Принципы эволюции органического мира

ФЕДЕРАЛЬНОЕ  АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное  учреждение высшего  профессионального  образования

«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

СТАРООСКОЛЬСКИЙ ФИЛИАЛ 
 
 

Теоретические основы прогрессивных технологий 
 

Курсовая  работа

Основные принципы биологической эволюции органического мира 
 
 
 

                                                                                 Выполнил:

студент I курса факультета экономики и управления

специальность «Экономика и управление на предприятии»

гр.  810

Попова  Ю.С.

                                                          Научный руководитель:

                                                Макаров А.В. 
 

Старый  Оскол 2008

Содержание 

Введение.......................................................................................................................3 

1. Структурные уровни организации живой материи..............................................5

      1.1.Сущность живого, его основные признаки...................................................5

      1.2.Клетка как элементарный структурный компонент живой материи..........6

      1.3.Принципы биологической эволюции............................................................8 

2. Современная научная картина мира.....................................................................11

      2.1.Понятие научной революции. Место научных революций в

          формировании научной картины мира...........................................................11     

      2.2.Понятие научной картины мира. Исторические типы научной

          картины мира....................................................................................................12

      2.3.Принцип глобального эволюционизма........................................................15

      2.4.Синергетика....................................................................................................16 

3. Геронтология и эволюционная биология.............................................................19 

4. Групповой естественный отбор на жажду познания..........................................26 

Заключение.................................................................................................................28 

Список  использованных источников.......................................................................31 
 
 
 

Введение 

          Мир живых организмов обладает рядом общих черт, которые всегда вызывали у человека чувство изумления. Во-первых, это необычайная сложность строения организмов; во-вторых-очевидная целенаправленность, или приспособительный характер, многих признаков; а также огромное разнообразие жизненных форм.

          Вопросы, порождаемые этими явлениями, совершенно очевидны. Каким образом возникли сложные организмы? Под действием каких сил сформировались их приспособительные признаки? Каково происхождение разнообразия органического мира и как оно поддерживается? Какое место в органическом мире занимает человек и кто его предки?

          Во все века человечество пыталось найти ответы на приведённые здесь и многие другие подобные вопросы. В донаучных обществах объяснения выливались в легенды и мифы, некоторые из них послужили основой различных религиозных  учений. Научная трактовка воплощена в теории эволюции.

          Под эволюцией живого мира понимают закономерный процесс исторического развития живой природы с момента самого возникновения жизни на нашей планете до современности. Сущность этого процесса состоит как в непрерывном приспособлении живого к постоянно меняющимся условиям окружающей среды, так и в появлении всё более сложно устроенных форм живых организмов. В ходе биологической эволюции осуществляется преобразование видов, 

на этой основе возникают новые виды; постоянно  происходит также и исчезновение видов-их вымирание.

          Морфофункциональные особенности живых организмов определяются двумя факторами: физиологическими потребностями и конкретными условиями

 среды обитания. При всём разнообразии частных особенностей строения и при- 

4

способлений организмов к внешней среде можно выделить некоторые общие закономерности эволюционного процесса.

          Для появления жизни на Земле, прежде всего, были необходимы следующие материальные основы - химические элементы-органогены и важнейший из них углерод, способный создавать разнообразные (несколько десятков миллионов), подвижные, низкоэлектропроводные, насыщенные водой, длинные, скрученные, цепеобразные структуры. Соединения углерода с водородом, кислородом, азотом, фосфором, серой, железом обладают хорошими каталитическими, строительными, энергетическими, информационными и иными свойствами.

           Кислород, водород и азот наряду с углеродом можно отнести к ''кирпичикам'' живого. Клетка состоит на 70% из кислорода, 17% углерода, 10% водорода, 3% азота. Все эти элементы живого принадлежат к наиболее устойчивым и распространённым во Вселенной химическим элементом. Они легко соединяются между собой, вступают в реакции и обладают малым атомным весом. Их соединения легко растворяются в воде.

           Для появления жизни необходимы также определённые физические и химические условия (температура, давление, радиация, вода, соли и т.д.). Эти показатели не должны выходить за границы определённого диапазона значений, вне которых жизнь становится невозможной.

           Наша планета - ''золотая середина'' в Солнечной системе - наилучшим образом подходит для зарождения жизни. Возраст Земли предполагается равным 4,6 миллиардов лет, а первые осадочные породы, свидетельствующие о появлении крупных водоёмов, заполненных жидкой водой, датируются возрастом 3,8 миллиарда лет, хотя некоторые учёные относят его ещё дальше, считая равным 4 миллиардам лет.

            

5

1.Структурные  уровни организации живой материи. 

     1.1.Сущность  живого, его основные признаки 

          В развитии биологии выделяют три основных этапа. Первый – систематики (Карл Линней), второй - эволюционный (Чарльз Дарвин), третий - микробиологии (Грегор Мендель).

       Современная биология при описании живого идет по пути перечисления основных свойств живых организмов. При этом подчеркивается, что только совокупность данных свойств может дать представление о специфике жизни. Первое. Живые организмы характеризуются сложной, упорядоченной структурой. Уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах. Второе. Живые организмы получают энергию из окружающей среды, используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности. Большая часть организмов прямо или косвенно использует солнечную энергию. Третье. Живые организмы активно реагируют на окружающую среду. Способность реагировать на внешние раздражители - универсальное свойство всех живых существ, как растений, так и животных. Четвертое. Живые организмы способны не только изменяться, но и усложняться. Они могут создавать новые органы, отличающиеся от породивших их структур. Пятое. Живое способно к самовоспроизведению. Шестое. Живые организмы способны передавать потомкам заложенную в них информацию, содержащуюся в генах - единицах наследственности. Эта информация в процессе передачи может видоизменяться и искажаться. Это предопределяет изменчивость живого. Седьмое. Живые организмы способны приспосабливаться к среде обитания и своему образу жизни.

          Из совокупности этих признаков вытекает следующее обобщенное опре-

деление сущности живого: жизнь есть форма  существования сложных, откры-

6

тых систем, способных к самоорганизации  и самовоспроизведению. Важнейшими функциональными веществами этих систем являются белки и нуклеиновые кислоты.

         Структурный или системный анализ обнаруживает, что мир живого чрезвычайно многообразен и имеет сложную структуру.

       Условно на основе критерия масштабности можно выделить следующие уровни организации живого вещества:

         Биосферный. Включает всю совокупность живых организмов Земли вместе с окружающей их природной средой.

     Уровень биогеоцинозов. Отражает структуры, состоящие  из участков Земли с определенным составом живых и неживых компонентов, представляющих единый природный комплекс - экосистему.

     Популяционно-видовой  уровень. Образуется свободно скрещивающимися  между собой особями одного и  того же вида.

     Организменный и органно-тканевый уровни. Отражают признаки отдельных особей, их строение, физиологию, поведение, а также строение и функции органов и тканей живых существ.

     Клеточный и субклеточный уровни. Отражают особенности  специализации клеток, а также  внутриклеточные структуры.

     Молекулярный  уровень. Отражает особенности химизма  живого вещества, а также механизмы  и процессы передачи генной информации. 

     1.2.Клетка  как элементарный структурный  компонент живой материи 

     Живая клетка является фундаментальной частицей структуры живого вещества. Она является простейшей системой, обладающей всем комплексом свойств живого, в том числе способностью переносить генетическую информа-

     7

цию. Клеточная  теория была создана немецкими учеными  Теодором Шванном и Матиасом Шлейденом. Ее основное положение состоит в утверждении, что все растительные и животные организмы состоят из клеток, сходных по своему строению. Исследования в области цитологии показали, что все клетки осуществляют обмен веществ, способны к саморегуляции и могут передавать наследственную информацию. Жизненный цикл любой клетки завершается или делением и продолжением жизни в обновленном виде, или гибелью. Вместе с тем выяснилось, что клетки весьма многообразны, они могут существовать как одноклеточные организмы или в составе многоклеточных. Срок жизни клеток может не превышать нескольких дней, а может совпадать со сроком жизни организма. Размеры клеток сильно колеблются: от 0,001 до 10 см. Клетки образуют ткани, несколько типов тканей - органы, группы органов, связанные с решением каких-либо общих задач называются системами организма. Клетки имеют сложную структуру. Она обособляется от внешней среды оболочкой, которая , будучи неплотной и рыхлой, обеспечивает взаимодействие клетки с внешним миром, обмен с ним веществом, энергией и информацией. Метаболизм клеток служит основой для другого их важнейшего свойства - сохранения стабильности, устойчивости условий внутренней среды клетки. Это свойство клеток, присущее всей живой системе, называют гомеостазом. Гомеостаз, то есть постоянство состава клетки, поддерживается метаболизмом, то есть обменом веществ. Обмен веществ - сложный, многоступенчатый процесс, включающий доставку в клетку исходных веществ, получение из них энергии и белков, выведение из клетки в окружающую среду выработанных полезных продуктов, энергии и отходов.

         В настоящее время к миру живого относят также вирусы, которые не имеют клеточной структуры. Кроме того, существуют также некоторые организмы с клеточным строением, клетки которых не имеют типичной структуры. Это так называемые прокариоты, их клетки не имеют ядер. Прокариоты являются исто-

8

рическими предшественниками организмов с  развитыми клетками. К ним относят  бактерии и сине-зеленые водоросли. Нити нуклеиновых кислот у этих клеток расположены не в ядре, а в цитоплазме.

         Общепризнано, что структуры, управляющие жизнедеятельностью клетки, расположены в ядре в длинных цепях молекул нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), исходной единицей которых является ген (от греч. «рождающий»). 

     1.3.Принципы  биологической эволюции 

     Интенсивное проникновение эволюционной парадигмы  в биологию началось в конце XVIII в. благодаря работам французского биолога Ламарка. Ламарк объяснил изменчивость видов взаимодействием двух факторов: влияния внешней среды (питание, климат, упражнение органов) и наследственности. Проблемы, поставленные Ламарком, были успешно разрешены Ч. Дарвином в его работе «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859), которая заложила основу учения о биологической эволюции. Это наука о причинах, движущих силах и закономерностях изменения и развития живых организмов. Эволюционное учение является теоретической основой современной биологии. С точки зрения теории эволюции все многообразие живой природы является результатом действия трех взаимосвязанных факторов: наследственности, изменчивости и естественного отбора. Эти выводы теории эволюции базируются на следующих наблюдениях. Во-первых, в любой популяции животных наблюдается изменчивость составляющих ее особей. Во-вторых, некоторые из этих изменений получены от родительских особей, другие являются результатом приспособления к окружающей среде и приобретены в течение жизни. В-третьих, рождается, как правило, гораздо большее число организмов, чем доживает до стадии размножения. Причем выживают те организмы, которые обладают сочетанием признаков,

9

повышающих  вероятность их выживания и размножения. Если эти признаки закреплены в генах, они передаются потомству. Наиболее ярко эволюционные процессы проявляются  на уровне популяций (длительно существующих групп особей, устойчиво сохраняющихся на протяжении жизни многих поколений). Виды, как правило, состоят из нескольких популяций, хотя бывают и исключения. Появление элементарных эволюционных изменений в популяции, то есть ее новых устойчивых признаков, передающихся по наследству через несколько поколений зависит от следующих эволюционных факторов. Первое. Перестройка генов - мутационный процесс. Является основой разнообразия особей в популяциях, но он основан на случайности и не определяет направление эволюции. Второе. Популяционные волны - резкие колебания численности особей, они могут резко менять число встречающихся мутаций, создавая те или иные предпосылки для эволюционных изменений. Третье. Изоляция - возникновение препятствий, уменьшающих возможности обмена генетической информацией с другими группами особей данного вида. Она выступает как фактор, закрепляющий начальную стадию дифференциации генофонда обособившейся группы. Четвертое. Естественный отбор - выживание и оставление потомства. Этот фактор действует на всех стадиях развития особи, причем отбор закрепляет именно те особенности, которые полезны данному виду как целому. Эти признаки могут быть вредны для особи, но полезны для популяции. Таким образом, весь ход эволюции видов ведет к тому, что признаки, обеспечивающие выживание в данных условиях, встречаются в популяции все чаще от поколения к поколению, определяя направление развития вида. Эволюция есть направленный процесс исторического изменения живых организмов. Указанные факторы действуют не только на популяционном и видовом уровне как микроэволюции, но также и на надвидовом уровне как макроэволюция, образуя новые виды и классы живого.