علم سازمان ژنتیکی مولکولی. سطح ژنتیکی مولکولی - سخنرانی هایی درباره مفاهیم علوم طبیعی مدرن

چنین سطوحی از سازماندهی ماده زنده وجود دارد - سطح سازمان بیولوژیکی: مولکولی ، سلولی ، بافتی ، اندامی ، ارگانیسم ، خاص جمعیت و اکوسیستم.

سطح مولکولی سازمان- این سطح عملکرد کلان مولکولهای بیولوژیکی است - بیوپلیمرها: اسیدهای نوکلئیک ، پروتئین ها ، پلی ساکاریدها ، لیپیدها ، استروئیدها. از این سطح ، مهمترین فرایندهای زندگی آغاز می شود: متابولیسم ، تبدیل انرژی ، انتقال اطلاعات ارثی... این سطح توسط: بیوشیمی ، ژنتیک مولکولی ، زیست شناسی مولکولی ، ژنتیک ، بیوفیزیک بررسی می شود.

سطح سلول- این سطح سلولها است (سلولهای باکتری ، سیانوباکتریوم ، حیوانات و سلولهای تک سلولی ، قارچهای یک سلول ، سلولهای موجودات چند سلولی). سلول یک واحد ساختاری موجودات زنده است ، یک واحد عملکردی ، یک واحد رشد است. این سطح توسط سیتولوژی ، سیتوشیمی ، سیتوژنتیک ، میکروبیولوژی بررسی می شود.

سطح سازمان بافت- این سطحی است که در آن ساختار و عملکرد بافت ها مورد مطالعه قرار می گیرد. این سطح توسط بافت شناسی و هیستوشیمی بررسی می شود.

سطح ارگان سازمان- این سطح اندام های موجودات چند سلولی است. این سطح توسط آناتومی ، فیزیولوژی ، جنین شناسی بررسی می شود.

سطح سازمانی سازمان- این سطح موجودات تک سلولی ، استعماری و چند سلولی است. ویژگی سطح ارگانیسم این است که در این سطح ، رمزگشایی و پیاده سازی اطلاعات ژنتیکی ، شکل گیری ویژگی های ذاتی افراد این گونه صورت می گیرد. این سطح توسط مورفولوژی (آناتومی و جنین شناسی) ، فیزیولوژی ، ژنتیک ، دیرین شناسی بررسی می شود.

سطح خاص جمعیتسطح جمع افراد است - جمعیتو گونه ها... این سطح توسط سیستماتیک ، طبقه بندی ، اکولوژی ، زیست جغرافیایی ، ژنتیک جمعیت... در این سطح ، ژنتیکی و ویژگیهای اکولوژیکی جمعیتها، ابتدایی عوامل تکاملیو تأثیر آنها بر روی استخر ژن (تکامل خرد) ، مسئله حفاظت از گونه ها.

سطح اکوسیستم سازمانسطح سیستم های خرد ، سیستم های میکرو ، سیستم های کلان است. در این سطح ، انواع تغذیه ، انواع روابط موجودات و جمعیت در اکوسیستم مورد بررسی قرار می گیرد ، میزان جمعیت، پویایی جمعیت ، تراکم جمعیت ، بهره وری اکوسیستم ، جانشینی. این سطح توسط بوم شناسی بررسی می شود.

همچنین وجود دارد سطح سازمان زیست کرهماده زنده زیست کره یک اکوسیستم غول پیکر است که بخشی از پوسته جغرافیایی زمین را اشغال می کند. این یک اکوسیستم بزرگ است. در زیست کره ، چرخه ای از مواد و عناصر شیمیایی و همچنین تبدیل انرژی خورشیدی وجود دارد.

2. خصوصیات اساسی ماده زنده

متابولیسم (متابولیسم)

متابولیسم (متابولیسم) مجموعه ای از تحولات شیمیایی است که در سیستم های زنده اتفاق می افتد و فعالیت حیاتی ، رشد ، تولید مثل ، رشد ، حفظ خود ، تماس مداوم با محیط ، توانایی سازگاری با آن و تغییرات آن را تضمین می کند. در روند متابولیسم ، تجزیه و سنتز مولکولهای تشکیل دهنده سلولها اتفاق می افتد. تشکیل ، تخریب و تجدید ساختارهای سلولی و ماده بین سلولی. متابولیسم بر اساس فرآیندهای همسان سازی (آنابولیسم) و تسریع (کاتابولیسم) به هم مرتبط است. جذب - فرآیندهای سنتز مولکول های پیچیده از ساده با صرف انرژی ذخیره شده در جریان جذب (و همچنین انباشت انرژی هنگام رسوب مواد سنتز شده به منبع). عدم جذب - فرآیندهای تقسیم (بی هوازی یا هوازی) ترکیبات آلی پیچیده ، همراه با آزادسازی انرژی لازم برای اجرای عملکردهای حیاتی بدن. برخلاف اجسام با طبیعت بی جان ، مبادله با محیط برای موجودات زنده شرط وجود آنهاست. در این حالت ، نوسازی خود اتفاق می افتد. فرآیندهای متابولیکی که در داخل بدن اتفاق می افتند در اثر آبشارهای متابولیکی و چرخه های مختلف توسط واکنش های شیمیایی که بصورت دقیق در زمان و مکان مرتب می شوند ، ترکیب می شوند. دوره هماهنگ تعداد زیادی از واکنشها در حجم کمی از طریق توزیع منظم پیوندهای متابولیکی منفرد در سلول (اصل تقسیم بندی) حاصل می شود. فرآیندهای متابولیک توسط بیوکاتالیست ها - آنزیم های پروتئین خاص - تنظیم می شوند. هر آنزیم خاصیت بستر دارد تا تبدیل فقط یک لایه را کاتالیز کند. این ویژگی بر اساس نوعی "شناخت" بستر توسط آنزیم است. تجزیه و تحلیل آنزیمی از غیر بیولوژیکی به شدت متفاوت است بازدهی بالا، در نتیجه آن سرعت واکنش مربوطه 1010 - 1013 برابر افزایش می یابد. هر مولکول آنزیم قادر به انجام چندین هزار تا چند میلیون عملیات در دقیقه است ، بدون اینکه در روند شرکت در واکنش ها تخریب شود. تفاوت مشخص دیگر آنزیم ها با کاتالیزورهای غیر بیولوژیکی این است که آنزیم ها در شرایط عادی (فشار اتمسفر ، دمای بدن و ...) قادر به تسریع واکنش ها هستند. تمام موجودات زنده را می توان به دو گروه تقسیم کرد - اتوتروف و هتروتروف که از نظر منابع انرژی و مواد لازم برای فعالیت حیاتی آنها متفاوت است. اتوتروف ها موجوداتی هستند که با استفاده از انرژی نور خورشید (فتوسنتز - گیاهان سبز ، جلبک ها ، برخی از باکتری ها) و یا انرژی حاصل از اکسیداسیون یک لایه غیر آلی (شیمی سنتتیک - گوگرد ، باکتری های آهن و برخی دیگر) ، ترکیبات آلی را از مواد معدنی سنتز می کنند. قادر به سنتز تمام اجزای سلول هستند. نقش اتوتروفهای فتوسنتز در طبیعت تعیین کننده است - آنها تولید کننده اصلی مواد آلی در زیست کره هستند ، آنها وجود سایر موجودات زنده و دوره چرخه های بیوشیمیایی را در گردش مواد روی زمین تضمین می کنند. هتروتروف ها (همه حیوانات ، قارچ ها ، اکثر باکتری ها ، برخی گیاهان فاقد کلروفیل) ارگانیسم هایی هستند که نیاز به آماده دارند مواد آلیآه ، که به عنوان غذا عمل می کند ، هم به عنوان منبع انرژی و هم به عنوان "مصالح ساختمانی" ضروری عمل می کند. از ویژگی های مشخص هتروتروف ها وجود آمفیبولیسم در آنها است ، به عنوان مثال روند تشکیل مولکولهای آلی کوچک (مونومرها) که در طی هضم غذا تشکیل شده اند (روند تخریب بسترهای پیچیده). از این مولکول ها - مونومرها برای جمع آوری ترکیبات آلی پیچیده خود استفاده می شوند.

تولید مثل خود (تولید مثل)

توانایی تولید مثل (تولید مثل نوع خود ، تولید مثل خود) از ویژگی های اساسی موجودات زنده است. تولید مثل به منظور اطمینان از تداوم وجود گونه ها ضروری است ، زیرا طول عمر یک ارگانیسم محدود است. تولید مثل بیش از آنکه خسارات ناشی از انقراض طبیعی افراد را جبران کند ، و در نتیجه باعث حفظ گونه ها در تعدادی از نسل های افراد می شود. در روند تکامل موجودات زنده ، تکامل روش های تولید مثل صورت گرفت. بنابراین ، در گونه های موجود و متنوع موجودات زنده موجود ، اشکال مختلف تولید مثل پیدا می کنیم. بسیاری از انواع ارگانیسم ها چندین روش تولید مثل را ترکیب می کنند. تشخیص دو نوع اساساً متفاوت از تولید مثل موجودات زنده - غیرجنسی (تولید مثل اولیه و قدیمی تر) و جنسی لازم است. در روند تولید مثل غیرجنسی ، فرد جدیدی از یک یا گروهی از سلول ها (در ارگانیسم های چند سلولی) بدن مادر تشکیل می شود. در همه اشکال تولید مثل غیرجنسی ، فرزندان دارای یک ژنوتیپ (مجموعه ای از ژن ها) یکسان با مادر هستند. در نتیجه ، همه فرزندان یک ارگانیسم مادر از نظر ژنتیکی همگن هستند و افراد دختر دارای صفات یکسانی هستند. در طی تولید مثل جنسی ، یک فرد جدید از یک ارقام ایجاد شده در اثر همجوشی دو سلول جوانه زاینده خاص (فرآیند لقاح) تولید شده توسط دو ارگانیسم والدین ایجاد می شود. هسته موجود در زایگوت شامل مجموعه ای ترکیبی از کروموزوم ها است که در نتیجه ترکیب مجموعه ای از کروموزوم های هسته های گامت ادغام شده تشکیل شده است. بنابراین ، در هسته ژگوت ، ترکیبی جدید از تمایلات ارثی (ژن ها) ، که به طور مساوی توسط هر دو والدین معرفی شده ، ایجاد می شود. و ارگانیسم دختری که از زایگوت رشد می کند ترکیبی جدید از صفات خواهد داشت. به عبارت دیگر ، در طی تولید مثل جنسی ، یک شکل ترکیبی از تنوع ارثی موجودات رخ می دهد ، که سازگاری گونه ها را با تغییر شرایط محیطی تضمین می کند و یک عامل اساسی در تکامل است. این مزیت قابل توجه تولید مثل جنسی نسبت به تولید مثل غیرجنسی است. توانایی تولید موجودات زنده بر اساس خاصیت منحصر به فرد اسیدهای نوکلئیک برای تولید مثل و پدیده سنتز ماتریس است که زمینه ساز تشکیل مولکول ها و پروتئین های اسید نوکلئیک است. تولید مثل خود در سطح مولکولی هم تعیین میزان متابولیسم در سلول ها و هم تولید مثل خود سلول ها را تعیین می کند. تقسیم سلولی (تولید مثل خود سلول ها) زمینه ساز رشد فردی موجودات چند سلولی و تولید مثل همه موجودات است. تولید مثل موجودات زنده از تولید مثل خود همه گونه های ساکن زمین اطمینان حاصل می کند ، که به نوبه خود وجود بیوژئوسنوزها و زیست کره را تعیین می کند.

وراثت و تنوع

وراثت تداوم مادی (جریان اطلاعات ژنتیکی) بین نسل موجودات را فراهم می کند. این رابطه نزدیک به تولید مثل در سطح مولکولی ، زیر سلول و سلول دارد. اطلاعات ژنتیکی که تنوع صفات ارثی را تعیین می کند ، در ساختار مولکولی DNA (در برخی ویروسها ، در RNA) رمزگذاری می شود. ژن ها اطلاعات مربوط به ساختار پروتئین های سنتز شده ، آنزیمی و ساختاری را رمزگذاری می کنند. کد ژنتیکی سیستمی برای "ثبت" اطلاعات مربوط به توالی اسیدهای آمینه در پروتئین های سنتز شده با استفاده از توالی نوکلئوتیدها در مولکول DNA است. به مجموعه تمام ژن های موجود زنده ژنوتیپ و به مجموعه صفات فنوتیپ گفته می شود. فنوتیپ به ژنوتیپ و عوامل داخلی و هم بستگی دارد محیط خارجی که بر فعالیت ژن ها تأثیر می گذارد و فرآیندهای منظم را تعیین می کند. ذخیره و انتقال اطلاعات ارثی در همه ارگانیسم ها با کمک اسیدهای نوکلئیک انجام می شود ، کد ژنتیکی برای همه موجودات زنده روی زمین یکسان است ، یعنی همه کاره است به لطف وراثت ، صفاتی از نسلی به نسل دیگر منتقل می شود که سازگاری موجودات را با محل زندگی آنها تضمین می کند. اگر در طی تولید مثل موجودات زنده تنها تداوم علائم و خواص موجود آشکار شود ، پس در برابر تغییر شرایط محیط خارجی ، وجود ارگانیسم ها غیرممکن است ، زیرا شرایط لازم برای زندگی موجودات سازگاری آنها با شرایط محیطی. تنوع در تنوع موجودات متعلق به یک گونه آشکار می شود. تنوع را می توان در ارگانیسم های منفرد در طی تکامل فردی یا در گروهی از ارگانیسم ها در یک سری نسل در طول تولید مثل ، تحقق بخشید. دو شکل اصلی تغییر وجود دارد که از نظر مکانیسم های وقوع ، ماهیت تغییرات صفات و سرانجام ، اهمیت آنها برای وجود ارگانیسم های زنده متفاوت است - ژنوتیپ (ارثی) و اصلاح (غیر ارثی). تنوع ژنوتیپی با تغییر در ژنوتیپ همراه است و منجر به تغییر در فنوتیپ می شود. تنوع ژنوتیپی می تواند براساس جهش ها (تنوع جهشی) یا ترکیبات جدیدی از ژن ها باشد که در حین لقاح هنگام تولید مثل جنسی بوجود می آیند. در شکل جهش ، تغییرات در درجه اول با اشتباهات در تکثیر اسیدهای نوکلئیک همراه است. بنابراین ، ظهور ژن های جدیدی که اطلاعات ژنتیکی جدیدی را حمل می کنند ، رخ می دهد. علائم جدید ظاهر می شود و اگر صفات تازه ظهور یافته در شرایط خاص برای بدن مفید باشد ، پس با انتخاب طبیعی "جمع شده" و "ثابت" می شوند. بنابراین ، سازگاری ارگانیسم ها با شرایط محیطی ، تنوع موجودات بر اساس تنوع ارثی (ژنوتیپی) بنا شده و پیش نیازهای تکامل مثبت ایجاد می شود. با تغییر غیر ارثی (اصلاح) ، تغییرات در فنوتیپ تحت تأثیر عوامل محیطی رخ می دهد و با تغییر ژنوتیپ ارتباطی ندارد. اصلاحات (تغییر صفات با تغییرپذیری تغییر) در محدوده طبیعی واکنش رخ می دهد ، که تحت کنترل ژنوتیپ است. اصلاحات به نسل های بعدی منتقل نمی شود. اهمیت تغییر پذیری اصلاح در این واقعیت نهفته است که سازگاری ارگانیسم را با عوامل محیطی در طول زندگی تضمین می کند.

رشد فردی موجودات

تمام ارگانیسم های زنده با فرایند تکامل فردی - انتوژنز مشخص می شوند. به طور سنتی ، استحصال به عنوان فرایند تکامل یک ارگانیسم چند سلولی (که در نتیجه تولید مثل جنسی تشکیل شده است) از لحظه شکل گیری زایگوت تا مرگ طبیعی یک فرد درک می شود. به دلیل تقسیم zygote و نسل های بعدی سلول ها ، ارگانیسم چند سلولی تشکیل شده است ، متشکل از تعداد زیادی از انواع مختلف سلول ها ، بافت ها و اندام های مختلف. توسعه یک ارگانیسم بر اساس "برنامه ژنتیکی" (جاسازی شده در ژن های کروموزوم زایگوت) است و تحت شرایط خاص محیطی انجام می شود ، که به طور قابل توجهی بر روند تحقق اطلاعات ژنتیکی در طول وجود فردی یک شخصی. در مراحل اولیه رشد فردی ، رشد فشرده (افزایش جرم و اندازه) به دلیل تولید مثل مولکول ها ، سلول ها و سایر ساختارها و تمایز ، یعنی ظاهر تفاوت در ساختار و پیچیدگی عملکردها. در تمام مراحل انتوژنز ، عوامل مختلف محیطی (دما ، گرانش ، فشار ، ترکیب مواد غذایی از نظر محتوای عناصر شیمیایی و ویتامین ها ، عوامل مختلف فیزیکی و شیمیایی) تأثیر نظارتی قابل توجهی بر رشد ارگانیسم دارند. مطالعه نقش این عوامل در روند رشد فردی حیوانات و انسان ها ، از آنجائیکه اثرات انسانی بر طبیعت شدت می یابد ، از اهمیت عملی زیادی برخوردار است. در زمینه های مختلف زیست شناسی ، پزشکی ، دامپزشکی و سایر علوم ، تحقیق برای بررسی روند رشد طبیعی و پاتولوژیک ارگانیسم ها ، برای روشن شدن الگوهای آنتوژنز در حال انجام است.

تحریک پذیری

خاصیت جدایی ناپذیر ارگانیسم ها و همه سیستم های زنده ، تحریک پذیری است - توانایی درک محرک های بیرونی یا داخلی (تأثیرات) و پاسخ کافی به آنها. در ارگانیسم ها ، تحریک پذیری همراه با تغییراتی است که در تغییر در متابولیسم ، پتانسیل الکتریکی روی غشای سلول ، پارامترهای فیزیکوشیمیایی در سیتوپلاسم سلول ها ، در واکنش های حرکتی بیان می شود و حیوانات بسیار سازمان یافته با تغییر در رفتار آنها مشخص می شوند.

4. دگم مرکزی زیست شناسی مولکولی یک قانون تعمیم دهنده برای اجرای اطلاعات ژنتیکی مشاهده شده در طبیعت است: اطلاعات از منتقل می شوند اسیدهای نوکلئیکبه سنجاباما نه در جهت مخالف قانون تدوین شد فرانسیس کریککه در 1958 سال و مطابق با داده های جمع شده در آن زمان در 1970 سال انتقال اطلاعات ژنتیکی از DNAبه RNAو از RNA به سنجاببرای همه ارگانیسم های سلولی جهانی است ، بدون استثنا ، اساس بیوسنتز ماکرومولکول ها است. همانند سازی ژنوم مربوط به انتقال اطلاعات DNA → DNA است. در طبیعت ، انتقال RNA → RNA و RNA → DNA (به عنوان مثال ، در برخی ویروس ها) ، و همچنین یک تغییر وجود دارد. مطابقتپروتئین ها ، از مولکول به مولکول منتقل می شود.

روشهای جهانی انتقال اطلاعات بیولوژیکی

در موجودات زنده سه نوع ناهمگن وجود دارد ، یعنی متشکل از مونومرهای پلیمری مختلف - DNA ، RNA و پروتئین. انتقال اطلاعات بین آنها از طریق 3 3 3 = 9 صورت می گیرد. جزم اصلی این 9 نوع انتقال اطلاعات را به سه گروه تقسیم می کند:

معمول - در بیشتر موجودات زنده یافت می شود.

ویژه - به عنوان یک استثنا ، در ویروس هاو در عناصر متحرک ژنومیا در یک بیولوژیک آزمایش کردن;

ناشناخته - پیدا نشد

تکثیر DNA (DNA → DNA)

DNA اصلی ترین راه انتقال اطلاعات بین نسل موجودات زنده است ، بنابراین تکثیر دقیق (تکثیر) DNA بسیار مهم است. تکثیر توسط مجموعه ای از پروتئین ها انجام می شود که از بین می روند کروماتین، سپس یک مارپیچ دوتایی. پس از آن ، DNA پلیمراز و پروتئین های مرتبط یک کپی یکسان روی هر دو رشته می سازند.

رونویسی (DNA → RNA)

رونویسی یک فرآیند بیولوژیکی است ، در نتیجه آن اطلاعات موجود در یک قطعه DNA در مولکول سنتز شده کپی می شود RNA پیام رسان... رونویسی انجام می شود عوامل رونویسیو RNA پلیمراز... که در سلول یوکاریوتیمتن اصلی (pre-mRNA) اغلب ویرایش می شود. این فرآیند نامیده می شود پیوند زدن.

ترجمه (پروتئین RNA)

mRNA بالغ خوانده می شود ریبوزوم هادر روند پخش. که در پروکاریوتیکسلول ها ، فرآیند رونویسی و ترجمه از نظر فضایی از هم جدا نشده اند و این فرایندها بهم پیوسته اند. که در یوکاریوتیسلولهای محل رونویسی هسته سلولاز محل پخش جدا شده است ( سیتوپلاسم) غشای هسته ایبنابراین ، mRNA از هسته حمل می شودوارد سیتوپلاسم می شود. mRNA توسط ریبوزوم به شکل سه خوانده می شود نوکلئوتید"کلمات". مجتمع ها عوامل شروعو عوامل طویل شدنتحویل آمینواسیله انتقال RNAبه مجموعه mRNA - ریبوزوم.

5. رونویسی معکوسروند تشکیل یک دو رشته است DNAروی یک ماتریس تک رشته ای RNA... این فرآیند نامیده می شود معکوسرونویسی ، از آنجا که انتقال اطلاعات ژنتیکی در این حالت "معکوس" ، نسبت به رونویسی ، جهت اتفاق می افتد.

ایده رونویسی معکوس در ابتدا بسیار نامطبوع بود ، زیرا با آن تناقض داشت دگم مرکزی زیست شناسی مولکولیکه آن DNA را پیشنهاد می کند رونویسی شدهدر RNA و فراتر از آن پخش شدهبه پروتئین تبدیل می شوند. رخ می دهد در ویروس های خونی، مثلا، اچآیویو در صورت رتروترانسپوزون ها.

انتقال(از جانب عرض مبدل- انتقال) - روند انتقال باکتریایی DNAاز یک سلول به سلول دیگر باکتریوفاژ... از انتقال عمومی در ژنتیک باکتریها استفاده می شود نقشه برداری ژنومو طراحی فشارها... فاژهای معتدل و فاضلاب قادر به انتقال هستند ، دومی ، باکتری ها را از بین می برد ، بنابراین انتقال با کمک آنها لازم نیست واجد اهمیت زیادنه در طبیعت و نه در حین تحقیق.

مولکول DNA بردار یک مولکول DNA است که به عنوان یک حامل عمل می کند. مولکول حامل باید دارای تعدادی ویژگی باشد:

توانایی تکثیر مستقل در سلول میزبان (معمولاً باکتریایی یا مخمر)

وجود یک نشانگر انتخابی

در دسترس بودن سایت های محدود کننده مناسب

پلاسمیدهای باکتریایی اغلب به عنوان بردار عمل می کنند.

برای آن سازمانی با سلسله مراتب مشخص مشخص است. این خاصیت است که به اصطلاح سطوح سازماندهی زندگی را منعکس می کند. در چنین سیستمی ، تمام قطعات به وضوح مرتب شده اند ، از کمترین سفارش تا بالاترین.

سطوح سازماندهی زندگی یک سیستم سلسله مراتبی با دستورات تابع است ، که نه تنها ماهیت سیستم های زیستی ، بلکه عارضه تدریجی آنها را در ارتباط با یکدیگر منعکس می کند. امروزه رسم است که هشت سطح اصلی را از هم تشخیص می دهیم

علاوه بر این ، سیستم های سازمانی زیر متمایز می شوند:

1. میکروسیستم نوعی مرحله پیش ارگانیسم است که شامل سطوح مولکولی و زیر سلول است.

2. مزوسیستم مرحله بعدی ارگانیسم است. این شامل سطح سلول ، بافت ، اندام ، سیستمیک و ارگانیسم سازماندهی زندگی است.

همچنین سیستم های کلان وجود دارد که مجموعه ای فوق آلی از سطوح هستند.

همچنین لازم به ذکر است که هر سطح ویژگی های خاص خود را دارد که در زیر به آنها پرداخته خواهد شد.

سطوح پیش سازمانی سازمان زندگی

معمول است که در اینجا دو مرحله اصلی را از هم تشخیص دهیم:

1. سطح مولکولی سازمان زندگی - نشان دهنده سطح کار و سازمان ماکرو مولکولهای بیولوژیکی ، از جمله پروتئین ها ، اسیدهای نوکلئیک، لیپیدها و پلی ساکاریدها. در اینجاست که مهمترین فرایندهای حیاتی هر ارگانیسم - تنفس سلولی ، تبدیل انرژی و همچنین انتقال اطلاعات ژنتیکی آغاز می شود.

2. سطح زیر سلولی - این شامل تشکیل اندامک های سلولی است که هرکدام نقش مهمی در وجود سلول دارند.

سطوح سازمانی سازمان زندگی

این گروه شامل آن سیستم هایی است که از کار یکپارچه کل ارگانیسم اطمینان حاصل می کنند. معمول است که موارد زیر را برجسته کنید:

1. سطح سلولسازماندهی زندگی... برای کسی پوشیده نیست که این سلول واحد ساختاری هر واحد است. این سطح با استفاده از سیتولوژی ، سیتوشیمیایی ، سیتوژنتیک و

2. سطح بافت... در اینجا ، توجه اصلی باید به ساختار ، ویژگی ها و عملکرد انواع مختلف بافت ها باشد که در واقع اندام ها از آنها تشکیل شده است. این ساختارها توسط بافت شناسی و هیستوشیمی بررسی می شوند.

3. سطح اعضای بدن... با سطح جدیدی از سازمان مشخص می شود. در اینجا ، برخی از گروه های بافتی با هم ترکیب می شوند و یک ساختار یکپارچه با عملکردهای خاص تشکیل می دهند. هر اندامی بخشی از ارگانیسم زنده است ، اما نمی تواند به طور مستقل خارج از آن وجود داشته باشد. این سطح توسط علوم مانند فیزیولوژی ، آناتومی و تا حدی جنین شناسی مورد مطالعه قرار می گیرد.

سطح ارگانیسمارگانیسم های تک سلولی و چند سلولی را نشان می دهد. به هر حال ، هر ارگانیسم یک سیستم یکپارچه است ، که در آن تمام فرایندهای مهم برای زندگی انجام می شود. علاوه بر این ، فرایندهای لقاح ، رشد و نمو و همچنین پیری یک ارگانیسم خاص در نظر گرفته می شود. علومی مانند فیزیولوژی ، جنین شناسی ، ژنتیک ، آناتومی ، دیرین شناسی در مطالعه این سطح مشغول هستند.

سطوح فوق ارگانیک سازمان زندگی

در اینجا ارگانیسم ها و قسمتهای ساختاری آنها مورد توجه قرار نمی گیرند بلکه مجموعه خاصی از موجودات زنده در نظر گرفته می شوند.

1. سطح گونه های جمعیت... واحد اصلی در اینجا جمعیت است - مجموعه ای از ارگانیسم های یک گونه خاص که یک منطقه کاملاً محدود را در خود جای داده است. همه افراد قادر به آمیخته شدن آزادانه با یکدیگر هستند. علومی مانند طبقه بندی ، بوم شناسی ، ژنتیک جمعیت ، زیست جغرافیایی ، طبقه بندی در مطالعه این سطح دخیل هستند.

2. سطح اکوسیستم- در اینجا ما یک جامعه پایدار از جمعیت های مختلف را در نظر می گیریم ، که وجود آن بسیار نزدیک به یکدیگر است و به آن بستگی دارد شرایط آب و هواییو غیره. اساساً ، مطالعه این سطح از سازمان در محیط زیست انجام می شود

3. سطح زیست کرهبالاترین شکل سازمان حیات است که یک مجموعه جهانی از بیوژئوسنوزهای کل کره زمین است.

نظریه تکامل

دستورالعمل های روشمندبه مطالعات آزمایشگاهی

برای دانشجویان دانشکده زراعت

میاسکو

دستورالعمل های روشنی برای مطالعات آزمایشگاهی برای دانشجویان دانشکده زراعت ، دانشجویان در جهت 35.03.04 "زراعت" ، 35.03.07 "فن آوری تولید و پردازش محصولات کشاورزی" در اشکال تمام وقت و نیمه وقت در نظر گرفته شده است. مطالعه به منظور تسلط بر رشته "نظریه تکامل".

گردآوری شده توسط:

Matveeva E. Yu. - کاندید بیول علوم (انستیتوی زراعت شناسی - شعبه FSBEI HE SUSAU)

© ایالت اورال جنوبی دانشگاه کشاورزی, 2016

© انستیتوی زراعت شناسی ، 2016

ساختار و درجه بندی گزارش درس آزمایشگاه ……………… .4

خصوصیات و سطح سازماندهی ماده زنده. ………… .5

مدل سازی تکامل ... 24 …………

دیدگاه های تکاملی دانشمندان .... 26

نظریه های تکاملی J. B. Lamarck و C. Darwin .... 79

مراحل اصلی توسعه جهان ارگانیک .... 90

تکامل موجودات به عنوان پیدایش سازگاری 108

مبانی ژنتیکی تکامل ………………………………………… ..118

عوامل تکامل کلان ………………………………………………… ..128

ساختار و درجه بندی گزارش آزمایشگاه

از گزارش درس آزمایشگاه برای ارزیابی کیفیت تسلط دانش آموز در برنامه آموزشی در مورد موضوعات این رشته استفاده می شود. گزارش با رتبه بندی "تصویب" ، "در نظر گرفته نشده" ارزیابی می شود (جدول 1).

جدول 1 - معیارهای ارزیابی گزارش

1 موضوع آزمایشگاه

2 کار انجام شده

3 پاسخ به سوالات آزمون

خصوصیات و سطح سازماندهی ماده زنده

معرفی

جهان ارگانیک یک کل واحد است ، زیرا سیستمی از قطعات بهم پیوسته است (که در آن وجود برخی ارگانیسم ها به دیگران بستگی دارد) ، و در عین حال گسسته است (از واحدهای جداگانه ای تشکیل شده است - ارگانیسم ها یا افراد). هر ارگانیسم زنده نیز گسسته است ، زیرا از اندام ها ، بافت ها ، سلول های جداگانه ای تشکیل شده است ، اما در عین حال ، هر یک از اندام ها ، دارای استقلال خاصی ، به عنوان بخشی از کل عمل می کند. هر سلول از اندامک تشکیل شده است ، اما به عنوان یک کل عمل می کند. اطلاعات ارثی توسط ژن ها انجام می شود ، اما هیچ یک از ژن های خارج از کل مجموعه تعیین یک ویژگی و غیره را تعیین نمی کنند.

گسستگی زندگی با سطوح مختلف سازماندهی جهان آلی در ارتباط است ، که می تواند به عنوان حالت های گسسته سیستم های بیولوژیکی تعریف شود ، که با ویژگی های زیرمجموعه بودن ، بهم پیوستگی و الگوهای خاص مشخص می شود. علاوه بر این ، هر سطح جدید با خواص و قاعده های خاص سطح قبلی و پایین تر متمایز می شود ، زیرا هر ارگانیسم ، از یک طرف ، از عناصر زیرمجموعه تشکیل شده است ، و از سوی دیگر ، خود یک عنصر است که بخشی از برخی از کلان شناسی است سیستم. در تمام سطوح زندگی ، چنین صفاتی به عنوان اختیار و یکپارچگی ، سازماندهی ساختاری ، تبادل ماده ، انرژی و اطلاعات آشکار می شود. وجود زندگی در تمام سطوح با ساختار سطح پایین آماده و تعیین می شود. ماهیت سطح سلولی سازمان توسط سطح مولکولی و زیر سلول ، ارگانیسم - توسط سلول ، بافت و غیره تعیین می شود.

سطوح ساختاری سازماندهی زندگی بسیار متنوع است ، اما از همه تنوع آنها ، اصلی ترین آنها مولکولی-ژنتیکی ، تومور ژنتیکی ، خاص جمعیت و زیست کره است.

استاندارد زندگی ژنتیکی مولکولی

برای یک چرخه زندگی عادی ، هر ارگانیسم به مجموعه خاصی از عناصر شیمیایی اساسی نیاز دارد. این مجموعه شامل سه گروه عنصر است: عناصر درشت مغذی ، عناصر کمیاب و عناصر کمیاب فوق العاده.

عناصر مغذی درشت ، که ارگانوژن نامیده می شوند ، شامل چهار عنصر - کربن ، اکسیژن ، نیتروژن و هیدروژن است. این عناصر قسمت عمده ای از مواد آلی سلول را تشکیل می دهند (95-99٪).

عناصر درشت مغذی همچنین شامل پتاسیم ، سدیم ، کلسیم ، منیزیم ، فسفر ، گوگرد ، کلر و آهن است که میزان آن در سلول از دهم تا صدم درصد (1.9٪) است.

عناصر کم مصرف به عناصری گفته می شود که در بافتهای زنده با غلظت بسیار کم (0.001٪ تا 0.000001٪) وجود داشته باشد. این گروه شامل: منگنز ، آهن ، کبالت ، مس ، روی ، وانادیوم ، بور ، آلومینیوم ، سیلیکون ، مولیبدن ، ید (01/0٪). آنها بخشی از مواد فعال بیولوژیکی هستند - آنزیم ها ، ویتامین ها ، هورمون ها.

Ultramicroelement ها - عناصری که محتوای آنها در سلول از 0.000001٪ تجاوز نکند. این گروه از طلا ، اورانیوم ، رادیوم و ... تشکیل شده است.

بنابراین ، برای زندگی عادی ، یک سلول زنده به 24 عنصر شیمیایی طبیعی نیاز دارد که هر یک از آنها هدف خاص خود را دارند ؛ در کل 80 عنصر در سلول ها یافت می شود.

مواد اصلی آلی سلول کربوهیدرات ها ، لیپیدها ، اسیدهای آمینه ، پروتئین ها ، اسیدهای نوکلئیک هستند.

کربوهیدرات ها شامل ترکیبات کربن هستند که به سه گروه ساکارید تقسیم می شوند. کربوهیدرات ها نقش مهمی در زندگی موجودات زنده دارند: آنها جزئی از بافت همبند مهره داران هستند ، لخته شدن خون را ایجاد می کنند ، بافت های آسیب دیده را ترمیم می کنند ، دیواره های گیاهان ، باکتری ها ، قارچ ها و غیره را تشکیل می دهند.

لیپیدها گروه های مختلفی از ترکیبات ضد آب هستند ، بیشتر چربی ها استرهای الکل تری هیدریک ، گلیسرول و اسیدهای چرب هستند ، یعنی چربی ها. چربی ها به عنوان منبع انرژی و آب برای سلول و بدن به عنوان یک کل عمل می کنند ، علاوه بر این ، آنها در تنظیم مجدد بدن شرکت می کنند و یک لایه چربی عایق حرارت ایجاد می کنند. انواع دیگر لیپیدها عمل می کنند عملکرد محافظتی، بخشی از اسکلت خارجی حشرات ، پوشاندن پرها و پشم است.

اسیدهای آمینه ترکیباتی هستند که حاوی یک گروه کربوکسیل و یک گروه آمینه هستند. بیش از 170 اسید آمینه در طبیعت یافت می شود. در سلول ها ، آنها به عنوان عناصر سازنده پروتئین عمل می کنند. با این حال ، پروتئین ها فقط 20 اسید آمینه دارند. بیشتر اسیدهای آمینه توسط گیاهان و میکروارگانیسم ها تولید می شوند. با این حال ، برخی از حیوانات فاقد برخی از آنزیم های لازم برای سنتز اسیدهای آمینه هستند ، بنابراین باید مقداری آمینو اسید از غذا دریافت کنند. به چنین اسیدهایی ضروری گفته می شود. برای انسان ، هشت اسید ضروری است و چهار اسید دیگر فقط به صورت مشروط قابل تعویض هستند. مهمترین خاصیت اسیدهای آمینه توانایی آنها برای ورود به یک واکنش نیمه متراکم با تشکیل زنجیره های پلیمری - پلی پپتیدها و پروتئین ها است.

پروتئین ها عناصر اصلی سازنده سلول هستند. آنها بیوپلیمرهای پیچیده ای هستند که عناصر آنها زنجیره های مونومری متشکل از ترکیبات مختلف بیست اسید آمینه است. پروتئین موجود در سلول زنده بیشتر از سایر ترکیبات آلی است (تا 50٪ از توده خشک).

اکثر پروتئین ها به عنوان کاتالیزور (آنزیم) عمل می کنند. پروتئین ها همچنین نقش حامل را دارند. به عنوان مثال ، هموگلوبین اکسیژن را از ریه ها به بافت ها منتقل می کند. انقباضات عضلانی و حرکات داخل سلولی نتیجه تعامل مولکول های پروتئین است که عملکرد آنها هماهنگی حرکت است. پروتئین وجود دارد - آنتی بادی ها ، عملکرد آنها محافظت از بدن در برابر ویروس ها ، باکتری ها و غیره است سیستم عصبیبه پروتئین هایی بستگی دارد که اطلاعات را از محیط جمع آوری و ذخیره می کنند. پروتئین هایی به نام هورمون رشد و فعالیت سلول را کنترل می کنند.

اساس مولکولی متابولیسم سلول امروزه به خوبی مورد بررسی قرار گرفته است.

سه نوع اصلی متابولیسم (متابولیسم) وجود دارد:

کاتابولیسم یا تسریع ، فرآیند تقسیم ترکیبات آلی پیچیده است که همراه با از بین رفتن پیوندهای شیمیایی ، با آزاد شدن انرژی شیمیایی همراه است. این انرژی در پیوندهای فسفات ATP (اسید آدنوزین تری فسفریک) ذخیره می شود.

آمفوبولیسم تشکیل مولکول های کوچک در طول کاتابولیسم است که سپس در ساخت مولکول های پیچیده تری شرکت می کنند.

آنابولیسم یا همان جذب ، یک سیستم منشعب از فرایندهای بیوسنتز مولکول های پیچیده با مصرف انرژی ATP است.

چندین مکانیسم تغییر در وجود دارد سطح مولکولی... مهمترین آنها مکانیسم جهش ژنی است - تغییر شکل مستقیم ژنها ، که تحت تأثیر در کروموزوم هستند عوامل خارجی... عوامل ایجاد جهش (جهش زاها) عبارتند از: تشعشع ، سمی ترکیبات شیمیاییو همچنین ویروس ها. با استفاده از این مکانیزم ، ترتیب ژن ها در کروموزوم تغییر نمی کند.

مکانیسم دیگر تغییر ، ترکیب مجدد ژن است. این ایجاد ترکیبات جدیدی از ژن های واقع در یک کروموزوم خاص است. در این حالت ، خود ژن ها تغییر نمی کنند بلکه از یک قسمت کروموزوم به قسمت دیگر منتقل می شوند یا اینکه بین دو کروموزوم تبادل ژن وجود دارد. این روند در طی تولید مثل جنسی در ارگانیسم های بالاتر انجام می شود. در عین حال ، تغییری در مقدار کل اطلاعات ژنتیکی ایجاد نمی شود ، بدون تغییر باقی می ماند. این مکانیسم توضیح می دهد که چرا کودکان فقط تا حدی به والدین خود شباهت دارند - آنها صفات را از هر دو ارگانیسم والدین به ارث می برند که به صورت تصادفی با هم ترکیب می شوند.

مکانیسم دیگری از تنوع فقط در دهه 1950 کشف شد. این یک ترکیب ژن غیر کلاسیک است ، که در آن به دلیل درج عناصر جدید ژنتیکی در ژنوم سلول ، به طور کلی در مقدار اطلاعات ژنتیکی افزایش می یابد. غالباً ، این عناصر توسط ویروس ها وارد سلول می شوند. امروزه چندین نوع ژن قابل انتقال کشف شده است. در میان آنها پلاسمیدها وجود دارد که DNA دایره ای دو رشته ای هستند. به دلیل آنها ، پس از استفاده طولانی مدت از هر گونه دارو ، اعتیاد به این داروها ایجاد می شود و آنها دیگر کار نمی کنند. باکتری های بیماری زا که داروی ما در برابر آنها کار می کند به پلاسمیدها متصل می شوند که باعث مقاومت این باکتری ها در برابر دارو می شوند و باکتری ها دیگر متوجه آن نمی شوند.

مهاجرت عناصر ژنتیکی می تواند باعث بازآرایی ساختارها در کروموزوم ها و جهش های ژنی شود. امکان استفاده از چنین عناصری توسط انسان منجر به ظهور دانش جدیدی شده است - مهندسی ژنتیک ، که هدف آن ایجاد اشکال جدیدی از ارگانیسم ها با خواص داده شده است. در همان زمان ، ترکیبات جدیدی از ژن ها که در طبیعت وجود ندارند با استفاده از روش های ژنتیکی و بیوشیمیایی ساخته می شوند. برای این کار DNA اصلاح می شود که برای تولید پروتئینی با خواص مطلوب کدگذاری می شود. تمام بیوتکنولوژی های مدرن بر این اساس ساخته شده اند.

سطح آنت ژنتیکی

این سطح در نتیجه تشکیل موجودات زنده به وجود آمده است. واحد اصلی زندگی در این سطح یک فرد جداگانه است و هستی زایی یک پدیده ابتدایی است. یک فرد بیولوژیکی می تواند یک ارگانیسم تک سلولی یا یک سلول باشد ، با این حال ، در هر صورت ، این یک سیستم یکپارچه و خود تولید مثل است.

Ontogenesis فرایند تکامل یک ارگانیسم از بدو تولد از طریق تغییرات پی در پی مورفولوژیکی ، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی تا مرگ ، روند تحقق اطلاعات ارثی است. در حال حاضر ، از آنجا که علل و عواملی که رشد فردی ارگانیسم را تعیین می کنند ، نظریه یکپارچه ای از آنتوژنز ایجاد نشده است.

سطح سلولیامروزه ، علم به طور قابل اعتماد ثابت کرده است که کوچکترین واحد مستقل از ساختار ، عملکرد و رشد یک ارگانیسم زنده ، یک سلول است که یک سیستم بیولوژیکی ابتدایی است که قادر به تجدید خود ، تولید مثل خود و توسعه است ، یعنی دارای همه ویژگی های موجود زنده. ساختارهای سلولی زیربنای ساختار هر موجود زنده ای هستند ، مهم نیست که ساختار آن متنوع و پیچیده باشد. علمی که سلول زنده را مورد مطالعه قرار می دهد سیتولوژی نامیده می شود. وی ساختار سلول ها ، عملکرد آنها را به عنوان سیستم های مقدماتی زندگی ، سازگاری با شرایط محیطی و غیره را مطالعه می کند. سیتولوژی همچنین ویژگی های سلول های تخصصی ، شکل گیری عملکردهای خاص آنها و توسعه ساختارهای خاص سلولی را مطالعه می کند. بنابراین ، سیتولوژی مدرن را می توان فیزیولوژی سلول نامید.

کشف وجود سلول ها و مطالعه آنها در اواخر قرن هفدهم ، زمانی که اولین میکروسکوپ اختراع شد ، رخ داد. اولین بار این قفس توسط دانشمند انگلیسی رابرت هوک در سال 1665 توصیف شد ، زمانی که وی در حال بررسی یک قطعه چوب پنبه بود. از آنجا که میکروسکوپ او بسیار کامل نبود ، آنچه او دید در واقع دیواره سلولهای مرده بود. تقریباً دویست سال طول کشید تا زیست شناسان فهمیدند که نقش اصلی را نه دیواره های سلول بلکه محتوای داخلی آن بازی می کند. از آنتونیا ون لیوانهوک (1623-1723) نیز باید از پیشینیان تئوری سلول نام برد که ثابت کرد بافت بسیاری از ارگانیسم های گیاهی از سلول ها ساخته شده اند.

T. Schwann و M. Schleiden در سال 1838 تئوری سلول را ایجاد کردند که به بزرگترین واقعه زیست شناسی قرن 19 تبدیل شد. این نظریه بود که شواهد تعیین کننده ای از وحدت همه طبیعت زنده ارائه می داد ، به عنوان پایه ای برای توسعه جنین شناسی ، بافت شناسی ، فیزیولوژی ، نظریه تکامل و همچنین درک تکامل موجودات زنده عمل می کرد. سیتولوژی از زمان آغاز ژنتیک و زیست شناسی مولکولی انگیزه قدرتمندی دریافت کرده است. پس از آن ، اجزای جدید سلول - غشا ، ریبوزوم ، لیزوزوم و غیره کشف شد.

طبق مفاهیم مدرن ، سلول ها می توانند به عنوان ارگانیسم های مستقل (به عنوان مثال پروتوزوآ) و به عنوان بخشی از ارگانیسم های چند سلولی وجود داشته باشند ، جایی که سلول های باروری و سلول های سوماتیک (سلول های بدن) وجود دارد. سلولهای سوماتیک از نظر ساختار و عملکرد متفاوت هستند - سلولهای عصبی ، استخوانی ، عضلانی ، ترشحی وجود دارد. اندازه سلول ها می تواند از 0.1 میکرون (برخی از باکتری ها) تا 155 میلی متر (تخم مرغ شترمرغ). در یک ارگانیسم زنده ، میلیاردها سلول مختلف وجود دارد (تا 1015) که شکل آنها می تواند عجیب ترین باشد (عنکبوت ، ستاره ، دانه برف و غیره).

همه سلولها از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند: غشای پلاسما ، که انتقال ماده از محیط به سلول و پشت را کنترل می کند. سیتوپلاسم با ساختار متنوع و هسته سلول که حاوی اطلاعات ژنتیکی است. علاوه بر این ، تمام سلول های حیوانی و برخی از گیاهان حاوی سانتریول هستند - ساختارهای استوانه ای که مراکز سلول را تشکیل می دهند. سلولهای گیاهی همچنین دارای دیواره سلولی (غشا)) و پلاستیدها ، ساختارهای سلولی ویژه ای هستند که غالباً حاوی رنگدانه ای هستند که رنگ سلول را تعیین می کند.

سلول ها با تقسیم به دو سلول دختر رشد کرده و تکثیر می شوند. تقسیم سلول به دو روش وجود دارد. میتوز بخشی از هسته سلول است که در آن دو هسته دختر با مجموعه ای از کروموزوم های یکسان با مجموعه سلول مادر تشکیل می شود. در این حالت ، سلول های دختر مجموعه کاملی از کروموزوم ها را دریافت می کنند که اطلاعات ژنتیکی را حمل می کنند. رشته های DNA دختر پس از واگرایی به کروموزوم تبدیل می شوند و ساختارهای مشخص ارگانیسم داده شده را ایجاد می کنند. این روش تولید مثل مشخصه همه سلول ها است ، به جز سلول های تولید مثل.

میوز به تقسیم هسته سلول با تشکیل چهار هسته دختر گفته می شود که هر یک از آنها حاوی نیمی از کروموزوم هسته اصلی است. این مکانیسم تقسیم سلولی در طبیعت فقط در آماده سازی برای تولید مثل جنسی ، در هنگام تشکیل سلولهای جنسی (گامتها) اتفاق می افتد. وقتی گامتها در حین لقاح ادغام می شوند ، دوباره مجموعه ای از دیپلوئید کروموزومها بدست می آید. این روش تولید مثل فقط برای سلولهای زایا مشخص است.

ارگانیسم های چند سلولی نیز از یک سلول - تخمک ایجاد می شوند ، اما در روند تقسیم آن ، سلول ها اصلاح می شوند ، که منجر به ظهور سلول های مختلف می شود - عضله ، عصب ، خون و ... سلول های مختلف پروتئین های مختلف را سنتز می کنند. با این وجود ، در هر سلول از یک ارگانیسم چند سلولی اطلاعات کامل ژنتیکی برای ساختن تمام پروتئین های مورد نیاز این ارگانیسم وجود دارد.

همه ارگانیسم ها بسته به نوع سلول ها به دو گروه تقسیم می شوند:

پروکاریوت ها سلول های عاری از هسته هستند. در آنها ، مولکول های DNA توسط غشای هسته ای احاطه نشده و به صورت کروموزوم سازماندهی نشده اند. این شامل باکتری است.

یوکاریوت ها سلول هایی هستند که هسته دارند. علاوه بر این ، آنها حاوی میتوکندری - اندامکهایی هستند که در آنها فرآیند اکسیداسیون انجام می شود. یوکاریوت ها شامل تک یاخته ها ، قارچ ها ، گیاهان و حیوانات هستند ، بنابراین می توانند تک سلولی و چند سلولی باشند.

دانشمندان با مطالعه یک سلول زنده به وجود دو نوع اصلی تغذیه آن توجه کردند ، که تقسیم همه موجودات را به دو نوع امکان پذیر می کند:

ارگانیسم های اتوتروف - آنها به غذای ارگانیک نیاز ندارند و می توانند با جذب دی اکسید کربن (باکتری) یا فتوسنتز (گیاهان) زندگی کنند ، یعنی خود آنها مواد مغذی مورد نیاز را تولید می کنند.

ارگانیسم های هتروتروف همه ارگانیسم هایی هستند که بدون غذای ارگانیک نمی توانند این کار را انجام دهند.

موجودات چند سلولی.همه موجودات چند سلولی به سه پادشاهی تقسیم می شوند: قارچ ها ، گیاهان و حیوانات. فعالیت های حیاتی آنها ، و همچنین کار قسمت های جداگانه ارگانیسم های چند سلولی ، توسط فیزیولوژی بررسی می شود. این علم مکانیسم عملکرد عملکردهای مختلف موجود زنده را بررسی می کند ، ارتباط آنها با یکدیگر ، تنظیم و سازگاری با محیط خارجی ، منشا و شکل گیری در روند تکامل و تکامل فردی یک فرد است. در حقیقت ، این فرآیند آنتوژنز است - توسعه یک ارگانیسم از بدو تولد تا مرگ ، که در طی آن رشد رخ می دهد ، حرکت ساختارهای فردی ، تمایز و عارضه ارگانیسم. این روند بر اساس قانون معروف بیوژنتیک که توسط ارنست هاکل (1919-1834) ، نویسنده اصطلاح "آنتوژنز" تدوین شده ، توصیف شده است.

قانون بیوژنتیک بیان می کند که هستی زایی در یک فرم کوتاه فیلوژنی را تکرار می کند ، یعنی یک ارگانیسم منفرد در تکامل فردی خود به شکل مختصر تمام مراحل رشد گونه های خود را طی می کند. بنابراین ، هستی زایی عبارت است از تحقق اطلاعات ارثی رمزگذاری شده در سلول جنینی و همچنین بررسی سازگاری تمام سیستم های بدن در طول کار و سازگاری آن با محیط.

همه موجودات چند سلولی از اندام ها و بافت ها تشکیل شده اند.

بافتها گروهی از سلولهای متحد فیزیکی و مواد بین سلولی هستند که از نظر ساختار و عملکرد مشابه هستند. مطالعه آنها موضوع بافت شناسی است. بافت ها را می توان هم از یک سلول و هم از سلول های تخصصی مختلف تشکیل داد. به عنوان مثال ، در حیوانات ، اپیتلیوم صاف از سلولهای یکسان و بافت های عضلانی ، عصبی و پیوندی از سلول های مختلف ساخته می شوند.

اندام ها قسمتهای عملکردی نسبتاً بزرگی از بدن هستند که عملکرد خاصی را انجام می دهند ، متشکل از سلولها در انواع مختلف و توسط مکانیسم عمومی بدن کنترل می شوند. به نوبه خود ، اندام ها بخشی از واحدهای بزرگتر - سیستم های بدن هستند. در میان آنها ، سیستم های عصبی ، گوارشی ، قلبی عروقی ، تنفسی و سایر سیستم ها متمایز می شوند. هر یک از این سیستم ها شامل اندام های عمل کننده و سلسله مراتبی از سازوکارهای حاکم است.

یک ارگانیسم زنده می تواند به عنوان مجموعه ای از سیستم های فیزیولوژیکی نشان داده شود که هموستاز و سازگاری آن را تضمین می کند. این ماده در نتیجه تعامل ژنوتیپ (مجموعه ای از ژنهای یک ارگانیسم) با فنوتیپ (مجموعه ای از علائم خارجی ارگانیسم که در طی تکامل فردی آن تشکیل شده است) تشکیل می شود. بنابراین ، بدن یک سیستم پایدار از اندام ها و بافت های داخلی است که در محیط خارجی وجود دارد. با این حال ، از آنجا که نظریه کلی آنتوژنز هنوز ایجاد نشده است ، بسیاری از فرآیندهای رخ داده در طی رشد ارگانیسم ، هنوز توضیح کامل خود را دریافت نکرده اند.

چهارم روش های بیوژنتیک برای ارتقا زندگی

چهارم اقدامات پرستاران در صورت تهدید زندگی یک بیمار یا پزشک

PS. این فرمول زمانی اعمال می شود که نرخ تورم ثابت باشد و دوره اندازه گیری تورم دارای یک دوره منظم باشد.

نقل قول ؛ OKO AND SPIRIT "(" L "etil et l" esprit ". پاریس ، 1964) - آخرین اثر منتشر شده Merleau-Ponty در طول زندگی او

9.1. ساختاربیولوژیکیدانشزیست شناسیچگونهعلم

در حال حاضر ، پویاترین علم در حال توسعه زیست شناسی است - علم زندگی و حیات وحش. وظایف اصلی زیست شناسی ارائه تعریف علمی از زندگی ، اشاره به تفاوت اساسی بین زنده و بی جان ، یافتن مشخصات فرم بیولوژیکی وجود ماده است. توسعه دانش بیولوژیکی منجر به تغییر تدریجی ایده ها در مورد جوهر زندگی ، وحدت کیهانی و تکامل بیولوژیکی، تعامل بیولوژیکی و اجتماعی در یک فرد و غیره داده های بیولوژیکی جدید تصویری از جهان را تغییر می دهند که برای مدت طولانی توسط فیزیک شکل گرفته است. می توانیم بگوییم که امروزه اکتشافات در زیست شناسی ، پیشرفت همه علوم طبیعی را تعیین می کند. به همین دلیل است که تصویر علمی مدرن جهان بدون دانش بیولوژیکی غیرممکن است. علاوه بر این ، زیست شناسی بنیادی می شود که اصول جدید جهان بینی بر اساس آن شکل می گیرد و خودآگاهی انسان را تعیین می کند.

در علم جدید زیست شناسیبه عنوان مجموعه ای از علوم در مورد طبیعت زنده ، انواع موجودات زنده موجود و موجود ، ساختار و عملکردهای آنها ، منشأ ، توزیع و توسعه ، روابط با یکدیگر و طبیعت بی جان تعریف شده است.

مطابق با این ، زیست شناسی قوانین عمومی و خاص زندگی را در تمام تظاهرات آن (متابولیسم ، تولید مثل ، وراثت ، تغییرپذیری ، سازگاری و غیره) مطالعه می کند.

زیست شناسی مدرن دانش پویایی است که در مقابل چشمان ما تغییر می کند. انباشت بهمن مانند داده های تجربی جدید ، گاهی از امکانات تفسیر و توضیح نظری آنها پیشی می گیرد. تعداد بین

تحقیقات انضباطی در رابط با علوم طبیعی دیگر. بنابراین ، در ساختار دانش بیولوژیکی امروزه بیش از 50 علم خاص وجود دارد: گیاه شناسی ، جانورشناسی ، ژنتیک ، زیست شناسی مولکولی ، آناتومی ، مورفولوژی ، سیتولوژی ، بیوفیزیک ، بیوشیمی ، دیرینه شناسی ، جنین شناسی ، زیست شناسی و غیره. این تنوع رشته های علمی عمدتا توسط پیچیدگی هدف اصلی تحقیقات بیولوژیکی - ماده زنده توضیح داده می شود.

ساختار زیست شناسی به عنوان یک علم را می توان از دیدگاه اشیا ، خصوصیات ، سطح سازماندهی موجودات زنده ، مراحل اصلی و پارادایم های بیولوژیکی مشاهده کرد.

با توجه به اهداف تحقیق ، زیست شناسی به ویروس شناسی ، باکتری شناسی ، گیاه شناسی ، جانورشناسی ، انسان شناسی تقسیم می شود.

با توجه به خواص و مظاهر موجودات زنده ، طبقه بندی زیر از رشته های بیولوژیکی وجود دارد: جنین شناسی -علمی که رشد جنینی (جنینی) موجودات را مطالعه می کند. فیزیولوژی -علم عملکرد ارگانیسم ها ؛ مورفوlogia -علم ساختار موجودات زنده ؛ زیست شناسی مولکولی -علم سبک زندگی جوامع گیاهی و گیاهی ، ارتباط آنها با محیط زیست ؛ ژنتیک -علم وراثت و تغییرپذیری.

با توجه به سطح سازماندهی موجودات زنده ، موارد زیر وجود دارد: آناتومی- علم ساختار ماکروسکوپی حیوانات و انسان ها ؛ بافت شناسی -علم ساختار بافت سیتولوژی -علم ساختار سلولهای زنده

در توسعه ، زیست شناسی یک مسیر طولانی و دشوار را پشت سر گذاشته است ، از جمله سه مرحله مهم ، که از نظر ایده اصلی با یکدیگر متفاوت است: 1) دوره سیستماتیک ، 2) دوره تکامل و 3) دوره زیست شناسی جهان کوچک دوره های ذکر شده ، مرزهای زمانی مشخصی بین خود ندارند ، همانطور که انتقال های شدیدی ندارند. علاوه بر این ، از آنجا که زیست شناسی هنوز به سطح تعمیم نظری نرسیده است و تصویر علمی خاص خود را از جهان ندارد ، در سه "هیپوستاز" - زیست شناسی طبیعی ، فیزیکوشیمیایی و تکاملی وجود دارد. هر یک از آنها در دوره مربوط به توسعه علوم زیست شناسی ظاهر شدند.

عادت زنانهطبقه شناسان. طبیعت گرازیست شناسی

مانند هر علم طبیعی ، زیست شناسی به عنوان یک علم توصیفی (پدیدارشناختی) از اشکال مختلف ، از انواع مختلفی شروع به توسعه می کند وپیوندهای جهان زندگی وظیفه اصلی وی مطالعه طبیعت در حالت طبیعی آن بود. برای این امر ، پدیده های طبیعت زنده مشاهده ، توصیف و نظام مند شدند. در این دوره بود که یک زیرمجموعه طبیعت گرایانه

راه مطالعه زندگی. آغاز رویکرد علمی ، مجموعه دانش دائمی عملی بود که انسان در روند تعامل با محیط طبیعی به دست می آورد. علاوه بر دانش جمع شده ، لازم بود اشیائی را که موضوع علایق عملی بشر است ، سیستم سازی کند. ایده طبقه بندی از دوران باستان آغاز شد. اولین سیستم ساز علم ارسطو بود که مطالب واقعی جمع شده توسط زمان خود را جمع آوری کرد و اولین تلاش را برای طبقه بندی حیوانات و گیاهان بر اساس مفهوم مصلحت اندیشی انجام داد.

وی چندین کار را به سیستم سازی دانش بیولوژیکی اختصاص داد: "تاریخ حیوانات" ، "در مورد قسمت هایی از حیوانات" ، "در مورد منشا حیوانات". در آنها ارسطو پادشاهی حیوانات را به دو گروه تقسیم کرد: کسانی که خون و دیگری خون ندارند. وی از میان کسانی که خون دارند ، به این موارد اشاره کرد: حیوانات چهار پا پرندگان ، پرندگان ، تتراپودها و تخمگذاری بدون پا ، پرندگان بدون پا و ماهی. بر این اساس ، افراد محروم از خون به دو دسته نرم (سفالوپود) ​​پوست نرم چند پا (خرچنگ دریایی) ، بسیار پا مفصلی و بدون پوسته (نرم تنان و جوجه تیغی های دریایی) بعلاوه ، ارسطو تعدادی از گروههای انتقالی را بین این دو شناسایی کرد. ارسطو محلی را در بالای حیوانات خون به انسان اختصاص داد (انسان گرایی).

به لطف آثار ارسطو ، دانش آشفته در مورد طبیعت زنده دارای ویژگی نسبتاً مرتب شده ای بود و این شرایط دلیل بر این باور را می دهد که شکل گیری زیست شناسی به عنوان یک علم در آن دوران های دور آغاز شده است. اندیشه های ارسطو تا زمان مدرن از اقتدار بحث برانگیزی برخوردار نبودند ، فقط پس از آن آزمایش شدند.

ظهور علوم زیستی فقط در قرن شانزدهم صورت گرفت. و مربوط به دوران اکتشافات بزرگ جغرافیایی است که علم را با بسیاری از حقایق جدید جمع آوری شده در سرزمین های تازه کشف شده غنی کرد. این حقایق مستلزم سیستم سازی و طبقه بندی آنها بود که در آثار دانشمند سوئدی K. Linnaeus ارائه شده است. وی در کار خود "سیستم طبیعت" توانست سلسله مراتبی هماهنگ از همه حیوانات و گیاهان ایجاد کند.

طبقه بندی Linnaeus بر اساس گونه ها است ، گونه های نزدیک به هم در ژن ها ، جنس های مشابه - به ترتیب و ترتیب به گروه ها ترکیب می شوند. علاوه بر این ، Linnaeus اصطلاحات دقیقی برای توصیف گیاهان و حیوانات ارائه داد. وی همچنین متعلق به معرفی یک نام دودویی (دوتایی) است: تعیین هر گونه با دو اصطلاح - نام جنس و گونه به لاتین. Linnaeus رابطه بین گروه های مختلف طبقه بندی را به طور دقیق تعیین کرد - طبقات ، راسته ها ، جنس ها ، گونه ها و زیرگونه ها ، گونه های نامگذاری شده را به وضوح مشخص کرد و تبعیت سلسله مراتبی آنها را نشان داد.

علاوه بر سیستم سازی و طبقه بندی جهان ارگانیک در قرون XVIII-XIX. در زمینه زیست شناسی سنتی ، وجود دارد

تعدادی از آثار بنیادی کلاسیک تفکر بیولوژیکی را در نظر گرفتند. اینها 44 جلد اثر دانشمند فرانسوی جی بوفون و نویسندگان همکار وی "تاریخ طبیعی" ، معروف "زندگی حیوانات" توسط آ. برهم و کار E. هاکل در مورفولوژی ارگانیسم ها است.

زیست شناسی طبیعت گرایانه امروز اهمیت خود را از دست نداده است. مطالعه گیاهان و جانوران سیاره ما ادامه دارد ، گونه های جدید کشف و توصیف می شوند. علی رغم این واقعیت که زیست شناسی مدرن قادر به تجزیه و تحلیل و طبقه بندی تعداد زیادی از حیوانات و ارگانیسم های گیاهی بود ، با این وجود ، توضیحات کاملکل جهان طبیعی اعتقاد بر این است که تاکنون فقط دو سوم از گونه های موجود توصیف شده است ، یعنی 1.2 میلیون حیوان ، 5000 هزار گیاه ، صدها هزار قارچ ، حدود 3 هزار باکتری و غیره اکولوژی اهمیت و اهمیت بیشتری پیدا می کند - علمی که رابطه موجودات را با یکدیگر و با محیط مطالعه می کند. این علم در چارچوب زیست شناسی سنتی ظاهر شد ، طبیعت را به عنوان یک کل در نظر می گیرد و نیاز به نگرشی دقیق و انسانی نسبت به آن دارد.

عادت زنانهجهان کوچک. فیزیک- شیمیاییزیست شناسی

با وجود تمام مزایای زیست شناسی طبیعت گرایانه با رویکرد جامع آن در مطالعه طبیعت ، زیست شناسی هنوز به درک مکانیسم ها ، پدیده ها و فرایندهایی که در سطوح مختلف زندگی و موجودات زنده اتفاق می افتد ، نیاز دارد. بنابراین ، از زیست شناسی توصیفی سنتی ، دانشمندان مجبور شدند به مطالعه آناتومی و فیزیولوژی گیاهان و حیوانات ، فرایندهای حیاتی موجودات به طور کلی و اندام های جداگانه آنها ، و سپس - عمیق تر و عمیق تر به طبیعت زنده ، به مطالعه بپردازند زندگی در سطح ژنتیکی سلولی و مولکولی - سایپرز ، باشگاه دانش

پایه های دانش تشریحی و فیزیولوژیکی در دوران باستان گذاشته شد و با آثار بقراط ، هروفیلوس ، کلادیوس جالینوس و شاگردان آنها همراه است. با این حال ، توسعه واقعی این جهت از زیست شناسی فقط در دوران معاصر آغاز شد. در قرون XVI-XVII. با تشکر از مطالعات R. Hooke ، N. Gru ، J. Helmont ، M. Malpighi ، که با استفاده از میکروسکوپ انجام شد ، آناتومی گیاه ایجاد شد ، سلولها و بافت سطح سازمان گیاهان کشف شد. یک آزمایش به زیست شناسی نفوذ می کند - ترکیبی مصنوعی ، که پیش شرط های دور برای ظهور ژنتیک را ایجاد می کند.

توجه به این نکته مهم است که زیست شناسی در دوران مدرن به طور فزاینده ای از روش های دیگر استفاده می کرد علوم طبیعی- فیزیک و شیمی پیشرفته تر بنابراین این ایده در علم نفوذ کرد که همه پدیده های زندگی از قوانین فیزیک و شیمی پیروی می کنند و می توان با کمک آنها توضیح داد. بنابراین ، زیست شناسی به طور فزاینده ای از ایده های

داکونیسم در ابتدا این فقط یک رویکرد روش شناختی بود ، اما از قرن نوزدهم. می توان در مورد تولد بیولوژی فیزیکوشیمیایی صحبت کرد ، که زندگی را در سطح مولکولی و فوق مولکولی مورد مطالعه قرار داد. دانشمندان قرن نوزدهم ، که از روش های فیزیک و شیمی در تحقیقات خود استفاده می کردند ، در ایجاد تصویر جدیدی از زیست شناسی نقش مهمی داشتند: L. Pasteur، I.M. Sechenov ، I.P. پاولوف ، آی. آی. همچنین لازم است از بنیانگذاران نظریه سلول M. Schleiden و T. Schwann نام ببریم ، كه اساس مطالعه سلول زنده را در سال 1838 بنیان نهادند. نظریه آنها منجر به ظهور سیتولوژی - دانش یک سلول زنده شد.

مطالعه بیشتر در مورد ساختار سلولی باعث تولد ژنتیک - علم وراثت و تغییرپذیری شد. در قرن XX. ژنتیک مولکولی ظاهر شد ، که زیست شناسی را به سطح جدیدی از تجزیه و تحلیل زندگی و حتی نزدیکتر به فیزیک و شیمی رساند. برای درک نقش ژنتیکی اسیدهای نوکلئیک ، مکانیسم های مولکولی تولید مثل ژنتیکی و بیوسنتز پروتئین ، و همچنین مکانیسم های ژنتیکی مولکولی از تنوع ، متابولیسم در سطح مولکولی مورد مطالعه قرار گرفت. در همین زمان ، اکتشافات در فیزیک و شیمی ، بهبود مستمر روشهای تحقیق فیزیکی و شیمیایی و کاربرد آنها در زیست شناسی فرصتی را ایجاد کرده است که به مطالعه بسیاری از مشکلات بیولوژیکی به روشی جدید بپردازیم.

از نظر شیمی ، موجودات زنده هستند سیستم های بازمبادله مداوم ماده و انرژی با محیط زیست. در همان زمان ، همراه با غذا ، مقدار زیادی ترکیبات آلی و معدنی را دریافت می کنند که در واکنش های بیوشیمیایی بدن نقش دارند و سپس به صورت محصولات پوسیدگی ، به محیط دفع می شوند. مواد ساختمانی برای یک سلول زنده ، ماکرومولکول ها هستند - پروتئین ها ، چربی ها ، کربوهیدرات ها و اسیدهای نوکلئیک. تنظیم هورمونی در بدن نیز سیستمی از واکنش های شیمیایی است.

ترکیبی از زیست شناسی با شیمی باعث ایجاد دانش جدیدی شد - بیوشیمی ، که ساختار و خواص مولکول های زیستی را همزمان با متابولیسم آنها در بافت ها و اندام های زنده بررسی می کند. به عبارت دیگر ، بیوشیمی تغییرات موجود در مولکول های زیستی را در یک موجود زنده تجزیه و تحلیل می کند. بیوشیمیان موفق به کشف نحوه انتقال انرژی در سلول ، رمزگشایی از مکانیسم های متابولیسم (متابولیسم) ، ایجاد نقش غشاها ، ریبوزوم ها و دیگر ساختارهای داخل سلولی شدند. این بیوشیمی ها بودند که ساختار را رمزگشایی کردند و عملکرد پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک را تعیین کردند و بدین ترتیب پایه های ژنتیک مولکولی را ریختند. امروزه پزشکی ، داروسازی و کشاورزی از توصیه های بیوشیمیان استفاده می کنند.

از آنجا که شیمی مدرن مبتنی بر فیزیک است ، دانشمندان تلاش می کنند تا پدیده ها و فرآیندهای بیولوژیکی را براساس آن توضیح دهند

قوانین فیزیکی در نتیجه ، در سال 1950 ، در محل اتصال بیوشیمی ، زیست شناسی و فیزیک ، دانش جدیدی متولد شد - بیوفیزیک. فیزیولوژیست ها ، با در نظر گرفتن هر پدیده بیولوژیکی ، آن را به چندین عمل ابتدایی و قابل درک دیگر تقسیم کرده و خصوصیات فیزیکی آنها را بررسی می کنند. بنابراین ، مکانیسم های انقباض عضلانی ، هدایت تکانه های عصبی ، اسرار فتوسنتز و تجزیه و تحلیل آنزیمی توضیح داده شد.

دانشمندان با کمک بیوشیمی و بیوفیزیک توانستند دانش مربوط به ساختار و عملکردهای بدن را با هم ترکیب کنند. اما نه این علوم ، و نه زیست شناسی فیزیکوشیمیایی به طور کلی ، قادر به پاسخ دادن به پرسش اصلی زیست شناسی نیستند - مسئله ریشه و اصل زندگی.

تکاملیعادت زنانه. تکاملیزیست شناسی

ایده توسعه طبیعت زنده تنها در قرن نوزدهم به زیست شناسی نفوذ کرد ، اگرچه پیش نیازهای زیست شناسی تکاملی در دوران باستان شکل گرفت. بنابراین ، طبقه بندی ارسطو درباره زندگی بر اساس ایده نردبان موجودات است: او موجودات را از ساده به پیچیده مرتب کرد ، در حالی که شخصی را در بالای هرم دنیای حیوانات قرار داد. از این ایده فقط لازم بود که گامی به سوی ایده تکامل به عنوان توسعه جهان حیوانات از طریق پیچیدگی های مداوم برداشته شود.

آغاز دوره تکامل در توسعه زیست شناسی در آثار زیست شناس فرانسوی J. B. Lamarck ، که پیشنهاد کرد اولین نظریه تکاملی.این در کتاب او "فلسفه جانورشناسی" ، که در سال 1809 منتشر شد ، توصیف شد. لامارک اولین کسی بود که در مورد تغییر ارگانیسم ها تحت تأثیر محیط و انتقال خصوصیات اکتسابی به فرزندان صحبت کرد. با این حال ، لامارک در نظریه خود به تعدادی از مواضع اولیه نادرست تکیه کرد ، به همین دلیل قادر به حل مسئله رابطه عوامل داخلی و خارجی تکامل نبود.

سهم قابل توجهی در توسعه زیست شناسی در این مرحله توسط نظریه فاجعه ،نویسنده آن دانشمند فرانسوی J. Cuvier بود. وی از این ایده پیش رفت که نیروهای طبیعی که اکنون فعالیت می کنند و در گذشته غالب هستند از نظر کیفی با یکدیگر متفاوت هستند. بنابراین ، در گذشته ، بلایای طبیعی جهانی ممکن است به طور دوره ای رخ دهد و جریان آرام فرآیندهای زمین شناسی و بیولوژیکی را در زمین قطع کند. در نتیجه این فجایع جهانی ، نه تنها شکل زمین بلکه دنیای آلی آن نیز تقریباً کاملاً تغییر کرد. علم قادر به شناسایی علل این فجایع نیست ، اما می توان نتیجه گرفت که این فجایع بوده اند که منجر به ظهور اشکال آلی فزاینده پیچیده شده اند.

انقلاب واقعی در زیست شناسی با ظهور در سال 1859 میلادی همراه است نظریه تکامل توسط چارلز داروین ،تنظیم شده توسط وی در کتاب "منشا گونه ها با انتخاب طبیعی". نظریه تکاملی

شراب بر اساس سه فرضیه ساخته شده است: تنوع ، وراثت و انتخاب طبیعی. از نظر داروین ، تنوع توانایی ارگانیسم ها در به دست آوردن خواص و ویژگی های جدید و تغییر آنها به دلایل مختلف است. این تنوع است که اولین و اصلی ترین حلقه تکامل است. وراثت توانایی موجودات زنده در انتقال خصوصیات و خصوصیات آنها به نسل های بعدی است. انتخاب طبیعی نتیجه مبارزه برای هستی است و به معنی بقا و تولید مثل موفقیت آمیزترین موجودات است. تحت تأثیر انتخاب طبیعی ، گروههایی از افراد از یک گونه از نسلی به نسل دیگر ، ویژگیهای مختلف سازگاری را جمع می کنند و در نتیجه ، اختلافات قابل توجهی را به دست می آورند که به گونه های جدید تبدیل می شوند. متأسفانه ، مفاد مربوط به وراثت و تنوع ، که در این نظریه نیز گنجانده شده بود ، بسیار بدتر توسعه یافتند. این امر باعث انتقاد جدی از نظریه تکامل داروینی شد که در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن 20 شکل گرفت.

نظریه مدرن (مصنوعی) تکاملفقط در پایان دهه 20 ظاهر شد. قرن XX این ترکیبی از ژنتیک و داروینیسم بود. از آن زمان ، صحبت در مورد زیست شناسی تکاملی به عنوان بستری که سنتز دانش بیولوژیک ناهمگن روی آن اتفاق می افتد ، ممکن شده است. زیست شناسی تکاملی امروز نتیجه اتحاد دو جریان دانش است: بسیار آموزش تکاملیو دانش به دست آمده توسط سایر علوم زیست شناختی در مورد فرایندها و مکانیسم های تکامل. در طول قرن XX. محتوای زیست شناسی تکاملی دائما در حال گسترش بود. این با داده های ژنتیک ، زیست شناسی مولکولی ، سیتولوژی ، دیرینه شناسی تکمیل می شود. بسیاری از دانشمندان بر این باورند که این زیست شناسی تکاملی است که می تواند پایه و اساس زیست شناسی نظری شود ، که هدف اصلی زیست شناسان در قرن 21 است.

9.2. ساختاریسطحسازمانزندگی

ویژگی های زندگی با وحدت دیالکتیکی اضداد است: هم یکپارچه است و هم گسسته. جهان ارگانیک یک کل واحد است ، زیرا سیستمی از قطعات بهم پیوسته را تشکیل می دهد (وجود برخی ارگانیسم ها به دیگران بستگی دارد) ، و در عین حال گسسته است ، زیرا از واحدهای جداگانه - ارگانیسم ها یا افراد تشکیل شده است. هر ارگانیسم زنده نیز گسسته است ، زیرا از اندام ها ، بافت ها ، سلول های جداگانه ای تشکیل شده است ، اما در عین حال ، هر یک از اندام ها ، دارای استقلال خاصی ، به عنوان بخشی از کل عمل می کند. هر سلول از اندامک تشکیل شده است ، اما به عنوان یک کل عمل می کند. اطلاعات ارثی توسط ژن ها انجام می شود ، اما

هیچ یک از ژنهای خارج از کل مجموعه تعیین کننده یک صفت و غیره نیستند.

گسستگی زندگی با سطوح مختلف سازماندهی جهان آلی همراه است ، که می تواند به عنوان حالت های گسسته سیستم های بیولوژیکی تعریف شود ، که توسط تبعیت ، اتصال به هم و قوانین خاص مشخص می شود. علاوه بر این ، هر سطح جدید دارای خصوصیات و قاعده های خاص سطح پایین و قبلی است ، زیرا هر ارگانیسم ، از یک سو ، از عناصر تابع تشکیل شده است ، و از سوی دیگر ، این خود عنصری است که بخشی از برخی از سیستم های کلانشناسی است.

در تمام سطوح زندگی ، چنین صفاتی به عنوان اختیار و یکپارچگی ، سازماندهی ساختاری ، تبادل ماده ، انرژی و اطلاعات آشکار می شود. وجود زندگی در سطوح بالاتر سازمان با ساختار سطح پایین تر تهیه و تعیین می شود. به طور خاص ، ماهیت سطح سلولی توسط مولکولی و زیر سلول ، ارگانیسم تعیین می شود - توسط سلول ، سطح بافت و غیره

سطوح ساختاری سازمان زندگی بسیار متنوع است ، اما اصلی ترین آنها مولکولی ، سلولی ، توتونژنتیک ، خاص جمعیت ، بیوسنوتیک ، بیوژئوسنوتیک و زیست کره است.

از نظر مولکولی- ژنتیکیمرحله

سطح ژنتیکی مولکولی زندگی ، سطح عملکرد بیوپلیمرها (پروتئین ها ، اسیدهای نوکلئیک ، پلی ساکاریدها) و سایر ترکیبات آلی مهم است که زیربنای فرآیندهای حیاتی موجودات است. در این سطح ، ژن واحد ساختاری اولیه است و مولکول DNA حامل اطلاعات ارثی در تمام موجودات زنده است. تحقق اطلاعات وراثتی با مشارکت مولکول های RNA انجام می شود. با توجه به اینکه فرایندهای ذخیره سازی ، اصلاح و اجرای اطلاعات ارثی با ساختارهای مولکولی مرتبط هستند ، این سطح را ژنتیک مولکولی می نامند.

مهمترین وظایف زیست شناسی در این سطح ، مطالعه مکانیسم های انتقال اطلاعات ژنتیکی ، وراثت و تغییرپذیری ، مطالعه فرایندهای تکاملی ، منشا و جوهر زندگی است.

همه موجودات زنده از مولکولهای معدنی ساده تشکیل شده اند: ازت ، آب ، دی اکسید کربن. از آنها ، در طی تکامل شیمیایی ، ترکیبات آلی ساده ظاهر شدند ، که به نوبه خود ، به ماده سازنده مولکولهای بزرگتر تبدیل شدند. به این ترتیب ماکرومولکول ها ظاهر شدند - mo- غول

lecules پلیمرهایی هستند که از انواع مونومرها ساخته شده اند. سه نوع پلیمر وجود دارد: پلی ساکاریدها ، پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک. مونومرها برای آنها به ترتیب مونوساکاریدها ، اسیدهای آمینه و نوکلئوتیدها هستند.

پروتئینو اسیدهای نوکلئیک مولکولهای "اطلاعاتی" هستند ، زیرا توالی مونومرها ، که می توانند بسیار متنوع باشند ، نقش مهمی در ساختار آنها دارد. پلی ساکاریدها (نشاسته ، گلیکوژن ، سلولز) نقش یک منبع انرژی و ماده ساختمانی را برای سنتز مولکول های بزرگتر بازی می کنند.

پروتئین ها مولکول های درشت هستند ، که زنجیره های بسیار طولانی از اسیدهای آمینه هستند - اسیدهای آلی (کربوکسیلیک) ، که معمولاً حاوی یک یا دو گروه آمینه هستند (—NH 2).

در محلول ها ، اسیدهای آمینه قادر به نمایش خواص اسیدها و بازها هستند. این امر آنها را به نوعی بافر در مسیر تغییرات فیزیکی و شیمیایی خطرناک تبدیل می کند. بیش از 170 اسید آمینه در سلولها و بافتهای زنده یافت می شود ، اما فقط 20 مورد از آنها بخشی از پروتئینهای آنها هستند. این توالی اسیدهای آمینه است که توسط پیوندهای پپتیدی به یکدیگر متصل می شوند که ساختار اولیه پروتئین ها را تشکیل می دهد. پروتئین ها بیش از 50٪ از کل توده خشک سلول ها را تشکیل می دهند.

اکثر پروتئین ها به عنوان کاتالیزور (آنزیم) عمل می کنند. در ساختار فضایی آنها مراکز فعال به صورت فرو رفتگی از شکل خاص وجود دارد. مولکول هایی که تحول آنها توسط این پروتئین کاتالیز می شود ، در چنین مراکزی قرار می گیرند. علاوه بر این ، پروتئین ها نقش حامل را دارند. به عنوان مثال ، هموگلوبین اکسیژن را از ریه ها به بافت ها منتقل می کند. انقباضات عضلانی و حرکات داخل سلولی نتیجه تعامل مولکول های پروتئین است که عملکرد آنها هماهنگی حرکت است. عملکرد پروتئین های آنتی بادی محافظت از بدن در برابر ویروس ها ، باکتری ها و غیره است. فعالیت سیستم عصبی به پروتئین هایی بستگی دارد که اطلاعات را از محیط جمع آوری و ذخیره می کنند. پروتئین هایی به نام هورمون رشد و فعالیت سلول را کنترل می کنند.

اسیدهای نوکلئیک.فرآیندهای حیاتی موجودات زنده با تعامل دو نوع ماکرومولکول - پروتئین و DNA تعیین می شود. اطلاعات ژنتیکی بدن در مولکول های DNA ذخیره می شود ، که به عنوان حامل اطلاعات وراثتی برای نسل بعدی عمل می کند و بیوسنتز پروتئین هایی را کنترل می کند که تقریباً همه فرایندهای بیولوژیکی را کنترل می کنند. بنابراین ،

1 پیوند پپتید است پیوند شیمیایی—CO-NH-.

اسیدهای لیک همان جایگاه مهم پروتئین در بدن را دارند.

پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک هر دو دارای یک ویژگی بسیار مهم هستند: تقارن مولکولی (عدم تقارن) یا دستکاری مولکولی. این خاصیت زندگی در دهه 40-50 کشف شد. قرن نوزدهم L. پاستور در جریان مطالعه ساختار بلورهای مواد با منشا biological بیولوژیکی - نمک های اسید انگور. پاستور در آزمایش های خود کشف کرد که نه تنها کریستال ها ، بلکه محلول های آبی آنها نیز قادر به انحراف یک پرتوی نور قطبی هستند ، یعنی فعال نوری هستند بعداً نامگذاری شدند ایزومرهای نوری.در محلول های مواد با منشا غیر بیولوژیکی ، این خاصیت وجود ندارد ، ساختار مولکول های آنها متقارن است.

امروزه عقاید پاستور تأیید شده است ، و اثبات شده است که دستکاری مولکولی (از روحیه یونانی) فقط در ماده زنده ذاتی است و خاصیت ذاتی آن است. ماده ای با منشأ بی جان متقارن است به این معنا که مولکول هایی که نور را به سمت چپ و راست قطبی می کنند ، همیشه به طور مساوی در آن تقسیم می شوند. و در ماده ای با منشأ بیولوژیکی ، همیشه از این تعادل انحراف وجود دارد. پروتئین ها از اسیدهای آمینه ساخته شده اند که نور را فقط به سمت چپ قطبی می کنند (پیکربندی L). اسیدهای نوکلئیک از قندهایی تشکیل شده است که نور را فقط به سمت راست قطبی می کنند (پیکربندی D). بنابراین ، دستکاری در عدم تقارن مولکول ها ، ناسازگاری آنها با بازتاب آینه است ، مانند دست راست و چپ ، نام مدرناین خاصیت جالب است بدانید که اگر شخصی ناگهان به تصویر آینه ای خود تبدیل شود ، همه چیز در بدن او خوب خواهد بود تا زمانی که شروع به خوردن غذایی از ریشه گیاهی یا حیوانی کند ، که به راحتی نمی توانست هضم کند.

اسیدهای نوکلئیکترکیبات آلی پیچیده ای هستند که بیوپلیمرهای حاوی فسفر (پلی نوکلئوتیدها) هستند.

دو نوع اسید نوکلئیک وجود دارد - اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) و اسید ریبونوکلئیک (RNA). اسیدهای نوکلئیک (از هسته لاتین - هسته) به این دلیل نام خود را گرفتند که اولین بار در نیمه دوم قرن نوزدهم از هسته های لکوسیت ها جدا شدند. توسط بیوشیمی دان سوئیسی F. Mischer. بعداً کشف شد که اسیدهای نوکلئیک را می توان نه تنها در هسته ، بلکه در سیتوپلاسم و اندامکهای آن نیز یافت. مولکول های DNA ، همراه با پروتئین های هیستون ، ماده کروموزوم ها را تشکیل می دهند.

در اواسط قرن XX. بیوشیمی دان آمریکایی جی واتسون و بیوفیزیکدان انگلیسی کریک ، ساختار مولکول DNA را فاش کردند. مطالعات پراش اشعه ایکس نشان داده است که DNA شامل دو رشته پیچ خورده به مارپیچ دوتایی است. نقش ستون فقرات زنجیره ای توسط گروه های قند-فسفات انجام می شود و پایه های پورین و پیریمیدین به عنوان پل عمل می کنند. هر پل توسط دو پایه متصل به دو زنجیره مخالف تشکیل می شود و اگر یک پایه دارای یک حلقه باشد ، پایه دیگر دارای دو حلقه است. بنابراین ، جفتهای مکمل تشکیل می شوند: AT و G-C. این بدان معنی است که دنباله بازهای یک زنجیره توالی بازها را در زنجیره دیگر ، مکمل آن ، به طور منحصر به فرد تعیین می کند.

ژن بخشی از مولکول DNA یا RNA است (در بعضی ویروس ها). RNA حاوی 4-6 هزار نوکلئوتید جداگانه ، DNA - 10-25 هزار است. اگر امكان كشش DNA یك سلول انسانی به یك نخ پیوسته وجود داشته باشد ، طول آن 91 سانتی متر خواهد بود.

با این وجود ، تولد ژنتیک مولکولی کمی زودتر اتفاق افتاد ، زمانی که آمریکایی های J. Beadle و E. Tatum ارتباط مستقیمی بین حالت ژن ها (DNA) و سنتز آنزیم ها (پروتئین ها) برقرار کردند. پس از آن بود که جمله معروف "یک ژن - یک پروتئین" ظاهر شد. بعداً مشخص شد که عملکرد اصلی ژن ها رمزگذاری سنتز پروتئین است. پس از آن ، دانشمندان توجه خود را به این سوال متمرکز کردند که چگونه برنامه ژنتیکی نوشته شده و چگونه در سلول اجرا می شود. برای انجام این کار ، لازم بود که دریابید که چگونه تنها چهار باز می توانند ترتیب آرایش را در مولکولهای پروتئین به اندازه بیست اسید آمینه رمزگذاری کنند. سهم اصلی در حل این مسئله توسط فیزیکدان مشهور نظری G. Gamow در اواسط دهه 1950 انجام شد.

به گفته وی ، ترکیبی از سه نوکلئوتید DNA برای رمزگذاری یک اسید آمینه استفاده می شود. این واحد اولیه وراثت ، رمزگذاری یک اسید آمینه ، نامیده می شود کدوندر سال 1961 ، فرضیه Gamow با تحقیق F. Crick تأیید شد. به این ترتیب مکانیسم مولکولی خواندن اطلاعات ژنتیکی از یک مولکول DNA در طول سنتز پروتئین رمزگشایی شد.

در یک سلول زنده اندامک هایی وجود دارد - ریبوزوم ها ، که ساختار اولیه DNA را "می خوانند" و پروتئین را مطابق با اطلاعات ثبت شده در DNA سنتز می کنند. هر سه قلو نوکلئوتید با یکی از 20 اسید آمینه احتمالی در ارتباط است. به این ترتیب است که ساختار اولیه DNA توالی اسیدهای آمینه پروتئین سنتز شده را تعیین می کند ، کد ژنتیکی ارگانیسم (سلول) را ثابت می کند.

کد ژنتیکی تمام موجودات زنده ، اعم از گیاه ، حیوان یا باکتری یکسان است. این ویژگی کد ژنتیکی ، همراه با شباهت ترکیب اسیدهای آمینه همه پروتئین ها ، نشان می دهد

در مورد وحدت بیوشیمیایی زندگی ، منشأ تمام موجودات زنده روی زمین از یک جد واحد.

مکانیسم تولید مثل DNA نیز رمزگشایی شد. این سه بخش است: تکثیر ، رونویسی و ترجمه.

تکثیردو برابر شدن مولکول های DNA است. اساس تکثیر ، خاصیت منحصر به فرد DNA برای کپی برداری از خود است ، که تقسیم یک سلول را به دو سلول یکسان امکان پذیر می کند. در طی همانند سازی ، DNA ، متشکل از دو زنجیره مولکولی پیچ خورده ، باز می شود. دو رشته مولکولی تشکیل شده است که هر کدام به عنوان ماتریسی برای سنتز یک رشته جدید ، مکمل رشته اصلی عمل می کنند. بعد از آن ، سلول تقسیم می شود و در هر سلول یک رشته DNA قدیمی می شود و دیگری جدید است. نقض توالی نوکلئوتیدها در زنجیره DNA منجر به تغییرات ارثی در بدن می شود - جهش ها.

رونویسیآیا انتقال کد DNA با تشکیل یک مولکول تک رشته ای از RNA پیام رسان (m-RNA) بر روی یکی از رشته های DNA است. i-RNA کپی بخشی از یک مولکول DNA است که از یک یا گروهی از ژن های مجاور تشکیل شده و اطلاعات مربوط به ساختار پروتئین ها را حمل می کند.

پخش -این سنتز پروتئین بر اساس کد ژنتیکی m-RNA در اندامک های خاص سلول است - ریبوزوم ها ، جایی که RNA حمل و نقل (t-RNA) اسیدهای آمینه را تحویل می دهد.

در اواخر دهه 1950. دانشمندان روسی و فرانسوی به طور همزمان این فرضیه را مطرح می کنند که تفاوت در تعداد دفعات وقوع و ترتیب آرایش نوکلئوتیدها در DNA در ارگانیسم های مختلف دارای ویژگی خاصی برای این گونه است. این فرضیه امکان بررسی تکامل موجودات زنده و ماهیت گونه زایی را در سطح مولکولی فراهم کرده است.

چندین مکانیسم تغییر در سطح مولکولی وجود دارد. مهمترین آنها مکانیسم جهش ژنی است که قبلا ذکر شد - تحول مستقیم geجدید،تحت تأثیر عوامل خارجی در کروموزوم واقع شده است. عوامل ایجاد جهش (جهش زاها) اشعه ، مواد شیمیایی سمی و ویروس ها هستند. با این مکانیزم تغییرپذیری ، ترتیب ژن ها در کروموزوم تغییر نمی کند.

مکانیسم دیگر تغییر پذیری است ترکیبی از ژن ها.این ایجاد ترکیبات جدیدی از ژن های واقع در یک کروموزوم خاص است. در این حالت ، اساس بسیار مولکولی ژن تغییر نمی کند ، بلکه از یک قسمت کروموزوم به قسمت دیگر منتقل می شود یا اینکه بین دو کروموزوم تبادل ژن وجود دارد. ترکیب مجدد ژن ها در طی تولید مثل جنسی در ارگانیسم های بالاتر انجام می شود. در عین حال ، تغییری در مقدار کل اطلاعات ژنتیکی ایجاد نمی شود ، بدون تغییر باقی می ماند. این مکانیسم توضیح می دهد که چرا کودکان فقط تا حدی شبیه والدین خود هستند -

آنها صفات را از هر دو ارگانیسم پدر و مادر به ارث می برند ، که به طور تصادفی ترکیب می شوند.

مکانیسم دیگر تغییرپذیری است ترکیب غیرکلاسیک دوبارهجدید- فقط در دهه 1950 افتتاح شد. با نوترکیبی ژن غیرکلاسیک ، به دلیل درج عناصر جدید ژنتیکی در ژنوم سلول ، به طور کلی در مقدار اطلاعات ژنتیکی افزایش می یابد. غالباً ، عناصر جدید توسط ویروس ها وارد سلول می شوند. امروزه چندین نوع ژن قابل انتقال کشف شده است. در میان آنها پلاسمیدها وجود دارد که DNA دایره ای دو رشته ای هستند. به دلیل آنها ، پس از استفاده طولانی مدت از هر گونه مواد مخدر ، اعتیاد شروع می شود و پس از آن دیگر اثر دارویی ندارند. باکتری های بیماری زا که داروی ما در برابر آنها عمل می کند به پلاسمیدها متصل می شوند ، که باعث می شود باکتری ها در برابر دارو مقاوم باشند و آنها دیگر متوجه آن نمی شوند.

مهاجرت عناصر ژنتیکی می تواند باعث بازآرایی ساختارها در کروموزوم ها و جهش های ژنی شود. امکان استفاده از چنین عناصری توسط انسان منجر به ظهور دانش جدیدی شده است - مهندسی ژنتیک ، که هدف آن ایجاد اشکال جدیدی از ارگانیسم ها با خواص داده شده است. بنابراین ، با کمک روش های ژنتیکی و بیوشیمیایی ، ترکیبات جدیدی از ژن هایی که در طبیعت وجود ندارند ساخته می شود. برای انجام این کار ، DNA اصلاح می شود که برای تولید پروتئینی با خواص مطلوب کدگذاری می شود. این مکانیسم زیربنای تمام بیوتکنولوژی مدرن است.

با استفاده از DNA نوترکیب ، می توان ژنهای مختلفی را سنتز و در کلونها (کلنی های موجودات یکسان) برای سنتز پروتئین هدف قرار داد. بنابراین ، در سال 1978 انسولین - پروتئینی برای درمان دیابت شیرین - سنتز شد. ژن مورد نظر در یک پلاسمید قرار داده شد و در یک باکتری طبیعی قرار گرفت.

متخصصان ژنتیک در حال تلاش برای ایجاد واکسن های ایمن در برابر عفونت های ویروسی هستند ، زیرا واکسن های سنتی یک ویروس ضعیف شده است که باید باعث تولید آنتی بادی شود ، بنابراین معرفی آنها با خطر خاصی همراه است. مهندسی ژنتیک امکان دستیابی به DNA را فراهم می کند که لایه سطحی ویروس را کد می کند. در این حالت ، ایمنی ایجاد می شود ، اما عفونت بدن منتفی است.

امروزه در مهندسی ژنتیک ، موضوع افزایش امید به زندگی و احتمال جاودانگی با تغییر برنامه ژنتیکی انسان در نظر گرفته شده است. این امر می تواند با افزایش عملکردهای آنزیمی محافظ سلول ، محافظت از مولکول های DNA در برابر آسیب های مختلف مرتبط با اختلالات متابولیکی و تأثیر محیط به دست آید. علاوه بر این ، دانشمندان موفق به کشف رنگدانه پیری و ایجاد داروی ویژه ای شدند که سلول ها را از آن آزاد می کند. در آزمایش با ما-

شامی در طول عمر خود افزایش یافت. همچنین ، دانشمندان توانستند ثابت کنند که در زمان تقسیم سلول ، تلومرها کاهش می یابد - ساختارهای ویژه کروموزومی واقع در انتهای کروموزوم های سلول. واقعیت این است که در هنگام تکثیر DNA ، یک ماده خاص - پلیمراز - در امتداد مارپیچ DNA قرار می گیرد و نسخه ای از آن را خارج می کند. اما DNA پلیمراز از همان ابتدا شروع به کپی برداری نمی کند ، بلکه هر بار یک نوک کم کپی بر جای می گذارد. بنابراین ، با هر نسخه برداری بعدی ، مارپیچ DNA به دلیل مناطق انتهایی که هیچ اطلاعاتی یا تلومرها را حمل نمی کنند ، کوتاه می شود. به محض اتمام تلومرها ، در طی نسخه های بعدی ، بخشی از DNA که حامل اطلاعات ژنتیکی است شروع به جمع شدن می کند. این روند پیری سلول ها است. در سال 1997 ، آزمایشی درباره افزایش مصنوعی تلومرها در ایالات متحده آمریکا و کانادا انجام شد. برای این منظور ، از آنزیم سلولی تازه کشف شده تلومراز استفاده شد که رشد تلومرها را تقویت می کند. سلولهایی که از این طریق بدست می آیند توانایی تقسیم مکرر را دارند ، به طور کامل خواص عملکرد طبیعی خود را حفظ می کنند و به سلولهای سرطانی تبدیل نمی شوند.

اخیراً ، موفقیت مهندسان ژنتیک در زمینه شبیه سازی - تولید مثل دقیق یک جسم زنده خاص در تعداد مشخصی از نسخه های سلول های سوماتیک - به طور گسترده ای شناخته شده است. علاوه بر این ، فرد رشد یافته از نظر ژنتیکی از ارگانیسم مادر قابل تشخیص نیست.

به دست آوردن کلون از موجوداتی که از طریق پارتنوژنز تولید مثل می شوند ، بدون لقاح قبلی ، چیز خاصی نیست و مدتهاست توسط متخصصان ژنتیک مورد استفاده قرار می گیرد. در ارگانیسم های بالاتر ، موارد شبیه سازی طبیعی نیز شناخته شده است - تولد دوقلوهای یکسان. اما تولید مصنوعی کلون موجودات بالاتر با مشکلات جدی همراه است. با این حال ، در فوریه 1997 ، یک روش شبیه سازی پستانداران در آزمایشگاه ایان ویلموت در ادینبورگ ایجاد شد و گوسفند دالی با آن پرورش یافت. برای این کار تخمها را از گوسفندهای نژاد اسکاتلندی Blackface برداشته و در یک ماده مغذی مصنوعی قرار داده و هسته ها را از آنها جدا کردند. سپس آنها سلولهای غده پستانی یک گوسفند باردار فنلاندی باردار بزرگسال را با خود حمل کردند و این مجموعه ژنتیکی کامل را به همراه داشت. پس از مدتی ، این سلولها با تخمهای غیر هسته ای ذوب شده و با استفاده از تخلیه الکتریکی ، توسعه آنها را فعال کردند. سپس جنین در حال رشد به مدت شش روز در یک محیط مصنوعی رشد کرد و پس از آن جنین به رحم مادر رضاعی پیوند شد ، جایی که قبل از تولد رشد کرد. اما از 236 آزمایش ، فقط یک مورد موفقیت آمیز بود - گوسفند دالی بزرگ شد.

پس از آن ، ویلموت احتمال اساسی شبیه سازی انسان را اعلام كرد كه باعث پر جنب و جوش ترین بحث ها شد.

نه تنها در ادبیات علمی ، بلکه در پارلمان بسیاری از کشورها ، زیرا این احتمال با مشکلات اخلاقی ، اخلاقی و حقوقی بسیار جدی همراه است. تصادفی نیست که برخی از کشورها قبلا قوانینی را منع شبیه سازی انسان را تصویب کرده اند. از این گذشته ، بیشتر جنین های شبیه سازی شده می میرند. بعلاوه ، احتمال تولد افراد عجیب و غریب زیاد است. بنابراین آزمایشات مربوط به شبیه سازی نه تنها غیراخلاقی است ، بلکه از نظر حفظ خلوص گونه Homo sapiens نیز به سادگی خطرناک است. این واقعیت که خطر بسیار زیاد است ، توسط اطلاعاتی ارائه می شود که در اوایل سال 2002 منتشر شد و گزارش داد که گوسفند دالی مبتلا به آرتروز است ، یک بیماری غیر معمول برای گوسفند ، و پس از آن مجبور شد به زودی مورد اتهام قرار گیرد.

بنابراین ، یک زمینه تحقیقاتی بسیار امیدوار کننده تر ، مطالعه ژنوم انسان (مجموعه ژن ها) است. در سال 1988 ، به ابتکار جی واتسون ، سازمان بین المللی "ژنوم انسانی" ایجاد شد که بسیاری از دانشمندان از کشورهای مختلفجهان و تعیین رمزگشایی کل ژنوم انسان. این یک کار دلهره آور است ، زیرا تعداد ژن ها در بدن انسان از 50 تا 100 هزار است و کل ژنوم بیش از 3 میلیارد جفت نوکلئوتید است.

اعتقاد بر این است که اولین مرحله این برنامه ، همراه با رمزگشایی توالی محل جفت های نوکلئوتید ، تا پایان سال 2005 به پایان می رسد. قبلاً کارهایی برای ایجاد "اطلس" ژن ها انجام شده است ، مجموعه ای از آنها نقشه ها. اولین نقشه از این دست در سال 1992 توسط D. Cohen و J. Dosse تهیه شد. در نسخه نهایی آن ، در سال 1996 توسط J. Weissenbach ارائه شد ، وی با مطالعه یک کروموزوم زیر میکروسکوپ ، DNA مناطق مختلف آن را با کمک مارکرهای ویژه علامت گذاری کرد. سپس او این مناطق را شبیه سازی کرد ، آنها را روی میکروارگانیسم ها رشد داد و قطعات DNA را به دست آورد - توالی نوکلئوتیدهای یک رشته DNA که کروموزوم ها را تشکیل داده است. بنابراین ، وایسنباخ محلی سازی 223 ژن را تعیین کرد و حدود 30 جهش منجر به 200 بیماری را شناسایی کرد ، از جمله فشار خون بالا ، دیابت ، ناشنوایی ، کوری ، تومورهای بدخیم.

یکی از نتایج این برنامه ، البته کامل نیست ، توانایی شناسایی آسیب شناسی های ژنتیکی در مراحل اولیه بارداری و ایجاد ژن درمانی است - یک روش درمانی بیماری های ارثیبا کمک ژن ها. قبل از انجام روش ژن درمانی ، آنها می فهمند که کدام ژن معیوب است ، یک ژن طبیعی دریافت می کنند و آن را به تمام سلولهای بیمار تزریق می کنند. در این حالت ، بسیار مهم است که ژن معرفی شده تحت کنترل مکانیسم سلول کار کند ، در غیر این صورت سلول سرطانی بدست می آید. در حال حاضر اولین بیمارانی هستند که به این روش بهبود یافته اند. درست است ، هنوز مشخص نیست که آنها چگونه ریشه ای درمان می شوند و

آیا این بیماری در آینده بازگشت خواهد کرد؟ همچنین ، عواقب طولانی مدت چنین درمانی هنوز مشخص نیست.

البته استفاده از بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک جنبه های مثبت و منفی دارد. این یک یادداشت که در سال 1996 توسط فدراسیون انجمن های میکروب شناسی اروپا منتشر شده ، گواه است. این امر به دلیل مشکوک بودن و خصومت عموم مردم نسبت به فناوری های ژنتیکی است. ترس ناشی از احتمال ایجاد بمبی ژنتیکی است که می تواند ژنوم انسان را تحریف کرده و منجر به تولد جنون شود. ظهور بیماری های ناشناخته و تولید سلاح های بیولوژیکی.

و بالاخره ، مسئله توزیع گسترده محصولات غذایی تراریخته ایجاد شده با معرفی ژنهایی که مانع از پیشرفت بیماریهای ویروسی یا قارچی می شوند اخیراً به طور گسترده مورد بحث قرار گرفته است. گوجه فرنگی و ذرت تراریخته قبلاً ایجاد و به بازار عرضه شده است. نان ، پنیر و آبجو با میکروب های تراریخته به بازار عرضه می شود. چنین محصولاتی در برابر باکتری های مضر مقاوم هستند ، کیفیت بهبود یافته ای دارند - طعم ، ارزش غذایی ، قدرت و غیره. به عنوان مثال ، توتون ، گوجه فرنگی و فلفل دلمه ای مقاوم در برابر ویروس در چین تولید می شود. گوجه فرنگی تراریخته شناخته شده مقاوم در برابر عفونت باکتریایی ، سیب زمینی و ذرت ، مقاوم در برابر قارچ. اما عواقب طولانی مدت استفاده از چنین محصولاتی هنوز ناشناخته است ، اول از همه ، مکانیسم تأثیر آنها بر بدن و ژنوم انسان است.

البته طی بیست سال استفاده از بیوتکنولوژی ، اتفاقی نیفتاده است که مردم از آن بترسند. تمام میکروارگانیسم های جدید ایجاد شده توسط دانشمندان نسبت به اشکال اصلی کمتر بیماری زا هستند. هرگز گسترش مضر یا خطرناکی از ارگانیسم های نوترکیب وجود نداشته است. با این حال ، دانشمندان مراقب هستند که سویه های تراریخته حاوی ژن هایی نباشند که پس از انتقال به باکتری های دیگر ، می توانند اثر خطرناکی داشته باشند. خطر تئوریک ایجاد انواع جدید سلاح های باکتریولوژی بر اساس فناوری های ژنی وجود دارد. بنابراین ، دانشمندان باید این خطر را در نظر بگیرند و توسعه یک سیستم کنترل بین المللی قابل اعتماد با قابلیت اصلاح و تعلیق چنین کاری را ارتقا دهند.

با در نظر گرفتن خطر احتمالی استفاده از فن آوری های ژنتیکی ، اسنادی تهیه شده است که کاربرد آنها ، قوانین ایمنی برای تحقیقات آزمایشگاهی و توسعه صنعتی و همچنین قوانینی را برای ورود ارگانیسم های اصلاح شده ژنتیکی به محیط تنظیم می کند.

بنابراین ، اکنون اعتقاد بر این است که ، با اقدامات احتیاطی مناسب ، مزایای فن آوری ژن بیشتر از خطرات پیامدهای منفی بالقوه است.

سلولیمرحله

در سطح سلولی سازمان ، واحد اصلی ساختاری و عملکردی همه موجودات زنده سلول است. در سطح سلولی و همچنین در سطح ژنتیکی مولکولی ، یکنواختی تمام موجودات زنده مشخص شده است. در همه ارگانیسم ها ، سنتز بیوسنتز و تحقق اطلاعات ارثی فقط در سطح سلولی امکان پذیر است. سطح سلول در موجودات تک سلولی با سطح ارگانیسم همزمان است. تاریخ زندگی در سیاره ما از همین سطح سازمان آغاز شد.

امروزه علم دقیقاً ثابت کرده است که سلول کوچکترین واحد مستقل ساختار ، عملکرد و رشد موجود زنده است.

سلولیک سیستم بیولوژیکی ابتدایی است که قادر به تجدید خود ، تولید مثل و توسعه خود است ، به عنوان مثال دارای تمام علائم موجود زنده است.

ساختارهای سلولی زیربنای ساختار هر موجود زنده ای هستند ، مهم نیست که ساختار آن متنوع و پیچیده باشد. علمی که سلول زنده را مورد مطالعه قرار می دهد سیتولوژی نامیده می شود. او ساختار سلول ها ، عملکرد آنها به عنوان سیستم های زندگی اولیه را مطالعه می کند ، عملکرد اجزای سلولی فردی ، روند تولید مثل سلول ، سازگاری آنها با شرایط محیطی و غیره را مطالعه می کند. سیتولوژی همچنین ویژگی های سلول های تخصصی ، شکل گیری خاص آنها را مطالعه می کند عملکردها و توسعه ساختارهای خاص سلولی. بنابراین ، سیتولوژی مدرن را می توان فیزیولوژی سلول نامید. موفقیت های سیتولوژی مدرن با دستاوردهای بیوشیمی ، بیوفیزیک ، زیست شناسی مولکولی و ژنتیک پیوندی ناگسستنی دارند.

سیتولوژی بر اساس این گفته است که همه موجودات زنده (حیوانات ، گیاهان ، باکتری ها) از سلول ها و محصولات متابولیکی آنها تشکیل شده اند. سلولهای جدید با تقسیم سلولهای قبلی ایجاد می شوند. همه سلول ها از نظر ترکیبات شیمیایی و متابولیسم مشابه هستند. فعالیت ارگانیسم به طور کلی از فعالیت و تعامل سلولهای جداگانه تشکیل شده است.

در انتها کشف وجود سلول ها اتفاق افتاد XVIIقرن ، زمانی که میکروسکوپ اختراع شد. این قفس برای اولین بار توسط دانشمند انگلیسی R. Hooke در سال 1665 توصیف شد ، هنگامی که او یک قطعه چوب پنبه را بررسی کرد. از آنجا که میکروسکوپ او بسیار کامل نبود ، آنچه او دید در واقع دیواره سلولهای مرده بود. تقریباً دویست سال طول کشید تا زیست شناسان فهمیدند که نقش اصلی را دیواره های سلول ندارند ، بلکه محتوای داخلی آن است. از جمله سازندگان نظریه سلول نیز باید A. Levenguk نامیده شود ، که نشان داد بافت بسیاری از گیاهان است

ارگانیسم ها از سلول ها ساخته می شوند. وی همچنین گلبول های قرمز خون ، ارگانیسم های تک سلولی و باکتری ها را توصیف کرد. درست است که لوانگوک ، مانند سایر محققان قرن هفدهم ، در سلول فقط پوسته ای را دید که حفره ای را محصور کرده بود.

پیشرفت چشمگیری در مطالعه سلولها در اوایل قرن نوزدهم اتفاق افتاد ، زمانی که از آنها به عنوان افرادی با خواص حیاتی دیدن می شود. در دهه 1830 هسته سلول کشف و توصیف شد ، که توجه دانشمندان را به محتوای سلول جلب کرد. در همان زمان ، امکان تقسیم سلولهای گیاهی وجود داشت. بر اساس این مطالعات ، نظریه سلول ایجاد شد که به بزرگترین واقعه زیست شناسی قرن 19 تبدیل شد. این نظریه سلول بود که شواهد تعیین کننده ای از وحدت همه طبیعت زنده ارائه می داد ، به عنوان پایه ای برای توسعه جنین شناسی ، بافت شناسی ، فیزیولوژی ، نظریه تکامل و همچنین درک تکامل موجودات زنده عمل می کرد.

سیتولوژی با ایجاد ژنتیک و زیست شناسی مولکولی انگیزه قدرتمندی دریافت کرد. پس از آن ، سلول های جدید ، یا اندامک های جدید ، کشف شدند - غشا ، ریبوزوم ، لیزوزوم و غیره

طبق مفاهیم مدرن ، سلول ها می توانند به عنوان ارگانیسم های مستقل (به عنوان مثال پروتوزوآ) و به عنوان بخشی از ارگانیسم های چند سلولی وجود داشته باشند ، جایی که سلول های باروری و سلول های سوماتیک (سلول های بدن) وجود دارد. سلولهای سوماتیک از نظر ساختار و عملکرد متفاوت هستند - سلولهای عصبی ، استخوانی ، عضلانی ، ترشحی وجود دارد. اندازه سلول ها می تواند از 0.1 میکرون (برخی از باکتری ها) تا 155 میلی متر (تخم مرغ شترمرغ). یک ارگانیسم زنده توسط میلیاردها سلول مختلف (تا 1015) تشکیل می شود که شکل آنها می تواند عجیب ترین باشد (عنکبوت ، ستاره ، دانه برف و غیره).

مشخص شده است که علیرغم تنوع گسترده سلولها و عملکردهایی که آنها انجام می دهند ، سلولهای موجودات زنده از نظر ترکیب شیمیایی مشابه هستند: محتوای هیدروژن ، اکسیژن ، کربن و ازت به ویژه در آنها زیاد است (این عناصر شیمیایی بیش از 98٪ از کل محتوای سلول) حدود 2٪ دیگر از عناصر شیمیایی 2٪ است.

سلول های موجودات زنده موجود است مواد معدنی- آب (به طور متوسط ​​تا 80٪) و نمک های معدنی و همچنین ترکیبات آلی: 90٪ از توده خشک سلول بر روی بیوپلیمرها قرار می گیرد - پروتئین ها ، اسیدهای نوکلئیک ، کربوهیدرات ها و چربی ها. سرانجام ، از نظر علمی ثابت شده است که همه سلولها از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند:

یک غشا plas پلاسما که انتقال مواد از محیط به سلول و بالعکس را کنترل می کند.

سیتوپلاسم با ساختار متنوع.

هسته سلول ، که شامل اطلاعات ژنتیکی است.

علاوه بر این ، تمام سلول های حیوانی و برخی از گیاهان حاوی سانتریول هستند - ساختارهای استوانه ای که مراکز سلول را تشکیل می دهند. سلولهای گیاهی همچنین دارای دیواره سلولی (غشا)) و پلاستیدها ، ساختارهای سلولی ویژه ای هستند که غالباً حاوی رنگدانه ای هستند که رنگ سلول را تعیین می کند.

غشای سلولیشامل دو لایه مولکول از مواد شبه چربی است که بین آنها مولکول های پروتئینی وجود دارد. غشا غلظت طبیعی نمک ها را در داخل سلول حفظ می کند. اگر غشا آسیب دیده باشد ، سلول می میرد.

سیتوپلاسمیک محلول نمک آب با آنزیم ها و سایر مواد حل شده و معلق در آن است. اندامکها در سیتوپلاسم قرار دارند - اندامهای کوچکی که توسط غشای خود از محتوای سیتوپلاسم جدا شده اند. در میان آنها - میتوکندری- تشکیلات ساکولار با آنزیم های تنفسی ، که در آنها انرژی آزاد می شود. همچنین در سیتوپلاسم واقع شده است ریبوزوم ها ،متشکل از پروتئین و RNA است که با کمک آن بیوسنتز پروتئین در سلول انجام می شود. En-شبکه دوپلاسمی- این یک سیستم گردش داخل سلولی عمومی است که از طریق کانال هایی که مواد حمل و نقل آن انجام می شود و در غشاهای کانال ها آنزیم هایی وجود دارد که فعالیت حیاتی سلول را تضمین می کنند. نقش مهمی در سلول توسط چسبمرکز دقیق ،متشکل از دو سانتریول. روند تقسیم سلول با آن آغاز می شود.

مهمترین قسمت کلیه سلولها (به جز باکتریها) است هسته،که شامل کروموزومها - اجسام مانند نخ مانند است ، از DNA و پروتئین متصل به آن تشکیل شده است. هسته اطلاعات ژنتیکی را ذخیره و تولید مثل می کند و همچنین فرایندهای متابولیک را در سلول تنظیم می کند.

سلول ها با تقسیم سلول اصلی به دو سلول دختر تکثیر می شوند. در این حالت ، مجموعه کاملی از کروموزوم های حامل اطلاعات ژنتیکی به سلول های دختر منتقل می شود ، بنابراین ، قبل از تقسیم ، تعداد کروموزوم ها دو برابر می شود. چنین تقسیم سلولی ، که توزیع یکسان مواد ژنتیکی بین سلولهای دختر را تضمین می کند ، نامیده می شود میتوز

ارگانیسم های چند سلولی نیز از یک سلول - تخمک ایجاد می شوند. با این حال ، در روند جنین زایی ، سلول ها اصلاح می شوند. این منجر به ظهور سلولهای مختلف - عضله ، عصب ، خون و غیره می شود. سلولهای مختلف پروتئینهای مختلفی را سنتز می کنند. با این حال ، هر سلول در یک ارگانیسم چند سلولی یک مجموعه کامل از اطلاعات ژنتیکی را برای ساختن تمام پروتئین های مورد نیاز بدن به همراه دارد.

بسته به نوع سلول ها ، همه موجودات به دو گروه تقسیم می شوند:

پروکاریوت -سلولهای فاقد هسته. در آنها ، مولکول های DNA توسط غشای هسته ای احاطه نشده و به صورت کروموزوم سازماندهی نشده اند. پروکاریوت ها شامل باکتری ها هستند.

یوکاریوت ها- سلولهای حاوی هسته. علاوه بر این ، آنها حاوی میتوکندری - اندامکهایی هستند که در آنها فرآیند اکسیداسیون انجام می شود. یوکاریوت ها شامل تک یاخته ها ، قارچ ها ، گیاهان و حیوانات هستند ، بنابراین می توانند تک سلولی و چند سلولی باشند.

بنابراین ، در ساختار و عملکرد دستگاه ژنتیکی ، دیواره های سلولی و سیستم های غشایی ، سنتز پروتئین و غیره بین پروکاریوت ها و یوکاریوت ها تفاوت های قابل توجهی وجود دارد. فرض بر این است که اولین موجوداتی که روی زمین ظاهر شدند ، پروکاریوت ها بودند. این مورد تا دهه 1960 مورد بررسی قرار گرفت ، زمانی که یک مطالعه عمیق از سلول منجر به کشف باکتریهای باستانی شد ، ساختار آنها مشابه پروکاریوتها و یوکاریوتها است. این س ofال که موجودات تک سلولی از قدمت بیشتری برخوردارند ، در مورد احتمال وجود یک سلول اول خاص ، که بعداً هر سه خط تکاملی از آن پدید آمد ، هنوز باز است.

دانشمندان با مطالعه یك سلول زنده ، به وجود دو نوع اصلی از تغذیه آن توجه كردند كه این امر باعث شد كه همه ارگانیسم ها با توجه به روش تغذیه به دو نوع تقسیم شوند:

اتوتروفیکارگانیسم ها - ارگانیسم هایی که به غذای آلی احتیاج ندارند و به دلیل جذب دی اکسید کربن (باکتری) یا فتوسنتز (گیاهان) می توانند فعالیت حیاتی انجام دهند ، به عنوان مثال اتوتروف ها خود مواد مغذی مورد نیاز را تولید می کنند.

هتروتروفارگانیسم ها همه موجوداتی هستند که بدون غذای ارگانیک نمی توانند این کار را انجام دهند.

بعداً ، چنین فاکتورهای مهمی به عنوان توانایی ارگانیسم ها برای سنتز مواد لازم (ویتامین ها ، هورمون ها و غیره) و تأمین انرژی ، وابستگی به محیط زیست و غیره روشن شدند. بنابراین ، ماهیت پیچیده و متمایز اتصالات تروفیک نیاز به رویکرد سیستم هابه مطالعه زندگی در سطح تومو ژنتیکی. اینگونه بود که مفهوم سازگاری عملکردی توسط P.K. آنوخین ، که طبق آن اجزای مختلف سیستم ها در ارگانیسم های تک سلولی و چند سلولی به طور هماهنگ عمل می کنند. در عین حال ، م componentsلفه های منفرد عملکرد هماهنگ دیگران را ارتقا داده و به آن کمک می کنند ، در نتیجه وحدت و یکپارچگی در اجرای فرایندهای حیاتی کل ارگانیسم را تضمین می کنند. سازگاری عملکردی نیز در این واقعیت آشکار می شود که فرایندها در سطوح پایین توسط ارتباطات عملکردی در سطوح بالاتر سازمان سازمان یافته اند. سازگاری عملکردی به ویژه در ارگانیسم های چند سلولی قابل توجه است.

ژنتیکیمرحله. چند سلولیارگانیسم ها

واحد اصلی زندگی در سطح آنتو ژنتیک یک فرد جداگانه است و انتوژنز یک پدیده ابتدایی است. یک فرد بیولوژیکی می تواند یک ارگانیسم تک سلولی یا یک سلول باشد ، با این حال ، در هر صورت ، این یک سیستم یکپارچه و خود تولید مثل است.

هستی زاییفرآیند تکامل یک ارگانیسم از بدو تولد از طریق تغییرات پی در پی مورفولوژیکی ، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی تا مرگ ، روند تحقق اطلاعات ارثی نامیده می شود.

حداقل سیستم زندگی ، هسته اصلی زندگی ، سلول است که توسط سیتولوژی بررسی می شود. عملکرد و رشد موجودات زنده چند سلولی موضوع فیزیولوژی است. در حال حاضر ، از آنجا که علل و عواملی که رشد فردی ارگانیسم را تعیین می کنند ، نظریه یکپارچه ای از آنتوژنز ایجاد نشده است.

همه موجودات چند سلولی به سه پادشاهی تقسیم می شوند: قارچ ها ، گیاهان و حیوانات. فعالیت حیاتی موجودات چند سلولی و همچنین عملکرد قسمتهای جداگانه آنها توسط فیزیولوژی بررسی می شود. این علم مکانیسم های اجرای عملکردهای مختلف توسط یک ارگانیسم زنده ، ارتباط آنها با یکدیگر ، تنظیم و سازگاری ارگانیسم با محیط خارجی ، منشا و شکل گیری در روند تکامل و تکامل فردی فرد را بررسی می کند. در واقع ، این فرآیند آنتوژنز است - رشد یک موجود زنده از بدو تولد تا مرگ. در همان زمان ، رشد ، حرکت ساختارهای فردی ، تمایز و عارضه عمومی ارگانیسم وجود دارد.

فرآیند آنتوژنز بر اساس قانون معروف بیوژنتیک که توسط E. Haeckel ، نویسنده اصطلاح "ontogenesis" تنظیم شده ، توصیف شده است. قانون بیوژنتیک بیان می کند که هستی زایی در یک فرم کوتاه ، فیلوژنی را تکرار می کند ، یعنی یک ارگانیسم فردی در تکامل فردی خود به شکل مختصر تمام مراحل رشد گونه های خود را طی می کند. بنابراین ، هستی زایی عبارت است از تحقق اطلاعات ارثی رمزگذاری شده در سلول جنینی و همچنین بررسی سازگاری تمام سیستم های بدن در طول کار و سازگاری آن با محیط.

همه موجودات چند سلولی از اندام ها و بافت ها تشکیل شده اند. بافتها گروهی از سلولهای متحد فیزیکی و مواد بین سلولی برای انجام عملکردهای خاص هستند. مطالعه آنها

موضوع بافت شناسی است. بافت ها می توانند از همان سلول ها یا از سلول های مختلف تشکیل شوند. به عنوان مثال ، در حیوانات ، اپیتلیوم صاف از سلولهای یکسان ساخته می شود ، و بافت های عضلانی ، عصبی و پیوندی از سلول های مختلف ساخته می شوند.

اندام ها واحدهای عملکردی نسبتاً بزرگی هستند که بافت های مختلف را به مجموعه های مختلف فیزیولوژیکی ترکیب می کنند. اندام های داخلی فقط در حیوانات یافت می شوند ، در گیاهان وجود ندارد. به نوبه خود ، اندام ها بخشی از واحدهای بزرگتر - سیستم های بدن هستند. در میان آنها ، سیستم های عصبی ، گوارشی ، قلبی عروقی ، تنفسی و سایر سیستم ها متمایز می شوند.

ارگانیسم زنده خود یک محیط داخلی خاص است که در محیط خارجی وجود دارد. این ماده در نتیجه تعامل ژنوتیپ (مجموعه ای از ژنهای یک ارگانیسم) با فنوتیپ (مجموعه ای از علائم خارجی ارگانیسم که در طی تکامل فردی آن تشکیل شده است) تشکیل می شود. بنابراین ، بدن یک سیستم پایدار از اندام ها و بافت های داخلی است که در محیط خارجی وجود دارد. با این حال ، از آنجا که نظریه کلی آنتوژنز هنوز ایجاد نشده است ، بسیاری از فرآیندهای رخ داده در طی رشد ارگانیسم ، توضیح کامل خود را دریافت نکرده اند.

جمعیت- گونه هامرحله

سطح جمعیت-گونه استاندارد زندگی فوق ارگانیسم است که واحد اصلی آن جمعیت است.

جمعیت- مجموعه ای از افراد از همان گونه ، نسبتاً جدا از گروههای دیگر از همان گونه ، اشغال یک قلمرو خاص ، تولید مثل برای مدت طولانی و داشتن یک صندوق ژنتیکی مشترک.

برخلاف جمعیت نوعبه مجموعه ای از افراد گفته می شود ، از نظر ساختار و خصوصیات فیزیولوژیکی مشابه ، دارای یک منشا common مشترک ، قادر به آزادانه آمیختگی و تولید فرزندان بارور هستند. گونه ای فقط از طریق جمعیت هایی وجود دارد که از نظر ژنتیکی سیستم باز هستند. مطالعات جمعیت توسط زیست شناسی جمعیت مورد مطالعه قرار می گیرد.

در شرایط ماهیت واقعی ، افراد از یکدیگر جدا نیستند ، بلکه در سیستم های زنده با درجه بالاتر متحد می شوند. اولین سیستم از این قبیل جمعیت است.

اصطلاح "جمعیت" توسط یکی از بنیانگذاران ژنتیک V. Johansen معرفی شد ، که این مجموعه ارگانیسم ها را از نظر ژنتیکی ناهمگن ، متفاوت از یک مجموعه همگن - خط خالص نامید. بعداً ، این اصطلاح بیشتر پیدا کرد

یکپارچگی جمعیت ها ، که در ظهور خواص جدید در مقایسه با سطح تومورزایی زندگی ظاهر می شود ، با تعامل افراد در جمعیت تضمین می شود و از طریق مبادله دوباره ایجاد می شود اطلاعات ژنتیکیدر روند تولید مثل جنسی. هر جمعیت مرزهای کمی دارد. از یک طرف ، این حداقل رقمی است که خود تولید مثل جمعیت را تضمین می کند و از سوی دیگر ، حداکثر افرادی که می توانند در منطقه (زیستگاه) جمعیت داده شده تغذیه کنند. جمعیت به طور کلی با پارامترهایی مانند امواج زندگی - نوسانات دوره ای اندازه ، تراکم جمعیت ، نسبت گروه های سنی و جنس ، مرگ و میر و غیره مشخص می شود.

جمعیت ها سیستم های باز ژنتیکی هستند ، زیرا انزوای جمعیت مطلق نیست و تبادل اطلاعات ژنتیکی به صورت دوره ای امکان پذیر است. این جمعیت ها هستند که به عنوان واحدهای اساسی تکامل عمل می کنند ، تغییر در استخر ژن آنها منجر به ظهور گونه های جدید می شود.

برای سطح جمعیتسازمان زندگی با تحرک فعال یا منفعل از همه اجزای جمعیت مشخص می شود. این مستلزم حرکت مداوم افراد - اعضای جمعیت است. لازم به ذکر است که هیچ جمعیتی کاملاً یکدست نیست ، بلکه همیشه از گروه های بین جمعیتی تشکیل شده است. شما همچنین باید در مورد وجود جمعیت در رده های مختلف به یاد داشته باشید - جمعیت های جغرافیایی دائمی ، نسبتاً مستقل و جمعیت محلی موقتی (فصلی) وجود دارد. علاوه بر این ، اعداد و ثبات زیاد فقط در آن دسته از جمعیت ها که ساختار سلسله مراتبی و مکانی پیچیده ای دارند ، حاصل می شود. ناهمگن ، ناهمگن ، دارای زنجیره های غذایی پیچیده و طولانی هستند. بنابراین ، از دست دادن حداقل یک پیوند از این ساختار منجر به نابودی جمعیت یا از بین رفتن ثبات آن می شود.

بیوسنوتیکمرحله

جمعیت های نمایانگر اولین سطح فوق ارگانیسم موجودات زنده ، که واحدهای اساسی تکامل هستند ، قادر به وجود و تحول مستقل هستند ، در مجموع سطح بعدی فوق ارگانیسم - بیوسنوزها متحد شده اند.

بیوسنوز- کل موجودات ساکن در منطقه ای از محیط با شرایط زندگی همگن ، به عنوان مثال ، یک جنگل ، علفزار ، باتلاق و غیره به عبارت دیگر ، بیوسنوز مجموعه جمعیتی است که در یک منطقه خاص زندگی می کنند.

معمولاً بیوسنوزها از چندین جمعیت تشکیل شده و جز component جدایی ناپذیر یک سیستم پیچیده تر - بیوژئوسنوز هستند.

بیوژئوسنوتیکمرحله

بیوژئوسنوز- یک سیستم پویای پیچیده ، که ترکیبی از عناصر زیست شناختی و غیرزنده است ، و با تبادل ماده ، انرژی و اطلاعات به هم پیوسته اند ، که در آن گردش مواد در طبیعت می تواند انجام شود.

این به این معنی است که بیوژئوسنوز یک سیستم پایدار است که می تواند به مدت طولانی وجود داشته باشد. تعادل در یک سیستم زنده پویاست ، یعنی یک حرکت مداوم در اطراف یک نقطه ثبات است. برای عملکرد پایدار یک سیستم زنده ، داشتن بازخورد بین سیستمهای فرعی کنترل شده و کنترل شده آن ضروری است. به این روش حفظ تعادل پویا گفته می شود هموستازبه هم خوردن تعادل دینامیکی بین عناصر مختلف بیوژئوسنوز ، که ناشی از تولید مثل گسترده برخی از گونه ها و کاهش یا ناپدید شدن برخی دیگر است و منجر به تغییر در کیفیت محیط می شود ، نامیده می شود. فاجعه زیست محیطی

اصطلاح "biogeocenosis" در سال 1940 توسط گیاه شناس روسی V.N. سوکاچف ، که این اصطلاح را به عنوان

مجموعه ای از پدیده های طبیعی همگن (جو ، سنگ ، منابع آب ، پوشش گیاهی ، جانوری ، خاک) ، گسترش یافته در برخی از فاصله سطح زمین، داشتن نوع خاصی از تبادل ماده و انرژی بین آنها و عناصر اطراف ، نشان دهنده یک وحدت متناقض است. به عنوان یک وحدت زنده و غیر زنده ، بیوژئوسنوز در واقع شده است حرکت مداومو بنابراین ، با گذشت زمان تغییر می کند.

بیوژئوسنوز یک سیستم خودتنظیم یکپارچه است که در آن انواع مختلفی از زیر سیستم ها متمایز می شوند:

سیستم های اولیه - تهیه کنندگان(تولید) ، پردازش مستقیم مواد بی جان (جلبک ها ، گیاهان ، میکروارگانیسم ها) ؛

مصرف کنندگان درجه یک- سطح ثانویه که در آن ماده و انرژی از طریق استفاده از تولید کنندگان (گیاهخواران) بدست می آیند.

مصرف کنندگان درجه دوم(شکارچیان و غیره)

لاشخورها (ساپروفیت ها)و saprophages) ،تغذیه از حیوانات مرده

کاهنده ها -این یک گروه از باکتری ها و قارچ ها است که بقایای مواد آلی را تجزیه می کند.

در نتیجه فعالیت حیاتی ساپروفیت ها ، ساپروفاژها و تجزیه کننده ها ، مواد معدنی به خاک برمی گردند که حاصلخیزی آن را افزایش می دهد و تغذیه گیاه را تأمین می کند. بنابراین ، پاک کننده ها و تجزیه کننده ها بخش مهمی از زنجیره غذایی هستند.

چرخه مواد از طریق این سطوح در بیوژئوسنوز عبور می کند - زندگی در استفاده ، پردازش و ترمیم ساختارهای مختلف نقش دارد. اما گردش انرژی در این حالت اتفاق نمی افتد: از یک سطح به سطح دیگر ، بالاتر ، حدود 10٪ از انرژی وارد شده به سطح قبلی عبور می کند. جریان برگشت از 0.5٪ فراتر نمی رود. به عبارت دیگر ، جریان انرژی یک طرفه در بیوژئوسنوز وجود دارد. این امر آن را به یک سیستم پایان باز تبدیل می کند ، و ارتباطی جدایی ناپذیر با بیوژئوسنوزهای همسایه دارد. این اتصال خود را به اشکال مختلف نشان می دهد: گازی ، مایع ، جامد و همچنین به شکل مهاجرت حیوانات.

خودتنظیمی بیوژئوسنوزها با موفقیت بیشتری پیش می روند ، تعداد عناصر تشکیل دهنده آن متنوع تر است. پایداری بیوژئوسنوزها به تنوع اجزا بستگی دارد. از بین رفتن یک یا چند م componentsلفه می تواند منجر به اختلال برگشت ناپذیر تعادل بیوژئوسنوز و مرگ آن به عنوان یک سیستم انتگرال شود. بنابراین ، بیوژئوسنوزهای گرمسیری ، به دلیل وجود تعداد زیادی از گیاهان و جانوران موجود در آنها ، بسیار پایدارتر از بیوژئوسنوزهای معتدل یا قطب شمال هستند که از نظر تنوع گونه ای فقیرتر هستند. به همین دلیل ، دریاچه ای که هست

یک بیوژئوسنوز طبیعی با تنوع کافی موجودات زنده ، بسیار پایدارتر از برکه ای است که توسط انسان ایجاد شده است و بدون مراقبت مداوم از او نمی تواند وجود داشته باشد. این به دلیل این واقعیت است که موجودات بسیار سازمان یافته برای موجودیت خود به ارگانیسم های ساده تری احتیاج دارند که با آنها با زنجیره های تروفی ارتباط برقرار شود. بنابراین ، پایه و اساس هر بیوژئوسنوز ، ساده ترین و پایین ترین ارگانیسم ها است ، عمدتا میکروارگانیسم ها و گیاهان اتوتروف. آنها مستقیماً با اجزای غیر زنده بیوژئوسنوز مرتبط هستند - جو ، آب ، خاک ، انرژی خورشیدی ، با استفاده از آن مواد آلی ایجاد می شود. آنها همچنین یک محیط زندگی برای موجودات هتروتروف - حیوانات ، قارچ ها ، ویروس ها ، انسان ها تشکیل می دهند. این موجودات به نوبه خود درگیر می شوند چرخه های زندگیگیاهان - گرده افشانی ، توزیع میوه و دانه. به این ترتیب است که گردش مواد در بیوژئوسنوز رخ می دهد ، که در آن گیاهان نقش اساسی دارند. بنابراین ، مرزهای biogeocenoses اغلب با مرزهای جوامع گیاهی منطبق است.

Biogeocenoses - عناصر ساختاریسطح فوق آلی بعدی زندگی. آنها زیست کره را تشکیل می دهند و تمام فرایندهای رخ داده در آن را تعیین می کنند.

زیست کرهمرحله

سطح زیست کره بالاترین سطح سازماندهی حیات است ، که تمام پدیده های زندگی در کره زمین ما را پوشش می دهد.

زیست کره- این ماده زنده سیاره است (کل موجودات زنده کره زمین ، از جمله انسان) و محیط تبدیل شده توسط آن.

متابولیسم بیوتیکی عاملی است که تمام سطوح دیگر سازماندهی زندگی را در یک زیست کره متحد می کند.

در سطح زیست کره ، گردش مواد و تحول انرژی مرتبط با فعالیت حیاتی موجودات زنده موجود روی زمین وجود دارد. بنابراین ، زیست کره یک سیستم زیست محیطی یکپارچه است. مطالعه عملکرد این سیستم ، ساختار و عملکردهای آن مهمترین وظیفه زیست شناسی است. بوم شناسی ، بیوسنولوژی و بیوژئوشیمی در حال بررسی این مشکلات هستند.

در سیستم جهان بینی علمی مدرن ، مفهوم زیست کره جایگاه اصلی را اشغال می کند. اصطلاح "زیست کره" خود در سال 1875 ظاهر شد. این اصطلاح توسط E. Suess زمین شناس و دیرینه شناس اتریشی برای تعیین کره مستقلی از سیاره ما معرفی شد.

شما که در آن زندگی وجود دارد. سوئس زیست کره را به عنوان مجموعهای از ارگانیسمها تعریف کرد که از نظر مکان و زمان محدود بوده و در سطح زمین زندگی می کنند. اما او به زیستگاه این موجودات اهمیت نداد.

با این وجود ، سوئس پیشگام نبود ، زیرا توسعه آموزه زیست کره دارای پیشینه تاریخی نسبتاً طولانی است. جی بی لامارک یکی از اولین کسانی بود که در کتاب "هیدروژئولوژی" (1802) مسئله تأثیر موجودات زنده را بر فرایندهای زمین شناسی بررسی کرد. به ویژه ، لامارک گفت که تمام مواد موجود در سطح زمین و تشکیل پوسته آن به دلیل فعالیت موجودات زنده تشکیل شده اند. بعد از آن ، کار بزرگ جلد و بزرگ جلدی A. Humboldt "Cosmos" (اولین کتاب در سال 1845 منتشر شد) وجود داشت ، که در آن بسیاری از حقایق برهم کنش موجودات زنده با آن پوسته های خاکی که در آن نفوذ می کنند ، اثبات شد. بنابراین ، هومبولت جو ، هیدروسفر و زمین را با موجودات زنده ساکن در آنها به عنوان یک پوسته واحد از زمین ، یک سیستم جدایی ناپذیر در نظر گرفت.

اما هنوز چیزی در مورد نقش زمین شناسی زیست کره ، وابستگی آن به عوامل سیاره ای زمین ، ساختار و عملکرد آن گفته نشده است. توسعه دکترین زیست کره با نام دانشمند برجسته روسی V.I. پیوندی ناگسستنی دارد. ورنادسکی مفهوم او به تدریج از همان اولین تکامل یافت کار دانش آموزی"در مورد تغییر در خاک استپ ها توسط جوندگان" به "ماده زنده" ، "زیست کره" و "مقاله های زیست شیمیایی". نتایج تأملات وی در آثار "ساختار شیمیایی زیست کره زمین" و "اندیشه های فلسفی یک طبیعت شناس" خلاصه شد ، که وی در دهه های آخر زندگی خود بر روی آنها کار کرد. این ورنادسکی بود که توانست ارتباط بین جهان آلی سیاره ما را اثبات کند ، و به عنوان یک کل جدا نشدنی با فرایندهای زمین شناسی روی زمین عمل کند ، این او بود که توابع بیوژئوشیمیایی ماده زنده را کشف و مطالعه کرد.

مفهوم اصلی در مفهوم ورنادسکی مفهوم بود ماده زنده ،که توسط آن دانشمند کل موجودات زنده موجود در سیاره ما ، از جمله انسان را درک کرده است. در ترکیب ماده زنده ، او همچنین بخشی از محیط خارجی اطراف را که برای حفظ فعالیت حیاتی طبیعی موجودات ضروری است ، شامل می شود. دفع و قطعات از دست رفته ارگانیسم ها ؛ ارگانیسم های مرده ، و همچنین مخلوط های آلی خارج از موجودات. مهمترین تفاوت بین ماده زنده و ماده بی اثر ، ورنادسكی تقارن مولكولی ماده زنده را در نظر گرفت كه در زمان وی توسط پاستور كشف شد (دست یابی مولكولی بر اساس اصطلاحات مدرن). با استفاده از این مفهوم ، ورنادسکی توانست اثبات کند که نه تنها محیط بر موجودات زنده تأثیر می گذارد ، بلکه حیات نیز قادر به شکل گیری موثری است.

زیستگاه آنها در واقع ، در سطح یک ارگانیسم یا بیوسنوز فردی ، تأثیر زندگی بر محیط زیست بسیار دشوار است. اما ، با ارائه مفهوم جدید ، ورنادسکی به سطح کیفی تجزیه و تحلیل زندگی و موجودات زنده - سطح زیست کره رسید.

به گفته ورنادسکی ، زیست کره ماده زنده این سیاره است (کل موجودات زنده کره زمین) و زیستگاه تبدیل شده توسط آن (ماده بی اثر ، عناصر غیر زنده) ، که شامل هیدروسفر ، قسمت تحتانی جو است. و قسمت فوقانی پوسته زمین. بنابراین ، این یک مفهوم بیولوژیکی ، زمین شناسی یا جغرافیایی نیست ، بلکه مفهوم اساسی بیوژئوشیمی است - دانش جدیدی که توسط ورنادسکی ایجاد شد تا فرایندهای ژئوشیمیایی موجود در بیوسفر را با مشارکت ارگانیسم های زنده بررسی کند. در دانش جدید ، زیست کره یکی از اصلی ترین اجزای ساختاری سازمان سیاره و زمین نزدیک ما نامیده می شود فضای بیرونی... این منطقه ای است که به دلیل فعالیتهای زندگی ، فرآیندهای انرژیزی و متابولیسم در آن انجام می شود.

به لطف این رویکرد جدید ، ورنادسکی به عنوان یک نیروی زمین شناسی قدرتمند به کاوش در زندگی پرداخت و به صورت موثری چهره زمین را شکل داد. ماده زنده به پیوندی پیوست که تاریخ عناصر شیمیایی را با تکامل زیست کره پیوند می دهد. معرفی یک مفهوم جدید همچنین امکان ایجاد و حل مسئله مکانیسم های فعالیت زمین شناسی ماده زنده ، منابع انرژی برای این امر را فراهم کرد.

ماده زنده و ماده بی اثر به طور مداوم در بیوسفر کره زمین - در یک چرخه مداوم از عناصر شیمیایی و انرژی با یکدیگر در تعامل هستند. ورنادسکی در مورد جریان بیوژنیک اتم ها که ناشی از ماده زنده است و در فرآیندهای مداوم تنفس ، تغذیه و تولید مثل بیان می شود ، نوشت. به عنوان مثال ، چرخه نیتروژن با تبدیل نیتروژن مولکولی جو به نیترات مرتبط است. نیترات توسط گیاهان جذب می شود و به عنوان بخشی از پروتئین های خود ، به حیوانات می رسد. پس از مرگ گیاهان و حیوانات ، بدن آنها در خاک قرار می گیرد ، جایی که باکتری های پوسیدگی بقایای آلی را به آمونیاک تجزیه می کنند و سپس به اسید نیتریک اکسید می شود.

روی زمین ، تجدید مداوم زیست توده (بیش از 7-8 سال) وجود دارد ، در حالی که عناصر غیر زنده زیست کره در این چرخه نقش دارند. به عنوان مثال ، آبهای اقیانوس جهانی حداقل 300 بار از چرخه بیوژنیک مرتبط با فتوسنتز عبور کردند ، اکسیژن آزاد جو حداقل 1 میلیون بار تجدید شد.

ورنادسكی همچنین خاطرنشان كرد كه مهاجرت بیوژنیك عناصر شیمیایی در بیوسفر به حداكثر نمود خود می رسد و سیر تکامل گونه ها منجر به ظهور گونه های جدیدی می شود که مهاجرت زیست زایی اتم ها را افزایش می دهد.

ورنادسکی همچنین برای اولین بار متذکر شد که ماده زنده تمایل دارد تا جمعیت زیستگاه را به حداکثر برساند و مقدار ماده زنده موجود در زیست کره در طول دوره های زمین شناسی ثابت باقی بماند. این مقدار حداقل در 60 میلیون سال گذشته تغییری نکرده است. تعداد گونه ها نیز بدون تغییر باقی ماند. اگر در یک مکان از زمین تعداد گونه ها کاهش یابد ، در یک مکان دیگر - افزایش می یابد. در روزگار ما ، ناپدید شدن تعداد زیادی از گونه های گیاهی و جانوری با گسترش انسان و فعالیت نامعقول او برای تغییر طبیعت همراه است. جمعیت کره زمین به دلیل مرگ گونه های دیگر در حال افزایش است.

به دلیل مهاجرت بیوژنیک اتم ها ، ماده زنده عملکردهای ژئوشیمیایی خود را انجام می دهد. علوم مدرن آنها را به پنج دسته طبقه بندی می کند:

عملکرد غلظت- در تجمع برخی از عناصر شیمیایی در داخل و خارج موجودات زنده به دلیل فعالیت آنها بیان می شود. نتیجه ظهور ذخایر معدنی (سنگ آهک ، نفت ، گاز ، زغال سنگ و غیره) بود.

عملکرد حمل و نقل- ارتباط نزدیکی با عملکرد غلظت دارد ، زیرا موجودات زنده عناصر شیمیایی مورد نیاز خود را که سپس در زیستگاههای آنها جمع می شوند ، منتقل می کنند.

عملکرد انرژی -جریان های انرژی نفوذ کننده در زیست کره را فراهم می کند ، که انجام کلیه عملکردهای بیوژئوشیمیایی ماده زنده را امکان پذیر می کند. مهمترین نقش در این فرآیند توسط گیاهان فتوسنتز ایجاد می شود که تبدیل می شوند انرژی خورشیدیبه انرژی بیوژئوشیمیایی ماده زنده زیست کره. این انرژی صرف تمام دگرگونی های عظیم ظاهر سیاره ما می شود.

عملکرد مخرب -مرتبط با تخریب و پردازش بقایای آلی ، که طی آن مواد جمع شده توسط ارگانیسم ها به چرخه های طبیعی برمی گردند ، یک چرخه از مواد در طبیعت وجود دارد.

عملکرد محیط سازی- خود را در تحول در محیط تحت تأثیر ماده زنده نشان می دهد. با خیال راحت می توانیم بگوییم که کل ظاهر مدرن زمین - ترکیب جو ، هیدروسفر ، لایه فوقانی لیتوسفر ، بیشتر مواد معدنی ، آب و هوا - نتیجه عملکرد زندگی است. بنابراین ، گیاهان سبز اکسیژن را برای زمین فراهم می کنند و انرژی جمع می کنند ، میکروارگانیسم ها در معدنی سازی مواد آلی ، تشکیل تعدادی سنگ و تشکیل خاک شرکت می کنند.

با وجود تمام عظیمی از وظایف که ماده زنده و زیست کره زمین حل می کنند ، خود زیست کره (در مقایسه با سایر ژئوسفرها) یک فیلم بسیار نازک است. امروزه به طور كلی پذیرفته شده است كه حیات میكروبی تا ارتفاع 20-22 كیلومتری سطح زمین در جو رخ می دهد و وجود حیات در سنگرهای عمیق اقیانوسی این مرز را به 8-11 كیلومتر زیر سطح دریا می رساند. تعمیق حیات در پوسته زمین بسیار کمتر است و میکروارگانیسم ها در حین حفاری عمیق و در آبهای طبقه ای عمیقتر از 2-3 کیلومتر پیدا شدند. ورنادسکی در زیست کره موجود است:

ماده زنده؛

ماده بیوژنیک - ماده ای است که توسط موجودات زنده (زغال سنگ ، روغن ، گاز و غیره) ایجاد و پردازش می شود.

ماده بی اثر در فرآیندهای بدون مشارکت ماده زنده تشکیل شده است.

مواد ایجاد شده توسط موجودات زنده و فرآیندهای بی اثر و تعادل دینامیکی آنها.

مواد در فرآیند پوسیدگی رادیواکتیو ؛

اتمهای پراکنده که تحت تأثیر تابش کیهانی از ماده زمینی آزاد می شوند.

ماده ای با منشأ کیهانی ، از جمله اتمها و مولکولهای منفردی که از فضا به زمین نفوذ می کنند.

البته ، زندگی در بیوسفر به طور ناهموار توزیع می شود ، به اصطلاح متراکم و نادر زندگی وجود دارد. متراکم ترین جمعیت ، لایه های زیرین جو (50 متر از سطح زمین) ، لایه های روشن هیدروسفر و لایه های بالایی لیتوسفر (خاک) است. همچنین لازم به ذکر است که مناطق گرمسیری بسیار پرجمعیت تر از صحراها یا زمینه های یخی قطب شمال و قطب جنوب هستند. در اعماق پوسته زمین ، در اقیانوس و همچنین در جو بالاتر ، مقدار ماده زنده کاهش می یابد. بنابراین ، این نازک ترین فیلم زندگی کاملاً کل زمین را در بر می گیرد و هیچ جایی در سیاره ما جایی که زندگی وجود نداشته باشد ، باقی نمی گذارد. در همان زمان ، هیچ مرز تندی بین بیوسفر و پاکت های زمینی اطراف آن وجود ندارد.

مدت ها بود که ایده های ورنادسکی فروکش می کرد و آنها فقط در اواسط دهه 1970 به آنها بازگشتند. این بیشتر به دلیل کارهای زیست شناس روسی G.A. زوارزین ، که ثابت کرد عامل اصلی در شکل گیری و عملکرد بیوسفر روابط جامع چند جانبه بوده و هست. آنها حداقل 3/4 تا 3/5 میلیارد سال پیش تاسیس شده اند و از آن زمان ماهیت و مقیاس گردش عناصر در پوسته های زمین را تعیین کرده اند.

در اوایل دهه 1980. شیمیدان انگلیسی J. Lovelock و میکروبیولوژیست آمریکایی L. Margulis مفهوم بسیار جالبی از Gaia-Earth ارائه دادند. به گفته وی ، زیست کره است

این یک ابر ارگانیسم واحد با هموستاز توسعه یافته است ، و آن را نسبتاً از نوسانات عوامل خارجی مستقل می کند. اما اگر سیستم خودتنظیم کننده Gaia-Earth نزدیک به مرزهای خودتنظیمی به حالت تنش درآید ، حتی یک ضربه کوچک می تواند آن را به سمت انتقال به حالت جدید یا حتی نابودی کامل سیستم سوق دهد. چنین فاجعه های جهانی بیش از یک بار در تاریخ سیاره ما اتفاق افتاده است. معروف ترین آنها انقراض دایناسورها در حدود 60 میلیون سال پیش است. اکنون زمین مجدداً دچار یک بحران عمیق شده است ، بنابراین بسیار مهم است که به فکر یک استراتژی برای توسعه بیشتر تمدن بشری باشیم.

ادبیاتبرایمستقلدر حال مطالعه

Afanasyev V.G.دنیای افراد زنده: ثبات ، تکامل و مدیریت. م. ، 1986.

Barg O.A.زندگی در یک روند جهانی واحد. پرم ، 1993

Borzenko V.G. ، Severtsov A.V.زیست شناسی نظری: تأمل در موضوعی. م. ، 1980.

Vernadsky V.I.زیست کره و نووسفر // ماده زنده و زیست کره. م. ، 1994

Vernadsky V.I.ساختار شیمیایی زیست کره زمین و محیط آن. م. ، 1987.

Dubinin N.P.مقاله هایی درباره ژنتیک. م. ، 1985.

Kemp P. ، Arms K.مقدمه ای در زیست شناسی. م. ، 1988.

کریستین دو دووسفر به دنیای سلول زنده. م. ، 1987.

یوگای ج.ا.نظریه عمومی زندگی. م. ، 1985.