Читать онлайн «Концепции современного естествознания. Шпаргалки». Страница 22

Главной целью управления в самоорганизованной системе является процесс жизнедеятельности, который можно разбить на три уровня (по решаемым целям): 1) выживание; 2) поддержание гомеостазиса; 3) долгая сытая жизнь.

Эволюцией называется процесс длительных и постепенных изменений, которые приводят к качественным изменениям, завершающимся образованием новых систем, структур и видов. Идеи о постепенном развитии живых организмов известны с античности, но до XIX в. главенствовало мнение, что живые системы не развиваются, а сразу появились в завершенном виде. Это мнение было основано на религиозных доктринах, предполагавших сотворение живого мира и человека Богом в законченном и не подлежащем переделке виде.

Первую теорию эволюции предложил Ламарк, который отверг идею постоянства видов и разделил все живое по «градациям», то есть по изменениям от низших существ к высшим; эта идея легла в основу его классификации живого мира, известной как лестница Ламарка . Причиной усложнения живых организмов Ламарк считал стремление к совершенству, а главным фактором – влияние окружающей среды.

Следующий шаг был сделан Чарльзом Дарвином. Основные принципы эволюционного учения Дарвина можно свести к следующим положениям:

1. Каждый вид способен к неограниченному размножению.

2. Ограниченность жизненных ресурсов препятствует реализации потенциальной возможности размножения, поэтому большая часть особей гибнет в борьбе за существование и не оставляет потомства.

3. Гибель или успех в борьбе за существование носят избирательный характер: выживают и оставляют потомство те особи, которые лучше приспособлены, то есть в природе происходит естественный отбор.

4. Под действием естественного отбора группы особей одного вида из поколения в поколение накапливают приспособительные признаки, в результате чего приобретают существенные отличия и превращаются в новые виды.

Теория хорошо объясняла видовое разнообразие природы и существование близкородственных видов живых существ. Впервые в научном мире Дарвин определил место человека среди живых существ, отнеся человека к высокоорганизованным приматам. Именно этот пункт учения Дарвина вызвал ожесточенные споры, расколов общество на эволюционистов и креационистов. Передовые ученые и общественность способствовали распространению эволюционной теории Дарвина, защищали ее от нападок.

Одновременно с Дарвином аналогичную теорию независимо выдвинул американский ученый А. Р. Уоллес.

В XX в. теория Дарвина была дополнена последними научными изысканиями и расширена. В нее вошли данные генетики, палеонтологии, молекулярной биологии, экологии, этологии, сравнительной эмбриологии, морфологии, биогеографии, систематики, селекции растений и животных. В науку она вошла как неодарвинизм, или синтетическая теория эволюции . Синтетическая теория эволюции выделяет популяцию как элементарную структуру, с которой начинается эволюция, и генотип популяции (устойчивое изменение) как элементарное явление, лежащее в основе процесса эволюции; более широко и глубоко рассматривает факторы и движущие силы эволюции; разделяет эволюцию на микроэволюцию и макроэволюцию.

Под микроэволюцией понимается совокупность эволюционных изменений, которые происходят в генофондах популяций за сравнительно небольшой период времени и приводят к образованию новых видов, под макроэволюцией – эволюционные преобразования, приводящие к возникновению надвидовых форм организации живого за длительный исторический период.

Синтетическая теория эволюции рассматривает взаимодействия «сверху – вниз»: от биосферы к экосистеме, от экосистемы к сообществам, от сообществ к организмам и т. д., что позволяет выделить первичные связи, которые традиционный взгляд «снизу – вверх» воспринимает как случайные и незначительные.

Синтетическая теория опирается на неравновесную термодинамику (в частности, на теорию Пригожина, главное положение которой гласит, что в открытых неравновесных системах стационарное состояние соответствует минимальному производству энтропии) и рассматривает процесс эволюции как связанный с процессом накопления свободной энергии и уменьшением энтропии. По этой теории каждый уровень порядка рождает новый, более высокий уровень в органическом мире, поэтому биологическое разнообразие организмов проявляется на молекулярно-кинетическом, популяционном, видовом и биоценотических уровнях.

Эволюция рассматривается как самоорганизация, поиск структурами максимального состояния в меняющихся условиях, то есть как постоянная борьба порядка и хаоса, системного и бессистемного, структурного и бесструктурного. В ходе самоорганизации возникают отклонения (флуктуации), которые приводят к системным изменениям, закрепляются и становятся материалом для дальнейшей эволюции.

Современные исследования, проведенные в рамках генетики, палеонтологии, молекулярной биологии, экологии, этологии, сравнительной эмбриологии, морфологии, биогеографии, систематики, селекции растений и животных и других наук, позволили сформулировать следующие основные законы эволюции .

1. В разные периоды времени скорость эволюции неодинакова, наибольшую длительность она имела в начальные периоды формирования жизни на планете Земля, когда требовались миллионы лет на появление нового качественного признака, но со времени появления млекопитающих эволюция характеризуется тенденцией ускорения и в настоящее время протекает быстро, за короткое время породив множество новых форм живых существ, а также приведя к вымиранию многочисленные старые виды.

2. Эволюция различных организмов происходит с разной скоростью, скорость зависит не только от вида живого существа (более простые быстрее эволюционируют), но также от совокупности внешних факторов (например, угроза вымирания).

3. Новые виды образуются не из наиболее высокоразвитых и специализированных форм, а из относительно простых, неспециализированных форм.

4. Эволюция может быть регрессивной, то есть она не всегда идет от простого к сложному, но и от сложной формы к нескольким более простым, это характерно для низших видов живых существ, например, бактерий, которые сохранились только благодаря упрощению своей организации.

5. Эволюция затрагивает не конкретные живые существа, а целые популяции, и происходит в результате мутаций, естественного отбора и дрейфа генов.

К основным факторам эволюции относятся: 1) мутация (изменения наследственных свойств организмов, возникающих естественным путем или вызываемых искусственно); 2) популяционные волны, определяющие количественные флуктуации численности популяции, области ее обитания (ареала); 3) обособленность группы организмов; 4) частота смены поколений в популяции; 5) темпы и характер мутационных процессов и др. Воздействие факторов обусловлено их совокупностью для данной популяции.

Теория коэволюции появилась как реакция на теорию дарвинизма, основным положением которой было признание естественного отбора ведущей силой эволюции. Теорию коэволюции выдвинул русский анархист Кропоткин, положив в основу не борьбу за существование и выживание наиболее сильных особей, а идею взаимопомощи как более важного фактора эволюции, нежели борьба. По этой теории изменения происходят не беспорядочно и случайно, а по законам развития существующих форм (у Дарвина изменения происходят во всех направлениях и случайно, но неудачные изменения не переходят из поколения в поколение).

Теория коэволюции получила второе дыхание под влиянием экологических исследований, когда заговорили об экологическом равновесии в живой природе. Опираясь на полученные биологией новые факты, она смогла правдоподобно объяснить возникновение полов как фактора, способствующего большей стабильности, эволюцию в системе «хищник – жертва», требующей постоянного совершенствования качеств каждого живого существа в ней, эволюцию в системе «паразит – хозяин», требующей удивительной равновесности в отношениях.

В результате коэволюции происходит оттачивание и совершенствование существующих экосистем, которые приобретают большее разнообразие (совершенствуется хищник – совершенствуется жертва; совершенствуется паразит, кормящий своего хозяина – совершенствуется сам хозяин, делясь питанием с паразитом и т. п.). Главное в коэволюции – создание такой стабильности, когда один вид не может быть уничтожен другим, или когда один вид должен вырабатывать признаки, полезные для другого вида, и оба они входят в сотрудничество, чтобы развиваться дальше. С точки зрения коэволюции объясняются факты альтруизма у животных, общественное поведение, взаимопомощь в трудных ситуациях.