Принципы эволюции и воспроизводства живых систем
Вероятно, высшим достижением эволюции биосферы является создание головного мозга человека. Водород, прошедший несколько стадий химических превращений, в головном мозгу доокисляется до воды, которая и является единственным «производственным отходом» головного мозга. При этом реализуется 100 % КПД.
Независимо от питания организма головной мозг должен получать питание специально приготовленным недоокисленным водородом, для обеспечения 20 Ваттной мощности, необходимой ему для жизнедеятельности.
Из всех обсуждаемых сегодня теорий происхождения жизни наиболее обоснована теория возникновения жизни в процессе самоорганизации материи под действием физических и химических законов. Считается, что Земля образовалась около 4,5 миллиардов лет тому назад, а простейшие живые организмы на ней около 3,8 миллиардов лет. В 1859 году появилась работа Ч. Дарвина «Происхождение видов», где он попытался обосновать происхождение существовавших тогда видов растений и животных из простых одноклеточных организмов в результате длительного эволюционного процесса.
В 19-м веке равновесная термодинамика не могла объяснить подобное эволюционное развитие. И только с появлением неравновесной термодинамики (Пригожин, Стенгерс, Хакен, Эйген и др.) в 20-м веке удалось согласовать физические законы с эволюционными процессами.
Дарвин дал общую картину воспроизведения и эволюции в живых системах, но не было механизмов воспроизводства и эволюции. Однако влияние идей Дарвина на светскую науку XIX века было столь огромным, что это тормозило развитие альтернативных идей развития. Видимо поэтому основоположником генетики явился австрийский монах Георг Мендель. Выращивая горох разных сортов и следя за числом белых и голубых цветков, после их скрещивания, он заложил основы генетики.
Но только в XX веке удалось понять всю значимость работ Мендаля. Для этого пришлось ввести понятие мутации, т.е. изменения наследственных свойств гена, а значит, и хромосомы, имеющей сотни или даже тысячи генов. (В частности, хромосомы клетки человека имеют не менее 40000 генов). Если это изменение не приводит к гибели клетки, органа и целого организма, а приводит к лучшей приспособляемости организма к изменяющимся условиям окружающей среды, то какая мутация считается полезной, и результаты этого изменения сохраняются в потомстве. Число таких мутаций, как правило, не превышает 3 на 1000. По современным представлениям – это главный принцип эволюции в живой природе, реализуемый на микроуровне.
- Методические рекомендации
- Вводная лекция 1. Иерархия и взаимосвязь естественных наук
- Структура физики
- Наука нового времени
- Контрольные вопросы
- Лекция 2. Структурные уровни, организации материи Происхождение и роль симметрии в природе
- Симметрия и законы сохранения
- Действие фундаментальных физических законов на разных уровнях структурной организации материи, их инвариантность и качественное своеобразие для каждого уровня
- Значение инвариантности как фундамента естествознания. Спонтанное нарушение симметрии
- Лекция 3. Макромир: динамические закономерности (Механика) Основные понятия механики
- Три закона Кеплера и гармония мира
- Развитие классической механики
- Динамические закономерности. Особенности детерминистской картины мира
- Детерминизм и науки об обществе (Становление науки об обществе)
- Лекция 4. Макромир: статистические закономерности
- Термодинамика
- Энтропия
- Обращение времени
- Статистическая физика и термодинамика
- «Тепловая смерть» Вселенной
- Необратимость и механика
- Объяснение необратимости сложных динамических систем
- Статистические закономерности
- Статистические закономерности в общественных науках
- Контрольные вопросы
- Лекция 5. Дискретное и непрерывное Часть и целое
- Структура
- Атомистика и холизм
- Поля и частицы
- Электродинамика
- Электромагнитные волны
- Возникновение и развитие теории электромагнитного поля
- О принципе дополнительности
- Квантовая механика и естественные науки
- Квантовая механика и общественные науки
- Контрольные вопросы
- Лекция 7. Периодическая система химических элементов
- Контрольные вопросы
- Лекция 8. Мегамир: концепции теории относительности Пространство-время
- Теория относительности
- Пространство-время и причинность
- Релятивистская механика
- Расширение Вселенной и шкала космических расстояний
- Космологические парадоксы
- Релятивизм и общественные науки
- Контрольные вопросы
- Лекция 9. Современная астрофизика Космология
- Мир галактик
- Нестационарность Вселенной
- Реликтовое радиоизлучение
- Химический состав вещества и возраст Метагалактики
- Релятивистская теория тяготения и космологические решения Фридмана
- Образование галактик
- Очень ранняя Вселенная
- Элементарные частицы и космология
- Чёрная дыра
- Модели объединения и большой взрыв
- Лекция 10. Значение физики как целостного фундамента естествознания Квазичастичный метод
- Метод объектов – носителей свойств
- Физика как теоретическая основа естествознания
- Биология
- Контрольные вопросы
- Лекция 11. Человек и природа Биологическая химия (процессы происходящие в организме человека)
- Особенности биологического уровня организации материи
- Принципы эволюции и воспроизводства живых систем
- Экология и здоровье
- Биосфера и ноосфера
- Синергетика
- Особенность объектов общественных наук с точки зрения математики
- Контрольные вопросы по дисциплине «концепции современного естествознания»
- Тестирующая система по дисциплине «концепции современного естествознания»
- Литература:
- 1.Основная
- 2.Дополнительная