Контрольная работа по "Концепции современного естествознания"

Однако  существует и ряд ограничений  для эволюционных преобразований органического  мира и его экспансии в поверхностной  оболочке Земли. Среди них, по мнению Вернадского, наиболее важной является сложившаяся в биосфере система  круговоротов вещества и потоков трансформации энергии, которая и определяет главные направления в эволюции живого, канализируя в какой-то мере всю эволюцию органического мира. Под действием этих ограничений в эволюции создаются, как правило, „формы, все более усиливающие влияние жизни на окружающую среду” (Вернадский, 1928, с. 243).

Для понимания  взаимосвязи эволюции биосферы и  видообразования особое значение имели  три биогеохимических принципа, сформулированных Вернадским. В этих принципах по существу выражены фундаментальные закономерности, лежащие в основе эволюции органического мира. Так, в первом принципе, согласно которому биогенная миграция атомов стремится к максимуму, Вернадский охарактеризовал общую направленность биогенной миграции химических элементов в биосфере. Во втором принципе выражена главная тенденция в биогеохимической эволюции организмов. „Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию форм жизни, устойчивых в биосфере, идет в направлении, увеличивающем проявление биогенной миграции атомов в биосфере” (там же, с. 242-243).1 Согласно этому принципу, способность организма интенсифицировать биогенную миграцию атомов была одним из важнейших критериев действия отбора.

Вернадский  подчеркивал, что в этих двух принципах  отражается „биогенная миграция эволюционного процесса, в масштабе исторического

1 Этот  принцип соответствует сформулированному  Э. Бауэром (1935) принципу возрастания  внешней работы организмов, рассматриваемому  как важнейшая закономерность  прогрессивной эволюции.времени  не меняющаяся, но резко меняющаяся в аспекте геологического времени” (1965, с.285). Это означало, что отнюдь не каждый вид должен эволюировать в сторону ускорения миграции атомов. Персистентные формы неизменны в течение десятков и сотен миллионов лет не только в морфологическом, но и в химическом отношении. В то же время сложившаяся в биосфере система биогеохимических круговоротов препятствует возникновению форм с более низкой биогеохимической энергией. Даже в ходе регрессивной эволюции форм, перешедших к паразитизму, резко увеличивается скорость размножения, т. е. чрезвычайно увеличивается биогенная миграция их атомов, что „усиливает их положение в борьбе за существование” (там же).

В третьем  принципе сформулировано положение  о том, что в каждый период геологического времени „заселение планеты должно было быть максимально возможное для всего живого вещества, которое тогда существовало” (там же, с. 286). Очевидно, этот принцип не имеет ничего общего с встречающимися в последние годы утверждениями о том, что с возникновения биосферы область ее распространения и ее биомасса якобы не менялись.

Вернадский  отмечал и изменение детерминирующего влияния отдельных компонентов  биосферы на эволюцию жизни. Пока жизнь, писал он, была представлена только водными формами, ее биомасса и продуктивность ограничивались физико-химическими свойствами гидросферы, регулирующими содержание углекислого газа в воде. Такая регуляция не позволяет достигнуть значительного увеличения биомассы растительности, так как не дает извлечь из воды весь углекислый газ. Завоевание растительностью суши означало снятие этих ограничений. „ …Жизнь, — писал Вернадский, — выходит из того сдерживающего ее количество напряжения, какое оказывает Всемирный океан” (1927а, с. 208). Проблема факторов-ограничителей эволюционного процесса активно обсуждается в эволюционной теории (см., например: Тимофеев-Ресовский и др., 1969; Сутт, 1977). Ставится задача изучения различных биохимических, геномных, онтогенетических, видовых, биоценотических и других „запретов” в эволюции. Поэтому особенно актуальны идеи Вернадского о существовании ограничений на биосферном уровне.

В своих  последних работах Вернадский уделял внимание таким филогенетическим закономерностям  эволюции, как неравномерность темпов эволюции и внезапные вымирания крупных групп растений и животных на границах геологических периодов, направленность и необратимость эволюционного процесса, полифилетичность происхождения крупных таксономических групп. Уровень филогенетических исследований того времени не позволял объективно оценить значимость этих закономерностей макроэволюции, которые изучались преимущественно в недарвиновских концепциях эволюции. Вернадский же воздерживался от окончательного суждения о природе этих закономерностей. Он был согласен и с идеями Д. Н. Соболева (1924) и Б. Л. Личкова (1936) о совпадении крупных преобразований органического мира с периодически происходящими внезапными усилениями орогенетических, тектонических, вулканических и других процессов. Допускал он и влияние на эволюциюорганического мира периодических колебаний в интенсивности космических излучений. Однако Вернадский оставлял в стороне вопрос о конкретном механизме синхронизации преобразований в органическом и неорганическом мире.

Как следствия  адаптации органического мира к  выполнению биогеохимических функций в биосфере рассматривались Вернадским закон Э. Копа – Ч. Депере об увеличении размеров тела в процессе эволюции филогенетических ветвей и закон Д. Дана о цефализации, т.е. тенденции к неуклонному усложнению нервной системы и психической деятельности в ходе прогрессивного развития живого. Ему не только удалось выйти за рамки традиционно антидарвинистских трактовок этих филогенетических закономерностей, но и впервые объяснить их с точки зрения структуры биосферы. Увеличение размеров тела, как правило, ведет к повышению активности организмов в захвате пищевых ресурсов, борьбе с конкурентами, хищниками, к более экономичному обмену веществ, к снижению плодовитости. „Увеличение веса, - писал Вернадский, - показывает большую энергию организма в добывании пищи, и, очевидно, организмы, имеющие благоприятные условия для своего развития, будут... стремиться достигнуть максимума проявления своей энергии, насколько это дозволяют внешние обстоятельства” (1978, с. 92). Поэтому увеличение размеров тела характерно для быстро прогрессирующих групп организмов. Параллельно это способствовало и росту общего значения организмов в геохимических процессах.

Усиление  же доли „разумности” в поведении  животных не только обеспечивало быстрое  приспособление к новым условиям существования, как это отмечал А. Н. Северцов (1922), но и совпадало с общим направлением эволюции органического мира в сторону усложнения биогенной миграции атомов в биосфере. Так, например, с появлением птиц миграция химических элементов в тропосфере достигла максимума, так как птицы стали играть решающую роль в обмене веществ между сушей и океаном (Вернадский, 1928). Эта роль противоположна геохимической деятельности рек. Если реки переносят химические элементы и минеральные вещества в моря и океаны, то рыбоядные птицы обеспечили их обратное движение. „Создание этих летающих видов позвоночных не только породило новые формы биогенной миграции, но и резко отразилось на химическом богатстве моря и суши, оно внесло изменения в историю отдельных элементов, в частности фосфора” (там же, с. 246). Столь же значительные изменения в биогеохимических круговоротах вызывали и другие эволюционные преобразования, связанные с усовершенствованием поведения животных.1 Именно высокоразвитые животные (насекомые, рыбы, птицы, китообразные) нередко мигрируют на сотни, тысячи, а иногда и десятки тысяч километров.

1 Взгляды  Вернадского на цефализацию как  способ ускорения биогенной миграции  атомов в биосфере фактически  противоречат трактовке П. Тейяр  де Шарденом цефализации как реализации божественной сущности в эволюции. Для Вернадского цефализация была следствием эволюции в условиях все возрастающей сложности взаимодействий организмов, когда возможности биохимической и морфологической эволюции были уже исчерпаны.Мысль Вернадского о существовании в эволюции органического мира тенденции к цефализации, т. е. к „разумному способу поведения”, получила дальнейшее развитие в концепции неограниченного прогресса (Завадский, 1958; Huxley, 1963). Так, К.М.Завадский, выделяя магистральную линию в эволюции живого вплоть до появления человека, подчеркивал, что она оказалась возможной „только при совершенно определенном течении процессов эволюции в других ветвях, и в этом смысле она сама есть результат развития всей живой природы в целом” (1958, с. 103). Благодаря прогрессивному развитию нервной системы у групп животных, занимающих, как правило, верхние звенья в цепях питания, резко повышалась функциональная целостность биосферы и ее способность к саморегуляции, усовершенствовались процессы трансформации вещества и энергии (Шмальгаузен, 1972; Одум, 1975; Шварц, 1976, и др.).

По-новому удалось Вернадскому подойти  и к традиционной проблеме о моно- или полифилетическом происхождении  основных таксономических групп. Он считал, что представления о едином или немногих предках современного органического населения Земли не только не подкрепляются прямыми данными палеонтологии, но и противоречат тому, что нам известно о „геологическом значении живого вещества» (Вернадский, 1965, с. 291). Чем дальше мы уходим в глубь веков, тем отчетливее становится дискретность основных типов животных и растений. Поэтому для него было удивительным, что на разработку проблемы полифилетического происхождения органического мира „по недоразумению... направлены усилия противников дарвинизма” (там же), а в рамках школы А. Н. Северцова по-прежнему придерживаются монофилетической концепции.

Решение проблемы полифилетического происхождения  основных таксонов Вернадский видел  в своей оригинальной гипотезе возникновения  жизни на нашей планете. Далее мы подробнее остановимся на этой гипотезе. Здесь отметим только, что в противоположность глубоко укоренившимся представлениям о первичности организма и производности всех остальных форм существования живого, Вернадский впервые обосновал идею о том, что первичная биосфера с самого начала была сложной неоднородной системой. В ее состав входили не только первичные виды, но и первичные биоценозы, так как ни один вид не мог бы самостоятельно исполнять основные геохимические функции биосферы.

Эта позиция  Вернадского принципиально отлична  от предшествующих концепций полифилетического  происхождения органического мира (см., например: Бекетов, 1896; Берг, 1922). Новизна  развиваемых Вернадским представлений  заключалась в признании одновременного образования нескольких форм существования жизни, которая изначально могла функционировать лишь в форме биотического круговорота веществ и потоков трансформации энергии. И только могуществом консервативных традиций в биологии можно объяснить тот факт, что эти идеи Вернадского не нашли в свое время должного признания.

Таким образом, Вернадский существенно углубил  представления об эволюции органического  мира. Если раньше в эволюционной теории учитывались лишь изменения морфологических  и физиологических свойств организмов, то Вернадский показал путь к изучению геохимических аспектов эволюции. В области микроэволюции он предложил геохимическую оценку интенсивности борьбы за существование, в учении о виде — геохимическую трактовку вида и видообразования. С учетом фундаментальных черт организованности биосферы становятся понятными и такие закономерности макроэволюции, как неравномерность темпов эволюции, возрастание многообразия органических форм, повышение уровня организации животных и растений, а также направленность эволюции отдельных филетических ветвей и мегоарогенеза в целом. Сформулированная Вернадским геохимическая трактовка эволюции организмов намечала новые подходы к изучению процессов видообразования и стала методологической основой для постановки вопроса о главных тенденциях в эволюции биосферы.

Мысль Вернадского о взаимосвязи процессов  видообразования и эволюции биосферы получила отзвук и у биологов-эволюционистов. Например, М. М. Камшилов подчеркивал: „Суммарная жизнедеятельность развивающихся  видов организмов определяет особенности биосферы, которая в свою очередь обусловливает возможности выживания и направления эволюционных преобразований отдельных видов. Короче, направление эволюционных преобразований отдельных видов представляет собой функцию их положения в эволюирующей биосфере” (1974, с. 69-70).

Вариант 102

1. В основе какого  физического обобщения  лежит утверждение,  что корпускулярно-волновой  дуализм присущ  не только оптическим  явлениям, но и  всем микрочастицам:

а) принципа соответствия;

б) гипотезы де Бройля;

в) законов Кеплера;

г) принципа эквивалентности;

д) теоремы Карно? 

2. Положение  – «материя состоит из дискретного вещества»,  характерно для… .

а) электромагнитной картины  мира

б) механической картины  мира

в) исследовательской  программы Левкиппа-Демокрита

г) квантово-полевой  картины мира 

3. Свойства пространства  не зависят от  тел и их движения, находящихся  в нем. Это положение лежит в основе …

а) космологии

б) общей теории относительности  Эйнштейна

в) классической механики Ньютона (но х3)

г) специальной теории относительности

4. Какая теория утвердилась  во второй половине XIX в. в качестве  теоретической основы  химии:

а) теория строения атома;

б) теория электромагнетизма  Максвелла;

в) радиохимия;

г) атомно-молекулярная теория;

д) теория катализа? 

5. Живые организмы, создающие первичное органическое вещество из неорганического, называются: