XIX ВЕК... ФОРМИРОВАНИЕ БИОЛОГИИ КАК КОМПЛЕКСНОЙ НАУКИ — презентация

XIX ВЕК... ФОРМИРОВАНИЕ БИОЛОГИИ КАК КОМПЛЕКСНОЙ НАУКИ

Изображение слайда

Предложен термин «биология» - комплекс дисциплин, изучающих живую природу

Изображение слайда

концепция «сохранения энергии» … физики...

Изображение слайда

«сохранение энергии» источником разных форм энергии на Земле является радиация и тепло Солнца;

Изображение слайда

«...одна форма энергии свободно переходит в другую; однако общее ее количество в процессе перехода нельзя ни увеличить, ни уменьшить…»

Изображение слайда

1807 г. вещества, получаемые из живых (либо когда-то бывших живыми) - «органические вещества» все иные - неорганические, между ними необратимые различия

Изображение слайда

1828 г. синтез мочевины

Изображение слайда

синтез метилового, этилового спирта, метана, бензола, ацетилена...

Изображение слайда

1827 г. гидрокарбонаты (углеводы), липиды (жиры), протеины (белки) углерод, водород, кислород, азот, сера

Изображение слайда

куриный белок - «альбумин» "Во всех растениях и животных присутствует некое вещество, которое без сомнения является наиболее важным из всех известных веществ живой природы и без которого жизнь была бы на нашей планете невозможна. Это вещество я наименовал - протеин". 1838 г. Термин «протеин» - “имеющий первостепенную важность” (греч.) протеин - последний оплот витализма...

Изображение слайда

Ж.Кювье ( 1769—1832)

Изображение слайда

Ж.Кювье принцип корреляций органов; 4 типа строения: лучевые, панцирные, позвоночные, моллюски креационизм, катастрофизм

Изображение слайда

«…дайте мне одну кость и я восстановлю животное и определю его место в системе»

Изображение слайда

Этьен Жофруа Сент Илер директор минералогического отделения Национального музея естественной истории. (15 апреля 1772-19 июня 1844 ) «Философия анатомии» (1818—1822) единый план строения, гомология органов, трансформизм, принципы коннексии и уравновешивания диспут с февраля до июня 1830 г

Изображение слайда

учение о морфологическом типе (1795, 1796), «морфология» - наука об образовании и преобразовании органических существ, становлении формы и функции организма

Изображение слайда

три формы метаморфоза: 1. прогрессивный (последовательный ряд превращений листа), 2. регрессивный (возврат к предыдущим этапам; листоподобные выросты чашелистиков), 3. случайный (развитие галлов). стихийный эволюционист

Изображение слайда

Ж. Кювье и К. Бэр

Изображение слайда

Увлечение систематикой животных

Изображение слайда

всех животных делит на две группы по темпам формирования тела (линейное и поперечное, симметричное и несимметричное развитие тела). В 1861 г. - учебник по эмбриологии, где работа К.Бэра интерпретировалась в свете клеточной теории яйцеклетка и сперматозоид — индивидуальные клетки

Изображение слайда

яйца птиц — это всего лишь клетка

Изображение слайда

В самостоятельный тип – Рrоtоzоа выделил простейших, разделив их на два класса — инфузорий и корненожек, а раков, пауков и насекомых объединил в тип «членистоногие» [ Carl-Theodor-Ernst von Siebold] (1804—1885)

Изображение слайда

губки объединены с кишечнополостными

Изображение слайда

животные разделены на низшие и высшие группы позвоночных, червей и членистых, простейших и иглокожих

Изображение слайда

А. Мильн-Эдвардс пытался выяснить морфологические закономерности структурной организации животных путем наблюдений и эксперимента, используя анатомо-физиологические и эмбриологические методы признание “творческого акта” и “особой силы” в живой природе (агностик-виталист). Организм - наиболее чудесное из всех созданий, проявление предустановленной гармонии

Изображение слайда

O.П. Декандоль [ De Candolle 1778-1841] («Organographie végétale» -1827, «Physiologie végétale» - 1832), монографии ряда семейств, «Essai sur les propriétés médicales des plantes» - 1804).

Изображение слайда

А. Декандоль «Законы ботанической номенклатуры» (1806 —1893)

Изображение слайда

Впервые указал на соотношение между папоротникообразными, голосеменными и покрытосеменными, голосеменных выделил из покрытосеменных. Основоположник филогении растений ( спиральность и постепенное усложнение организации, неравномерность, суммитивность результатов и др. ) «Тетрактис, или четырехчленная система всей природы». «…эволюция совершается как в неживой, так и в живой природе — от низших форм до высших…» «Первые черты Системы природы»

Изображение слайда

Выделив более 17 типов растительных формаций, продемонстрировал роль климата в определении физиономического типа растений

Изображение слайда

Г.Котта (1763—1844) лесная растительность И.Турман (1848) предложил различать понятия «флора» и «растительность»

Изображение слайда

А.Д. Нордман [ Nordmann] А.Ф. Миддендорф

Изображение слайда

Э.А.Эверсманн (1794-1860), П.С.Паллас (1741-1811), И.И.Лепехин первые академические экспедиции

Изображение слайда

«...общение животных с внешним для них миром…» процесс «прибавления нового»

Изображение слайда

“Периодические явления в жизни зверей, птиц и гад Воронежской губернии” (1855). Ввел принцип необходимости длительного стационарного изучения животных в сообществах во взаимодействии с комплексом биотических и абиотических условий их обитания.

Изображение слайда

Палеонтология, как самостоятельная наука Л. Агассис ископаемые рыбы

Изображение слайда

допускал 27 самостоятельных творческих актов

Изображение слайда

«Отец палеоботаники». Построил единую систему растительного царства, включив в нее и ископаемые растения. Член Французской (с 1834 года) и Российской академий наук. С 1833 года — профессор ботаники и физиологии растений Парижского музея естественной истории

Изображение слайда

Каспар Штернберг 1761-1838 «Флора древнего мира» 600 видов > 80 родов

Изображение слайда

ввел латинский термин «страта» биостратиграфия

Изображение слайда

Земля проходила только постепенные и некатастрофичные изменения Чарлз Лайель «Основы геологии» 1830 г. принцип актуализма: прошлое Земли можно объяснить, опираясь на ныне действующие на ее поверхности факторы

Изображение слайда

Описал возникновение 3-х зародышевых листков. Этапы становления гетерогенного : 1 дифференцирование (формирование зародышевых слоев), 2 гистогенез (образование структур из зародышевых листков), 3 морфологическое обособление (формирование отдельных органов).

Изображение слайда

дал зародышевым листкам названия, которыми оперируют по сегодняшний день: - эктодерма (от греческого “наружная кожа”), - мезодерма (“средняя кожа”), - эндодерма (“внутренняя кожа”).

Изображение слайда

«История развития животных. Наблюдения и размышления» (1828, 1837) проследил образование продольных и спинных валиков, нервной системы, зачатков скелета, мышц, хорды, всех систем и органов

Изображение слайда

выделил четыре типа или плана эмбрионального развития : - периферический и лучистый (морские звезды, медузы), - удлиненный (насекомые, черви), - массивный (моллюски и коловратки) - позвоночные.

Изображение слайда

развитие плода регулируется сущностью (или идеей) четыре закона : 1. Более общие признаки, характерные для данной крупной группы животных, выявляются у их зародышей раньше, чем более специальные признаки. 2. Из самых общих форм развиваются менее общие и так до тех пор, пока наконец не возникнет наиболее специализированная форма. 3. Каждый зародыш данной формы животных не проходит через другие формы, а, напротив, постепенно обособляется от них. 4. В целом, следовательно, зародыш какого-либо высшего животного никогда не бывает сходен ни с каким другим животным, но сходен только с его эмбрионом.

Изображение слайда

Александр Онуфриевич Ковалевский (1840-1901). По мере многократного деления оплодотворенного яйца получающиеся клетки не сильно отличаются от первоначальной. Постепенно они дифференцируются настолько, что начинают напоминать структуры взрослого организма (эпигенез на клеточном уровне)

Изображение слайда

описание изменений в самом ядре яйцеклетки

Изображение слайда

« Gwinner’s Forstliche Mittheilungen» (1837 и ) «Лесной журнал» (1883 г., вып. 7-8). знаменитый корифей лесного дела в Германии. вклад в доказательство наличия пола и оплодотворения у растений

Изображение слайда

сходство эмбрионального развития мхов, папоротников и хвойных наличием чередования полового и бесполового поколений наличие оплодотворения у растений

Изображение слайда

изучение полового размножения у грибов

Изображение слайда

изучение полового размножения у водорослей

Изображение слайда

изучение полового размножения у грибов

Изображение слайда

развитие пыльцы из материнской клетки с образованием тетрад

Изображение слайда

К.К.Клаус предложены системы животных Б.Гатчек

Изображение слайда

Разделил (1877) тип червей на 3 типа (плоские, круглые и кольчатые); предложил систему животного мира, в которой выделил губок в самостоятельную группу

Изображение слайда

Разработка систем низших и высших растений Д. Гукер [ J.D. Hooker]

Изображение слайда

Ф. Мажанди анализ отдельных этапов кровообращения и пищеварения в онтогенезе одним из первых применил экспериментальные и вивисекционные методы в физиологии

Изображение слайда

“физиолог испытывает природу, чтобы затем судить о ней” “Специфичность энергии нервов” непознаваема; психическая деятельность связана с особенностью организации головного мозга, наделенного непознаваемой “психической силой” и “мировой душой”; зарождение жизни - результат проявления “жизненной силы”.

Изображение слайда

объяснял физико-химическими процессами функции поджелудочной железы, печени, гликогена, отметил сходство переработки крахмала и гликогена

Изображение слайда

Т. Соссюр [ Nicolas-Théodore de Saussure ] (14.10.1767 — 18.4.1845) участие углекислого газа в синтезе органических веществ и выделение кислорода в равных объемах к поглощенному углекислому газу (1804).

Изображение слайда

1840 г. доклад “Органическая химия и ее приложение к земледелию и физиологии растений” показал значение минеральных элементов почвы, углекислого газа атмосферы, воды для питания растений

Изображение слайда

Значение азота в питании растений

Изображение слайда

поиск единства плана строения простейших с высшими животными

Изображение слайда

материал, заключенный в яйце - протоплазма

Изображение слайда

Все растения состоят из клеток, клетка — это универсальная единица жизни, из единственной клетки вырастает весь живой организм

Изображение слайда

Все животные, так же как растения, состоят из клеток; что каждая клетка окружена мембраной, отделяющей ее от остального мира. “Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений” (1839)

Изображение слайда

организм - “государство клеток”

Изображение слайда

некоторые клетки способны к независимому существованию

Изображение слайда

Жан Батист де Мане Шевалье де Ламарк (1744—1829) “Природа, действующая во всем постепенно, не могла произвести всех животных за раз: она сформировала сперва самых простых, а затем постепенно — сложных”

Изображение слайда

- употребление и неупотребление органов, - наследование приобретенных признаков, - стремление организмов к усложнению на основе заложенного творцом закона природы Градация - постепенное усложнение, эволюционное развитие организации живых существ, о которой свидетельствует естественный порядок органических форм.

Изображение слайда

“Потомство будет Вами восхищаться, оно отомстит за Вас, отец!”

Изображение слайда

Герберт Спенсер 1852 г. книга “Гипотеза развития”

Изображение слайда

Архетип — серия гомологичных морфологических элементов скелета, проявляющихся даже в онтогенезе на ранних стадиях развития животных. Трактовал архетип как созданный сверхъественным путем идеальный тип.

Изображение слайда

“Гармония в природе” (1860) описал примеры адаптивности растений и животных. Сформулировал общий закон плодовитости: “чем растение легче подвержено истреблению, тем многочисленнее его средства к размножению. Количество семян тем значительнее, чем растение проще построено”.

Изображение слайда

Биология окончательно сложилась как самостоятельная комплексная наука. Установлена всеобщность закона сохранения энергии для неживой и живой материи. Показано единство жизни на основании данных химии, сравнительной анатомии, эмбриологии, физиологии, цитологии и гистологии (клеточной теории). Развитие палеонтологии, стратиграфии, использование принципа актуализма. Возникли идеи смены жизненных форм на Земле. Появление первой эволюционной теории, опирающейся на принципы историзма и развития. Высказываются идеи о естественном отборе и борьбе за существование. до середины XIX в. господствующей оставалась идея о постоянстве и неизменности видов Итоги додарвиновского периода XIX в :

Изображение слайда

ПОЯВЛЕНИЕ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ТЕОРИИ ДАРВИНА

Изображение слайда

доктор Роберт Дарвин Сюзанна Дарвин

Изображение слайда

Шрюсбери

Изображение слайда

Ч.Дарвин родился 12 февраля 1809 г. в Шрюсбери 18 16 г.

Изображение слайда

Доктор Джон ван Вихе, (Christ"s College of Cambridge University) обнаружил в рамке фотографии чек на 100 фунтов, выписаный Дарвином на себя, чек датируется 1909 годом.

Изображение слайда

1831 г

Изображение слайда

Путешествие на «Бигле» с 1831 по 1836 г.

Изображение слайда

Капитан «Бигля» Роберт Фицрой

Изображение слайда

Glyptodon

Изображение слайда

Testudo elephantopus слоновая черепаха L~ 110 см, P до 400 кг. Галапагосы

Изображение слайда

Amblyrhynchus cristatus морская игуана

Изображение слайда

страница дневника Ч.Дарвина

Изображение слайда

“Путешествие натуралиста вокруг света на корабле “Бигль” (1839)

Изображение слайда

Томас Роберт Мальтус (1766— 1834) “Эссе о принципах формирования народонаселения”

Изображение слайда

1) представлены большим многообразием; 2) породы и сорта одной группы отличаются как между собой, так и от дикого предка; 3) отвечают нуждам человека.

Изображение слайда

все они имеют сходные признаки в строении; все породы скрещиваются между собой и с диким голубем и дают плодовитое потомство; в потомстве от таких скрещиваний часто наблюдаются уклонения в сторону дикого голубя; все породы имеют одинаковые повадки (строительный инстинкт, вынашивание и кормление птенцов и т.д.); все породы способны к одичанию, и при этом наблюдается утрата породных признаков

Изображение слайда

1) усиление изменчивости (большое число особей); 2) устранение нежелательных скрещиваний; 3) строгая методичность ведения селекции; 4) наблюдательность и опыт селекционера

Изображение слайда

1. гетерогенность особей в популяциях; 2. геометрическая прогрессия размножения (“давление жизни”); 3. борьба за существование. Отбор - дифференциальное воспроизведение особей. Элементарная единица эволюции, и отбора - популяция. Точка приложения отбора - признак.

Изображение слайда

1) несоответствия строения органов и образа жизни; 2) ошибки инстинктов; 3) наличие маловажных органов и атавизмов; 4) неадаптивные изменения у домашних животных и культурных растений; 5) наличие в генофонде популяций “генетического груза”(летали и полулетали); 6) относительный характер приспособлений.

Изображение слайда

Принцип дивергенции - выживание под действием отбора особей в потомстве, наиболее уклоняющихся от исходной формы. Повышение организации не является обязательным результатом отбора. Предполагается обязательное вымирание промежуточных форм.

Изображение слайда

1842 план книги

Изображение слайда

«...простой способ, благодаря которому виды прекрасно приспосабливаются к различным целям» (Ч.Дарвин 1844г.)

Изображение слайда

Альфред Рассел Уоллес Южная Америка, Малайский архипелаг, Восточная Индия 1848-1854 “О стремлении разновидностей к неограниченному уклонению от первоначального типа” 1858 г. (“Журнал заседаний Линнеевского общества” )

Изображение слайда

Альфред Уоллес

Изображение слайда

24 ноября 1859 г.

Изображение слайда

1838 г. Жак Буше де Кревекер де Перте (1788—1868) - стоянка древнего человека (Сев.Франция). 1842 г. Ч.Лайель - “Древняя история человека” первый опыт применения теории Дарвина к человеку Paranthropus boisei A.africanus H. habilis H.erectus H.neanderthalensis H.sapiens

Изображение слайда

1856 г. долина Неандерталь Рудольф Биршоу (1821— 1902) Пол Брока (1824—1880) результат уродства примитивный вид человека

Изображение слайда

Эрнст Генрих Геккель [Ernst Haeckel] (1834—1919)

Изображение слайда

Археоптерикс Палеонтология

Изображение слайда

Слева направо:рыба, саламандра, черепаха, курица, свинья, корова, кролик, человек Сравнительная эмбриология

Изображение слайда

Сравнительная анатомия

Изображение слайда

Гатерия Утконос Целакант «Живые ископаемые»:

Изображение слайда

19 апреля 1882 г.

Изображение слайда

возникновение многообразия органических форм на основе единства их происхождения — принцип монофилии ; приспособленность видов к окружающим условиям — принцип целесообразности ; доминирующую роль естественных процессов и законов в постепенном историческом развитии живой природы — принцип историчности развития ; соотношение между изменчивостью и реальностью видов в природе ( политипическая концепция вида ); географическая прерывистость в фаунах и флорах Значение Дарвинизма

Изображение слайда

1 - классический дарвинизм, 2 - развитие генетики и ее синтез с дарвинизмом, 3 - формирование популяционного подхода в изучении эволюции (возникновение понятий элементарное эволюционное явление, элементарная единица эволюции), 4 - эволюция экосистем и биоценозов, 5 - появление молекулярной биологии – открытие структуры ДНК (модель Д.Уотсона и Ф.Крика), 6- современная синтетическая теория эволюции.

Изображение слайда

Н.Н.Воронцов ...с проникновением исторического метода в полевую и музейную биологию исчезла «описательная биология»...

Изображение слайда

доминирование, возможно, играет более важную роль в определении признаков популяции, чем естественный отбор; корпускулярная природа наследственных факторов должна означать, что изменчивость носит характер больших скачков, а не мелких непрерывных изменений

Изображение слайда

Томас Гент Морган В основе эволюции лежат генетические изменения

Изображение слайда

1. Сторонники Г.Менделя - скрещивания пар особей. 2. Б.С.Холдейн и Р.А.Фишер - частоты отдельных генов в популяциях. 3. С.Райт - популяции генов. Ф.Г.Добжанский предложил термин “генофонд” ( Th. Dobzhansky, Genetics and the Origin of Species, Columbia Univ. Press, 1937). 4. Вейсман - приближение к физической основе наследственности (невозможно наследование благоприобретенных признаков).

Изображение слайда

1. В основе эволюции лежат генетические изменения. 2. Мутации представляют собой источник изменчивости. мелкие мутации скорее могут привести к благоприятным изменениям, чем крупные, а поэтому они играют более важную роль в эволюции. Принципиально важно, что эти мутации случайны, не направлены. 3. Центральная догма и принцип Вейсмана принимаются. 4. Эволюция осуществляется путем изменения частот генов. 5. Эти изменения могут происходить в результате мутаций, поступления генов в популяцию и оттока их из нее, случайного дрейфа и естественного отбора, причем отбору принадлежит наиболее важная роль. 6. Перечисленных принципов достаточно, чтобы объяснить разнообразие и адаптацию организмов на земном шаре.

Изображение слайда

… в широком смысле эволюция это и есть адаптациогенез… «адаптационистская программа»

Изображение слайда

1. Не во всех случаях можно твердо установить, являются ли наблюдаемые различия генотипическими. 2. Наличие корреляции само по себе нельзя считать доказательством существования причинно-следственной зависимости 3. Не все различия обязательно должны быть адаптивными. 4. Признаки могут быть адаптивными и могут быть обусловлены отбором, но различия между ними не обязательно должны иметь селективную основу.

Изображение слайда

1) допускаем, что отбор максимизирует приспособленность (основная гипотеза) ; 2) переводим 1 в фенотипическую меру приспособленности (вспомогательная гипотеза); 3) используя соответствующие математические методы, находим признак, который максимизирует 2 (или минимизирует ее снижение); 4) сравниваем это предсказание с тем, что наблюдается в природе или обнаруживается в эксперименте. Метод 2 строится на основе метода 1! Не все, что мыслится реально осуществимо...

Изображение слайда

Учитывая наличие неадаптивных признаков, процесс эволюции не укладывается в тезис о закреплении только адаптивных признаков в процессе отбора...

Изображение слайда

Внутривидовое разнообразие определяется не только незавершенностью процессов эволюции, но и тем, что разные внутривидовые группировки адаптированы по-разному. ...внутривидовое разнообразие не только основа видообразования, но и условие повышения гомеостатичности видов (устойчивости в меняющихся условиях среды)…. Н.И.Вавилов «Закон гомологичных рядов в наследственной изменчивости: Линнеевский вид как система» (1931)

Изображение слайда

теория эволюции на основе теории микроэволюции - синтетическая теория эволюции Т. Добжанского - Дж. Хаксли

Изображение слайда

теория эволюции на основе теории макроэволюции - современная теория эволюции И.И.Шмальгаузена дарвинизм + эволюционная морфология + генетика + экология + экспериментальная эмбриология...

Изображение слайда

Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик

Изображение слайда

Метод тройного параллелизма хорошо «работает» только на уровне целого организма (проблемы возникают в генетике, экспериментальной эмбриологии, цитологии, гистологии, физиологии и биохимии ) Не все стороны эволюционного процесса доступны познанию методами биохимии и молекулярной биологии

Изображение слайда

”...при исследовании эволюции в более широких масштабах генетические методы уже неприложимы. В этом случае эволюционист должен обратиться к морфологии и экологии и изучать ископаемые остатки или сравнительную анатомию и физиологию современных видов”

Изображение слайда

«...Если бы "традиционалисты" могли научиться в большей мере использовать математику и теоретическое мышление, а новая школа сделалась более "биологичной", то создалась бы возможность эффективного сотрудничества, способного привести к величайшим революционным последствиям»

Изображение слайда

«Жизнь не знает, что мы разделили ее на уровни организации… это единый процесс… главная задача современной науки - протянуть ниточку от “ молекулярной экологии ” и молекулярной биологии до биологических макросистем - популяций и биогеоценозов...»

Изображение слайда

«...факты и концепции из недр молекулярной биологии будут приняты на вооружение отраслями “классической” биологии и откроют перед ними новые пути». Возникновение геносистематики

Изображение слайда

«Для того чтобы окончательно понять природу клеточных процессов, нам необходимо решить проблему в историческом, эволюционном плане» Дин Кеньон ( Dean H. Kenyon), Гэри Стейнман ( Gary Steinman) моделирование химической эволюции (абиогенеза), работы по детерминированности самопроизвольного возникновения жизни

Изображение слайда

эволюционное учение и теория происхождения жизни; теория онтогенеза (не завершена); теория гена и учение о биосфере; теория молекулярной биологии (фундамент, который отсутствует) Задача - охватить и связать фундаментальные процессы жизнедеятельности на молекулярном и субмолекулярном уровне, наследственность, наследственное осуществление, эволюцию, биосферу и мышление.

Изображение слайда

синтез дарвинизма и генетики; представление об организме как целом, связанное с учением о путях и закономерностях эволюции (И.И.Шмальгаузен) ; сближение генетики и экспериментальной эмбриологии ; приложение генетических принципов к экологии - популяционная экология; сближение теории эволюции с генетикой и учением о биосфере;

Изображение слайда

Соединение экологии и теории эволюции - попытки поставить в центр последней биоценологическую концепцию

Изображение слайда

Предложил понятия: “ геозоология ” для обозначения науки, изучающей животный мир; „ геомерида ” - совокупность всех живых существ, живой покров Земли, совокупность разномасштабных биоценозов (Беклемишев, 1964). Эволюция - процесс развития глобальной, многоуровневой системы.

Изображение слайда

ПРИРОДА - ЗАКОНОМЕРНО ОРГАНИЗОВАННОЕ В МАСШТАБЕ ЗЕМЛИ ЦЕЛОЕ. Необходимость точности и конкретизации представлений о биоценозе. Важность создания природных резерватов. Экологическая энергетика. Умер в ссылке на Колыме.

Изображение слайда

Видообразование и макроэволюция вписаны в эволюцию живого вещества и объяснены с точки зрения возникновения и преобразования его биогеохимических функций. Живое вещество отличают: стремление к овладению свободным пространством, всеми сферами Земли…увеличение активной энергии в процессе эволюции видов и биогенной миграции атомов в биосфере... Организующая функция биосферы проявляется в процессе эволюции, направленной на усложнение видов, экосистем и биотической циркуляции.

Изображение слайда

Основная движущая сила эволюции - противоречие между безграничной способностью живого к самовоспроизведению и ограниченными возможностями использования ресурсов внешней среды на каждом историческом этапе. Преобразование информации в ходе эволюции определяется законами связи и взаимодействия организмов друг с другом и с неорганической средой. Эволюция - это самодвижение системы “живое-неживое ”, а не системы “организм-среда”. А – большой абиотический круговорот, Б – биосфера, Ч - человечество

Изображение слайда

теоретическая биология - единая теория эволюции живой материи на основе многостороннего междисциплинарного синтеза (Э.С. Бауэр); объяснение биологических явлений с позиций квантовой и статистической механики (Э.Шредингер); теория систем и применение ее концепций в области теоретической биологии (Л.Берталанфи );

Изображение слайда

«Все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях» «... теоретическая, биология должна складываться из теории эволюции и общей теории живой материи, раскрывающей общие законы ее движения, и обладающей прогностической силой»

Изображение слайда

What is Life? Cambridge, 1944 «...как физика и химия смогут объяснить те явления в пространстве и времени, которые происходят внутри живого организма...» Это главный пункт в формулировке общих задач теоретической биологии, основанной на теоретической физике” (Г. Моровиц)

Изображение слайда

Теоретическая биология - системный подход к жизни и ее проявлениям

Изображение слайда

1. - познание элементарных структур и процессов на молекулярном и субмолекулярном уровнях. 2. - познание явлений жизни в их системном единстве. «...Мы не знаем чего-то самого основного. Мы очень много знаем о структурах, о реакциях и совершенно не понимаем, почему эти структуры именно такие и почему реакции, которые протекают в клетке, протекают именно так, а не иначе». «…. Разрыв между знанием и пониманием - очень разителен» поиски связи между процессами и закономерностями, относящимися к разным системным уровням организации живого. Следствия прогресса в биологических исследованиях

Изображение слайда

биологическая термодинамика - применение принципов функционирования термодинамических открытых неравновесных систем к широкому кругу биологических явлений

Изображение слайда

«...более столетия наука развивалась за счет анализа - расчленения сложного на простые части, тогда как синтезом пренебрегали; синтетические исследования, как правило, не приводили к существенному прогрессу…» «...бесплодность стратегии синтеза…»

Изображение слайда

В.В. Налимов Прерогатива научной работы - компактность представлений. Биологические явления нужно описывать не в терминах необходимости, а в терминах случайности (Ж.Моно). Необходима математическая модель генератора случая, которым задается биологическая эволюция. Случайность в биологии устроена так, что решающую роль играют маловероятные события. Теория вероятностей и математическая статистика, оказались неподготовленны к встрече с подобными необычными структурами.

Изображение слайда

Блочный принцип эволюции «…в основе организации функций и процессов в живых системах лежит фундаментальный принцип блочности… Функциональные блоки универсальны, но могут участвовать в различных процессах…» (Уголев, 1987) «...все ныне сущее возникло за счет комбинаторики исходно возникшего небольшого числа неких инвариантных доменов, которые далее комбинировались в разных сочетаниях» ( Инге-Вечтомов ). Н.И.Вавилов С.В.Мейен А.М. Уголев Ю.П.Алтухов С.Г.Инге-Вечтомов Уголев А.М. Естественные технологии биологических систем. Л., Наука, 1987. Инге-Вечтомов С.Г. Поиски периодической системы… в эволюции.

Изображение слайда

… стоит проблема налаживания правильного обмена веществ между биосферой и человеческим обществом в планетарном масштабе. Решение огромных биосферных проблем возможно только при условии развития теоретической биологии в союзе со всем естествознанием...

Изображение слайда

ключевую роль в дальнейшем понимании этой ситуации должен сыграть новый язык, основанный на строгих математических результатах, точных моделях статистической физики и теории динамических систем.

Изображение слайда

Генетически упорядоченное и неупорядоченное состояния популяции напоминают магнитное и немагнитное (при температуре выше точки Кюри) состояния железа. Переход из одного состояния в другое происходит при усилении или ослаблении роли “хаотического фактора”: в случае генов это мутации, а в случае магнетизма — это тепловое движение атомов. Описанный выше “переход с запаздыванием” тоже напоминает известное явление в магнитных системах — гистерезис.

Изображение слайда

Наблюдения Вопрос: имеется ли образец? Индуктивное рассуждение Обобщение = гипотеза Дедуктивное рассуждение Предсказание Индуктивное рассуждение Проверка гипотезы Статистический анализ Принятие, модификация или отклонение гипотезы

Изображение слайда

Аллен Мак Нейл [ Allen MacNeill]

Изображение слайда

Если Вы не совершаете ошибок, Вы занимаетесь наукой неправильно. Если Вы не исправляете этих ошибок, вы занимаетесь наукой действительно неправильно. Если Вы не признаете, что ошибаетесь, Вы не занимаетесь наукой вообще. НАУКА

Изображение слайда

Термин «биология» предложен: 1) Кювье и Сент-Илером, 2) Ламарком и Тревиранусом, 3) Декандолем. Выход статьи Уоллеса: 1) 1859, 2) 1858, 3) 1844. Выход книги Дарвина: 1) 1859, 2) 1858, 3) 1844. Априорный метод это: 1) сравнительный подход, 2) исторический подход, 3) предсказательный подход.

Изображение слайда