Поиски системы в мире живого

Содержание

Введение …………………………………………………………….2

1. Великие  биологические открытия ХVΙΙ века …………………..4

2. Современные подходы к системе живого мира ………………..7

3. Система живого мира ……………………………………………9

4. Система  живого по Линнею …………………………………….10

5. Механический материализм и витализм ……………………….12

Заключение ………………………………………………………….15

Список  использованной литературы ………………………………16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Как и все в природе, живые организмы  состоят из молекул и атомов, но где граница между живым и  неживым? Существует предел, после которого теряют силу имеющиеся системообразующие факторы и неживое переходит в разряд живого. Так, например, молекула состоящая из 5000000 атомов представляет собой вирус табачной мозаики – самое малое известное живое образование, способное к самостоятельному существованию.

     В целом вопрос о системности живой  природы не вызывает сомнений. Более  того, именно изучение живых материальных образований в значительной мере способствовало формированию системных  представлений о мире.

     Основными системами живого, образующими различные уровни организации, в настоящее время признаются: 1) вирусы – системы, состоящие в основном из двух взаимодействующих компонентов: молекул нуклеиновой кислоты и молекул белка; 2) клетки – системы, состоящие из ядра, цитоплазмы и оболочки; каждая из этих подсистем, в свою очередь, состоит из особенных элементов; 3) многоклеточные системы (организмы, популяции одноклеточных); 4) виды, популяции – системы организмов одного типа; 5) биоценозы – системы, объединяющие организмы различных видов; 6) биогеоценоз – система, объединяющая организмы поверхности Земли; 7) биосфера – система живой материи на Земле.

     Система каждого уровня отличается от других уровней и по структуре, и по степени организации.

     В целом живая природа, представляет собой систему систем, причем она дает удивительные примеры разнообразия систем, которые нередко оказываются объединением элементов различных уровней. Например, ландшафт как система включает в себя: 1) абиотические геосистемы (земная кора с рельефами, атмосфера, гидросфера и криосфера); 2) геосистемы почвенной сферы; 3) биотические геосистемы, образующие биосферу; 4) социально-экономические геосистемы, возникшие в результате общественно-исторической деятельности человека. Все эти системы связаны между собой и воздействуют друг на друга, образуя единую саморегулирующуюся систему. Изменение любой составной части ландшафта ведет, в конечном счете, к изменению его в целом. Вместе с тем, каждая система живой природы, являясь ее элементом и определяясь ею, в то же время имеет достаточную самостоятельность саморазвития, чтобы выйти на другой уровень организации материи.

     В настоящей работе будет рассмотрена  таксономическая система живого мира, отражающая и структурные уровни развития живого, а также некоторые неклассические принципы подхода к системам живого мира. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Великие  биологические открытия ХVΙΙ века

Биология (греч. biologia; от bios — жизнь, logos— учение) — совокупность наук о живой природе. Термин «биология» предложен Ж.Ламарком в конце XVIII века. Биология — слишком обширная наука для того, чтобы один исследователь мог охватить ее.

    Поэтому большинство биологов являются специалистами  в какой-либо одной ее отрасли: ботанике или зоологии, анатомии или физиологии, гистологии или эмбриологии, экологии, теории эволюции, генетике и т.д.

Теория  эволюции органического мира   Продолжающаяся эпоха Великих географических открытий открывала перед европейцами  новые, необъятные пространства. В 1606 г. голландские мореплаватели впервые увидели Австралию.

    В 1741 г. В. Беринг достиг берегов Аляски. Кругосветные экспедиции второй половины XVIII века  имели своим следствием расширение не только географических горизонтов, но и биологических знаний о растительном и животном мире новых  земель. Пришло время систематизации приобретенных знаний.

     Воспринимая природу как единое целое, ученые стремились выявить разнообразие организмов и установить взаимосвязь между  ними. К концу XVII в. стало очевидно, что описание организмов невозможно без создания иерархической системы и установления родственных отношений между группами, что привело к формированию представлений об историческом развитии органического мира. Элементы этой идеи прослеживаются в произведениях древнегреческих философов — от Фалеса до Аристотеля. Многие философы и естествоиспытатели эпохи Возрождения и Нового времени высказывали мысль о взаимосвязи форм живой природы.

     Так, немецкий философ Г.Лейбниц (1646—1716 гг.) представлял мир как единый гармоничный  ряд усложняющихся  форм растений и животных, изначально созданных Богом. Швейцарский натуралист Ш.Бонне (1720—1793 гг.) развивал идею о «лестнице существ» (1745 г.) как отражении прогрессирующего усложнения органического мира. Ж.Бюффон (1707 — 1788 гг.) выдвинул смелую гипотезу о развитии Земли (1748 г.). Подразделив «естественную историю» Земли на семь периодов, он предположил, что растения, затем животные, а потом и человек появились в последние периоды развития планеты. Бюффон допускал также, что одни формы могут превращаться в другие под влиянием климата или условий существования и что имеется «непрерывная иерархия от самого низшего растения до самого высокоорганизованного животного». Огромное влияние на формирование эволюционных идей ученых нескольких поколений оказали принципы систематики органического мира, которые разработал шведский врач и натуралист Карл Линней (1707 — 1778 гг.) — первый секретарь Шведской академии наук, основанной в 1739 году.

    В его знаменитом труде «Система природы», (1735 г.), 12 раз издававшемся при жизни  автора, были впервые предложены основы классификации «трех царств природы» (растений, животных и минералов). Каждое из царств он разделил на классы, отряды, роды, виды и подвиды; для всех органических видов ввел обязательную бинарную (двойную) номенклатуру, в которой вид обозначался двумя названиями — родовым и видовым. Линней впервые отнес человека (род Ното) к классу млекопитающих (отряду приматов), что в то время требовало от ученого достаточной смелости. Отметим, что Линней не сомневался в неизменности природы и ее целесообразности.

    К.Линней был избран членом  академий наук Германии (1754 г.), Швеции (1739 г.),  Великобритании (1753 г.), России (1754 г.), Франции (1762 г.). Это  свидетельствует о его огромном влиянии на развитие мирового естествознания. Труды Линнея способствовали формированию идей Ж.Кювье, Ж.Ламарка и Ч.Дарвина. Французский зоолог Жорж Кювье (1769— 1832 гг.) разработал понятие о типах в зоологии и впервые объединил в один тип позвоночных классы млекопитающих, птиц, амфибий и рыб. Он заложил основы палеонтологии и сравнительной анатомии, и тем самым подвел фундамент под будущую эволюционную теорию.

    Бурное  развитие генетики привело к формированию новых научных направлений —  молекулярной генетики  и  молекулярной биологии.         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Современные подходы к построению системы живого мира

    С самого начала истории человеческого  общества люди с особым интересом  созерцали мир живых существ  – биос. Характерная черта мифологии  – представление о единстве человека со всем живущим в мире и вообще со всем Космосом. Уже первобытный человек не только рисовал животных на стенах пещер, но и связывал собственную родословную с определенным животным – тотемом. Мифологическое понимание живого воплощено, например, в произведениях искусства до античного Крита (III–II тысячелетие до н.э.). Критские вазы украшались сценами из жизни обитателей моря, например, осьминогов.

    Исторически первый научный подход к живому –  натурфилософский – возник как результат  рациональной обработки мифологического  мировосприятия. Мифологические образы стихий и духов наполняли жизнью бескрайнюю Вселенную. Такие представления были отображены в сочинениях ранних натурфилософов (Лукреция, Плиния) и в трудах мыслителей последующих эпох (Р. Бэкона, Б. Телезио, А. Чезальпино). Мир для натурфилософа представлялся единым одушевленным целым. Космос рассматривался как единое целое. Каждая вещь в нем представлялась своего рода уменьшенной копией целого. Все объекты в мире считались одушевленными, наделялись по крайней мере скрытой жизнью.

    Господствуя в науке о живом в течение  многих веков, натурфилософия уделяла  особое внимание связи между человеком  и прочими формами живого. В  понимании живых существ присутствовал  фактор сопереживания, животные наделялись человеческими способностями и  качествами. Действительно, и человек, и другие живые организмы рассматривались как воплощение одних и тех же универсальных стихий. Живые существа наделялись человеческими моральными качествами. Например, великий поэт и натурфилософ И.В. Гёте восхищался поведением птиц, заботящихся о своем потомстве, как свидетельством присутствия Бога в природе.

    Прогресс  в физике (в первую очередь, классической механике), химии, математике породил  в эпоху нового времени взгляд, что живые организмы представляют собой физико-химические системы.

    В XX веке ярко проявились и недостатки классически-научного подхода к живому. В биологии на протяжении XX века постепенно выкристаллизовывается новая концепция живого.

    Биолог должен рассматривать каждый вид живого, каждую особь как уникальное живое существо со специфическим внутренним миром и окружающим миром. Изучая морскую звезду, моллюска, амебу, биолог должен стремиться к тому, чтобы отбросить все человеческие аналогии как недопустимые. Нужно стараться видеть окружающий мир глазами исследуемого существа.

     Различные биологические подходы отражают в своей совокупности сложность  и многогранность биоса. Один из аспектов биоса связан с наличием у него уровневой структуры. Натурфилософская в своей основе концепция уровней  живого «красной нитью» проходит через всю историю наук о жизни. Представления об уровнях живого не чужды и современной науке. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Система живого мира

    Построение  естественной системы органического  мира является непрерывным процессом. Это связано с бесконечной  серией все углубляющихся и усложняющихся исследований.

    В настоящее время число основных таксономических категорий возросло до двенадцати: вид, род, триба, семейство, отряд, когорта, класс, тип, раздел, царство, доминион, империя. Для ботанических таксонов в ранге отряда и типа используются соответственно порядок и отдел, хотя некоторые авторы считают, что типу в царстве животных соответствует подотдел в царстве растений.

    Благодаря систематике разнообразие жизни  предстает не как хаотическое  нагромождение организмов, а как определенным образом упорядоченная система, изменяющаяся от простого к сложному. Естественно стремление построить такую систему, которая отражала бы последовательность «предки – потомки». Исходным может быть постулат, что более простые организмы соответствуют предковым состояниям, а более сложные – последующим уровням развития. Но и простые организмы, развиваясь, образуют совокупности различной сложности.

    Необходимо  отметить, что большинство систем органического мира построены по принципу монофилии и дивергенции. В последнее время увеличивается число сторонников параллельного развития различных ветвей (парафилия, но не полифилия). Более того, утверждается идея о радиальном многоцарственном развитии органического мира, насчитывающего 22 царства. О радиальном развитии свидетельствует и схема эволюции живых существ, уточненная с помощью геномных исследований. 
 
 
 
 

3. Система  живого по Линнею

    Все живые существа можно классифицировать с помощью иерархической системы, в основе которой лежат категории рода и вида.

    Карл  Линней, шведский физиолог, был профессором  медицины в университете города Упсала. Он заведовал большим ботаническим садом, который был нужен университету для проведения научных исследований. Люди присылали ему растения и семена со всего света для выращивания в ботаническом саду. Именно благодаря интенсивному изучению этой огромной коллекции растений Карл Линней сумел решить задачу систематизации всех живых существ — сегодня ее назвали бы задачей таксономии (систематики). Можно сказать, что он придумал категории для популярной в Америке викторины «Двадцать вопросов», в которой первым делом спрашивают, относится ли предмет к животным, растениям или минералам. В системе Линнея действительно все относится либо к животным, либо к растениям, либо к неживой природе (минералам).

    Последователи Карла Линнея. На начальном уровне все живые существа делятся на пять царств — растения, животные, грибы  и два царства одноклеточных  организмов (безъядерных и содержащих в ядре ДНК). Далее каждое царство делится на типы. Например, в нервную систему человека входит длинный спиной мозг, образующийся из хорды. Это относит нас к типу хордовых. У большинства животных, обладающих спинным мозгом, он расположен внутри позвоночника. Эта большая группа хордовых называется подтипом позвоночных. Человек относится к этому подтипу. Наличие позвоночника — критерий, по которому позвоночные животные отличаются от беспозвоночных, то есть не имеющих позвоночного хребта (к ним относятся, например, крабы).

    Следующая категория классификации — класс. Человек является представителем класса млекопитающих — теплокровных животных с шерстью, живородящих и выкармливающих своих детенышей молоком. Этот уровень различает человека и таких животных, как пресмыкающиеся и птицы. Следующая категория — отряд. Мы относимся к отряду приматов — животных с бинокулярным зрением и руками и ногами, приспособленными для хватания. Классификация человека как относящегося к приматам отличает нас от других млекопитающих — таких, например, как собаки и жирафы.

    Следующие две категории классификации  — семейство и род. Мы относимся  к семейству гоминид и роду Homo. Впрочем, это разграничение мало, что значит для нас, поскольку  других представителей нашего семейства  и нашего рода больше нет (хотя в  прошлом они существовали). У большинства животных каждый род содержит несколько представителей. Например, белый медведь и медведь гризли. Оба эти медведя относятся к одному роду, но к разным видам — они не скрещиваются.

    Последняя категория в классификации Линнея — вид — обычно определяется как популяция особей, которые могут скрещиваться между собой.

    При описании животных принято указывать  род и вид. Поэтому человек  классифицируется как Homo sapiens («Человек разумный»). Это не означает, что  другие категории классификации не важны — они просто подразумеваются, когда говорят о роде и виде. Главный вклад Линнея в науку состоит в том, что он применил и ввел в употребление так называемую бинарную номенклатуру, согласно которой каждый объект классификации обозначается двумя латинскими названиями — родовым и видовым.

    Таким способом живую природу, система  Линнея определяет каждому организму  свое собственное уникальное место  в мире живых существ. Но успех  зависит в первую очередь от того, насколько правильно систематик выделит важные физические характеристики, и здесь возможны неверные суждения и даже ошибки — Линней, к примеру, отнес бегемота к отряду грызунов! В настоящее время при систематизации все больше учитывается генетический код отдельных организмов или история их эволюции — генеалогическое древо (этот подход называется кладистикой).

5. Механический материализм и витализм.

    Витализм так называется учение о "жизненной силе" как особом принципе или начале, управляющем явлениями, протекающими в живых организмах. Виталистами же назывались приверженцы этого учения. Таким признанием воодушевляющего живые организмы духовного принципа характеризуется учение анимистов или виталистов, среди которых можно отметить имена Платона, Аристотеля и в особенности Аретея (50 г. до Р. Х.), кажется, впервые употребившего выражение "жизненная сила", употреблявшееся с тех пор в течение всех последующих столетий вплоть до первой половины текущего века, в особенности представителями медицинской школы Монпельё. В физиологии Бурдаха (1837) мы встречаемся еще с отголосками учения виталистов; после изучения функций органов он выражает неуверенность, чтобы этим путем можно было когда-нибудь выяснить явления жизни. Бюффон утверждал, что в состав живых тел входит особое им присущее химическое начало, не встречающееся ни в одном из тел неодушевленной природы.

    Против  учения анимистов, или, лучше, виталистов, стояло другое учение материалистического  характера, а именно — атомистов  с главой их Демокритом, по которому все явления жизни сводятся лишь на движение атомов. Не духовный принцип, но механическая необходимость определяют, по словам атомистов, мировой строй со всеми его жизненными явлениями.  В биологии и физиологии имел бесспорный перевес. Одновременно с этим было доказано, что в состав живых организмов не входит таких тел, которых бы не было в неодушевленном мире, было выяснено с весами в руках, что и в животных организмах ни один атом вещества не исчезает и не нарождается, а только превращается и что в них также применяется закон превращения сил. Ввиду таких огромных приобретений, толчок к которым был дан знаменитым Лавуазье, живые организмы становились в глазах исследователей полем игры все тех же общих физико-химических сил природы, находивших здесь благодаря своеобразному устройству живых тканей и органов особое применение и превращение. Этот механический взгляд на явления жизни благодаря высокой научной продуктивности его за последние десятилетия совершенно вытеснил воззрение виталистов, и ныне физиологию, ближе всего касающуюся явлений жизни, называют не чем иным, как прикладной физикой и химией живых организмов.

    Бурге оспаривает современное учение о  том, что в живых существах  действуют только те же силы и вещества, как и в остальной неодушевленной природе, так как никакими физико-химическими законами нельзя объяснить главных активных сторон жизненных функций: явлений развития организмов и отдельных органов из первоначальной яйцевой клетки, явлений наследственной передачи и развития психических функций в обширном смысле слова. Столь же необъяснимым с точки зрения механической представляются, по мнению Бунге: непосредственные причины возникновения нервных импульсов, управляющих функциями органов, способность выбора клетками пригодного для них материала.  Все, что есть активного в перечисленных жизненных явлениях, безусловно недоступно ни для физики, ни для химии, ни даже для гистологии, которая исследование с целого организма переносит на мельчайшую клетку или часть ее; но и тут приходится сталкиваться с теми же активными тайнами жизни, которые, по мнению Бунге, недоступны механическому способу исследования. В качестве существенного возражения против механической точки зрения неовитализм Бунге приводит тот факт, что явления внешнего мира не имеют ничего общего с нашими ощущениями и представлениями о них и что нам доступны лишь проявления собственного нашего сознания; отсюда вытекает главное требование неовитализма, чтобы мы, пользуясь внутренним чувством, исходили из внутреннего, непосредственно доступного нам мира. Материализм же делает как раз обратное. Наконец, многие элементы психической жизни совершенно лишены для нашего внутреннего чувства всякого пространственного оттенка, а следовательно, не могут быть выяснены из явлений движения; приняв же эту посылку за верную, пришлось бы заключить, что эти элементы психической жизни недоступны механическому объяснению.

    Очевидно, что при помощи тех же чувств мы не в состоянии открыть в одушевленной природе ничего такого, чего бы не было в неодушевленной природе.

    Упрек, делаемый Бунге механическому способу в этом направлении, является делом простого недоразумения. Явления осмоса, диффузии, всасывания протекают в живых тканях противоположно законам физики и химии, установленным для мертвых тканей, то это объясняется естественнее всего тем, что физико-химические свойства живых тканей иные, чем свойства тех же тканей в мертвом состоянии. Но разница эта трудно определима для нас, так как приступ к исследованию физико-химических свойств живых тканей или органов уже убивает их и уничтожает искомые свойства.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

Для изучения процесса развития необходимо знать  характер изменения структур во времени, их динамические параметры. Надо также  уметь вскрывать закономерности взаимосвязи между структурой и  проявляемой системой функцией. До недавнего времени естествознание и другие науки могли обходиться без целостного, системного подхода к своим объектам изучения, без учета коллективных эффектов и исследования процессов образования устойчивых структур и самоорганизации. В настоящее время проблемы самоорганизации, изучаемые в синергетике, приобретают актуальный характер во многих науках, начиная от физики и кончая экологией. Вопрос об оптимальной упорядоченности и организации особенно остро стоит при исследованиях глобальных проблем – энергетических, экологических, многих других, требующих привлечения огромных ресурсов.

Идея  развития неразрывно связана с концепцией иерархии структурных уровней природы, выступающих как ступени, этапы  развития природных объектов.  Новое, всегда рождается в недрах старого.

     Развитие  живой природы рассматривается  как необратимое изменение структуры  объектов природы. Важная проблема в  теории развития – выявление объективных  критериев прогресса, которые определяют переход системы от одного уровня развития к другому, более высокому. Таксономия имеет большое значение в развитии синергетической теории эволюционного развития живого. 
 
 
 
 
 
 
 

Список  использованной литературы

1. Аверьянов  А.Н. Системное познание мира. М.: Политиздат, 2005.

2. Андреев  И.Д. Методологические основы  познания социальных явлений. М., 2007.

3. Бауэр  Э. Теоретическая биология. –  М.; Л., 2005.

4. Гурвич  А. Теория биологического поля. – М., 2004.

5. Иорданский  Н.Н. Макроэволюция: Системная  теория. – М., 2004.

6. Кремянский  В.И. Структурные уровни организации  живой материи. – М.,2009.