Концепции современного естествознания (стр. 15 )

Совокупность генов гаплоидного набора хромосом получила название генόм, а информация внеядерных ДНК (митохондрии, пластиды) – плазмон.

Фенотип – совокупность всех признаков и свойств организма.

Генотип – совокупность всех генов организма.

Генофонд – совокупность генов популяции.

Кариотип – совокупность морфологических признаков хромосом вида (размер, форма, детали строения, число и т. д.).

Фенотип формируется в процессе реализации наследственной информации генотипа под воздействием факторов окружающей среды.

В живой природе существуют различия не только между индивидами разных видов, но и между индивидами одного и того же вида, сорта, породы и т. п. В пределах одного вида практически не встречаются совершенно идентичные особи. Эта изменчивость хорошо видна в пределах вида Homo sapiens – Человек разумный, каждый представитель которого имеет свои индивидуальные особенности.

Изменчивость – свойство живых организмов, противоположное наследственности. Оно заключается в изменении наследственных факторов и их проявлений в процессе развития организмов. Изменчивость неразрывно связана с наследственностью.

5.5.2. Основные генетические процессы. Биосинтез белка

Функциональные возможности генетического материала (способность сохраняться и воспроизводиться при смене клеточных поколений, реализовываться в онтогенезе и в ряде случаев изменяться) связаны с протеканием четырех генетических процессов – репликакции и репарации ДНК, биосинтеза белка и генетической рекомбинации.

Процесс генетической информации в клетках от ДНК через различные виды РНК к полипептидам и белкам называют экспрессией (проявлением) генов. Образующиеся при биосинтезе белка полипептидные цепи определяют признаки клеток, формирую белковые структуры или управляя процессами обмена веществ в качестве ферментов.

Репликация ДНК или генетическое удвоение ДНК происходит перед каждым нормально протекающим делением у эукариот (ДНК ядер, митохондрий, пластид), перед каждым делением прокариотических клеток и размножением ДНК-вирусов. Репликация является необходимой предпосылкой для сохранения имеющейся наследственной информации в ряду последовательных поколений клеток и организмов. Синтез макромолекул ДНК, а также РНК и белков происходит по типу матричного процесса, т. е. новые молекулы синтезируется в точном соответствии с химической структурой уже существующих молекул. Во время репликации ДНК каждая из двух ее цепей служит матрицей для образования новой цепи. В качестве предшественников (мономеров) для построения новой ДНК в клетке синтезируются трифосфаты четырех дезоксирибонуклеозидов: дАТФ, дТТФб дЦТФб дГТФ. Репликация ДНК начинается с раскручивания двойной спирали и разделения ее цепей за счет ферментативного разрыва водородных связей между спаренными азотистыми основаниями. Фермент ДНК-полимераза движется вдоль каждой из цепей, связывая между собой нуклеотиды, комплементарные нуклеотидам старой цепи.

Репарация ДНК – способность молекул ДНК к самовосстановлению, «исправлению» возникающих в ее цепях изменений. В восстановлении участвуют не менее 20 белков: узнающих измененные участки ДНК и удаляющих их из цепи, восстанавливающих правильную последовательность нуклеотидов и сшивающих восстановленный фрагмент с остальной молекулой ДНК.

Биосинтез белка – система сложных и последовательных реакций, в котором участвуют молекулы ДНК, все типы РНК, АТФ, ферменты, аминокислоты. Процесс состоит из нескольких этапов.

1. Транскрипция – синтез иРНК на матрице одной из цепей ДНК, т. е. переписывание информации, хранящейся в молекуле ДНК. На ДНК-матрице образуется три вида РНК: информационная, или матричная (иРНК), транспортная (тРНК) и рибосомная (рРНК). Синтез иРНК состоит из фазы инициации, элонгации и терминации. Образующаяся «сырая» иРНК состоит из экзонов (кодирующих участков) и интронов (некодирующих участков). Далее процесс созревания иРНК подразумевает удаление из нее интронов – процессинг и сшивку экзонов – сплайсинг. В виде иРНК генетическая информация для синтеза полипептида передается от ДНК к рибосомам; тРНК доставляют к рибосомам аминокислоты (каждую аминокислоту доставляет особый, именно для нее предназначенный вид тРНК). Главным компонентом рибосом является рРНК.

2. Трансляция – процесс перевода генетической информации иРНК в последовательность аминокислот в полипептиде. Процесс осуществляется в рибосомах на иРНК, в ней в виде последовательности нуклеотидов содержится генетический код о белковых молекулах.

В состав белков входит 20 аминокислот, их кодируют четыре вида нуклеотидов (аденин А, гуанин Г, цитозин Ц, урацил У) по три.

1 аминокислота = 3 нуклеотида

Три нуклеотида, образующих кодовый знак, называют триплетом. Например, ААА – лизин, АГА – аргинин, ГЦУ – аланин. Триплеты в молекуле РНК называют кодонами, а комплементарные им триплеты молекул тРНК – антидодонами. Из 64 триплетов 3 не кодируют аминокислоты – это стоп-сигналы (УАА, УАГ, УГА).

Многие аминокислоты кодируются более чем одним кодоном (АГУ, АГЦ, УЦУ и др. кодируют серин); в этом смысле код является вырожденным.

Генетический код одинаков, т. е. универсален для всех живых организмов (вирусов, бактерий, грибов, растений, животных) – во всех группах он слагается из одних тex же дезоксирибонуклеотидов, включающих два пуриновых осованиния (аденин А и гуанин Г) и два пиримидиновьгх (цитозин Ц и тимин Т).

Во всем органическом мире строго соблюдаются закономерности, называемые правила Чаграффа:

1. Сумма пуриновых нуклеотидов равна сумме пиримидиновых
нуклеотидов: (А + Г = Т + Ц).

2. Содержание аденина равно содержанию тимина: А = Т.

3. Содержание гуанина равно содержанию цитозина: Г = Ц.

4. Суммы Г + Т и А + Ц равны, т. е. Г + Т = А + Ц.

5. Содержание Г + Ц и А + Т может варьировать в довольно значительных пределах.

5.5.3. Основные законы генетики

Первый закон Менделя (закон единообразия): при скрещивании гомозиготных особей, все гибриды первого поколения едино­образны. Например, при скрещивании растений с желтыми семенами АА и растений с зелеными семенами аа, гибриды первого поколения оказываются все с желтыми семенами Аа.

Второй закон Менделя (закон расщепления): при моногибридном скрещивании гетерозиготных особей во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу 3:1 и по генотипу 1:2:1.

Третий закон Менделя (закон независимого наследования): гены разных аллельных пар и соответствующие им признаки наследуются независимо.

Взаимодействие аллельных генов осуществляется в трех формах: полное доминирование, неполное доминирование и независимое проявление (кодоминирование – пример формирование групп крови человека).

Взаимодействие неаллельных генов подразделяют на основные формы: комплементарность, эпистаз, полимерию.

Закон Моргана (закон сцепленного наследования): гены, локализованные в одной хромосоме наследуются сцеплено. Признаки, гены которых находятся в половых хромосомах, наследуются сцеплено с полом (гемофилия – несвертываемость крови, дальтонизм – неспособность различать красный и зеленый цвета и др.).

Анализ поведения генов свободно скрещива­ющейся популяции характеризует закон Харди-Вайнберга: любая популяция, в которой распределены пары генов А и а, соответствует соотношению р2 + 2pq + q2, находится в генетическом равновесии (р2 – число гомозиготных особей по доминантному гену с гонотипом АА; q2 – число гомозиготных особей по рецессивному гену с гонотипом аа; pq – число гетерозиготных особей). Доли этих генов в последующих поколениях будут оставаться постоянными, если их не изменит отбор, мутационный процесс или какая-либо случайность.

5.5.4. Наследственная и ненаследственная изменчивость

Различия между видами и различия между особями внутри вида наблюдаются благодаря всеобщему свойству живого – изменчивости. Выделяют ненаследственную и наследственную изменчивость.

Наследственная (генотипическая) изменчивость связана с изменениями генетипа и передаче этих изменений из поколения в поколение. В зависимости от варьирования генетического материала различают две формы наследственной изменчивости: комбинативную и мутационную. Комбинативная изменчивость связана с образованием у потомков сочетаний генов без изменения их молекулярной структуры, формирующихся при перекомбинации генов и хромосом в процессе полового развития (кроссинговер, независимое расхождение хромосом, случайное сочетание гамет при оплодотворении). Мутационная изменчивость связана с приобретением новых признаков в результате мутаций. Мутации – изменения наследственных свойств организма в результате перестроек и нарушений в генетическом материале организма (хромосомах и генах). Мутация – основа наследственной изменчивости в живой природе. Мутации индивидуальны, возникают внезапно, скачкообразно, ненаправленно, наследуются. По характеру изменения генотипа различают геномные (полиплоидия, анэуплоидия), хромосомные и генные мутации.

Причинами хромосомных мутаций могут являться: потеря хромосомой фрагмента после ее разрыва в двух местах; поворот участка на 180° после разрыва хромосомы (инверсия); обмен двух хромосом своими кусками (транслокация); удвоение участка в хромосоме (дупликация).

Причины генных мутаций: замена одного основания другим (например, А на Г); выпадение одного основания (делеция); включение одного дополнительного основания (дупликация); поворот ДНК на 180° (инверсия).

Следствием генетических и хромосомных мутаций являются, например, болезнь Дауна (трисомия по 21-й хромосоме), синдром Тернера (45 Х0), альбионизм, облысение и др.

Ненаследственная (фенотипическая, модификационная) изменчивость связана с изменениями фенотипа под влиянием внешней среды на экспрессию генов. Генотип остается неизменным. Границы изменчивости признака, возникающей под действием факторов среды, определяется ее нормой реакции. Главные особенности модификационных изменений: кратковременность (не передаются следующему поколению), групповой характер изменений, охватывающий большинство особей в популяции, имеют приспособительный характер.

5.5.7. Генная инженерия и клонирование

как факторы дальнейшей эволюции

Генетическая (генная) инженерия – совокупность методов конструирования лабораторным путем (in vitro) генетических структур и наследственно измененных организмов, т. е. создание новых, не существующих в природе сочетаний генов.

Возникла в нач. 70-х гг. 20 в. Генетическая инженерия основана на извлечении из клеток какого-либо организма гена (кодирующего нужный продукт) или группы генов и соединении их со специальными молекулами ДНК (т. н. векторами), способными проникать в клетки другого организма (главным образом микроорганизмов) и размножаться в них, т. е. создание молекул рекомбинантных ДНК.

Рекомбинантные (чужеродные) ДНК привносят в реципиентный организм новые генетические и физико-биохимические свойства. К числу таких свойств можно отнести синтез аминокислот и белков, гормонов, ферментов, витаминов и др.

Применение методов генетической инженерии открывает перспективу изменения ряда свойств организма: повышение продуктивности, резистентности к заболеваниям, увеличение скорости роста, улучшения качества продукции и др. Животных, несущих в своем геноме рекомбинантный (чужеродный) ген, принято называть трансгенными, а ген, интегрированный в геном реципиента, – трансгеном. Благодаря переносу генов у трансгенных животных возникают новые качества, а дальнейшая селекция позволяет закрепить их в потомстве и создать трансгенные линии.

Методы генетической инженерии позволяют создавать новые генотипы растений быстрее, чем классические методы селекции и появляется возможность целенаправленного изменения генотипа – трансформации.

Генетическая трансформация заключается главным образом в переносе чужеродных или модифицированных генов в эукариотические клетки. В клетках растений возможна экспрессия генов, перенесенных не только от других растений, но и от микроорганизмов и даже животных.

Получение растений с новыми свойствами из трансформированных клеток (регенерация) возможно благодаря их свойству топитотентности, т. е. способность отдельных клеток в процессе реализации генетической информации к развитию в целый организм.

Клонирование – это воспроизведение живого существа его неполовых (соматических) клеток. Клонирование органов и ней – важнейшая задача в области трансплантологии, травматологии и других областях медицины и биологии. При пересадке клонированных органов не возникают реакции отторжения и отсутствуют возможные неблагоприятные последствия (например, рак, развивающийся на фоне иммунодефицита). Клонированные органы – это спасение для людей, попавших в автомобильные аварии или иные катастрофы, а также нуждающихся в радикальной помощи вследствие каких-либо заболеваний. Клонирование может дать бездетным людям возможно, иметь своих собственных детей, помочь людям, страдающим тяжелыми генетическими заболеваниями. Так, если гены, определяющие какое-либо наследственное заболевание, содержатся в хромосомах то в яйцеклетку матери пересаживается ядро ее собственной соматической клетки, тогда появится ребенок, лишенный опасных генов, копия матери. Если эти гены содержатся в хромосомах матери, в ее яйцеклетку будет перемещено ядро соматической клетки отца и появится здоровый ребенок, копия отца. Дальнейший прогресс человечества во многом связан с развитием биотехнологии. Вместе с тем необходимо учитывать, что неконтролируемое распространение генно-инженерных живых организмов и продуктов может нарушить биологический баланс в природе и представлять угрозу здоровью человека.

Контрольные вопросы

1.Каковы основные биологические уровни организации материи?

2.В чем проявляются основные свойства живых систем?

3.Что включается в понятие «биосфера»?

4.Каковы функции биосферы?

5.Какие факторы определяют стабильность биосферы?

6.Что лежит в основе принципов эволюции, воспроизводства и развития живых систем?

7.Каковы абиогенные факторы, необходимые для возникновения жизни?

8.В чем заключаются законы наследственности, открытые Г. Менделем?

9.Какова структура генетического кода живых организмов?

10. Какие положения включает синтетическая теория эволюции?

6. ЧЕЛОВЕК: ПРОИСХОЖДЕНИЕ, ФИЗИОЛОГИЯ, ЗДОРОВЬЕ

6.1. Человек: физиология, здоровье,

эмоции, творчество, работоспособность

6.1.1. Человек как единство биологического и социального.

Антропогенез

Человек – это целостное единство биологического (организменого), психического и социального уровней, которые формируются из природного и социального, наследственного и прижизненно приобретенного, т. е. человек является целостной многосложной биосоциальной системой. При этом человеческий индивид – это не простая арифметическая сумма биологического, психического и социального, а их интегральное единство, приводящее к возникновению новой качественной ступени – человеческой личности.

Определяющим условием становления человека является труд, возникновение которого ознаменовало собой превращение животного предка в человека. В процессе трудовой деятельности человек постоянно изменяет условия своего существования, преобразуя их в соответствии со своими постоянно развивающимися потребностями, создает мир материальной и духовной культуры, которая творится человеком в той же мере, в какой сам человек формируется культурой. Труд невозможен в единичном проявлении и с самого начала выступает как коллективный, социальный.

Развитие трудовой активности полностью изменило природную сущность предка человека. В социальном отношении труд повлек за собой формирование новых, социальных качеств человека: языка, мышления, общения, убеждений, ценностных ориентации, мировоззрения и др. В психологическом отношении он имел своим следствием преобразование инстинктов в двух планах: в плане их подавления, торможения (подчинения контролю разума) и в плане их преобразования в новое качественное состояние сугубо человеческой познавательной деятельности – интуицию.

Все, чем обладает человек, чем он отличается от животных, является результатом его жизни в обществе. И это относится не только к опыту, который индивид приобретает в течение своей жизни. Ребенок появляется на свет уже со всем анатомо-физиологическим богатством, накопленным человечеством за прошедшие тысячелетия. При этом характерно, что ребенок, не впитавший в себя культуру общества, оказывается самым неприспособленным к жизни из всех живых существ. Вне общества нельзя стать человеком. Известны случаи, когда в силу неблагоприятного стечения обстоятельств совсем маленькие дети попадали к животным. И что же? Они не овладели ни прямой походкой, ни членораздельной речью, а произносимые ими звуки были подражанием звуков тех животных, среди которых они жили. Их мышление оказалось столь примитивным, что о нем можно говорить лишь с известной долей условности. Это яркий пример того, что человек – постоянно действующий приемник и передатчик социальной информации, понимаемой в самом широком смысле слова как способ деятельности.

Исходным пунктом понимания человеческой личности является трактовка человека как субъекта и продукта трудовой деятельности, на основе которой формируются и развиваются социальные отношения. Такое понятие социальности, однако, не отрицает биологического компонента в человеческой личности, также имеющего универсальный характер.

Биологическое и социальное, существующие в нераздельном единстве в человеке, в абстракции фиксируют лишь крайние полюсы в многообразии человеческих свойств и действий. Так, если идти в анализе человека к биологическому полюсу, мы «спустимся» на уровень существования его организменных (биофизических, физиологических) закономерностей, ориентированных на саморегуляцию вещественно – энергетических процессов как устойчивой динамической системы, стремящейся к сохранению своей целостности. В этом аспекте человек выступает как носитель биологической формы движения материи.

Но ведь он не просто организм, не просто биологический вид, а в первую очередь субъект общественных отношений. Если, таким образом, идти в анализе человека к его социальной сущности начиная от морфологического и физиологического уровня и далее к его психофизиологической и духовной структуре, то мы тем самым переместимся в область социально-психологических проявлений человека как личности.

Организм и личность – две неразделимые стороны человека. Своим организменным уровнем он включен в природную связь явлений и подчиняется природной необходимости, а своим личностным уровнем обращен к социальному бытию, обществу, истории человечества, культуре.

Биологическая сторона человека детерминируется главным образом наследственным (генетическим) механизмом. Социальная же сторона человеческой личности обусловлена процессом вхождения человека в культурно-исторический контекст социума. Ни то ни другое в отдельности, а только их функционирующее единство может приблизить нас к пониманию человека. Это, разумеется, не исключает, что в разных познавательных и практических целях акценты на биологическое или социально-психологическое в человеке могут несколько смещаться в ту или в иную сторону. Но в итоговом осмыслении непременно должно осуществиться совмещение двух сущностей человека.

Можно и нужно исследовать, например, то, как проявляется природная, биологическая сущность общественно развитого человека или, напротив, социально-психологическая сущность природного начала в человеке, но само понятие человека, его личности и в том и в другом исследовании должно основываться на понятии единства биологического, социального и психического. Иначе рассмотрение покинет область собственно человеческой сферы и примкнет либо к естественно-научным и биологическим исследованиям, имеющим свою частную научную цель, либо к культурологии, отвлекающейся от непосредственно действующего человека.

Сходство и отличия человека от животных. Сходство человека с животными определяется, во-первых, вещественным составом и строением. Мы состоим из тех же белков и нуклеиновых кислот, что и животные, и многие структуры и функции нашего тела такие же, как у животных. Чем выше на эволюционной ступени стоит животное, тем больше его сходство с человеком. Во-вторых, человеческий зародыш проходит в своем развитии те же стадии, которые прошла эволюция живого. И, в-третьих, у человека имеются рудиментарные органы, которые выполняли важные функции у животных и сохранились у человека, хотя не нужны ему.

Однако и отличия человека от животных фундаментальны. К ним, прежде всего, относится разум. Изучение высших животных показало, что они обладают многим из того, на что раньше считались способными только люди. В экспериментах с обезьянами обнаружено, что они могут понимать слова, сообщать с помощью компьютера о своих желаниях. Но чем не обладают самые высшие животные, так это способностью к понитийному мышлению, т. е. к формированию отвлеченных, абстрактных представлений о предметах, в которых обобщены основные свойства конкретных вещей.

Этология получает все больше данных о том, что в поведении человека и животных много общего. Животные испытывают чувства радости, горя, тоски, вины и т. д.; у них есть любопытство, внимание, память, воображение. Тем не менее, остается справедливым, что хотя животные имеют очень сложные формы поведения и создают изумительные произведения (например, паутина, которую ткет паук), человек, отличается от всех животных тем, что до начала работы имеет план, проект, модель постройки. Благодаря способности к понятийному мышлению человек сознает, что он делает.

Другим важным отличием является то, что человек обладает речью. У животных может иметь место очень развитая система общения с помощью сигналов. Но только у человека есть то, что назвал второй сигнальной системой – общение с помощью слов. Этим человеческое общество отличается от других общественных животных.

Способность к труду – еще одно фундаментальное отличие человека от животных. Конечно, все животные что-то могут делать, а высшие животные способны к сложным видам деятельности. Обезьяны, например, используют палки в виде орудий для доставания плодов. Но только человек способен изготавливать орудия труда. С этим связаны утверждения, что животные приспосабливаются к окружающей среде, а человек преобразует ее и что, в конечном счете, труд создал человека.

Человек – один из 3 млн. известных сейчас биологических видов на Земле. Место в системе животного царства: класс млекопитающие, отряд приматы, семейство гоминиды, род человек, в котором до нашего времени дожил только один вид – Человек разумный (Homo sapiens).

Человечество представляет собой общемировую популяцию биологического вида, составную часть экосистемы Земли. Организм человека развивается по общим для всех живых видов законам. Ч. Дарвин распространил на человека основные положения эволюционной теории и доказал его происхождение от «ниже стоящих видов животных». Происхождение человека, становление его как вида называется антропогенезом.

Самые древние предки человека возникли 5–8 млн. лет назад. Это произошло на юге, вероятно, в Восточной Африке. Поэтому первые из известных ныне гоминид получили название австралопитеки (от лат. australis – южный). Среди них 2–3 млн. лет назад выделился род человек (Нomo). Его первые представители – древнейшие люди, в том числе человек умелый (Homo habilis) и человек прямоходящий (Homo erectus), к которому относят питекантропов и синантропов (300 тыс. – 2 млн. лет назад). Им на смену пришли древние люди – неандертальцы (Homo neandertaliensis), исчезнувшие относительно недавно – примерно 40 тыс. лет назад. В это же время (40–50 тыс. лет назад) появились кроманьонцы – прямые предки современных людей, вместе с которыми они составляют единый вид – Человек разумный (Homo sapiens).

Движущими силами антропогенеза являются биологические и социальные факторы. Биологические факторы – это наследственность, изменчивость, борьба за существование и естественный отбор. Социальные факторы – трудовая деятельность, общественный образ жизни, речь (II сигнальная система) и мышление.

Для человека свойственны не только биологические, но социальные адаптации к условиям окружающей среды. Вне человеческого общества само формирование человека невозможно.

Таким образом, человек имеет биосоциальную природу. Он растет и развивается под воздействием двух программ. Биологическая программа определяет строение и физиологические особенности человеческого организма. Она сформировалась в результате биологической эволюции, передается по наследству, ее материальным носителем являются хромосомы. Социальная программа – формирование личности человека под влиянием окружающих его условий. Она сформировалась в результате развития человеческого общества, не передается по наследству. Социальную сущность человека составляют культура, образование, мораль, совесть и т. п.

Вид Человек разумный (Homo sapiens), к которому относятся современные люди, в настоящее время разделен на 3 или 5 больших рас. В первом случае это европеоидная (евразийская), монголоидная (азиатско-американская) и австрало-негроидная (экваториальная), во втором – европеоидная, монголоидная, американская, австралоидная и негроидная расы. Расы появились в результате расселения и географической изоляции, видимо, популяций неоантропов, живших в разных природно-климатических условиях. С формированием социальных взаимоотношений и ослаблением действия биологических факторов темпы эволюции человека как вида резко снизились, и ни одна из рас не достигла видового обособления. Различия между расами заключается в морфологических особенностях: цвет кожи, волос, глаз, форма носа, губ и. т.д. Эти различия, скорее всего, связаны с адаптацией к условиям окружающей среды. Так, темная кожа негроидов предохраняла организм от ярких солнечных лучей, в шапке курчавых волос создаются воздушные прослойки, защищающие от жары. Светлая кожа европеоидов пропускает ультрафиолетовые лучи и этим предохраняет от рахита, узкий выступающий нос способствует согреванию вдыхаемого воздуха. Монголоидная раса характеризуется прямыми жесткими волосами, уплощенностью лица, уменьшающей возможность обморожения, сильно выдающимися скулами, наличием эпикантуса (складки в углу глаза) – адаптациями к суровому, с частыми пылевыми бурями климату Центральной Азии.

О единстве вида Homo sapiens свидетельствует то, что все расы человека равноценны в биологическом и психологическом отношениях и находятся на одном и том же уровне эволюционного развития. Представители всех рас в пределах нормы реакции способны к достижению больших высот в развитии культуры и цивилизации. Также о видовом единстве свидетельствуют неограниченные возможности скрещиваний с образованием плодовитого потомства

Между природной средой и обществом существуют сложные взаимодействия, обмен веществом и энергией. Взаимоотношения общества и природы – воздействие человеческого общества (антропогенных факторов) на природу и природы (природных факторов) на здоровье и хозяйственную деятельность человека. С одной стороны, человек с все возрастающей силой воздействует на природу. С другой стороны, природа по-прежнему воздействует на человека. Человек (общество) связан с природой своим происхождением, существованием, своим будущим. Окружающая человека природная среда влияла и влияет на формирование биологического вида Homo sapiens, рас и этносов. Территориальное расселение людей, их материальная деятельность, размещение производственных сил зависят от количества, качества и местоположения природных ресурсов.

Появившись на Земле 2–3 млн. лет назад человек был собирательлем. Около 1,6 млн. лет назад человек научился пользоваться огнем. Это позволило ему заселить территории с умеренным климатом и заняться охотой. Использование огня и изобретение оружия привело к массовому уничтожению (перепромыслу) крупных млекопитающих средних широт. Это послужило причиной первого экологического кризиса (кризиса консументов). Этот кризис заставил человека перейти от присваивающего типа хозяйства (охота и собирательство) к производящему (скотоводство и земледелие).

Первые земледельческие цивилизации возникли в районах недостаточного увлажнения, что потребовало создания оросительных систем. В результате эрозии и засоления почв произошли локальные экологические катастрофы в бассейнах рек. Тигр и Евфрат, а сведение лесов привело к появлению пустыни Сахара на месте плодородных земель. Так проявил себя кризис примитивного земледелия. Переход к аграрной (сельскохозяйственной) культуре называют неолитической революцией, так как человек перешел от присваивающей экономики к экономике производящей. Важными отличительными особенностями жизни человека стали оседлость и полуоседлость, что предполагало тесный контакт с территорией, которую он обрабатывал.

Экологические последствия деятельности неолитических земледельцев и скотоводов были весьма разнообразны. Практиковавшееся в то время подсечно-огневое земледелие позволяло не только освобождать новые территории для расширения земледелия, получать необходимые минеральные соли для подкормки культурных растений, но и. приводило к обширным пожарам, в результате которых выгорали большие территории леса, погибало много животных. Распашка земель приводила к разрушению естественных экологических ниш многих животных. Сельскохозяйственные животные также оказали огромное влияние на природные комплексы. Конкурируя с дикими копытными, они вытесняли их с естественных пастбищ. В то же время скопление большого количества крупного рогатого скота на ограниченных участках, расположенных в непосредственной близости к человеческим поселениям, приводило к сведению травяного покрова. Органическое истощение почв в результате выращивания сельскохозяйственных культур, вырубка лесов при заготовке древесины, перевыпас домашних животных – все это, в конечном счете, приводило к эрозии почв, надолго выводившей их из хозяйственного оборота.

Позднее земледелие продвинулось на территории достаточного увлажнения, в районы лесостепи и леса, в результате чего началась интенсивная вырубка лесов. Развитие земледелия и нужда в древесине для строительства домов и кораблей привели к катастрофическому уничтожению лесов в Западной Европе. Сведение лесов в прошлом и настоящем вызывает изменение газового состава атмосферы, климатических условий, водного режима, состояния почв. Массовое уничтожение растительных ресурсов Земли характеризуется как кризис продуцентов.

С XVIII в. в результате промышленной, а затем научно-технической революций на смену доиндустриальной эпохе приходит индустриальная. За последние 100 лет потребление возросло в 100 раз. В настоящее время на одного жителя Земли каждый год добывается и выращивается примерно 20 т сырья, которое перерабатывается в конечные продукты массой 2 т, то есть 90% сырья превращается в отходы. Из 2 т конечного продукта в течение того же года выбрасывается не менее 1 т. Появление огромного количества отходов, причем часто в виде несвойственных природе веществ, привело к возникновению еще одного кризиса – кризиса редуцентов. Редуценты не успевают очищать биосферу от загрязнения, часто они на это просто не способны биологически. Это приводит к нарушению круговорота веществ в биосфере.

Помимо загрязнения биосферы различными веществами происходит ее тепловое загрязнение – добавление тепловой; энергии в приземный слой тропосферы в результате сжигания огромного количества горючих полезных ископаемых, а также использования атомной и термоядерной энергии. Следствием этого может стать глобальное потепление климата. Этот кризис получил название термодинамического.

Еще одним экологическим кризисом является снижение надежности экологических систем, в частности, в результате снижения их видового разнообразия, разрушения озонового слоя, и т. д.

Усиливающееся воздействие человека на природу в результате роста населения и научно-технического прогресса имеет не только экологические последствия. Нарастание экологической напряженности проявляется и в социальных последствиях. К негативным социальным последствиям относятся: нарастающая нехватка продовольствия в мире, рост заболеваемости населения в городах, возникновение новых болезней, экологическая миграция населения, возникновение локальных экологических конфликтов из-за создания экологически опасных в глазах населения предприятий, экологическая агрессия – вывоз токсичных технологических процессов и отходов в другие страны и т. д.

6.1.2. Физиологические особенности человека

Физиология изучает функции живого организма, отдельных органов, систем органов, а также механизм регуляции этих функций.

Человек представляет собой сложную саморегулирующуюся и самообновляющуюся систему клеток и неклеточных структур, которые в процессе развития образуют ткани, органы и системы органов, объединенных клеточными, гуморальными и нервными механизмами регуляции в целостный организм.

Ткани. Совокупность клеток, сходных по происхождению, строению и функции, образует ткань. Выделяют четыре группы тканей: эпителиальные, соединительные, мышечные и нервную. Ткани образуют органы.

Эпителиальные ткани (однослойный и многослойный эпителий) покрывают поверхность тела, выстилают изнутри органы и стенки полостей тела, образуют железы. Они выполняют защитную, секреторную, выделительную функции; обеспечивают обмен веществ между организмом и окружающей средой.

Соединительные ткани (рыхлая и плотная волокнистые соединительная ткани, жировая ткань, хрящевая и костная ткани, кровь, лимфа) выполняют функции: трофическую (связанную с участием клеток в обмене веществ), защитную (фагоцитоз, выработка иммунитета), механическую (образуют строму органов, связки, скелет), пластическую (участвуют в процессах регенерации, заживления ран), гомеостатическую (обеспечивают поддержание постоянства внутренней среды организма).

Мышечные ткани (гладкая мышечная ткань, поперечно-полосатая скелетная и сердечная мышечная ткани) обладают свойствами сократимости возбудимости и обеспечивают в организме двигательные процессы.

Нервная ткань составляет основу нервной системы, она представлена нервными клетками и нейроглией. Основными свойствами нервной ткани являются возбудимость и проводимость. В рецепторах возникает возбуждении, которое передается в центральную нервную систему, оттуда к рабочим органам, вызывая ответную реакцию на внешние и внутренние раздражения.