1. Векгенетики
1.1. Хромосомнаятеория наследственности.
Вступление в ХХ в. ознаменовалось в биологиибурным развитием генетики. Важнейшим исходным событием здесь явилось новоеоткрытие законов Менделя. В 1900 г. законы Менделя были переоткрыты независимосразу тремя учеными – Г. де Фризом, К. Корренсом и К. Чермаком. Второй периодознаменовался лавиной эмпирических открытий и построением различныхтеоретических моделей. За относительно короткий срок (30 – 40 лет) в учении онаследственности был накоплен колоссальный эмпирический и теоретическийматериал.
Начало ХХ в. принято считать началомэкспериментальной генетики, определившей интенсивное накопление множества новыхэмпирических данных о наследственности и изменчивости. К такого рода даннымможно отнести следующие открытия: открытие дискретного характеранаследственности; обоснование представления о гене и хромосомах как носителяхгенов; представление о линейном расположении генов; доказательствосуществования мутаций и возможность их искусственно вызывать; установлениепринципа чистоты гамет, законов доминирования, расщепления и сцепленияпризнаков; разработка методов гибридологического анализа, чистых линий иинцухта, кроссинговера (нарушение сцепления генов в результате обмена участкамимежду хромосомами) и др. Важно и то, что все эти и другие открытия былиэкспериментально подтвержденными, строго обоснованными.
В первой четверти ХХ в. интенсивно развивались итеоретические аспекты генетики. Особенно большую роль сыграла хромосомнаятеория наследственности, разработанная в 1910 – 1915 гг. в трудах Т. Моргана,А. Стертеванта, К. Бриджеса, Г. Дж. Меллера. Она строилась на следующихисходных абстракциях: хромосома состоит из генов; гены расположены на хромосомев линейном порядке; ген – неделимая корпускула наследственности, “квант”; вмутациях ген изменяется как целое. Эта теория была первой обстоятельнойпопыткой теоретической конкретизации идей, заложенных в законах Менделя.
Первые 30 лет ХХ в. прошли под знаком борьбы междусобой различных концепций наследственности. Так, против хромосомной теориинаследственности выступал У. Бэтсон, считавший, что эволюция состоит не визменениях генов под влиянием внешней среды, а лишь в выпадении генов, внакоплении генетических утрат.
1.2. Созданиесинтетической теории эволюции
Преодоление противоречий между эволюционнойтеорией и генетикой стало возможным на основе синтетической теории эволюции,которая выступает основанием всей системы современной эволюционной биологии.Синтез генетики и эволюционного учения был качественным скачком в развитии какгенетики, так и эволюционной теории. Он означал создание качественно новогоядра системы биологического познания, свидетельствовал о переходе биологии склассического на современный, неклассический уровень развития, началеформирования методологических установок неклассической биологии.
Принципиальные положения синтетической теорииэволюции были заложены работами С.С. Четверикова (1926), а также Р. Фишера, С.Райта, Дж. Холдейна (1929 – 1932) и др. Непосредственными предпосылками длясинтеза генетики и теории эволюции выступали: хромосомная теориянаследственности Т. Моргана, биометрические и математические подходы к анализуэволюции, закон Харди – Вейберга для идеальной популяции (гласящий, что такаяпопуляция стремится сохранить равновесие концентрации генов при отсутствиифакторов, изменяющих его), результаты эмпирического исследования изменчивости вприродных популяциях и др.
В основе этой теориилежит представление о том, что элементарной “клеточкой” эволюции является неорганизм и не вид, а популяция. Именно популяция выступает той реальнойцелостной системой взаимосвязи организмов, которая обладает всеми условиями длясаморазвития, прежде всего способностью наследственного изменения в сменебиологических поколений. Элементарной единицей наследственностивыступает ген (участок молекулы ДНК, отвечающий за развитие определенныхпризнаков организма). Наследственное изменение популяции в каком-либоопределенном направлению осуществляется под воздействием ряда эволюционныхфакторов (т. е. таких факторов, которые изменяют генотипический составпопуляции) – мутационный процесс (поставляющий элементарный эволюционныйматериал), популяционные волны (колебания численности популяции в ту или инуюсторону от средней численности, входящих в нее особей), изоляция (закрепляющаяразличия в наборе генотипов и способствующая делению исходной популяции нанесколько самостоятельных), естественный отбор как “процесс, определяющийвероятность достижения определенными индивидами репродукционного возраста”(имеющий разные формы – по относительной жизнеспособности, по фенотипическомупризнаку, стабилизирующий отбор, дизруптивный отбор, ведущий отбор и др.).Естественный отбор является ведущим эволюционным фактором, направляющимэволюционный процесс.
Формирование синтетической теории эволюцииознаменовало собой переход к популяционному стилю мышления, который пришел насмену организмоцентрическому.
Создание синтетической теории эволюции на основепопуляционной генетики ознаменовало собой начало преодоления противопоставленияисторического и структурно-инвариантного “срезов” в исследовании живого. Найдяпринципиальную основу для объединения генетики и теории эволюции, идей организациии истории органического мира, синтетическая теория эволюции тем самым кладетначало качественно новому этапу в развитии биологии – переходу к созданиюединой системы биологического знания, воспроизводящей законы и развития ифункционирования органического мира как целого, начало всеобъемлющего синтезаэволюционной биологии и наук, изучающих структурно-инвариантный аспект живого.Такой синтез нацеливает па изучение жизни как единого целостногомногоуровневого процесса, выявление того, как сущность живого проявляет себя вего конкретных органических формах и уровнях.
1.3. Революция вмолекулярной биологии
Во второй половине 40-x годов в биологии произошловажное событие — осуществлен переход от белковой к нуклеиновой трактовкеприроды гена. Предпосылки новых открытий в области биохимии складывалисьраньше, в первые три десятилетия XX в., в частности, в школе П. Левина (США).В 1936 г. в СССР А. Н. Белозерский получил из растения тимонуклеиновую кислоту,которая до тех пор выделялась лишь в животных организмах, показав тем самымтождество животных и растительных миров и на молекулярном уровне. Важные идеи,имевшие характер далеко идущих научных прогнозов, открывавшие новые широкиеориентиры познания, намного опередившие свое время, были выдвинуты Н. К.Кольцовым (1872 – 1940). Так, еще в 1927 г. он высказал мысль о том, что приразмножении клеток осуществляется матричная ауторепродукция материнскихмолекул. Правда,. Н. К. Кольцов считал, что эти процессы осуществляются набелковой основе, ведь в то время генетические свойства ДНК его не былиизвестны. Именно незнание наследственных свойств ДНК определяло тообстоятельство, что до середины 40-х годов биохимия развивалась относительнонезависимо от генетики. Скачок в направлении их тесного взаимодействия произошелтогда, когда биология перешла от белковой к нуклеиновой трактовке природы гена.(В начале 40-х годов впервые и появляется термин “молекулярная биология”.)
В 1944 г. О. Эвери, К. Мак-Леод и М. Мак-Картиопределили, что носителем свойства наследственности является ДНК. С этоговремени и начался бурный, неудержимый, лавинообразный рост молекулярнойбиологии. Последовавшие в 1949 – 1951 гг. исследования Э. Чаргаффа,сформулировавшего знаменитые правила, объясняющие структуры ДНК (обэквивалентном соотношении пуриновых и пиримидиновых остатков в структуре ДНК,равенства аденина и тимина, гуанина и цитозина и др.), а такжерентгенографические исследования ДНК, проведенные М. Уилкином и Р. Франклином,подготовили почву для расшифровки Дж. Уотсоном и Ф. Криком в 1953 г. структурыДНК (двойную спиралевидность этой молекулы и ее способность к разделению на двеполовины). Молекула ДНК состоит из двухкомплементарных полинуклеотидных цепей, каждая из которых выступает в качествематрицы для синтеза новых аналогичных цепей. Именно позтому в хромосомах клетокмолекула ДНК способна к ауторепродукции. Свойство самоудвоения ДНК иобеспечивает явление наследственности. Расшифровка структуры ДНК былавеликой революцией в молекулярной биологии. Это открытие явилосьключом к пониманию того, что происходит в гене при передаче наследственныхпризнаков.
1.4.Методологические установки современной биологии
Представление о том, что “клеточкой” эволюционногопроцесса выступает не организм, а популяция может рассматриваться как исходныймомент в формировании системы методологических установок неклассическойбиологии. Такая система значительно отличается от методологических регулятивовклассической биологии. Основные направления, по которым произошло ихразмежевание, следующие.
Во-первых, качественно новое представление объектапознания (полисистемное видение биологического объекта, отказ от моноцентризмаи организмоцентризма в пользу полицентризма и популяционного стиля мышления).
Во-вторых, качественно новая гносеологическая ситуация,требующая явного указания на условия познания, на особенности субъект объектныхотношений.
В-третьих, установление диалектического единстваранее противопоставлявшихся друг другу методологических подходов. На этом путиформируются методологические установки, предполагающие:
· единствоописательно — классифицирующего и объяснительно — номотетического подходов;
· единство операций расчленения, редукции к болееэлементарным компонентам с процессами интегрирующего воспроизводства целостнойорганизации;
· диалектическое сочетание структурного и историческогоподходов;
· понимание причинности, учитывающее диалектикунеобходимости и случайности, внутреннего и внешнего через единствофункционально-целевого и статистически-вероятностного подходов;
· единство эмпирических исследований с процессоминтенсивной теоретизации биологического знания, включающем его формализацию,математизацию, аксиоматизацию и др.
В ХХ веке изменилось место биологии в системенаук, отношения биологии с практикой. Биология постепенно становится лидероместествознания. Формами выражения этих тенденций являются следующиепроцессы:
· укреплениесвязи биологии, с одной стороны, с точными, с другой – с гуманитарными науками;
· развитие комплексных и междисциплинарных исследований;
· увеличение каналов взаимосвязи, с одной стороны, стеоретическим познанием, с другой – со сферой практической деятельности, ипрежде всего с глобальными проблемами современности;
· явное участие запросов практики в актуализации тех илииных проблем биологического познания; непосредственным основаниемисследовательской деятельности в биологии все в большей степени выступаютпрямые практические потребности, интересы и запросы общества.
· кроме того – непосредственно программирующая рольбиологии по отношению к аграрной, медицинской, экологической и другим видампрактической деятельности;
· возрастание ответственности ученых-биологов за судьбычеловечества (прежде всего в связи с перспективами генной инженерии);
· непосредственное проявление гуманистического началабиологического познания; широкое внедрение ценностных подходов и др.;
· все в большей мере становится ясно, что логикабиологического познания будет в будущем непосредствено задаватьсяпотребностями практического преобразования природы, развития общественныхотношений и интересов людей.
В конце ХХ века заметно преобразовываютсяметодологическая и мировоззренческая функции биологии. Мировоззренческаянацеленность биологии, ориентированность ее результатов на конкретизацию нашихпредставлений об отношении “человек – мир (человека)” реализуется в двух.направлениях:
1) на человека, на выявление взаимосвязейбиологического к социального в человеке; на функционирование биологического вобщественном (социуме). Человек становится непосредственной исходной “точкойотсчета” биологической науки, от него, для него и на него будет непосредственноориентировано познание живого. Это направление развивается в контекстевзаимосвязи биологического и социального познания; историческим пьедесталомздесь выступает процесс антропосоциогенеза, выявление биологических предпосылокстановления человека и общества;
2) на мир, на выявление закономерностейвключенности живого в эволюцию Вселенной, перспектив биологического мира вразвитии мира космического. Это направление раскрывается прежде всего черезвзаимосвязь биологических и астрономических наук.
Список литературы
Азимов А. Краткая история биологии. М.,1967.
Алексеев В.П. Становление человечества. М.,1984. Бор Н. Атомная физика ичеловеческое познание. М.,1961 Борн М. Эйнштейновская теорияотносительности.М.,1964.
Вайнберг С. Первые три минуты. Современный взгляд на происхождениеВселенной. М.,1981.
Гинзбург В.Л.О теории относительности. М.,1979.
Дорфман Я.Г. Всемирная история физики с начала 19 века до середины 20 века.М.,1979.
Кемп П., Армс К. Введение в биологию. М.,1986.
Кемпфер Ф. Путь в современную физику. М.,1972.
Либберт Э. Общая биология. М.,1978 Льоцци М. История физики. М.,1972.
Моисеев Н.Н. Человек и биосфера. М.,1990.
Мэрион Дж. Б. Физика и физический мир. М.,1975
Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. Учебное пособие. М.,1999.
Небел Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир. М.,1993.
Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М.,1990.
Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М.,1986.
Пригожин И., Стенгерс И. Время, Хаос и Квант. М.,1994.
Пригожин И. От существующего к возникающему. М.,1985.
Степин В.С. Философская антропология и философия науки. М.,1992.
Фейнберг Е.Л. Две культуры. Интуиция и логика в искусстве и науке. М.,1992.
Фролов И.Т. Перспективы человека. М.,1983.