное производство. Выделение класса купцов – 3-е крупное разделение труда. В капиталистических мануфактурах впервые приняло широкие масштабы разделение труда внутри предприятия, развившееся в сложную систему на основе машинного производства, при котором важную роль играет повышение производительности труда.

С неолитом совпадает рассвет матриархата; основным занятием населения являлось мотыжное земледелие. При матриархате (латин. mater – мать и греч. arche – власть) женщина становится главной: деторождение, домашний очаг – вокруг этого вращается жизнь. Главенство (доминанта – от латин. dominans – главенствующий) физической силы уступает доминанте сексуальных влечений. И в социальной жизни родовой общины женщина управляет её делами, регулирует отношения ее членов, отправляет религиозные обряды и т.п. В области семейных отношений матриархат характеризуется матрилокальностью (приходом мужчин в семьи родовой общины) и матрилинейностью (счетом родства по матери).

Первичная (или архаическая, от греч. archaios – древний) общественно-экономическая формация, структура которой характеризуется взаимодействием общинных и родственных форм общности людей является первобытнообщинный строй, охватывающий время 6-5 тыс. лет до н.э. от зарождения социальных отношений до возникновения классового общества. При расширительном толковании первичной формации – началом первобытнообщинного строя считают фазу первобытного стада, а завершающим этапом – общества общинной государственности, где уже наметилось классовое разделение.

Формой общности людей, основанной на кровных связях, возникшей в первобытных общинах на базе экономических отношений является род, который изначально существовал в женской (матриархат) и мужской (патриархат) формах не в качестве отдельного объединения, а в виде группы родственников, живших в разных общинах. Род служил ядром, сплачивал в единое целое их членов, обеспечивал воспроизводство потомства, регулируя брачно-семейные отношения, совместного воспитания и материального обеспечения детей. Взаимодействуя, род и родовая община представили социальную структуру, определяемую как родовой строй, где господствовала общественная собственность на землю, отсутствовало имущественное и социальное разделение (дифференциация), участие в общественных делах являлось правом и долгом всех взрослых членов общины. С развитием первобытнообщинного строя постепенно увеличивалась численность родов, они объединялись во фратрии (братства), затем в племена, а те – в союзы племен.

Замкнутое образование, покоившееся на общественной собственности на средства производства, на коллективном труде с естественной формой его разделения между мужчинами и женщинами, взрослыми и детьми и на совместном распределении и потреблении произведенного продукта является общиной. Развитие общины характеризовалось усложнением и увеличением видов постоянно выполняемой членами общины трудовой деятельности и усилением взаимосвязи этих видов (особенно при переходе в неолите к земледелию и скотоводству), возрастанием экономической самостоятельности входивших в общину семей.

В первобытнообщинном строе деятельность первобытного человека протекала в рамках общины (кровной, родовой, сельской), которая состояла из семей(парных, больших и т.д.)-ячеек, осуществляющих воспроизводство самого человека и представляющих собой более или менее зависимые от общины центры хозяйственной, религиозной и т.д. деятельности.