Вклад современного естествознания в понимание общественных процессов

. Вклад современного естествознания  в понимание общественных процессов. 
 
Естествознание - Раздел науки, основанный на воспроизводимой эмпирической проверке гипотез и создании теорий или обобщений, описывающих природные явления. Современное естествознание - характеризуется лавинообразным накоплением нового фактического материала и возникновением множества новых дисциплин на стыках традиционных, возрастанием роли теоретических исследований, направляющих работу экспериментаторов в вероятные области обнаружения новых явлений. Роль эксперимента, как критерия истинности знания, сохранилась. Построение современное естествознания исходит из нескольких принципов: системности, историчности, эволюционизма, самоорганизации.  
1. Принцип системности - или изучение целостного, составленного из упорядоченных определенным образом частей, взаимосвязанных между собой. При этом можно рассматривать как первичные неделимые элементы системы их свойства, поведение и взаимодействие так и систему в целом, ее взаимосвязь с другими системами.  
2. Принцип историчности - состоит в поэтапном развитии естествознания, где новые теории могут быть выделены, опираясь на уже некоторые достижения и исторический опыт. Но при этом они не обязательно дублируют их, и даже напротив, могут отрицать или корректировать. 
3. Принцип эволюционизма - связан с постепенным усложнением и повышением организации живых существ и явлений. Это принцип необратимости, выражающийся в нарушении симметрии между прошлым и будущим.  
4. Принцип самоорганизации - после выхода из равновесия системы в ней реализуется механизм самопроизвольного упорядочивания, и возникновения нового относительно устойчивого состава, т. е. она самоорганизуется и приобретает способности выдерживать опр. влияния не теряя своих свойства. 
Современное естествознание развивает новые подходы к пониманию природы как единого целого. Это выражается в представлениях о развитии природы, о различных формах движения материи и разных структурных уровнях организации природы, в расширяющемся представлении о типах причинных связей. Например, с созданием теории относительности существенно видоизменились взгляды на пространственно-временную организацию объектов природы; развитие современной космологии обогащает представления о направлении естественных процессов; развитие экологии привело к пониманию глубоких принципов целостности природы как единой системы. 
 
?Современное естествознание представляет собой обширный развивающийся комплекс наук о природе, характеризующийся одновременно идущими процессами научной дифференциации и создания синтетических дисциплин и ориентированный на интеграцию научных знаний. 
Естествознание является основой для формирования научной картины мира. 
? Под научной картиной мира понимают целостную систему представлений о мире, его общих свойствах и закономерностях, возникающую в результате обобщения основных естественнонаучных теорий. 
Научная картина мира находится в постоянном развитии. В ходе научных революций в ней происходят качественные преобразования, старая картина мира сменяется новой. Каждая историческая эпоха формирует свою научную картину мира. 
 
2. Экология как наука, ее основные законы. 
 
Экология (от греч. «?йкос» - жилище, дом, и «логос» - учение, наука) - наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. 
Современное значение понятия экология имеет более широкое значение, чем в первые десятилетия развития этой науки. В настоящее время чаще всего под экологическими вопросами ошибочно понимаются, прежде всего, вопросы охраны окружающей среды. Во многом такое смещение смысла произошло благодаря всё более ощутимым последствиям влияния человека на окружающую среду, однако необходимо разделять понятия ecological(«относящееся к науке экологии») и environmental («относящееся к окружающей среде»). Всеобщее внимание к экологии повлекло за собой расширение первоначально довольно чётко обозначенной Эрнстом Геккелем области знаний (исключительно биологических) на другие естественнонаучные и даже гуманитарные науки. 
Классическое определение экологии: наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой природы. 
Уже с давних времён люди стали замечать различные закономерности во взаимодействии животных друг с другом и с окружающей средой. Однако, в те времена даже биология не была отдельной наукой, являясь частью философии. 
Первые описания экологии животных можно отнести к индийским и древнегреческим трактатам, например: «История животных» (Аристотель) - экологическая классификация животных, среда обитания, тип движения, местообитания, сезонная активность, общественная жизнь, наличие убежищ, использование голоса. 
 
В Новое время, которое характеризуется подъёмом в области научного знания, экологические закономерности выявлялись учёными-энциклопедистами, зачастую весьма далекими от биологии в своих основных исследованиях. 
Р. Бойль — им проведён один из первых экологических экспериментов — влияние атмосферного давления на животных, стойкость к вакууму водных, земноводных и др. пойкилотермных животных. 
Современная экология — сложная, разветвлённая наука. Ч. Элтон использовал концепции трофической (пищевой цепи), пирамиды численности, динамики численности. 
Полагают, что вклад в теоретические основы современной экологии внёс Б. Коммонер, сформулировавший основные 4 закона экологии: 
1. Всё связано со всем. 
2. Ничто не исчезает в никуда. 
3. Природа знает лучше. 
4. Ничто не даётся даром. 
Второй и четвёртый законы, по сути, являются перефразировкой основного закона физики — сохранения вещества и энергии. Первый и третий законы — действительно основополагающие законы экологии, на которых должна строиться парадигма данной науки. Третий закон имеет двойной смысл - одновременно призыв сблизиться с природой и призыв крайне осторожно обращаться с природными системами. 
Основным законом является первый, который может считаться основой экологической философии. 
 
Классическая экология разделяется на три подраздела: 
1.Аутэкология - раздел науки, изучающий взаимодействие индивидуального организма или вида с окружающей средой. 
2. Демэкология - раздел науки, изучающий взаимодействие популяций особей одного вида внутри популяции и с окружающей средой. 
3. Синэкология - раздел науки, изучающий функционирование сообществ и их взаимодействия с биотическими и абиотическими факторами. 
Экология — междисциплинарная наука, что отражается в работах на стыке наук, в том числе на стыке с химией и биохимией. Экология является одной из основ охраны природы и сохранения биоразнообразия. 
 
3. Роль молекул ДНК в передаче наследственности.  
 
Молекула ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) отличаются крупными размерами и массой, которая исчисляется десятками и сотнями миллионов. В состав ДНК входят углерод, кислород, водород, азот и фосфор. Она представляет собой две спирально закрученные одно вокруг другой полимерные цепи. Мономерами в них являются нуклеотиды. Нуклеотид ДНК состоит из азотистого основания, углевода дезоксирибозы и остатка фосфорной кислоты.  
Существуют 4 типа нуклеотидов ДНК, различающихся азотистыми основаниями: нуклеотид с аденином, с гуанином, цитозином и тимином. 
Соединение нуклеотидов в полимерную цепь происходит благодаря образованию прочной ковалентной связь между дезоксирибозой одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого. Две полинуклеотидные цепи соединяются между собой по принципу комплементарности.  
Комплементарность - взаимное соответствие, обеспечивающее связь дополняющих друг друга структур. Комплементарные пары в молекуле ДНК: аденин – тимин и гуанин – цитозин. Между ними возникают водородные связи. 
Основным свойством ДНК является ее способность к репликации (удвоению). При этом двойная спираль ДНК под влиянием фермента ДНК – полимеразы начинает раскручиваться, и на каждое освободившейся полинуклеотидной цепи из находящихся в окружающей среде свободных нуклеотидов собирается по принципу комплементарности новая цепь.  
ДНК находится в ядрах клеток в виде комплексов с белками, образующих хроматин, который во время деления клетки организуется в видимые под микроскопом хромосомы. Ядерная ДНК имеет линейные молекулы. Собственную ДНК содержат такие клеточные органоиды, как митохондрии и пластиды. В них ДНК имеет кольцевую структуру и не образует комплексов с белками. 
 
Молекулы ДНК выполняют важнейшую функцию хранения и передачи наследственной информации из поколения в поколения.  
Раскрытие роли ДНК в передаче наследственных свойств, представляется одним из основных достижений современной биологии. В 1944 г. О. Эвери доказал, что именно ДНК ответственна за изменение (трансформацию) организмов. Это было показано в экспериментах с двумя формами бактерий (пневмококков). Одна из них обладала способностью образовывать капсулу и вызывать заболевание. Вторая форма не образовывала капсулы и не вызывала заболевания. Оказалось, что после проникновения ДНК, выделенной из вирулентных (вызывающих заболевание) клеток, некоторое количество клеток невирулентной формы образовало капсулу, причем эта способность передавалась по наследству.  
Таким образом, было установлено, что наследственную информацию в клетке хранит и передает молекула ДНК.  
 
4. Понятие об основных физических взаимодействиях. 
 
Все известные современной науке силы сводятся к четырем типам взаимодействий, которые называются фундаментальными: 
1. гравитационное, 
2. электромагнитное, 
3. слабое 
4. сильное. 
Гравитационное взаимодействие характерно для всех материальных объектов вне зависимости от их природы. Оно заключается во взаимном притяжении тел и определяется фундаментальным законом всемирного тяготения: между двумя точечными телами действует сила притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними. Гравитационным взаимодействием определяется падение тел в поле сил тяготения Земли. Законом всемирного тяготения описывается движение планет Солнечной системы, а также других макрообъектов. Предполагается, что гравитационное взаимодействие обусловливается некими элементарными частицами - гравитонами, существование которых к настоящему времени экспериментально не подтверждено. 
Электромагнитное взаимодействие связано с электрическими и магнитными полями. Электрическое поле возникает при наличии электрических зарядов, а магнитное поле - при их движении. В природе существуют как положительные, так и отрицательные заряды, что и определяет характер электромагнитного взаимодействия. Например, электростатическое взаимодействие между заряженными телами в зависимости от знака заряда сводится либо к притяжению, либо к отталкиванию. При движении зарядов в зависимости от их знака и направления движения между ними возникает либо притяжение, либо отталкивание. Различные агрегатные состояния вещества, явление трения, упругие и другие свойства вещества определяются преимущественно силами межмолекулярного взаимодействия, которое по своей природе является электромагнитным. Электромагнитное взаимодействие описывается фундаментальными законами электростатики и электродинамики: законом Кулона, законом Ампера и др. Его наиболее общее описание дает электромагнитная теория Максвелла, основанная на фундаментальных уравнениях, связывающих электрическое и магнитное поля. 
Сильное взаимодействие обеспечивает связь нуклонов в ядре и определяет ядерные силы. Предполагается, что ядерные силы возникают при обмене между нуклонами виртуальными частицами - мезонами. Сильное взаимодействие отвечает за устойчивость ядер и распространяется только в пределах размеров ядра. Чем сильнее взаимодействуют нуклоны в ядре, тем оно устойчивее, тем больше его энергия связи. Энергия связи определяется работой, которую необходимо совершить, чтобы разделить нуклоны и удалить их друг от друга на такие расстояния, при которых взаимодействие становится равным нулю. С возрастанием размера ядра энергия связи уменьшается. Так, ядра элементов, находящихся в конце таблицы Менделеева, неустойчивы и могут распадаться. Такой процесс часто называется радиоактивным распадом. Примером сильного взаимодействия выступают термоядерные реакции на Солнце и других звездах. Принцип сильного взаимо¬действия использован при создании водородного оружия. 
Слабое взаимодействие описывает некоторые виды ядерных процессов. Оно короткодействующее и характеризует все виды бета - превращений. Взаимодействие между атомами и молекулами имеет преимущественно электромагнитную природу. Таким взаимодействием объясняется образование различных агрегатных состояний вещества: твердого, жидкого и газообразного. Например, между молекулами вещества в твердом состоянии взаимодействие в виде притяжения проявляется гораздо сильнее, чем между теми же молекулами в газообразном состоянии. 
 
5. Происхождение и развитие галактик и звезд. 
Возникновение галактик и звезд. Академик В. А. Амбарцумян высказал доводы, что галактики и, может быть, даже Метагалак¬тика образовались из какого-то сверхплотного «дозвездного вещe¬ства». По его мысли, оно обладает способностью самопроизвольно дробиться и образует галактики. Ядра их путем дальнейшего дробления порождают ассоциации «дозвездных» тел, а те, дробясь, порождают и звезды, и диффузную материю. Галактики с активны¬ми ядрами, радиоизлучающие и выбрасывающие газы, он считает молодыми.  
Большинство ученых придерживаются, однако, прежней, гораз¬до более подробно разработанной гипотезы о том, что звезды и га¬лактики возникали из водородно-гелиевой среды Метагалактики путем ее распада на отдельные облака. За этим следовало уплотнение каждого из них в сферическое облако за счет тяготения. Оно распадалось на множество сгустков, имеющих, поэтому тоже сферическое распределение. Так возникли первые звезды, содержавшие мало тяжелых элементов. Это звезды шаровых скоплений, эллиптических галактик и ядер спиральных галактик. 
В эллиптических галактиках повышенная плотность газа благоприятствовала конденсации его в звезды. Процесс образования звезд в эллиптических системах давно закончился. Их звезды являются самыми старыми звездами.  
В 1931 г. было доказано, что звезды в процессе эволюции выбрасывают столько газа, что его достаточно для формирования новых поколений звезд. В недрах звезд, особенно сверхновых, в процессе ядерных реакций вырабатываются тяжелые элементы. Поэтому выбрасываемый звездами газ уже обогащен ими. Так возникали и возникают путем конденсации вторично накопившегося газа звезды нового поколения, более молодого. Они отличаются от прежних своим химическим составом.  
Во Вселенной идет непрерывное развитие и изменение не только органического, но и неорганического вещества.  
 
Развитие звезд. В пользу возникновения звезд путем гравитационной конденсации (т. е. взаимного тяготения частиц) из плотной газовой или газопылевой среды говорят многие факты. На фоне светлых туманностей были открыты очень маленькие, но крайне плотные пылевые туманности, названные глобулами. Возможно, что они являются зародышами звезд. Наряду с этим Аро и Хербиг в пылевых туманностях созвездия Ориона обнаружили крохотные, крайне слабые сгустки. В одном из них позднее появилась туманная звездочка. Которой раньше здесь не видели. Может быть, это зародилась звезда. Зарождающиеся звезды называются протозвездами. Далее, гипотеза, проверяемая многими расчетами на основе теории внутреннего строения звезд, рисует такую картину. Протозвезды на диаграмме Ц-С находятся правее главной последовательности, так как их температура еще ниже, чем у возникших звезд данной массы и соответствующей ей светимости. Сжимаясь, звезда «движется» горизонтально влево по диаграмме Ц-С, пока в недрах звезды температура не поднимется до нескольких миллионов градусов. Тогда начнутся ядерные реакции с участием легких элементов и выделением тепла. Переменность блеска звезд - знак того, что они еще не стали устойчивыми. Нагрев вводит в действие реакцию превращения водорода в гелий и останавливает сжатие. Давление газа изнутри уравновешивает тяготение к центру. Звезда становится устойчивой и попадает на главную последовательность. Звезда с массой, такой, как у Солнца, сжалась и появилась на главной последовательности за 108 лет. Место прихода звезды на главную последовательность справа тем выше, чем больше ее масса. Чем массивнее звезда, тем температура в ее недрах выше и быстрее «выгорает» водород, превращаясь в гелий. Голубые звезды «сжигают» водород, находясь на главной последовательности, за 106-107 лет, а Солнце лишь за 1010 лет. Внутренней энергии Солнца хватит еще на миллиарды лет. 
С выгоранием водорода в ядре звезды начинается третья стадия эволюции в форме движения по диаграмме Ц-С вправо и вверх уже в качестве красного гиганта. В конце этой стадии в красных гигантах идет реакция превращения гелия в углерод. В третьей стадии эта реакция прекращается. Звезда, уплотнившись, приходит в состояние белого, крайне плотного карлика. При малой поверхности и скупом, поэтому расходе энергии белый карлик опять может светить за счет сжатия очень долгое время.  
Список литературы: 
1. Воронцов-Вельяминов Б.А. Внегалактическая астрономия. М., 1982. 
2. Горелов А. А. Концепции современного естествознания. М., 1997. 
3. Каменский А. А. Биология. М., 2007. 
4. Ковалев Н. Е. Биология. М., 1986. 
5. Найдыш В. М. Концепции современного естествознания. М., 2001. 
6. Одум Ю. Экология. М.: Мир, 1986. 
7. Одум Ю. Основы экологии. М., 1975.

Если вы хотите больше узнать о редких и исчезающих видах животных и растений – воспользуйтесь книга Украины">красной книгой Украины. В нее заносятся виды животных и растений, которые обитают на территории Украины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВКЛАД СОВРЕМЕННОГО  ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ  В ОБЩЕСТВЕННЫЙ ПРОГРЕСС

За последние 100 лет человек создал устройства, позволяющие ему передвигаться по земле и даже летать с огромной скоростью, общаться с другими людьми, находящимися на разных континентах, не выходя из своего дома, видеть то, что происходит в мире. Цивилизация решила проблему обеспечения продуктами питания, научилась предотвращать эпидемии, освоила новые виды энергии. Все эти достижения – плоды научного познания явлений природы.

Важнейшие научные открытия в естествознании развивали науку и меняли мировоззрение людей, а также влияли на судьбы мира. Взять хотя бы учение Коперника, эксперименты Фарадея или теорию относительности Эйнштейна. Эти исследования повлияли на нас не меньше, чем мировые войны или революции.

Великие астрономические открытия Николая Коперника, Тихо Браге, Иоганна Кеплера, Галилео Галилея положили начало новой научной эре, стимулируя развитие точных наук. Астрономии выпала большая честь заложить основания естествознания: в частности, создание модели планетной системы привело к появлению математического анализа.

С момента возникновения естествознания на протяжении ХVII – XVIII вв. роль научного лидера удерживала механика. Но в начале XIX в. ведущее положение заняли науки о строении материи: физика, химия, геология и биология. Из всего этого комплекса выдвинулась именно физика, оставшаяся фаворитом почти всего ХХ века. Она инициировала развитие ядерных и космических проектов, высоких технологий в полупроводниковой, лазерной технике, а также в кибернетике и молекулярной биологии.

Чтобы сформулировать первый закон механики (принцип относительности Галилея) или закон инерции, как его еще называют, ученому пришлось преодолеть многовековую инерцию мышления. Вместо причин, поддерживающих движение тела, Галилей внимательно изучил причины, изменяющие движение исследуемого объекта. Для того времени это был революционный скачек в понимании движения материи.

Следующим триумфальным прорывом в механике было изобретение молодым бакалавром Тринити-колледжа Исааком Ньютоном интегрального исчисления. Механика приобрела мощный математический инструмент, а другие ученые быстро построили математический аппарат, используемый в механике. Благодаря этому большой массив разнообразных данных о движении планет и мельчайших песчинок удалось свести к трем законам Ньютона и фундаментальному закону всемирного тяготения.

Эксперименты по структуре вещества давали результаты, не отвечающие законам классической физики. Так была заложена предпосылка квантово-статистической теории строения вещества. В дальнейшем она была преобразована в крупное междисциплинарное направление и названа синергетикой.

В конце XIX в.- начале XX в. наука вступила в свой золотой век. Во всех ее важнейших областях произошли удивительные открытия, широко распространилась сеть институтов  академий, организованно проводивших специальные исследования различного рода, на основе соединения науки с техникой чрезвычайно быстро расцвели прикладные области. Оптимизм этой эпохи был напрямую связан с верой в науку и ее способность до неузнаваемости преобразить состояние человеческого знания, обеспечить здоровье и благосостояние людей.

Понятие «экология» произошло от греческого слова «oikos», которое означает «местопребывание», «убежище», «жилище». Каждая разновидность жителей планеты имеет свой ареал обитания, так называемый дом. В частности, для человека домом стала вся планета Земля, включая окружающее ее космическое пространство. Первые законы экологии были представлены великим врачом древности Гиппократом более двух тысяч лет тому назад. Он сумел описать не только непосредственное влияние климата, рельефа, воды и времен года на здоровье обитателей различных местностей, но и составил сравнительное антропологическое описание народностей, проживающих на африканском, азиатском и европейском берегах Средиземного моря. Его труды содержат в себе многочисленные доказательства влияния образа жизни и факторов внешней среды на формирование душевных и телесных качеств человека. - Читайте подробнее на FB.ru: http://fb.ru/article/32588/zakonyi-ekologii-i-ee-osnovnyie-ponyatiya Также этому великому ученому принадлежит приоритет учения о ноосфере. Данное понятие означает качественно новую фазу – сферу разума, или «мыслящую оболочку». Это наивысшая стадия развития биосферы, напрямую связанная с зарождением и развитием в ней цивилизации. Ноосфера представляет собой период, когда разумная деятельность человека становится главенствующим фактором развития на планете. Любая совокупность неорганических компонентов и организмов, которым свойственно осуществлять круговорот веществ, называется экосистемой. Данный термин был предложен А. Тенсли в 1935 году. Законы социальной экологии или, проще говоря, экологии человека, определяют характер взаимоотношений организма с окружающей средой. В основе таких отношений заложены морфофизиологические реакции человеческого организма на воздействие среды в процессе онтогенеза. Существуют различные экологические основы, которые затрагивают самые различные сферы жизни организмов. Но основными из них считаются те, которые непосредственно касаются жизни и здоровья человека. В частности, можно выделить основные законы экологии, касающиеся здоровья человека: Слабые воздействия часто не вызывают никаких ответных реакций от природной системы, но это не означает, что вследствие накопления они не смогут вызвать бурных и непредсказуемых динамических процессов. Вид организма существует благодаря тому, что окружающая природная среда в полной мере соответствует всем генетическим возможностям приспособления представленного вида к ее изменениям и колебаниям. Экологическая ниша (место) любого вида, представленного в природе, обязательно должна быть заполнена. К примеру, пандемия СПИДа была предсказана учеными еще до обнаружения первых симптомов и возбудителей данного заболевания. Основанием такому предсказанию стало то, что победа над большинством инфекционных заболеваний человека освободила соответствующую экологическую нишу. Биосферный ответ. Законы экологии таковы, что в ходе использования природных систем никто не имеет права переступать дозволенные границы, позволяющие данным системам в полной мере сохранять уникальное свойство саморегуляции, самоорганизации и самоподдержания. В противном случае, ответные силы противодействия природы превосходят силу антропогенного влияния. Наука «экология» - это огромный свод законов и правил, которые должны неукоснительно соблюдаться, если человечество хочет добиться гармонии и единения с природой. Но, к сожалению, чаще всего ими пренебрегают в угоду собственным желаниям и потребностям и многие основные законы экологии попросту игнорируются, что вызывает практически непоправимые п - Читайте подробнее на FB.ru: http://fb.ru/article/32588/zakonyi-ekologii-i-ee-osnovnyie-ponyatiya

слово «экология» стало весьма популярным, этот термин нередко употребляют в сочетании с такими словами, как общество, культура, семья, здоровье и так далее. Наиболее часто применяют это слово, указывая на неблагополучное состояние окружающей нас природы. 
 
Термин экология образован от двух греческих слов (ойкос – дом, жилище, родина, и логос – наука), означающих дословно "наука о местообитании". В более общем смысле экология – это наука, изучающая взаимоотношения организмов и их сообществ с окружающей их средой обитания. 
 
Знания основ экологии помогут разумно строить свою жизнь и обществу и отдельному человеку; они помогут каждому ощутить себя частью великой Природы, достичь гармонии и комфорта там, где ранее шла неразумная борьба с природными силами. 
 
В настоящее время экология превратилась в одну из главенствующих междисциплинарных синтетических наук, решающую актуальную проблему современности – изучение взаимоотношений человечества с окружающей средой. Это связано, прежде всего, с негативными экологическими последствиями воздействия антропогенных факторов на биосферу Земли: парниковый эффект, кислотные дожди, истощение "озонового слоя", опустынивание, угрожающее загрязнение среды различными токсинами. Данные обстоятельства подтверждает актуальность выбранной темы. 
 
Целью данной работы является изучение основы науки экологии. 
 
В соответствии с целью контрольной работы особое внимание было уделено решению следующих задач, а именно: изучение предмета экологии., а также изучение основных задач экологии. 
Глава 1. Предмет и основные задачи экологии 

1.  
   Основные понятия экологии

 
Термин экология образован от двух греческих слов (ойкос – дом, жилище, родина, и логос – наука), означающих дословно "наука о местообитании". В более общем смысле экология – это наука, изучающая взаимоотношения организмов и их сообществ с окружающей их средой обитания. 
 
Изначально экология развивалась как составная часть биологической науки в тесной связи с другими естественными науками - химией, физикой, геологией, географией, математикой. 
 
Невозможно охранять природу, пользоваться ею, не зная, как она устроена, по каким законам существует и развивается, как реагирует на воздействия человека, какие предельно допустимые нагрузки на природные системы может позволить себе общество, чтобы не разрушить их. Все это и является предметом экологии. 
 
Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой. Главный объект изучения в экологи - экосистемы, т.е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Кроме того, в область ее компетенции входит изучение отдельных видов организмов, их популяции, т. е. совокупностей особей одного вида (популяционно-видовой уровень) и биосферы в целом. Основной, традиционной частью экологии как биологической науки является общая экология, которая изучает общие закономерности взаимоотношений любых живых организмов и среды (включая человека как биологическое существо). 
 
В составе общей экологии выделяют следующие основные разделы: 

1.  
   Аутэкология первое и наиболее простое подразделение экологии изучает действия природных факторов на отдельные (искусственно изолированные организмы).

2.  
   Популяционная экология (демэкология), более высокий уровень организации живой материи, когда особь находится в окружении таких же особей, которые вместе занимают определенную территорию и относятся к одному виду. Такие группы, как уже отмечалось ранее, называют популяциями. В популяции особь начинает испытывать влияние соседей, а главное — начинает воспроизводиться. При этом, очевидно, возникают новые проблемы, которые обусловливают необходимость изучения влияния тех же внешних факторов, но уже не на отдельную особь, а на группу особей, на изменение ее состава и численности. 

 
Нельзя полагать, что популяция — просто сумма отдельных особей, а ее свойства — лишь сложение свойств этих особей. У популяции в результате сложного взаимодействия входящих в нее организмов появляются только ей присущие свойства, которые совершенно не присущи отдельной особи (например, способность к размножению, а, следовательно, к изменению численности и полового состава). 
 
Исследование жизнедеятельности отдельных популяций, определение характера и причин их изменений, происходящих в результате внешних и внутренних воздействий, составляет предмет популяционной экологии, или демэкологии. 

3.  
   Синэкологию (биоценологию)- изучает взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой.

 
Однако совершенно ясно, что как отдельная особь не способна длительно существовать вне «родной» популяции, так и сама популяция не может жить изолированно: она нуждается в веществе и энергии, информации, пространстве и других ресурсах, без которых нет жизни. Вследствие этого одна популяция вступает во взаимоотношения, с другими популяциями. Иными словами, различные популяции связаны множеством нитей, они, объективно повинуясь законам природы, не могут существовать друг без друга. Следовательно, совместно обитающие популяции различных организмов всегда образуют определенное единство, которое называют сообществом, или биоценозом. Важнейшее свойство сообщества — устойчивость, то есть способность к самоподдержанию своих природных свойств и видового состава при внешних воздействиях. При этом важно подчеркнуть, что устойчивость сообщества обусловлена как устойчивостью входящих в него популяций, так и особенностями взаимодействия между ними. Изучение сообществ, их взаимоотношений с окружающей средой составляет предмет экологии сообществ. 
 
Для всех этих направлений главным является изучение выживания живых существ в окружающей среде и задачи перед ними стоят преимущественно биологического свойства - изучить закономерности адаптации организмов и их сообществ к окружающей среде, саморегуляцию, устойчивость экосистем и биосферы и т.д. 
 
В изложенном выше понимании общую экологию нередко называют биоэкологией,  когда хотят подчеркнуть ее биоцентричность. 
 
С точки зрения фактора времени экология дифференцируется на историческую и эволюционную. 
 
Кроме того, экология классифицируется по конкретным объектам и средам исследования, т.е. различают  экологию животных, экологию растений и экологию микроорганизмов. 
 
Экология своими корнями уходит в далекое прошлое. Потребность в знаниях, определяющих «отношение живого к окружающей его органической и неорганической среде», возникла очень давно. 
 
Достаточно вспомнить труды Аристотеля (384-322 до н.э.), Плиния Старшего(23-79 н.э.), в которых обсуждалось значение среды обитания в жизни организмов.  
 
В 1866 г. вышел в свет фундаментальный труд немецкого зоолога Э. Геккеля «Всеобщая морфология организмов». В нем впервые дано общее определение экологии как суммы знаний по совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической. Ученый отнес экологию к биологическим наукам и наукам о природе, которые, прежде всего, интересуют все стороны жизни биологических организмов. 
 
Как самостоятельная наука экология окончательно оформилась в начале 20-го столетия. В последнее время роль и значение биосферы как объекта экологического анализа непрерывно возрастает. Особенно большое значение  в современной экологии уделяется проблемам взаимодействия человека с окружающей природной средой. Выдвижение на первый план этих разделов в экологической науке связанно с резким усилением отрицательного взаимного влияния человека и среды, возросшей ролью экономических, социальных и нравственных аспектов, в связи с резко негативными последствиями научно – технического прогресса.  
 
Таким образом, современная экология не ограничивается только рамками биологической дисциплины, трактующей отношения главным образом животных и растений, она превращается в междисциплинарную науку, изучающую сложнейшие проблемы взаимодействия человека с окружающей средой. Актуальность  и многогранность этой проблемы, вызванной обострением экологической обстановки в масштабах всей планеты, привела к «экологизации»  многих естественных, технических и гуманитарных наук. Например, на стыке экологии с другими отраслями знаний продолжается развитие таких новых направлений, как инженерная экология, геоэкология, математическая экология, сельскохозяйственная экология, космическая экология и т.д. Соответственно более широкое толкование получил и сам термин «экология». 

2.  
   Задачи экологии

 
С научно-практической точки зрения вполне обосновано деление экологии на: 
 
1. Теоретическая экология - вскрывает общие закономерности организации жизни. 
 
2. Прикладная экология - изучает механизмы разрушения биосферы человеком, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов. Научную основу составляет система обще экологических законов, правил и принципов. 
 
Исходя, из приведенных выше понятий следует, что задачи экологии весьма многообразны. 
 
В общетереотическом плане к ним относятся: 
 
1.     разработка общей теории устойчивости экологических систем; 
 
2.     изучение экологических механизмов адаптации к среде; 
 
3.     исследование регуляции численности популяций; 
 
4.     изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания; 
 
5.     исследование продукционных процессов; 
 
6.     исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости; 
 
7.     моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов. 
 
Основные прикладные задачи, которые экология должна решать в настоящее время, следующие: 

•  
  прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека;

•  
  улучшение качества окружающей природной среды;

•  
  сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов.

•  
  Оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития, в первую очередь в экологически наиболее неблагополучных районов.

 
Следует осознать, что человек для природы всего лишь один из многочисленных порожденных ею видов живых существ. Когда-то его не было… война, которую человек фактически ведет с природой, - заранее проигранная война: кто бы ни победил в ней – человек обречен. Выход из создавшегося положения – мирное сосуществование человеческого общества и природы, при котором должна быть разумно перестроена жизнь и отдельного человека, и обществом в целом. 
 
Все это определяет стратегическую задачу экологии: на основе познания законов природы, используя все достижения научно технического прогресса, создать научную базу для гармонизации взаимоотношений человеческого общества и природы и разработать практические рекомендации, направленные на оздоровление и поддержания надлежащего качества природной среды, без чего невозможно нормальное существования всего ныне живущего на Земле и жизни как таковой в перспективе.  
 
Таким образом, экология становится одной из важнейших наук будущего и «возможно, само существование человека на нашей планете будет зависеть от ее прогресса». 
Заключение 
Выбранная тема является актуальной, так как в настоящее время экология превратилась в одну из главенствующих междисциплинарных синтетических наук, решающую актуальную проблему современности – изучение взаимоотношений человечества с окружающей средой. Это связано, прежде всего, с негативными экологическими последствиями воздействия антропогенных факторов на биосферу Земли. 
 
Современная экология не ограничивается только рамками биологической дисциплины, трактующей отношения главным образом животных и растений, она изучает сложнейшую проблему взаимодействия человека с окружающей средой. Актуальность  и многогранность этой проблемы, вызванной обострением экологической обстановки в масштабах всей планеты, привела к «экологизации»  многих естественных, технических и гуманитарных наук.  
 
В целом из проделанной работы можно сделать следующий вывод, что в данный момент экология становится одной из важнейших наук будущего и «возможно, само существование человека на нашей планете будет зависеть от ее прогресса». 
Список литературы

ДНК и её роль в передаче наследственности Способность клеток поддерживать высокую упорядоченность своей организации зависит от генетической информации, которая сохраняется в форме дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Раскрытие роли ДНК в передаче наследственных свойств представляется одним из основных достижений современной биологии. В 1944 г. О. Эвери доказал, что именно ДНК ответственна за изменение (трансформацию) организмов. Это было показано в экспериментах с двумя формами бактерий (пневмококков). Одна из них обладала способностью образовывать капсулу и вызывать заболевание. Вторая форма не образовывала капсулы и не вызывала заболевания. Оказалось, что после проникновения ДНК, выделенной из вирулентных (вызывающих заболевание) клеток, некоторое количество клеток невирулентной формы образовало капсулу, причем эта способность передавалась по наследству. ДНК—это полимер, мономерами которого являются дезоксирибонуклеотиды. В их состав входят углевод дезоксирибоза, фосфорная кислота и азотистые основания четырех типов: два пуриновых — аденин и гуанин и два пиримидиновых — тимин и цитозин. Приблизительные определения показывают, что молекулярная масса ДНК достигает величины 106—109. А - часть полинуклеотидной цепи молекулы ДНК; Б - репликация ДНК (А - аденин, Г - гуанин, Ц - цитозин, Т- тимин) Основные представления о структуре ДНК были сформулированы в 1953 г. Дж. Уотсоном и Ф. Криком. Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепочек, скрепленных между собой водородными связями. Каркас полинуклеотидных цепочек, входящих в состав ДНК, представляет чередование дезоксирибозы и фосфорной кислоты. Азотистые основания, противостоящие друг другу в полинуклеотидных цепочках, парны: пуриновому основанию соответствует пиримидиновое, аденину — тимин, гуанину — цитозин. Таким образом, две полинуклеотидные цепочки, входящие в состав ДНК, соответственны, или комплементарны, друг другу, число пуриновых оснований равно числу пиримидиновых (правило Чаргаффа). У каждой цепочки молекулы ДНК имеются два конца: один конец заканчивается пятым, а другой — третьим углеродным атомом пентозы (они обозначаются 3' и 5' конец). Цепочки, составляющие молекулы ДНК, антипараллельны, поскольку составляющие их цепи имеют противоположную направленность. В одной цепочке нуклеотиды связаны в направлении 5' 3', а в другой — 3'5'. Полинуклеотидные цепочки имеют общую ось и образуют двойную спираль. Каждый виток спирали включает 10 пар азотистых оснований. Шаг спирали составляет 3,4 нм, ширина спирали — 2 нм, длина спирали — несколько десятков тысяч нанометров. Специфичность ДНК определяется последовательностью азотистых оснований в ее цепочке. Рассмотренная модель позволяет объяснить важнейшее свойство ДНК — способность к самовоспроизведению. Этот процесс называется репликацией или редупликацией. Опыты М. Мезелсона и Ф. Сталя (1958) показали, что самовоспроизведение ДНК происходит полуконсервативным способом. В этих опытах несколько поколений бактерий кишечной палочки (Escherichia coli) выращивали на среде, содержащей меченый азот (15N). Через несколько поколений ДНК, входящая в состав клеток бактерий, содержала этот изотоп. Включение 15N в ДНК повысило ее плотность (тяжелая ДНК). Клетки, содержащие тяжелую ДНК, помещали на среду, включающую 14N. После удвоения клеток, т. е. в первом поколении, вся выделенная ДНК оказалась полутяжелой (одна половина содержала 15N, а другая половина— 14N). На основании этого была создана схема воспроизведения ДНК, согласно которой в определенный момент жизни клетки цепочки ДНК расходится и на каждой материнской, как на матрице, из веществ клетки строится соответственная (комплементарная) дочерняя цепочка. Образование полинуклеотидных цепочек ДНК происходит из трифосфонуклеотидов. Синтез ДНК идет от 5' к 3' концу и катализируется специальными ферментами. Главнейшие из них ДНК-полимеразы, которые последовательно наращивают цепь ДНК, присоединяя к ней дезоксирибонуклеотидные звенья в направлении 5' — к 3'. Именно ДНК-полимеразы на каждом шаге выбирают нужный мономер из четырех, тот, который комплиментарен мономеру материнской цепи ДНК. Однако для начала работы ДНК-полимераз необходима полинуклеотидная цепь рибонуклеиновой кислоты (РНК), называемая затравка. РНК-затравку синтезирует из рибонуклеотидтрифосфатов фермент ДНК-праймаза. В синтезе принимают участие и другие ферменты. ДНК-хеликазы разрывают цепи ДНК, что дает возможность ДНК-полимеразе осуществлять процесс синтеза. ДНК-топоизомеразы раскручивают цепи ДНК и молекулы дестабилизирующего белка, который не позволяет сомкнуться одиночным цепям ДНК. Фермент ДНК-лигаза осуществляет сшивку двух концов цепочки ДНК. Таким образом, в результате совместного действия многих белков осуществляется процесс репликации ДНК, лежащий в основе размножения и развития организма, передачи наследственных свойств. В ДНК заложена информация о структуре белков, свойственных каждому живому организму. Участок ДНК, содержащий всю информацию о программируемом белке, называют ген. Однако в настоящее время установлено, что информационное содержание ДНК значительно богаче. Кроме структурных генов, кодирующих первичную структуру белка, существуют регуляторные участки, которые не кодируют структуру биополимеров, но необходимы для реализации наследственной информации. ДНК содержит информацию и о структуре молекул РНК. Детальная расшифровка структуры ДНК открывает возможность для глубокого проникновения в суть эволюционного процесса. Степень родства организмов может быть установлена с большой точностью путем анализа фрагментов их нуклеиновых кислот. Эти исследования были начаты под руководством академика А.Н. Белозерского.
Вопросы наследственности, передачи отдельных признаков от родителей потомству, самовоспроизводства живых организмов на Земле издавна волновали человечество. В разные эпохи различными учеными выдвигалось множество теорий, своеобразно объясняющих подобные процессы. Наиболее древняя из них датирована VI-V вв. до н. э. Это так называемое энцефаломиелоидное учение древнегреческого врача и натурфилософа Алкмеона из Кротона (Гайсинович А. Е., 1988). Но истинные ответы на эти вопросы человечество смогло найти лишь спустя несколько тысяч  лет, с появлением и развитием  генетики - науки о наследственности и изменчивости организмов. Официальной  датой рождения генетики считают 1900 г., когда трое ученых - голландец  Х. де Фриз, немец К. Коренс и австриец Э. Чермак - независимо друг от друга переоткрыли законы Грегора Менделя о наследовании генетических признаков. С развитием точных наук и техники менялись методы и  уровни изучения живой материи. Наряду с классической генетикой, появились  такие важные направления, как цитогенетика, генетика человека, генетика микроорганизмов, биохимическая, эволюционная генетика, космическая генетика, молекулярная генетика и многое др. Именно с молекулярной генетикой связана история изучения структуры и значения ДНК в  понимании наследственности. 1. Открытие днк и нуклеопротеидная теория наследственности В настоящее время  в сознании многих людей такие  термины, как ДНК и генетика, неразделимы. Однако так было не всегда. В 1868 г. швейцарский  химик Ф. Мишер обнаружил в клеточных ядрах, изолированных из гноя, а позже из спермиев лосося вещество, которое он назвал «нуклеином» (от лат. nucleus - ядро). Впоследствии Р. Альтманн (1889 г.) сообщил, что выделенный Ф. Мишером «нуклеин» состоит из двух фракций - белковой и нуклеиновых кислот (Гайсинович А. Е., 1988). Достаточно длительное время считали, что функцию передачи наследственной информации выполняют  белки, т. к. нуклеиновые кислоты  относительно просты по химической структуре  и проявляют «поразительное единообразие»  у разных видов растений и животных. Этому заблуждению способствовало предположение Э. Вильсона (сделанное им в 1925 г.) о том, что функциональную роль в хроматине играют белки, а не нуклеиновые кислоты. В 1928 г. крупнейший советский биолог Н. К. Кольцов (1872-1940) разрабатывает гипотезу молекулярного строения и матричной репродукции хромосом, которая легла в основу главнейших принципов и положений современной молекулярной биологии и генетики. Тем не менее он считает, что хромосома - это гигантская биологическая молекула, обладающая свойством самоудвоения, и что все признаки и свойства организма предопределены строением белка и взаимодействием его молекул, а не ДНК (Гуляев Г. В., 1971). Иначе говоря, в конце XIX - начале XX вв. в генетике распространилось ошибочное мнение о том, что материальным носителем генетической информации являются белки. О значении нуклеиновых  кислот в данных процессах, а равно  и о функциях этих химических соединений в организме ничего не было известно. Поэтому этот период в истории  изучения ДНК можно смело назвать  нуклеопротеидным. 2. Доказательства  роли днк как материального носителя наследственной информации Решающим поворотом  в генетике было открытие в 1944 г. трансформирующей функции ДНК. Группа американских бактериологов - О. Эвери, Ч. Мак-Леод и М. Мак-Карти - проводила исследования вирулентности возбудителя пневмонии бактерии Diplococcus pneumoniae (Гуляев Г. В., 1971). Их опыты повторил английский бактериолог Ф. Гриффитс. В его опытах использовались два штамма пневмококков с противоположными признаками: с наличием и отсутствием капсул. Клетки капсульного штамма S были вирулентными, а бескапсульного - R - безвредными. Ф. Гриффитс вводил суспензию данных микроорганизмов белым мышам в различных комбинациях. Животные, зараженные вирулентным штаммом S, погибали. При введении бескапсульных бактерий (R) и клеток S-штамма, убитых нагреванием, мыши выживали. Казалось бы, полученные результаты были закономерны, а их причины - очевидны. Но совершенно обескураживающие результаты были получены у последней группы белых мышей. Этим животным вводили суспензию, содержащую живые клетки бескапсульного штамма и убитые вирулентные бактерии. Через некоторое время у мышей обнаруживались клинические признаки пневмококковой инфекции и животные погибали. Проведенный бактериологический анализ показал, что в тканях погибших мышей содержатся клетки пневмококка, окруженные капсулой. Следовательно, невирулентный бескапсульный штамм пневмококков под воздействием убитых бактерий S-штамма получал новый признак - капсулу - и приобретал вирулентные свойства. Такое явление Гриффитс назвал трансформацией. Однако природу  трансформирующего агента в то время  установить не удалось. Было известно, что это вещество небелкового  происхождения, т. к. все белки при  нагревании подвергались денатурации. Явление трансформации  наблюдалось также и в пробирке (in vitro), где смешивали живые клетки бескапсульного и мертвые бактерии вирулентного штаммов Diplococcus pneumoniаe. Через определенное время часть бескапсульных бактерий приобрели капсулу и вирулентность. Эксперименты in vitro полностью исключали участие в феномене трансформации каких-либо систем макроорганизмов. Задача О. Эвери с сотрудниками состояла в том, чтобы выяснить, какое именно вещество способствует трансформации. Методика определения была выбрана относительно простая. Лизированные клетки капсульного штамма разделялись на различные химические составляющие. Каждый компонент испытывался на наличие трансформирующих свойств. Путем такого отбора удалось получить вещество, обладающее высокой трансформирующей активностью. Это была дезоксирибонуклеиновая кислота - ДНК. Однако выводы группы О. Эвери о том, что посредством ДНК клетки-реципиенты получали от клеток-доноров новый генетический признак, долгое время многие ученые-генетики подвергали сомнению. Например, существенные сомнения вызывал уровень очистки  ДНК в экспериментах О. Эвери. Предполагалось, что присутствующие в препаратах нуклеиновых кислот белковые примеси и были причиной передачи нового генетического признака, что абсолютно не противоречило нуклеопротеидной теории. Стремясь проверить правильность выводов О. Эвери, Хочкисс добился такой степени очистки ДНК, что доля балластных веществ, в т. ч. и белков, в препарате составляла всего 0,02 %. Полученная таким образом чистая ДНК, тем не менее, обладала трансформирующими свойствами. Другое возражение против генетической роли ДНК сводилось  к тому, что ДНК как химическое соединение каким-то образом препятствовало биосинтезу основного вещества капсулы - полисахарида. То есть ДНК приписывалось  физиологическое, а не генетическое воздействие. Чтобы опровергнуть это  возражение, Гарриет Тейлор в 1949 г. получила новые данные о пневмококковой трансформации: она использовала два штамма, полностью лишенных капсул. Первый R-штамм был типичной бескапсульной бактерией, образующей шероховатые колонии. Второй, названный ей eхtremely R (ER), отличался ярко выраженными характеристиками и образовывал сильно шероховатые колонии. Выделенная из штамма R ДНК вносилась на среду с клетками ER. Через определенное время большая часть ER-бактерий превращалась в R-формы. Таким образом было показано, что наличие или отсутствие капсулы не отражается на трансформирующей роли ДНК. В 1949 г. Хочкисс провел ряд экспериментов, которые подтвердили, что определенной зависимости между ДНК и синтезом бактериальными клетками капсулы на уровне метаболизма не существует. В его опытах трансформации подвергались бактериальные признаки, которые не имеют никакого отношения к капсулообразованию, - устойчивость микробов определенного штамма к пенициллину и стрептомицину передавалась к другому штамму бактерий. Более наглядно роль ДНК в передаче наследственной информации была установлена в 1952 г. американскими  вирусологами А. Д. Херши и М. Чейзом при изучении разложения фага Т2 (вируса бактерий). Опыт состоял в том, что белки, входящие в протеиновую оболочку вириона, были помечены радиоизотопной меткой - S 35 (сера), а ДНК - радиоактивным фосфором - Р32. В дальнейшем вирус культивировался в клетках бактерий. После этого дочерние вирионы - потомство фага - подвергались радиометрическому анализу на распределение радиоактивных меток. Исследования показали, что новое поколение фаговых частиц содержало только фосфор - Р32. Исследователи сделали справедливый вывод о том, что именно ДНК, а не белок передается от родителей к потомству. О роли ДНК в передаче наследственной информации свидетельствует  также открытие в 1952 г. Зайндером и Ледербергом явления трансдукции, заключающееся в переносе генетического материала фагами от одних бактерий к другим. Ученые при этом показали, что в процессе трансдукции активное участие принимает ДНК (Лехов А. П., 1973). Кроме прямых доказательств  об участии ДНК в процессах  наследования признаков, наукой был  накоплен обширный фактический материал, косвенно подтверждающий высказанные  ранее предположения. В частности, об этом говорят данные относительно возникновения вызываемых химическими  веществами и радиацией генетических изменений - мутаций. Значительный вклад  в изучение мутагенеза внесли отечественные  ученые. Впервые в 1925 г. сотрудники Ленинградского радиевого института Г. А. Надсон и Г. С. Филиппов воспроизвели мутацию  у дрожжевых грибков под влиянием лучей радия (Гулиев Г. В., 1971). В 1932 г. В. В. Сахаров получил мутацию  у дрозофилы под воздействием раствора йодистого калия, в 1933 г. М. Е. Лобашев открыл мутагенное действие аммиака (Беляев Д. К., Иванов В. И., 1980). Несколько позже было показано, что мишенью для действия мутагенов является ДНК. Следовательно, изменение в структуре ДНК способствовало изменению генетической информации. Открытия, сделанные  в конце 40 - начале 50 гг. ХХ в. в области молекулярной генетики, предопределили современное направление исследований не только в изучении наследственности, но и биологии в целом. Важнейшее значение открытия явлений трансформации и трансдукции, а также расшифровки действия мутационных факторов заключается прежде всего в доказательстве генетической роли ДНК. Теперь генетики могли с уверенностью констатировать: ДНК является материальным носителем наследственности. Именно эта молекула ответственна за передачу важнейших признаков от родительских особей потомству. 3. Изучение химического  состава и структуры ДНК  Если основная функция ДНК для многих ученых была понятна, то химическое строение и, в особенности, трехмерная структура  нуклеиновых кислот представлялась еще недостаточно ясной. С момента открытия Миллером в 1868 г. «нуклеина» прошло немало времени. Основные сведения по химическому  составу были изложены А. Косселем, биохимиком, работавшим на рубеже XIX-XX вв. (Стент Г., 1974). Он установил, что нуклеиновая кислота состоит из четырех азотистых оснований, сахара и фосфорной кислоты. Азотистые основания были представлены двумя пуриновыми (аденин, гуанин) и двумя пиримидиновыми (цитозин и урацил) соединениями. В 20-х гг. минувшего  столетия П. Левеном и У. Джонсом в эту схему были внесены важные уточнения. Ими было обнаружено, что нуклеиновые кислоты имеют две разновидности: РНК и ДНК, различные по химическому строению. РНК, или рибонуклеиновая кислота, содержит пятиуглеродный сахар рибозу, а в ДНК присутствует дезоксирибоза. Наконец, ДНК не содержит урацила, как это полагал А. Коссель, вместо него имеется тимин. Кроме того, установлено, что азотистое основание, сахар и остатки фосфорной кислоты образуют соединение, названное нуклеотидом. В свою очередь, нуклеотиды образуют с помощью фосфодиэфирных связей некое подобие цепочки. В 1924 г. немецкий химик  Р. Фельген предложил гистохимический способ окраски ДНК животных, растений и бактерий. Основу методики составлял реактив Шиффа, который окрашивал ДНК в красно-фиолетовый цвет. С помощью реакции Фельгена ученые установили, что ДНК содержится преимущественно в ядре клетки, а РНК - в цитоплазме. До 1950 г. среди генетиков  и биохимиков господствовала тетрануклеотидная теория Ф. А. Левина. Согласно этой теории, все нуклеиновые кислоты - это монотонные макромолекулы, представляющие собою единообразное повторение четырех азотистых оснований - тетрануклеотидов. При этом полярные соотношения аденина, гуанина, цитозина и тимина представлялись как приблизительно равные. Ошибочность этой теории заключалась в том, что структуру ДНК понимали как элементарное химическое соединение, придавая ему линейный характер. Наличие вторичных и третичных структур у ДНК не учитывалось. Это привело к тому, что долгое время ученые считали, что ДНК не способна выполнить функцию носителя информации. Эту теорию опроверг Э. Чаргафф. В 1948 г. Эрвин Чаргафф и Хочкисс применили для количественной оценки компонентов нуклеиновой кислоты тогда еще новый метод хроматографии на бумаге. Анализируя таким образом различные образцы ДНК от животных, растений и человека, ученые обнаружили, что точного количественного соответствия азотистых оснований ни в одном из случаев не наблюдалось. Напротив, в зависимости от биологического происхождения ДНК, состав молекулы будет различен. Следовательно, обнаружилось, что ДНК отнюдь не монотонная макромолекула. Обобщая данные своих исследований, Э. Чаргафф в 1949 г. сформулировал правило эквивалентности, которое вошло в историю генетики как правило Чаргаффа. Оно гласит: количественные отношения гуанина всегда равны содержанию цитозина, а содержание аденина соответствует содержание тимина. Математически это можно записать так:   А + Г = ц + Т А + Г = Ц + Т         Оглавление  Введение. 4  Проблемы учения о взаимодействии и движении. 7  Гравитационное взаимодействие. 9  Электромагнитное взаимодействие. 12  Слабое ядерное взаимодействие. 15  Сильное ядерное взаимодействие. 17  Теория большого объединения и суперобъединения. 19  Заключение. 22  Список литературы. 23        Введение. Естествознание не только выделяет типы материальных объектов во Вселенной, но и раскрывает связи  между ними. Связь между объектами  в целостной системе более  упорядочена, более устойчива, чем  связь каждого из элементов с  элементами из внешней среды. Чтобы  разрушить систему, выделить из системы  тот или иной элемент, нужно приложить  к ней определенную энергию. Эта  энергия имеет разную величину и  зависит от типа взаимодействия между  элементами системы. В мегамире эти взаимодействия обеспечиваются гравитацией, в макромире к гравитации добавляется электромагнитное взаимодействие, и оно становится основным, как более сильное. В микромире на размерах атома проявляется еще более сильное ядерное взаимодействие, обеспечивающее целостность атомных ядер. При переходе к элементарным частицам энергия внутренних связей становится сравнимой с собственной энергией частиц — слабое ядерное взаимодействие обеспечивает их целостность. Так что чем меньше размеры материальных систем, тем более прочно связаны между собой элементы.   История науки знает множество  попыток представить сложные  процессы во Вселенной в виде определенных схем. Успешное познание окружающего  мира и приведение наблюдаемых явлений  к простейшим понятиям возможны лишь в том случае, если бы мы сумели описать  мир в терминах ограниченного  числа фундаментальных частиц и  нескольких типов фундаментальных  взаимодействий, в которые они  могут вступать. В основе каждого фундаментального взаимодействия лежит изначально присущее веществу особое свойство, природу которого удастся выяснить лишь в ходе дальнейших, все более глубоких исследований природы вещества и вакуума. Носителем способности частиц к взаимодействиям, а также количественной мерой самого взаимодействия служит понятие заряда. Каждая частица изначально обладает одним или несколькими зарядами, причем между собой взаимодействуют только однотипные заряды, а заряды разных типов друг друга «не замечают». Наименьшее дискретное значение заряда (квант) называют единичным зарядом. Сила взаимодействия во всех случаях пропорциональна произведению зарядов двух взаимодействующих частиц, более сложно она зависит от расстояния между частицами.  По современным представлениям взаимодействие любого вида должно иметь  своего физического агента, без посредника оно не протекает. В основе такого требования лежит тот факт, что  скорость передачи воздействия ограничена фундаментальным пределом - скоростью  света. Поэтому притяжение или отталкивание частиц передается через среду, их разделяющую. Такой средой является вакуум. При  создании теории взаимодействия используют определенную модель процесса: заряд-фермион  создает вокруг частицы поле, порождающее  присущие ему частицы-бозоны; по своей  природе это поле близко к тому состоянию, которое физики приписывают  вакууму. Иначе говоря, заряд частицы возмущает вакуум, и это возмущение с затуханием передается на определенное расстояние; частицы поля являются виртуальными - существуют очень короткое время и в эксперименте не могут быть обнаружены; оказавшись в радиусе действия своих однотипных зарядов, две реальные частицы начинают стабильно обмениваться виртуальными бозонами: одна частица испускает бозон и тут же поглощает идентичный бозон, испущенный частицей-партнером, и наоборот; обмен бозонами создает эффект притяжения или отталкивания частиц-хозяев.  Таким образом, каждой частице, участвующей в одном из фундаментальных  взаимодействий, соответствует своя бозонная частица - переносчик взаимодействия. Очень важным фактором является наличие массы у частиц, в том числе и у некоторых переносчиков взаимодействия (вопрос о происхождении массы у частиц до сих пор не решен, предполагается, что она появляется в результате особой формы взаимодействия частиц со структурой вакуума) - от этого зависит радиус действия соответствующих сил.  Механика Ньютона гласила  же о другом. Она была признана, но происхождение сил, которые вызывают ускорения, в ней не обсуждались. Теория утверждала, что силы гравитации действуют через пустоту, они дальнодействующие, тогда как силы электромагнитные — через среду. В настоящее время все взаимодействия в природе сводят к четырем типам: гравитационные, электромагнитные, сильные ядерные и слабые ядерные.   Проблемы учения о взаимодействии и движении. Связь, взаимодействие и движение представляют собой важнейшие атрибуты материи, без которых невозможно ее существование. Взаимодействие обусловливает  соединение различных материальных элементов в системы, системную  организацию материи. Все свойства тел производны от взаимодействий, являются результатом их структурных  связей и внешних взаимодействий между собой.  Взаимодействие представляет собой развертывающийся во времени  и пространстве процесс воздействия  одних объектов на другие путем обмена материей и движением. Взаимодействие выступает как движение материи, а любое движение включает в себя различные виды взаимодействия. По существу, эти понятия совпадают, хотя часто употребляются в разных контекстах. Когда мы говорим о  движении, то имеем в виду не столько  внутренние изменения, основанные на структурных  взаимодействиях, составляющих систему  элементов материи, сколько внешнее  пространственное перемещение тел, где взаимодействия как будто  не видно. Но если взглянуть глубже, то и при пространственном перемещении тел обязательно есть их взаимодействие с окружающей средой и материальными полями, в результате чего изменяются свойства тел. Не существует такого движения, в содержании которого не было бы взаимодействия элементов материи, так же, как и всякое взаимодействие выступает как определенное изменение и движение.  Взаимодействие и движение являются формой существования материи. Для всякого объекта существовать - значит взаимодействовать, как-то проявлять  себя по отношению к другим телам, находиться с ними в объективных  отношениях. Именно взаимодействие и  движение являются объективными критериями существования тел.  Следуя объективной логике развития природы, можно выделить несколько  форм движения: в неживой природе, в живой природе и в обществе. Физика занимается исследованием процессов, происходящих в неживой природе  и являющихся фундаментом гораздо более сложных процессов, происходящих на более высоких уровнях организации материи.  Несомненные успехи физических наук за последнее столетие привели  к необычайному углублению наших  знаний в этой области бытия и, особенно в теории взаимодействия и  движения материи.  Долгое время физика понимала движение как простое механическое движение, но затем было осознано, что  оно является лишь частным случаем  пространственного перемещения - любого изменения положения тела и его  элементов в пространстве, связанного и с изменением во времени. Так, механическим является движение по определенной траектории, но существует бестраекторное пространственное перемещение типа сферического распространения фронта электромагнитных волн в полях, а также гравитационных волн в поле тяготения. Движению элементарных частиц тоже нельзя приписать определенную траекторию, как у материальной точки.  Но любые формы движения, изучаемые физикой, есть проявление глубинных свойств материи - так  называемых фундаментальных взаимодействий.      Гравитационное  взаимодействие. Гравитация первым из четырех  фундаментальных взаимодействий стала  предметом научного исследования. Аристотель и его последователи считали, что все тела стремятся к «своему месту» (тяжелые — вниз, к Земле, легкие — вверх). Созданная в XVII в. ньютоновская теория гравитации (закон всемирного тяготения) позволила впервые осознать истинную роль гравитации как силы природы. В ньютоновской гравитационной теории гравитация фактически полностью ассоциирована с силой тяжести или силой веса. Сущность гравитации по Ньютону в том, что к телу приложена сила -  сила тяжести (в условиях Земли она обычно называется силой веса). Источник этой силы -  другое или другие тела. Никакого гравитационного поля, фактически, нет. Гравитация есть прямое взаимодействие между телами. Это взаимодействие определяется Законом Всемирного Тяготения Ньютона. Никакого особого гравитационного пространства не существует. Гравитационное поле носит условный характер и служит лишь для удобства расчетов.   Релятивистской теорией гравитации является Общая Теория Относительности. Теория дает отличающиеся результаты от закона Ньютона в сильных гравитационных полях, в слабых — обе теории совпадают. Согласно ОТО, гравитация — это проявление искривления пространства-времени. Тела движутся по искривленным траекториям не потому, что на них действует гравитация, а потому, что они движутся в искривленном пространстве-времени. Движутся «кратчайшим путем, и тяготение — это геометрия». Влияние искривления пространства-времени можно обнаружить не только вблизи коллабсирующих объектов типа нейтронных звезд или черных дыр. Таковы, например, прецессия орбиты Меркурия или замедление времени на поверхности Земли. Эйнштейн показал, что гравитацию можно описывать как эквивалент ускоренного движения.  Гравитация обладает рядом  особенностей, резко отличающих ее от других фундаментальных взаимодействий. Наиболее удивительной особенностью гравитации является ее малая интенсивность. Гравитационное взаимодействие в 1039 раз меньше силы взаимодействия электрических зарядов. Поэтому в описании взаимодействий элементарных частиц оно обычно не учитывается. В микромире гравитация ничтожна.  Если бы размеры атома  водорода определялись гравитацией, а  не взаимодействием между электрическими зарядами, то радиус низшей (самой близкой  к ядру) орбиты электрона превосходил  бы радиус доступной наблюдению части  Вселенной.  Как может такое слабое взаимодействие оказаться господствующей силой во Вселенной? Все дело во второй удивительной черте гравитации —  ее универсальности. Ничто во Вселенной  не может избежать гравитации. Каждая частица испытывает на себе действие гравитации и сама является источником гравитации, вызывает гравитационное притяжение. Гравитация возрастает по мере образования все больших  скоплений вещества. И хотя притяжение одного атома пренебрежимо мало, но результирующая сила притяжения со стороны  всех атомов может быть значительной. Это проявляется и в повседневной жизни: мы ощущаем гравитацию потому, что все атомы Земли сообща притягивают нас.  Кроме того, гравитация —  дальнодействующая сила природы. Это  означает, что, хотя интенсивность гравитационного  взаимодействия убывает с расстоянием, оно распространяется в пространстве и может сказываться на весьма удаленных от источника телах. В  астрономическом масштабе гравитационное взаимодействие, как правило, играет главную роль. Благодаря дальнодействию гравитация не позволяет Вселенной  развалиться на части: она удерживает планеты на орбитах, звезды в галактиках, галактики в скоплениях, скопления  в Метагалактике.  Сила гравитации, действующая  между частицами, всегда представляет собой силу притяжения: она стремится  сблизить частицы. Гравитационное отталкивание еще никогда не наблюдалось.  Хотя в традициях квазинаучной мифологии есть целая область, которая  называется левитацией — поиск «фактов» антигравитации.  Весьма трудно развиваются  представления о квантовании  гравитации. Тем не менее, согласно общим теоретико-физическим представлениям гравитационное взаимодействие должно подчиняться квантовым законам так же, как и электромагнитное. (Иначе возникают множественные противоречия в основаниях современной физики, в том числе связанные с принципом неопределенности и др.) В таком случае гравитационному взаимодействию должно соответствовать поле с квантом гравитации — гравитоном (нейтральная частица с нулевой массой покоя и спином 2). Квантовая гравитация приводит к появлению представления о дискретности свойств пространства-времени, понятиям элементарной длины, кванта пространства r ? 10-33см, и элементарного временного интервала, кванта времени t ? 10-43 сек. Последовательная квантовая теория гравитации пока не создана.  К сожалению, возможности  современной экспериментальной  гравитационной физики и астрономии не позволяют зафиксировать квантовые  эффекты гравитации в силу их чрезвычайной слабости. Тем ни менее явления, в которых проявляются квантовые свойства гравитации, по-видимому, существуют. Они проявляют себя в очень сильных гравитационных полях, где происходят квантовые процессы рождения частиц (точка сингулярности, начальные моменты возникновения Вселенной, гравитационный коллапс, черные дыры).     Электромагнитное взаимодействие. По величине электрические  силы намного превосходят гравитационные, поэтому в отличие от слабого  гравитационного взаимодействия электрические  силы, действующие между телами обычных  размеров, можно легко наблюдать. Электромагнетизм известен людям с  незапамятных времен (полярные сияния, вспышки молнии и др.).   . Но долгое время электрические и магнитные явления изучались независимо друг от друга. И только в середине XIX в. Дж. К. Максвелл объединил учения об электричестве и магнетизме в единой теории электромагнитного поля. А существование электрона (единицы электрического заряда) было твердо установлено в 1890-е гг. Затем было установлено существование протона и позитрона, поэтому электрический заряд в электромагнитном взаимодействии проявляется в двух разновидностях: заряд, присущий электрону, назван отрицательным; заряд, присущий протону и позитрону, назван положительным. Взаимодействие зарядов обеспечивается обменом виртуальных фотонов. В случае разноименных зарядов обмен создает эффект притяжения, а в случае одноименных – отталкивания. Но не все элементарные частицы являются носителями электрического заряда. Электрически нейтральны, например, фотон и нейтрино. Этим электричество отличается от гравитации. Все материальные частицы создают гравитационное поле, тогда как с электромагнитным полем связаны только заряженные частицы.  Как и электрические заряды, одноименные магнитные полюсы отталкиваются, а разноименные — притягиваются. Но в отличие от электрических  зарядов магнитные полюсы встречаются  не по отдельности, а только парами — северный полюс и южный. Еще  с древнейших времен известны попытки  получить посредством разделения магнита  лишь один изолированный магнитный  полюс — монополь. Но все они  заканчивались неудачей. Может быть, существование изолированных магнитных  полюсов в природе исключено? Определенного ответа на этот вопрос пока не существует. Некоторые современные  теории допускают возможность существования  магнитного монополя.  Современная физика создала  более совершенную и точную теорию электромагнетизма, в которой учтены и квантово-полевые аспекты явления. Эта теория названа квантовой  электродинамикой. Так же как физике неизвестна причина существования массы, так же и теории электромагнетизма неизвестна природа электромагнитного заряда. Поэтому теория начинается с постулирования существования этого заряда. Заряд создает поле, квантом которого служит безмассовый бозон - фотон со спином, равным 1.  Электромагнитное поле неподвижных  или равномерно движущихся заряженных частиц неотрывно от этих частиц. Но при ускоренном движении частиц электромагнитное поле «отрывается» от них и участвует  в независимой форме электромагнитных волн. При этом радиоволны (103   и т.д.................

К началу нашего века границы разведанной Вселенной раздвинулись настолько, что

включили в себя Галактику. Многие, если не все, думали тогда, что эта огромная

звездная система и есть вся Вселенная в целом.

Но вот в 20-е годы были построены новые крупные телескопы, и перед астрономами

открылись совершенно неожиданные горизонты. Оказалось, что за пределами

Галактики мир не кончается. Миллиарды звездных систем, галактик, похожих на

нашу и отличающихся от нее, рассеяны тут и там по просторам Вселенной.

Фотографии галактик, сделанные с помощью самых больших телескопов, поражают

красотой и разнообразием форм: это и могучие вихри звездных облаков, и

правильные шары, а иные звездные системы вообще не обнаруживают никаких

определенных форм, они клочковаты и бесформенны. Все эти типы галактик 

спиральные, эллиптические, неправильные, - получившие названия по своему виду

на фотографиях, открыты американским астрономом Э. Хабблом в 20  30-е годы

нашего века.

Если бы мы могли увидеть нашу Галактику издалека, то она предстала бы перед

нами совсем не такой, как на схематическом рисунке. Мы не увидели бы ни диска,

ни гало, ни, естественно, короны. С больших расстояний были бы видны лишь самые

яркие звезды. А все они, как выяснилось, собраны в широкие полосы, которые

дугами выходят из центральной области Галактики. Ярчайшие звезды образуют ее

спиральный узор. Только этот узор и был бы различим издалека. Наша Галактика на

снимке, сделанном астрономом из какого - то  звездного мира, выглядела бы очень

похожей на туманность Андромеды.

Исследования последних лет показали, что многие крупные спиральные галактики

обладают   как и наша Галактика   протяженными и массивными невидимыми

коронами. Это очень важно: ведь если так, то, значит, и вообще чуть ли не вся

масса Вселенной (или, во всяком случае, подавляющая ее часть)   это загадочная,

невидимая, но тяготеющая  скрытая  масса

Многие, а может быть, и почти все галактики собраны в различные коллективы,

которые называют группами, скоплениями и сверхскоплениями, смотря по тому,

сколько их там, В группу может входить всего три или четыре галактики, а в

сверхскопление   до тысячи или даже нескольких десятков тысяч. Наша Галактика,

туманность Андромеды и еще более тысяч таких же объектов в так называемое

Местное сверхскоплениях. Оно не имеет четко

очерченной формы.

Небесные тела находятся в непрерывном движении и изменении. Когда и как именно

они произошли, наука стремится выяснить, изучая небесные тела и их системы.

Раздел астрономии, занимающийся проблемами происхождения и эволюции небесных

тел, называется космогонией.

Современные научные космогонические гипотезы   результат физического,

математического и философского обобщения многочисленных наблюдательных данных.

В космогонических гипотезах, присущих данной эпохе, в значительной мере находит

свое отражение общий уровень развития естествознания. Дальнейшее развитие

науки, обязательно включающее в себя астрономические наблюдения, подтверждает

или опровергает эти гипотезы.

 

 

Звезды рождаются

 

 

Межзвездный газ.Для того чтобы лучше понять процесс рождения звезд, нужно

вначале изучить пространство между звездами. Потребовалось, однако,

тысячелетнее развитие науки, чтобы человечество осознало. Простой и вместе с

тем величественный факт, что звезды   это объекты, более или менее похожие на

солнце, но только стоящие от нас на несравненно большие расстояния. Ньютон был

первым, кто правильно оценил расстояния до звезд. Два столетия после великого

английского ученного почти всеми молчаливо принималось, что чудовищно больших

размеров пространство, в котором находятся звезды, есть абсолютная пустота.

Лишь отдельные астрономы время от времени поднимали вопрос о возможном

поглощении света в межзвездной среде. Только в самом начале ХХ столетия

немецкий астроном Гартман убедительно доказал, что пространство между звездами

представляет собой отнюдь не мифическую пустоту. Оно заполнено газом, правда с

очень малой, но вполне определенной плотностью. Это выдающееся открытие, так же

как и многие другие, было сделано с помощью спектрального анализа.

Почти половину столетия межзвездный газ исследовался главным образом путем

анализа образующихся в нем линий поглощения. Выяснилось, например, что довольно

часто эти линии имеют сложную структуру, то есть состоят из нескольких близко

расположенных друг к другу компонентов. Каждая такая компонента возникает при

поглощении света звезды в каком-нибудь определенном облаке межзвездной среды,

причем облака движутся относительно друг друга со скоростью, близкой к

10км/сек. Это и приводит  благодаря эффекту Доплера к  незначительному смещению

длин волн линий поглощения.

Химический состав межзвездного газа в первом приближении оказался довольно

близким к химическому составу Солнца и звезд. Преобладающими элементами

являются водород и гелий, между тем как остальные элементы мы можем

рассматривать как  ПРИМЕСИ .

 

 

 

 

Межзвездная пыль.В межзвездной среде есть и другая компонента. Речь идет о

межзвездной пыли. Еще в прошлом столетии дебатировался вопрос о прозрачности

межзвездного пространства. Только 1930 года с несомненностью было доказано, что

межзвездное пространство действительно не совсем прозрачно. Поглощающая свет

субстанция сосредоточенно в довольно тонком слое около галактической плоскости.

Сильнее всего поглощаются синие и фиолетовые лучи, между тем как поглощение в

красных лучах сравнительно невелико.

Что же это за субстанция? Сейчас уже представляется доказанным, что поглощение

света обусловлено межзвездной пылью, то есть твердыми микроскопическими

частицами вещества, размерами меньше микрона. Эти пылинки имеют сложный

химический состав. Установлено, что пылинки имеют довольно вытянутую форму и в

какой-то степени  ориентируются , то есть направления их вытянутости имеют

тенденцию  выстраиваться  в данном облаке более или менее параллельно. По этой

причине проходящий через тонкую среду звездный свет становится частично

поляризованным.

 

 

Почему должны рождаться новые звезды?

Значение газово-пылевых комплексов в современной астрофизике очень велико. Дело

в том, что уже давно астрономы, в значительной степени интуитивно, связывали

образования конденсации в межзвездной среде с важнейшим процессом образования

звезд из  диффузной  сравнительно разряженной газово-пылевой среды. Какие же

основания существуют для предположения о связи между газово-пылевыми

комплексами и процессом звездообразования? Прежде всего следует подчеркнуть,

что уже по крайней мере с сороковых годов нашего столетия астрономам ясно, что

звезды в Галактике должны непрерывно (то есть буквально  на наших глазах )

образовываться из какой-то качественно другой субстанции. Дело в том что к 1939

году было установлено, что источником звездной энергии является происходящий в

недрах звезд термоядерный синтез. Грубо говоря, подавляющее большинство звезд

излучают потому, что в их недрах четыре протона соединяются через ряд

промежуточных этапов в одну альфа- частицу. Так как масса одного протона (в

атомных единицах ) равна 4,0039, то избыток массы, равный 0,007 атомной единицы

на протон, должен выделиться как энергия. Тем самым определяется запас ядерной

энергии в звезде, которая постоянно тратиться на излучение. В самом

благоприятном случае чисто водородной звезды запаса ядерной энергии хватит не

более, чем на 100 миллионов лет, в то время как реальных условиях эволюции

время жизни звезды оказывается на порядок меньше этой явно завышенной оценки.

Но десяток миллионов лет   ничтожный срок для эволюции нашей Галактики, возраст

который никак не меньше чем 10 миллиардов лет. Возраст массивных звезд уже