Семінар перший
Вступ
Сучасне «Еволюційне вчення» як один із напрямків біологічної науки повною мірою може вважатися фундаментальною дисципліною, тому що всі питання біології так чи інакше стосуються процесів перетворення і розвитку органічної матерії на планеті Земля. Незважаючи на те, що еволюційні ідеї з'явилися в біологічній науці відносно давно і їхньому розвитку часто сприяли соціально-економічні обставини прогресивних країн, багато проблем, пов'язаних з історичним розвитком живих об'єктів, і зараз залишаються невирішеними. У цілому, ми багато в чому розуміємо, як улаштовані і працюють ті чи інші біологічні системи, однак усе ще важко відповісти на питання: чому структура і функція представлені саме так, а не інакше. Справа ускладнюється тим, що уявити собі еволюційний процес на молекулярно-генетичному рівні не так-то просто, навіть якщо ґрунтуватися на принципі послідовних перетворень зазначеної системи від простого до складного. Досягнення всіх областей біології безсумнівно повинні узагальнюватися в деяку єдину теорію й очевидно те, що в усі періоди розвитку біології цей науковий синтез найбільше вдало здійснювався еволюціоністами. Це безсумнівно підтверджується тим, що еволюціологія базується практично на всіх біологічних дисциплінах і у свою чергу є методологічною, координуючою наукою, що ставить визначені задачі в багатьох областях природознавства. При освоєнні даного курсу студенти зазвичай зазнають певних труднощів. Вони викликані з однієї сторони складністю ряду спеціальних тем, а з іншого боку – недоліками в систематизації власних знань при раціональному використанні їх для узагальнень чи побудови теоретичних схем у біології. Саме з метою підвищення рівня знань та поглибленого вивчення спеціального інформаційного матеріалу нами підготовлені методичні вказівки до семінарських занять. (Тут доречно відзначити, що семінари до даного курсу еволюціології є найбільш ефективною формою навчання і вдало доповнюють лекції.) Ці методичні вказівки дані для десяти семінарських занять по основних темах лекційного курсу, включають ряд фундаментальних питань по кожній темі, рекомендації для самостійного й аудиторного вивчення матеріалу, а також перелік основної і додаткової літератури до кожного семінарського заняття.
Семінар перший
Тема: Еволюційне вчення – наука про історичний розвиток живих організмів [5, 6, 7, 18] * . Питання: 1. Поняття еволюційного процесу і його основні характеристики. 2. Етапи еволюції органічної матерії. 3. Загальна характеристика періоду добіологічної еволюції. 4. Сучасні теорії виникнення життя. Сутність біохімічної теорії зародження життя. 5. Поняття життя і невід'ємні властивості живої системи. 6. Загальна характеристика періоду біологічної еволюції.
Насамперед, слід зазначити, що сучасні уявлення про еволюцію живої матерії повинні базуватися на знаннях і розумінні принципових положень фундаментальних біологічних наук, – таких як мікробіологія і вірусологія, ботаніка, зоологія, фізіологія, біохімія, молекулярна біологія та генетика, ембріологія, антропологія, екологія, систематика й інших. Ідея еволюції не нова. Вона пройшла через багато періодів розвитку природознавства і зараз визнається навіть креаціоністами. У звичайному розумінні еволюція – це процес перетворення матерії, що веде до підвищення організації системи в результаті взаємодії її складових частин, та йде по шляху ускладнення, або спрощення ________ * – тут і далі в дужках подані посилки основної літератури.
Будь-який процес у фізичному світі можна спробувати описати з погляду сучасної науки і надати йому ту чи іншу характеристику, вказати на основні риси явища, що спостерігається. І якщо розглядати події еволюційні, які стосуються живої природи, то для них виявляються характерними: 1) незворотність, що базується на мінливості геномів і взаємодії (прямій чи опосередкованій) елементарних носіїв генетичної інформації; 2) змінюваність, пов'язана зі здатністю організмів до модифікацій на основі мутаційних перетворень; 3) спрямованість, що представляється як результат втілення пристосованості організмів до умов навколишнього середовища, що постійно змінюються (тут варто пам'ятати і про підвищення рівня організації, і про двосторонній вплив об'єктів живої і неживої матерії); 4) спадкоємність, що ґрунтується на універсальній (а може й унікальній) здатності живого передавати свою генетичну інформацію з покоління в покоління, визначаючи тим самим можливу реальність до існування. Зазначені характеристики реально відбивають суть еволюційного процесу і виявляються очевидними при розгляді численних прикладів життєдіяльності як мікро-, так і макроорганізмів. Ті чи інші характеристики найбільш вдало застосовані до історичного розвитку організмів, однак ключем до розуміння філогенезу може виявитися і знання закономірностей онтогенезу. Справа в тім, що шлях індивідуального розвитку часто служить платформою для філогенетичних змін. Сучасна біологія виділяє і розглядає два періоди еволюції органічної матерії: добіологічний і біологічний. Якщо перший визначається наявністю найпростіших органічних сполук і можливістю їхнього реагування з утворенням складних молекул (насамперед білків і нуклеїнових кислот безматричним способом), то другий – здатністю макромолекул утворювати агрегати і надмолекулярні структури (тут потрібно відзначити й особисту участь ліпідних сполук, здатних у водному середовищі формувати відособлені, досить стійкі структури (попередники біологічних мембран), які привели до відокремлення хімічних речовин, що містяться в них. Момент утворення подібних структур (сайзерів), здатних до самоорганізації, саморегуляції і самовідтворення, можна пов'язати з початком біологічної еволюції. Варто врахувати й особливо важливе явище, що виявилося найбільш вигідним для біологічних об'єктів, а в даний час вважається домінуючим - це явище матричного синтезу біополімерів: нуклеїнових кислот (як ДНК, так і РНК) і білків. У цьому випадку значно підвищується точність передачі генетичної інформації в напрямках: ДНК→ДНК, ДНК→РНК, РНК→РНК, РНК→ДНК, РНК→протеїн (як виключення: протеїн→протеїн – у разі преонових білків). При цьому, ключову роль у прояві життєдіяльності грають інформаційні нерегулярні полімери нуклеїнові кислоти і білки. Подібні уявлення є основою біохімічної теорії виникнення життя на Землі. Крім усього, варто пам'ятати і про деяких труднощі, що зазнає дана теорія; вони виражені в ряді припущень, а саме наявність конденсуючих агентів для стабілізації і збереження високомолекулярних сполук, що утворюються, у період добіологічної еволюції, використання обмеженої кількості азотистих основ і амінокислот при біосинтезі полімерів, утворення і реалізацію функції щодо невеликого числа типів білків (адже можливо припустиме різноманіття протеїнів могло скласти астрономічне число!) і інші. На наш погляд перевага цієї теорії полягає в тому, що вона відповідає не тільки на багато питань, але і спонукує дослідників вирішувати нові наукові проблеми аж до пошуку неземних космічних носіїв життя. Разом з тим існують і інші теорії виникнення життя: креаціоністична (де виділяється роль творця й абсолютно усе приймається на віру), теорія самозародження (яка заперечує еволюційні процеси), теорія стаціонарного стану (також заперечує еволюцію і стверджує, що життя існувало завжди) і теорія панспермії, видатним сучасним інтерпретатором якої є, як не дивно, Ф. Крік. До речі, ця теорія могла б вирішити лише проблему виникнення життя на Землі, тоді як у принципі виникнення живих об'єктів у Всесвіті повинно бути описане в рамках іншого вчення.
|
