Биология и законы развития техники. ТРИЗ

27. Закон деградации качества энергии

В процессе накопления или использования энергии часть ее рассеивается (обесценивается, т. е. становится энтропичной), теряя способность производить работу.

28. Закон единства организм – среда

Между живыми организмами и окружающей их средой существуют тесные взаимоотношения, взаимозависимости и взаимовлияния, обусловливающие их диалектическое единство. Постоянный обмен веществом, энергией и информацией между организмом и средой материализует и делает пластичным такое единство. Биологические системы на любом иерархическом уровне являются открытыми системами, они получают для своего существования из окружающей среды вещества (химические элементы), энергию (солнечную и химическую) и информацию и отдают в окружающую среду трансформированные вещества, энергию и информацию, таким образом, активно воздействуя (количественно) на нее, изменяя ее. В системе организм – среда наиболее активным является организм (живое вещество) – закономерность, впервые показанная и сформулированная (в форме биогеохимических принципов) В. И. Вернадским.

29. Закон снижения энергетической эффективности природопользования

С ходом времени при получении полезной информации из природных систем на ее единицу затрачивается все большее количество энергии. Так, с начала нашего века до современности количество энергии, затрачиваемое на единицу сельскохозяйственной продукции в развитых странах мира, возросло в 8—10 раз, промышленной продукции – в 10—12 раз.

30. Закон сохранения массы

Масса вещества, поступающего в замкнутую систему, либо накапливается в ней, либо покидает ее, т. е. масса поступающего в систему вещества минус масса выходящего из системы вещества равна массе накапливаемого в системе вещества. Если в результате химических преобразований одно вещество не переходит в другое, то материальный баланс системы по такому веществу может быть представлен следующим образом: количество поступающего в систему вещества х минус количество выходящего из системы вещества х равно количеству накапливаемого в системе вещества х.

31. Законы термодинамики

Закон сохранения энергии. Первый закон термодинамики

При всех изменениях, происходящих в изолированной системе, общая энергия системы остается постоянной. Другая формулировка: при всех макроскопических химических и физических процессах энергия не создается и не исчезает (не разрушается), а только переходит из одной формы в другую. Закон открыли Н. Майер и Г. Гельмгольц.

Второй закон термодинамики

Процессы, связанные с превращениями энергии, могут происходить самопроизвольно только при условии, что энергия переходит из концентрированной формы в рассеянную (например, тепло горячего предмета самопроизвольно стремится рассеяться в более холодной среде).

Другая его формулировка: поскольку некоторая часть энергии всегда рассеивается в виде недоступной для использования тепловой энергии, эффективность самопроизвольного превращения кинетической энергии (например, света) в потенциальную (например, энергию химических соединений протоплазмы) всегда меньше 100%. Важнейшая термодинамическая характеристика организмов, экосистем и биосферы в целом – способность создавать и поддерживать высокую степень внутренней упорядоченности, т. е. состояние с низкой энтропией. Система обладает низкой энтропией, если в ней происходит непрерывное рассеяние легко используемой энергии (например, энергия света или пищи) и превращение ее в энергию, используемую с трудом (например, в тепловую). Упорядоченность экосистемы, т. е. сложная структура биомассы, поддерживается за счет дыхания всего сообщества, которое, по Ю. Одуму (1975), как бы «откачивает из сообщества неупорядоченность».

32. Адаптация

Адаптация (от позднелат. adaptatio – приспособление), процесс приспособления организма, популяции или сообщества к определенным условиям внешней среды; соответствие между условиями окружающей среды и способностью организмов процветать в ней. Растения и животные адаптируются к условиям обитания с помощью генетических механизмов, а также посредством более гибких физиологических, поведенческих и эмбриональных механизмов.

Адаптация общая, приспособление организма к жизни в какой-либо обширной зоне среды (например, крыло птицы, форма тела рыбы и т. п.).

Адаптация специальная, приспособление данного биологического вида к определенному образу жизни (например, долотообразный клюв и лазающая нога у дятла, отпугивающая окраска у некоторых насекомых).

Адаптация теневая, приспособление организма к низкой интенсивности света.

Адаптация зона:

1) тип местообитаний с определенным комплексом экологических условий, требующих специфических приспособлений организмов (море, почва и т. д.);

2) адаптивные возможности, характеризующие определенную группу организмов, т. е. основные способы использования ими ресурсов внешней среды. Виды (популяции), обитающие в разных адаптивных зонах, обычно различаются по многим морфологическим и физиологическим признакам. Термин введен Дж. Г. Симпсоном в1944 г.

Адаптация радиация, эволюционное расхождение (дивергенция) родственных групп организмов по разным экологическим нишам или адаптивным зонам. Преобладающая форма эволюции при адаптивной радиации – видообразование. По этому принципу, например, в классе млекопитающих формировались отряды, в которых образовались семейства, роды, виды, освоившие разные места обитания. Термин предложен Г. Ф. Осборном в 1915 г., однако мысль об адаптивной радиации высказал еще Ч. Дарвин в 1859 г.

33. Закон экологии Б. Коммонера

Все связано со всем. Все должно куда-то деваться. Природа «знает» лучше. Ничто не делается даром.

34. Закон биогенетический – Э. Гекклера, Ф. Мюллера

Организм в индивидуальном развитии (онтогенез) повторяет (в сокращенном и закономерно измененном виде) историческое (эволюционное) развитие его вида (филогенез). Закон открыт Ф. Мюллером в I864 г. и сформулирован Э. Геккелем в I866 г.

35. Закон естественноисторический

Внутренняя устойчивая связь предметов и явлений, обуславливающая их существование и развитие.

Закон исторического развития биологических систем.

Развитие биологических систем есть результат увеличения эффекта внешней работы биосистемы (воздействия организма на среду) в ответ на полученную из внешней среды единицу энергии. Открыт Э. Бауэром в 1935 г. Этот закон известен также как принцип максимума эффекта внешней работы.

36. Закон перехода от биогенеза к неогенезу

Биогенез – эволюция, управляемая стихийными биологическими факторами.

Неогенез – эволюция, управляемая человеческим сознанием.

Сейчас происходит революционный переход от биогенеза к неогенезу.

Ноосфера – биосфера, включающая человеческое общество с его индустрией, языком и прочими видами разумной деятельности. Это новый этап в развитии биосферы, этап разумного регулирования взаимоотношений человека и природы.

37. Закон системогенетический

Многие природные системы (в том числе особи) в индивидуальном развитии повторяют в сокращенной и нередко закономерно измененной и обобщенной форме эволюционный путь развития своей системой структуру.

38. Повышение неравномерности развития живого – основное направление эволюции биосферы

Неравномерность эволюции происходит вследствие развития биосферы. На эволюцию отдельных видов (групп) влияет эволюция биосферы, в результате которой происходит изменение среды жизни каждой эволюционной группы, а следовательно, и приспособление к ней.

39. Закон необходимой избыточности

Колебания числа составляющих подчиняются действию закона избыточности системных элементов при минимуме числа вариантов в организации: избыточность числа системных элементов нередко служит непременным условием существования системы, условием ее качественно-количественной саморегуляции, надежности и обеспечивают ее равновесное состояние.

В то же время число вариантов организации ограничено, т. е. природа часто «повторяется», если говорить о количестве типов организации, отсюда многочисленные структурные аналогии и гомологии, формы организации общественных процессов и т. д.

Избыточность системных элементов может быть заменена повышением качества этих составляющих (например, индивидуальной надежности) или их агрегации, согласно принципу перехода избыточности в самоограничение. Фактически все мироздание подтверждает справедливость этого принципа. Движущим механизмом преобразования экологических систем служит «выгода», т. е. система стремится к надежности, устойчивости при объединении.[3 - Законы сложения экологических систем https://soullife.info/distsiplina-obshchaya-ekologiya-voprosy-i-otvety/492-zakony-slozhenija-jekologicheskih-sistem.html (https://soullife.info/distsiplina-obshchaya-ekologiya-voprosy-i-otvety/492-zakony-slozhenija-jekologicheskih-sistem.html)]

40. Закон Блекмана

Общее влияние лимитирующих факторов может превысить суммарный дополнительный эффект от влияния других факторов.

41. Закон соответствия условий среды генетической приспособляемости

Вид организма может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида и ее колебаниям. Каждый вид возник в определенной среде и дальнейшее его существование возможно лишь в ней. Резкое изменение среды жизни может означать, что генетические возможности вида окажутся недостаточными для приспособления к новым условиям жизни. В связи с этим коренные преобразования природы опасны для ныне существующих видов, в том числе для самого человека, также представляющего собой хотя и особый, но биологический вид.

42. Закон гомологических рядов Н. И. Вавилова

Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости.