Главная > Энциклопедии > Энциклопедический словарь юного биолога
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

НАУКА О ЖИЗНИ

Науки возникают не сами по себе, не потому, что их кто-то выдумывает просто «из интереса». Любая наука появляется в результате необходимости решения человечеством тех или иных задач, вставших в процессе его развития. Биология не исключение, она тоже возникла в связи с решением очень важных для людей проблем. Одной из них всегда было более глубокое постижение процессов в живой природе, связанных с получением пищевых продуктов, т. е. знание особенностей жизни растений и животных, их изменений под воздействием человека, способов получения надежного и все более богатого урожая. Решение этой проблемы — одна из фундаментальных причин развития биологии.

Другая, не менее важная «пружина» — это изучение биологических особенностей человека. Человек — продукт развития живой природы. Все процессы нашей жизнедеятельности подобны тем, которые происходят в природе. И поэтому только глубокое понимание биологических процессов служит научным фундаментом медицины. Появление сознания, означающее гигантский шаг вперед в самопознании материи, тоже не может быть понято без глубоких исследований живой природы по крайней мере в двух направлениях — возникновение и развитие мозга как органа мышления (до сих пор загадка мышления остается неразрешенной) и возникновение социальности, общественного образа жизни.

Увеличение производства продуктов питания и развитие медицины — важные, но не единственные проблемы, определявшие развитие биологии как науки на протяжении тысячелетий. Живая природа является источником многих необходимых для человечества материалов и продуктов. Нужно знать их свойства, чтобы правильно использовать, знать, где искать их в природе, как получать. Во многом исходным источником таких знаний оказывается биология. Но и этим не исчерпывается значение биологических наук.

В XX в. население Земли настолько возросло, что развитие человеческого общества стало определяющим фактором развития биосферы Земли. К настоящему времени выяснилось, что живая природа не только источник пищи и множества необходимых продуктов и материалов, но и необходимое условие существования самого человечества. Наши связи с ней оказались гораздо более тесными и жизненно необходимыми, чем это считали еще в начале XX в.

Например, воздух казался таким же неиссякаемым и постоянным ресурсом природы, как, скажем, солнечный свет. На самом деле это не так. Тот качественный состав атмосферы, к которому мы привыкли, с его 20,95% кислорода и 0,03% углекислого газа — производное деятельности живых существ: дыхания и фотосинтеза растений, окисления отмершего органического вещества. Кислород воздуха возникает только в результате жизнедеятельности растений. Главные фабрики кислорода на Земле — тропические леса и океанские водоросли. Но уже сегодня, как показывают наблюдения, количество углекислого газа в атмосфере Земли постоянно возрастает в результате освобождения огромного количества углерода при сгорании нефти, газа, угля, древесины, а также других антропогенных процессов. С 1958 по 1980 г. количество углекислого газа в атмосфере Земли увеличилось на 4%. К концу века содержание его может возрасти более чем на 10%. В 70-е гг. XX в. количество кислорода, поступавшего в атмосферу в результате жизнедеятельности растений, оценивали в т/год, а ежегодное потребление человечеством — в т/год. Это значит, что мы живем уже за счет запасов кислорода, накопленных в прошлом, на протяжении миллионов лет эволюции живых существ на планете.

Та вода, которую мы пьем, точнее — чистота этой воды, ее качество тоже определяется в первую очередь живой природой. Наши очистные сооружения лишь завершают тот огромный процесс, который незримо для нас происходит в природе: вода в почве или водоеме многократно проходит через тела мириадов беспозвоночных, фильтруется ими и, освобождаясь от органических и неорганических примесей, становится такой, какой мы ее знаем в реках, озерах и ключах.

Таким образом, качественный состав и воздуха, и воды на Земле зависит от жизнедеятельности живых организмов. Следует добавить, что и плодородие почвы — основа урожая — результат жизнедеятельности обитающих в почве живых организмов: огромного числа бактерий, беспозвоночных, водорослей.

Человечество не может существовать без живой природы. Отсюда жизненно важная для нас необходимость сохранить ее в «рабочем состоянии».

К сожалению, это не так просто сделать. В результате освоения человеком всей поверхности планеты, развития сельского хозяйства, промышленности, вырубки лесов, загрязнения материков и океанов все большее число видов растений, грибов, животных исчезает с лица Земли. Исчезнувший вид восстановить невозможно. Он является продуктом миллионов лет эволюции и обладает уникальным генофондом — только ему присущим кодом наследственной информации, определяющим неповторимость свойств каждого вида. По некоторым подсчетам, в начале 80-[ гг. в мире ежедневно уничтожалось в среднем по одному виду животных, к 2000 г. этот темп может увеличиться до одного вида в час. В нашей стране один вид позвоночных животных исчезает в среднем за 3,5 года. Как изменить эту тенденцию и вернуться на эволюционно оправданный путь постоянного увеличения общей «суммы жизни», а не ее уменьшения? Эта проблема касается всего человечества, но решить ее без работы биологов невозможно.

Образно говоря, современная биология представляет собой огромное, многоэтажное здание, содержащее тысячи «комнат» — направлений, дисциплин, целых самостоятельных наук. Одно их перечисление может занять десятки страниц.

В здании биологии выделяются как бы четыре главных «этажа», соответствующие фундаментальным уровням организации живой материи. Первый «этаж» молекулярно-генетический. Объектом изучения живого оказываются здесь единицы наследственной информации (гены), их изменения — мутации и сам процесс передачи наследственной информации. Второй «этаж» онтогенетический, или уровень индивидуального развития. События на этом «этаже» пока наименее изученные в биологии. Здесь происходит таинственный процесс, определяющий появление в нужном месте, в нужное время того, что и должно появиться в ходе нормального развития каждой особи — ноги или глаза у животного, листа или коры у растения. Следующий «этаж» — популяционно-видовой уровень. Элементарные единицы на этом уровне — популяции, т. е. сравнительно небольшие, длительно существующие группы особей одного вида, внутри которых происходит обмен наследственной информацией. Элементарные явления здесь — необратимые изменения генотипического состава популяций и в конечном итоге возникновение разных приспособлений (адаптаций) и новых видов. На последнем, четвертом «этаже» протекают процессы в экологических системах разного масштаба — сложных сообществах многих видов, вплоть до биосферных процессов в целом. Элементарные структуры этих сообществ — биогеоценозы, а элементарные явления — переход биогеоценоза из одного состояния динамического равновесия в другое, что и ведет в конце концов к изменению всей биосферы в целом. На каждом уровне действуют свои собственные закономерности, но события, происходящие на каждом из них, тесно связаны с событиями на других уровнях.

В последние десятилетия несколько выдвинулась вперед молекулярная биология (по числу занятых в этой области ученых, по средствам, отпускаемым в разных государствах на развитие именно этого направления исследований). Получены замечательные результаты, начиная от чисто теоретических (расшифровка генетического кода и синтез первых искусственных генов) до практических (например, развитие генной инженерии). Сейчас начинает быстро развиваться популяционная биология, которая позволит успешно решить многие современные проблемы, связанные с увеличением производства продуктов питания, необходимых для численно растущего человечества, сохранения быстро исчезающих видов живых организмов, ряд проблем, связанных с грандиозной задачей перехода к управлению эволюционным развитием все большего и большего числа видов. Не за горами и интенсивное развитие биосферного «этажа» исследований.

Не надо думать, что биологами в классических областях — зоологии, ботанике, морфологии, физиологии, систематике и других — уже все сделано. Работы тут еще очень много. Знаете ли вы, что научно описано (приведены точные описания и дано научное название) менее половины населяющих нашу планету организмов — всего около 4,5 млн. видов, а по некоторым расчетам, не более трети или даже четверти их? Даже в нашей стране, расположенной в основном в умеренной климатической зоне, не отличающейся многообразием органических форм, ученые открывают ежегодно десятки новых видов (в основном беспозвоночных).

А разве не увлекательны исследования палеонтологов, которые по разрозненным остаткам ископаемых организмов воссоздают облик давно вымерших животных, реконструируют природу былых эпох, выясняют пути развития органического мира?

И здесь исследователей поджидают интереснейшие находки. Каким сенсационным, например, стало открытие древнейших доядерных ископаемых в породах возраста более 3 млрд. лет! Это значит, что уже тогда существовала жизнь на Земле. Не менее увлекательна и полна открытий работа генетиков, зоологов, ботаников, биохимиков, физиологов и др.

Нас, людей, на Земле становится все больше и больше, и мы хотим жить все лучше. Поэтому для развития общества требуется все больше сырья, разнообразных продуктов. Отсюда возникает грандиозная задача интенсификации всего народного хозяйства, в том числе и тех его отраслей, которые связаны с биологией, прежде всего сельского хозяйства, лесного и охотничье-промыслового, рыбного. Но не только этих отраслей. В нашей стране создана и успешно развивается, например, микробиологическая промышленность — огромная отрасль народного хозяйства, дающая пищевые и кормовые (для скота и птицы, разводимых рыб и др.) продукты, новейшие лекарства и медицинские препараты и даже помогающая добывать глубоко в недрах Земли различные полезные ископаемые. Вышла на старт и уже приносит первые плоды еще одна биологическая отрасль народного хозяйства — биотехнология, основанная на использовании открытых физико-химической (молекулярной) биологией процессов и структур для создания необходимых человечеству веществ и продуктов. О развитии важнейших направлений биологических наук, расширении их практической связи с медициной и сельским хозяйством говорится в «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года», принятых XXVII съездом КПСС.

Интенсификация означает и жесткую экономию природных ресурсов, их сохранение в интересах развивающегося общества. Замечательным свойством живых природных ресурсов оказывается их возобновляемость, способность к восстановлению в результате размножения живых организмов. Поэтому при интенсификации использования живых природных ресурсов можно и нужно добиваться того, чтобы они служили нам неограниченно долгое время. Это может быть сделано при организации настоящего хозяйственного, экономного использования и поддержания живых сил природы. Решением этих проблем занимаются многие ученые. Всем этим вопросам очень большое внимание уделяют партия и правительство. В Программе КПСС (новая редакция) записано: «Партия считает необходимым усиливать контроль за природопользованием, шире развернуть экологическое воспитание населения».

Когда возник замысел создания этой книги, одной из основных задач, поставленных перед коллективом авторов, было рассказать о важных и интересных чертах современной биологии, о том, чего уже удалось достичь в разных ее областях и какие нерешенные проблемы стоят перед биологами. Мы хотели, не повторяя учебника, но опираясь на знания, которые дает школьная программа по биологии, показать, над чем работают биологи в лабораториях и экспедициях. В словаре также немало очерков о выдающихся биологах нашей страны и других стран. Именно благодаря работе наших предшественников в науке мы обладаем сегодняшними знаниями.

В книге вы найдете и практические рекомендации, описания опытов, которые легко провести самим. Узнаете о работе юных защитников природы, биологических кружков и научных обществ учащихся.

Несколько слов о том, как надо читать эту книгу. В тексте вы часто встретите слова, выделенные курсивом. Это значит, что в словаре об этом понятии есть специальная статья. Ориентироваться в содержании словаря вам поможет алфавитный указатель, помещенный в конце книги. Обязательно загляните и в список литературы, рекомендованной для чтения.

Надеемся, что «Энциклопедический словарь юного биолога» поможет вам узнать немало нового и увлекательного о живой природе, найти ответы на интересующие вас вопросы, пробудит и разовьет интерес к замечательной науке о живом — биологии.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление