Синтетическая теория эволюции

      2.2. Эволюция Вселенной 

      Проблема  зарождения и существования Вселенной  во все времена занимала человечество.

      Впервые принципиально новые космологические  следствия общей теории относительности  раскрыл выдающийся советский математик  и физик-теоретик Александр Фридман. Фридман привел две модели Вселенной. Вскоре эти модели нашли удивительно  точное подтверждение в непосредственных наблюдениях движений далёких галактик в эффекте «красного смещения» в их спектрах.

      Этим  Фридман доказал, что вещество во Вселенной не может находится  в покое. Своими выводами Фридман  теоретически способствовал открытию необходимости глобальной эволюции Вселенной.

      Существует  несколько теорий эволюции Вселенной:

      Теория  пульсирующей Вселенной утверждает, что наш мир произошел в результате гигантского взрыва. В соответствии с этой концепцией Вселенная на ранних стадиях расширения характеризовалась не только высокой плотностью вещества, но и его высокой температурой.

      Ключ  к пониманию ранних этапов эволюции Вселенной – в гигантском количестве теплоты, выделившейся при Большом Взрыве. В простейшем варианте теории горячей Вселенной предполагается, что Вселенная возникла спонтанно в результате взрыва из состояния с очень большой плотностью и энергией. По мере расширения Вселенной температура падала (сначала быстро, а затем все медленнее) от очень большой до довольно низкой, обеспечивавшей возникновение условий, благоприятных для образования звезд и галактик.

      Любопытно знать не только далекое прошлое  Вселенной, но и ее далекое будущее. Тем более что это будущее  не менее поразительно, чем ее прошлое. Теоретическое моделирование будущего Вселенной существенно различается в «открытых» и «закрытых» ее моделях.

      «Закрытые»  модели предполагают, что в будущем  расширение Вселенной сменится се сжатием. Можно предположить, что примерно через 30 млрд лет она начнет сжиматься  и через 50 млрд лет вновь вернется в сингулярное состояние. Полный цикл расширения и сжатия Вселенной составляет примерно 100 млрд лет. Таким образом, Вселенная может быть представлена как грандиозная закрытая система, испытавшая множество эволюционных циклов. При переходе от одного цикла к другому некоторые общие параметры Вселенной могут изменяться. Например, могут изменяться фундаментальные физические константы.

      Совершенно  иначе предстает будущее Вселенной  в «открытых» космологических моделях, которые, по сути, представляют собой  сценарии «тепловой смерти» Вселенной. В соответствии с ними уже через 10¹⁴ лет многие звезды остынут, что достаточно быстро приведет к тому, что планеты начнут отрываться от своих звезд, а звезды покидать свои галактики.

      Теория  стационарного взрыва. Согласно ей  Вселенная не имеет ни начала, ни конца. Она все время прибывает в одном и том же состоянии. Постоянно идет образование нового водоворота, чтобы возместить вещество удаляющимися галактиками. Вот по этой причине Вселенная всегда одинакова, но если Вселенная, начало которой положил взрыв будет расширятся до бесконечности, то она постепенно охладится и совсем угаснет.

      Но  пока ни одна из этих теорий не доказана, т.к. на данный момент не существует ни каких точных доказательств хотя бы одной из них.

      Вселенная эволюционирует, бурные процессы происходили в прошлом, происходят сейчас и будут происходить в будущем. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      3. КОНЦЕПЦИИ ЭВОЛЮЦИИ  ЖИЗНИ. 

      Происхождение жизни – одна из трех важнейших  мировоззренческих проблем наряду с проблемой происхождения Вселенной и проблемой происхождения человека.

      Существует  пять концепций возникновения жизни:

1. креационизм – божественное сотворение живого;

      2. концепция многократного самопроизвольного зарождения жизни из неживого вещества;

      3. концепция стационарного состояния, в соответствии с которой жизнь существовала всегда;

      4. концепция панспермии – внеземного  происхождения жизни; 

      5. концепция происхождения жизни  на Земле в историческом прошлом в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам.

      Первая  концепция является религиозной  и к науке прямого отношения  не имеет. Возникновение жизни на Земле не могло осуществиться  естественным, объективным, закономерным образом; жизнь является следствием божественного творческого акта, и потому всем существам свойственна особая, независимая от материального мира «жизненная сила», которая направляет все процессы жизни.

      В основе второй концепции лежало представление  о том, что под влиянием естественных факторов живое может возникнуть из неживого, органическое  из неорганического. Невозможность произвольного зарождения жизни была доказана рядом опытов.

      Третья  из-за своей оригинальности и умозрительности  всегда имела немного сторонников.

      К началу XX в. в науке господствовали две последние концепции. Концепция панспермии, согласно которой жизнь была занесена на Землю извне, опиралась на обнаружение при изучении метеоритов и комет «предшественников живого» – органических соединений, которые возможно сыграли роль «семян». Во Вселенной вечно существуют зародыши жизни, которые движутся в космическом пространстве под давлением световых лучей; попадая в сферу притяжения планеты, они оседают на ее поверхность и закладывают на этой планете начало живого.

      У концепции появления жизни на Земле в историческом прошлом два варианта. Согласно одному, происхождение жизни – результат случайного образования единичной «живой молекулы», в строении которой был заложен весь план дальнейшего развития живого. Согласно другой точке зрения, происхождение жизни – результат закономерной эволюции материи. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      4. УЧЕНИЕ В.И.ВЕРНАДСКОГО  О БИОСФЕРЕ. 

      Биосфера  – вместилище жизни, сложная, целостная  система, динамическое равновесие которой  проявляется множеством параметров. В биосфере живые организмы  и  среда их обитания органически связаны между собой и взаимодействуют друг с другом, образуя целостную динамическую систему.

      В. И. Вернадский понимал биосферу как  сферу единства живого и неживого. Такое толкование определило взгляд Вернадского на проблему происхождения жизни на Земле. Рассматривались следующие варианты:

1. жизнь возникла до образования Земли и была занесена на нее;

2) жизнь  зародилась после образования  Земли; 

2. жизнь зародилась вместе с формированием Земли.

      Вернадский  придерживался последней из этих точек зрения и считал, что нет убедительных научных данных о том, что живое когда-либо не существовало на нашей планете. Иными словами, биосфера была на Земле всегда. Под биосферой, таким образом, Вернадский понимал тонкую оболочку Земли, в которой все процессы протекают под прямым воздействием живых организмов. Биосфера располагается на стыке литосферы, гидросферы и атмосферы, располагаясь в диапазоне от 10 км в глубь Земли до 33 км над Землей.

      В.И. Вернадский писал: «Биосфера – это среда нашей жизни, это та «природа», которая нас окружает, о которой мы говорим в разговорном языке. Человек прежде всего своим дыханием, проявлением своих функций, неразрывно связан с этой «природой», хотя бы он жил в городе или в уединенном домике». «Человек ... как и все живые организмы, как всякое живое вещество, есть определенная функция биосферы... составляет определенную закономерность строения биосферы».

      Он  писал, что живые организмы являются функциями биосферы и тесным образом  материально и энергетически с ней связаны. Сама биосфера является продуктом длительного спонтанного развития нашей планеты. Солнечная космическая энергия через растительный мир, почвенно-растительные системы служит источником зарождения, питания и существования всего живого на Земле. В свою очередь, живое вещество, завоевав планету, глубоко изменило ее, проявило себя могучим трансформирующим фактором. Главной особенностью биосферы ученый считал биогенную миграцию атомов химических соединений, вызываемую лучистой энергией Солнца и проявляющуюся в процессе обмена веществ, росте и размножении организмов.

      Занимаясь им же созданной биогеохимией, изучающей  распределение химических элементов по поверхности планеты, Вернадский пришел к выводу, что нет практически ни одного элемента таблицы Менделеева, который не включался бы в живое вещество. Вернадский подчеркивал также важное значение энергии и называл живые организмы механизмами превращения энергии. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      5. ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТЕОРИЯ  ДАРВИНА 

      Концепция Дарвина была построена на признании объективно существующих процессов в качестве факторов и причин развития живого. Он объяснил объективно существующую целесообразность в строении и функционировании организмов, их взаимную приспособленность друг к другу. В основе дарвиновской триады лежат изменчивость, наследственность и естественный отбор. 

      5.1. Изменчивость

      Изменчивость – разнообразие признаков и свойств у особей и групп особей любой степени родства. Двух одинаковых особей в природе не найдешь, даже в потомстве одной пары родителей особи всегда будут отличаться.  Дарвин обращает внимание на большое разнообразие сортов растений и пород животных, предками которых является один вид или ограниченное число диких видов. Различия между отдельными сортами или породами одного вида бывают более значительными, чем между некоторыми дикими видами, родами или даже семействами. Он выделяет несколько основных форм изменчивости:

      - групповая изменчивость – сходное  изменение всех особей популяции  в одном направлении вследствие  влияния определенных условий (н-р, изменение роста при изменении количества и качества пищи, толщины кожи, густоты шерстного покрова – от изменения климата и т.п.);

      - неопределенная индивидуальная изменчивость – проявление разнообразных незначительных отличий у особей одного и того же вида, сорта, породы, которыми, существуя в сходных условиях, одна особь отличается от других. В повседневной жизни часто наблюдается сходство в отдельных чертах у себя и своих родителей, у домашних животных и их потомках. Многочисленны примеры и в растительном мире. Так, из семени одной коробочки вырастают нетождественные растения, хотя они и развиваются в сходных условиях. Характер изменчивости определяется не столько условиями среды, сколько наследственными особенностями организма, его состояния. Таким образом, всем живым организмам присуща индивидуальная наследственная изменчивость.  

      5.2. Наследственность

      Наследственность – свойство родителей передавать свои признаки потомкам, следующему поколению. Это свойство не абсолютно: дети никогда не бывают точными копиями родителей, но кошка приносит на свет всегда только котят, а из семян пшеницы вырастает только пшеница. В процессе размножения от поколения к поколению передаются не признаки, а код наследственной информации, определяющий лишь возможность развития будущих признаков в определенном диапазоне. Наследуется не признак, а норма реакции развивающейся особи на действие внешней среды.

      Уже в XIX в. ученые начали понимать, что передачу признаков по наследству осуществляют какие-то частицы, имеющиеся в клетках, которые потом получили название генов. Установлено, что возможность возникновения всех наследственных признаков организма «записана», закодирована в виде последовательности нуклеотидов ДНК, передающейся от клетки к клетке из поколения в поколение с момента возникновения жизни на Земле. Клетки, лишенные ядер, например, эритроциты — красные кровяные тельца млекопитающихся, не способны к делению и размножению. Они возникают только из клеток-предшественников, имеющих ядра. Именно наследственность, наличие генетической программы в виде ДНК обеспечивает смену поколений, не прерывающуюся уже не менее 3,8 миллиарда лет. Генетические программы в этом процессе изменялись, усложнялись, но никогда не возникали из ничего. Наследственность и ее противоположность изменчивость — два необходимых условия жизни.