Рассматриваются основные теоретические обобщения, к которым пришла биологическая наука на пути своего развития от Карла Линнея до настоящего времени. Популярно излагая эти обобщения, автор придал им форму двенадцати законов теоретической биологии

НОВОЕ В ЖИЗНИ, НАУКЕ, ТЕХНИКЕ ПОДПИСНАЯ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ СЕРИЯ БИОЛОГИЯ 1/1990 Издается ежемесячно с 1967 г. Г. Н. Чернов, кандидат биологических наук ЗАКОНЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ БИОЛОГИИ Издательство «Знание» Москва 1990 ББК28.0 449 ЧЕРНОВ Геннадий Николаевич •— кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ВНИИСЭНТИ Минмедпро-ма СССР — исследует развитие биотехнологии за рубежом. К теме настоящей брошюры имеют отношение работы автора «Н. П. Кренке и его теория старения и омоложения» и «Био­технология в рамках системно-исторического подхода». На 2-й стороне обложки рисунки: / — вид Земли из космоса (по мотивам публикации «Greenpeace»); 2 — гнездо ворона. Самец приносит пищу самке, не покидающей насиживаемого зимой яйца (из иллюстраций В. Курдова к сочинениям Ви­талия Бианки); 3 — возрастная кривая (по Н. П. Кренке); 4 — кроманьонец на охоте (по Пьеру Лорану); 5 — схема клонирования клеток (из книги Р. В. Петрова «Иммуноло­гия»); 6 — схема направленной эволюции (по А. Н. Север-иову) Чернов Г. Н. 449 Законы теоретической биологии. — М.: Знание, 1990. — 64 с. — (Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Биология»; № 1). ISBN 5-07-000742-4 15 к. Рассматриваются основные теоретические обобщения, к которым пришла биологическая наука на пути своего развития от Карла Линнея до настоящего времени. Популярно излагая эти обобщения, автор придал им форму двенадцати законов теоретической биологии. 1901000000 ISBN 5-07-000742-4 ББК 28.0 © Чернов Г. Н., 1990 г. Введение Для того, чтобы выяснить и показать, что такое жизнь, мы должны исследовать все формы жизни и изобразить их в их взаим­ной связи. Ф. ЭНГЕЛЬС акон как теоретический компонент нау­ки представляет собой научное обобще­ние, кратко и точно выражающее суще­ственные стороны, отношения и связи ис­следуемых явлений, предметов и систем. В этой брошюре сформулированы за­коны организации и развития живой ма­терии, составляющие основное теорети­ческое содержание общей биологии. Автор отнюдь не претендует на открытие этих законов. Речь идет об их кристаллизации из той суммы выводов и обобщений, к которым пришла наука к настоящему времени. Правиль­нее всего назвать проведенную работу научной кодифи­кацией (приведением в систему) законов теоретической биологии. Важнейшие факты и обобщения, составившие предмет нашего анализа, получены на основе различных экспе­риментальных, описательных и теоретических методой познания живой природы. Поэтому представленная здесь теоретическая биология не результат одних лишь умо­зрений: в ней отражена методологическая система био­логических наук в целом. Однако сама кодификация за­конов представляет чисто теоретическую задачу, решае­мую с помощью системно-исторического анализа. Цель этого анализа, являющегося одной из граней материали­стической диалектики, состоит в том, чтобы выявить ре­альную структуру исследуемой системы (в нашем слу­чае — системы законов), взаимодействие ее элементов и их связь с системой в целом, показать целостность си­стемы, определить этапы, направления, факторы и перс­пективы ее развития. Представленная система законов приближает нас к указанной здесь цели, хотя и остав­ляет много нерешенных вопросов. Составляя систему законов, автор стремился придать ей следующие свойства. 1. Атрибутивность (приданность определенно- му объекту). Система законов теоретической биологин исходя из определения ее предмета должна принадле­жать общей биологии, т. е. носить общебиологический, а не частный или чисто философский характер. Это требо­вание было удовлетворено путем отбора общебиологиче­ских научных концепций, положенных в основу описан­ных законов. 2. Доказательность. В отличие от гипотезы, т. е. предположения, научный закон представляет собой локазанное обобщение. Именно обобщения, доказанные всем ходом развития науки и многократно подтвержден­ные исследованиями различных ученых, вошли в сфор­мулированную здесь систему законов теоретической био­логии. Гипотезы, предположения, сколь важных вопро­сов они ни касались бы, остались за пределами этой сис­темы, не исчерпывающей, таким образом, всей суммы теоретических обобщений в данной области. 3. Лаконичность. Теоретическая биология долж­на быть достаточно компактной; в ней нет места для подробного рассмотрения деталей, которыми столь бо­гаты биологические науки. Для выполнения этого тре­бования автор стремился к краткости, конспективности изложения. 4. Системность. В своей совокупности законы теоретической биологии должны представлять собой це­лостную научную систему, а не набор разрозненных ис­тин. Выполнение этого требования базируется на един­стве биологической формы движения материи — единст­ве, обусловленном общностью происхождения и систем­ной организацией живого. Целостный характер пред­ставленного комплекса законов подтверждается логиче­ской связью между ними. Здесь особенно важно подчер­кнуть фундаментальное значение законов, вошедших в раздел «Биологическая эволюция». Выраженный в них принцип историзма и органической целесообразности входит в мотивировочную часть или подразумевается при изложении, по существу, всех других законов тео­ретической биологии и, следовательно, объединяет их в единое целое. 5. Историчность. Законы науки в ходе ее разви­тия могут изменяться, сохраняя при этом свою самотож­дественность, определяемую сохранением их историчес­кой основы. Поэтому во многих случаях мы вправе ото- ' ждествлять в качестве одного и того же закона теорети­ческие выводы, сделанные в прошлом, с их современ­ной формулировкой, т. е. исходную идею с ее после­дующим развитием. Предлагаемые автором формули­ровки законов и их система в целом в соответствии с принципом историзма не могут претендовать на оконча­тельность. Правомерны и иные варианты построения за­конов теоретической биологии. Однако автор считает, что научная значимость всех изложенных здесь обобще­ний, как бы стары ни были их истоки, столь велика, что вне их построение современной теоретической биологии как целостной системы знаний вряд ли возможно. 6. Номинативность. Чтобы подчеркнуть при­оритет и роль выдающихся ученых в формировании представленных здесь обобщений, чтобы упростить ссыл­ки на эти обобщения, а также в дидактических целях, автор решился присвоить каждому из приведенных здесь законов имена ученых, с которыми эти обобщения связывают. Номинативность, именованность законов способствует их утверждению в науке в этом качестве, и это обстоятельство, естественно, тоже служило аргу­ментом в пользу принятого решения. Основные обобщения теоретической биологии сведе­ны здесь в 12 законов, относящихся к 6 ее областям. Система органического мира ассматривая мир живых организ­мов, населяющих Землю, можно убе­диться, что он представляет собой две иерархические системы: таксономиче­скую и геобиологическую. Изучение органического мира как таксономической системы — задача биологической систематики, опираю­щейся на всестороннее познание орга­низмов и систематических групп (таксонов). Представ-ление этой системы в историческом, эволюционном пла­не (а именно при этом она и может быть вполне поня­та) требует, чтобы систематика использовала данные палеонтологии, эмбриологии, эволюционной морфологии и физиологии. Наиболее общие теоретические выводи этой группы биологических наук представлены здесь в законе единства и многообразия жизни, или законе Сент-Илера. Исследование органического мира как геобиологиче­ской системы — задача наук геобиологического комп­лекса, в который входят биогеография, биологическое почвоведение, гидробиология, биогеоценология, биогео­химия. Обобщение основных выводов этих наук содер­жится в законе глобальности жизни, или первом законе Вернадского. Указанные две иерархические системы (таксономиче­ская и геобиологическая) так или иначе взаимосвязаны на многих уровнях и смыкаются на уровне видовых по­пуляций. Этот уровень организации живого принадле­жит как к той, так и к другой из указанных систем. По­этому объединение двух названных законов в общие рамки отражает реальные взаимосвязи, анализ которых может составить содержание специальных исследований. После этих кратких замечаний мы переходим непо­средственно к рассмотрению законов, составляющих ос­новное содержание данного раздела. Рассмотрение каж­дого закона начинается с его тезисной формулировки, после чего будут приведены необходимые разъяснения и комментарии. Этот порядок изложения принят и в по­следующих разделах. Закон единства и многообразия жизни, или закон Сент-Илера 1. Жизнь на Земле представлена огромным мно­гообразием органических форм различной степени сложности — от вирусов до человека. Все это мно­гообразие формирует естественную таксономичес­кую систему, состоящую из иерархических групп — таксонов различного ранга. 2. Единство органических форм проявляется и пределах каждой таксономической группы любого ранга и живого мира в целом соответствующими чертами сходства их организации. 3. Сходство строения и функций разных органи­ческих форм обусловлено общностью их происхож­дения (гомология), параллелизмом адаптивном ("приспособительной) эволюции в сходных условиях среды (аналогия), а также действием номогенети-ческого (греч. «номос» — закон) компонента эво­люции (помология), определяющего закономерный характер распространения среди живых форм при­знаков, не связанных с адаптациями и с единством происхождения. Соотношение этих факторов в раз­ных конкретных случаях сходства может быть раз­личным, вплоть до нулевого значения того или ино­го из них. 4. В многообразии органических форм отража­ется историческая последовательность их возникно­вения и развития от простого к сложному, многооб­разие условий эволюции, ее дивергентный (расхо­дящийся) и адаптивный (приспособительный) ха­рактер, разнонаправленность мутационного процес­са. Отдельное растение рассматривается в систематике как принадлежащее к ряду таксонов последовательна соподчиненных рангов, среди которых основной — вид. Главные ранги ботанических таксонов в восходящем пи-рядке следующие: вид, род, семейство, порядок, класс, отдел, царство. Внутри вида могут быть выделены геог­рафические подвиды, морфологические разновидности, экотипы, у культурных растений — сорта и т. п. В от­дельных случаях вводятся промежуточные таксоны, та­кие, например, как надсемейство, подкласс и т. п. Ана­логичным образом строится классификация животных, в которой отделу соответствует тип, порядку— отряд, а сорту — порода. Иерархический принцип построения систем растений и животных последовательно применил Линней. Важ­ным этапом в дальнейшем развитии систематики было со­здание теории типов, благодаря которой в науку был введен этот таксон высокого ранга. Представление о ти­пе и единстве строения животных в пределах этого так­сона было выдвинуто Кювье, использовавшим собствен­ные наблюдения и результаты исследований Сент-Иле­ра. Эмбриологическое обоснование представлений о ти­пе принадлежит К- М. Бэру. Заслуга Этьена Жоффруа Сент-Илера (1772—1844) состоит в том, что он первым выступил против установления метафизических перего­родок между типами и с эволюционных позиций подо­шел к пониманию единства и многообразия органичес­ких форм. Конкретные фактические данные о единстве и много­образии органического мира в пределах царств живой природы содержатся в курсах ботаники, зоологии, иик- робиологии и вирусологии. Здесь же мы коснемся толь­ко систематики самих этих высших таксонов, т. е. царств живой природы, поскольку этот вопрос относится непо­средственно к общей биологии и обычно остается в тени. Автор этих строк считает, что классификация биоло­гических царств должна опираться на структурно-мор­фологические критерии, и различает в связи с этим сле­дующие основные формы организации живой материи: 1) ацеллюлярную, 2) квазицеллюлярную, 3) протоцел-люлярную, 4) моноцеллюлярную, 5) полицеллюлярную (целлюла — клетка). Ацеллюлярная (неклеточная) организация ха­рактерна для вирусов, их гипотетических аналогов, оби­тавших в первичном бульоне, а также коацерватных белковых капель, постулированных А. И. Опариным в его теории происхождения жизни. Эта смешанная груп­па биологических объектов составляет царство прото-бнонтов. Квазицеллюлярная (как бы клеточная) орга­низация характерна для микоплазм — мельчайших бак­терий, не имеющих оболочки. Подобная группа организ­мов могла возникнуть от различных протобионтов, об­разовавших в результате прогрессивной эволюции пере­ходное царство археобионтов. Естественную модель, а возможно, и реликт археобионтов представляет класс микоплазм. Протоцеллюлярная (первичноклеточная) орга­низация присуща настоящим бактериям и характерна также для архебактерий и цианобактерий (синезеленых водорослей). Она возникла на основе археобионтов в ре­зультате образования у некоторых из них клеточной обо­лочки и увеличения размера клетки. Эта группа образу­ет царство протокариотов, или бактерий. Надцарство эукариотов, характеризующееся м о н о-н полицеллюлярной (одно- и многоклеточной) ор­ганизацией, возникло в результате симбиотической эво­люции различных представителей протокариотов, кото­рая привела к образованию царства зоофитоидов, вклю­чающего низших эукариотов. Царства высших рас­тений и многоклеточных животных произошли от его различных подцарств. Таким образом, предлагаемая нами гипотетическая схема охватывает все известные в науке формы органи­зации живой материи, связанные филогенетическим род- 8 ством и представляющие единую систему последователь­ного усложнения структурно-морфологической организа­ции биологических объектов. Подробнее этот вопрос рас­смотрен в последнем разделе брошюры. Существенным проявлением закона единства и мно­гообразия жизни следует считать некоторые особенности индивидуального развития организмов. Прежде всего такие, как сходство зародышей у представителей отда­ленных систематических групп и явление рекапитуля­ции, т. е. повторение в онтогенезе черт организации да­леких предков. Проявления сходства организации жи­вых форм, основанного на гомологии и аналогии, т. е. на единстве происхождения и на адаптивной эволюции в сходных условиях среды, детально исследованы на раз­личных представителях животного и растительного царств. Параллелизм изменчивости был установлен в законе гомологических рядов Н. И. Вавиловым. Например, у разных видов пшеницы отмечаются такие сходные при­знаки, как наличие и отсутствие остей в колосе, его опу-щенность или неопущенность, белая и красная окраска зерна и т. п. В этих чертах сходства видов проявляется гомология их генетического аппарата. Гомология в так­сонах высокого уровня наблюдается, например, в сход­ных чертах расположения, строения и эмбрионального развития конечностей у животных различных классов позвоночных, в сходстве закладки и дифференциации зародышевых листков у животных различных типов. Наглядный пример аналогии и аналогичной измен­чивости — черты внешнего сходства китообразных с ры­бами, возникшего вследствие эволюции тех и других в водной среде. В данном случае сходство обусловлено именно адаптацией, а не единством происхождения. Сходство в изменении зубного аппарата в процессе эво­люции парно- и непарнокопытных, исследованное В. О. Ковалевским, опирается одновременно на гомологию н аналогию. Что же касаетс^ помологии, помологической измен­чивости, или номогенетического компонента эволюции, то это явление нередко отрицается. Нам представляется, однако, что многие таксономические признаки, особенно в низших царствах живой природы, обусловлены явле­ниями помологии, т. е. не связаны ни с единством проис- 9 хождения, ни с адаптациями. К примерам помологии, по-видимому, следует отнести и такую фундаментальную особенность живого, как универсальность кода генетиче­ской информации. Заканчивая на этом рассмотрение закона Сент-Иле-ра, отметим, что по сравнению с исходной идеей совре­менное содержание этого закона отличается более яс­ным истолкованием факторов, определивших единство и многообразие жизни. Анализом этих факторов зани­мается эволюционное учение. В этом выражается нераз­рывная связь закона Сент-Илера с законами биологи­ческой эволюции.

Похожие:

	Анатомия опорно-двигательного аппарата; основные вопросы нормальной... Знание – понимание, сохранение в памяти и умение воспроизводить основные понятия, факты науки и вытекающие из них теоретические обобщения...		3. критерии, этапы и задачи изучения и обобщения передового педагогического опыта ...
	Урок-практикум «Работа над сжатым изложением. Выделение главной информации в тексте» Научить сокращать текст разными способами (исключения, обобщения или сочетания исключения и обобщения)		Урок обобщения и систематизация знаний "Бессоюзные сложные предложения" Тип: вариативный урок обобщения и систематизации знаний на основе модульной технологии
	Конспект урока по математике тема урока: Измерение времени. Час Цель урока: на основе обобщения личного опыта детей, использование компьютерной презентации познакомиться с единицами времени и их...		Теоретические вопросы Контурная карта Образовательные: Создание условий для обобщения и закрепления изученного материала по теме, отработки полученных умений записывать...
	Конспект урока на тему «Единицы времени. Час. Минута.». Горшкова... Цель урока: на основе обобщения личного опыта детей, использование компьютерной презентации познакомиться с единицами времени и их...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Действительные причастия настоящего времени. Гласные в суффиксах действительных причастий настоящего времени
	Урок №30 Русский язык 7 класс Тема: Страдательные причастия настоящего времени Сначала записать предложения с действительными причас­тиями настоящего времени, затем с действительными причастия­ми прошедшего времени....		Приозерский политехнический колледж Разработка рефератов преследует цель углубить, систематизировать и закрепить теоретические знания студентов, а также привить навыки...
	Урок обобщения изученного по теме «Лексика» Повторить основные понятия лексики: однозначные и многозначные слова; синонимы и антонимы, омонимы		Рекомендации по реферативной работе студентов рефераты в учебном заведении Разработка рефератов преследует цель углубить, систематизировать и закрепить теоретические знания студентов, а также привить навыки...
	Маралихинская специальная (коррекционная) общеобразовательная школа-интернат... Урок обобщения и повторения разработан в соответствии Рабочей программой по обществознанию, составленной учителем на основе Программой...		Тест №1 Наука это Вы держите в руках справочное издание для тех, кто стоит перед выбором направления своего жизненного пути, профессиональной судьбы...
	Программа элективного курса по биологии Знакомство с историей науки позволило не только обогатить знания учащихся по биологии, и, в частности, медицины, но и показать, что...		Урок обобщения по теме: «Право в нашей жизни» Урок – обобщения по теме: «Право в нашей жизни». Для учащихся 11 «А» профильного класса