На головну

четверта аксіома

  1. Аксіома відкладання трикутника.
  2. аксіома зв'язків
  3. аксіоматика Вейля
  4. Аксіоматика Гільберта III, IV, V групи.
  5. Аксіоматика Гільберта, I і II групи
  6. Аксіоматика Погорєлова, 3,4 5,6 групи. Просторові аксіоми.
  7. Аксіоматичні теорії. Роль теорії множин.

Ця аксіома була запропонована Н. В. Тимофєєвим-Ресовський. Взагалі кажучи, з третьої аксіоми має випливати, що, так як зміни генетичних програм відбуваються випадково і не направлено, то, накопичуючись з покоління в покоління, вони повинні були б руйнувати і генетичну інформацію, і в цілому фенотип, який формується під впливом зовнішнього середовища і генетичною програмою. У реальному ж еволюції всіх видів живого цього не відбувається: структури живих організмів зберігаються від покоління до покоління, і, більш того, на тривалому відрізку часу відбувається значне ускладнення структур і, можна сказати, їх вдосконалення. У чому тут справа?

Це протиріччя, яке виникає при розгляді сенсу еволюції Больцмана і еволюції Дарвіна, в значній мірі обумовлено уявленнями класичної термодинаміки і її другого початку, що хаос переможе, в кінці кінців, структуру, порядок, організованість, усереднити складність, зведе її до сумної для нас мертвої просто ти. Синергетичні уявлення нелінійного розвитку складнихсамоорганизующихся термодинамічно відкритих систем "зобов'язують" динамічний хаос породжувати в дисипативних структурах порядок, більш складно організовані частини хаотичної системи, що і дозволяє на якомусь етапі еволюції матерії в просторі і часі очікувати зростання складності, перехід від простих клітин до більш високою ієрархії організованості людського організму.

Ми знаємо, що зміни в генотипі чистий випадок і в фенотипі, еволюція живої природи виявляється принципово не передбачуваною. Але ми знаємо з досвіду спостережень пристосування живих організмів до навколишнього середовища, що природний відбір сприяє розмноженню тих особин, які краще пристосовані до конкретної навколишньому середовищу і передали цю адаптацію своїм нащадкам.

Пояснення цього міститься в четвертої аксіомі біології, сформульованої Тимофєєвим-Ресовський як принцип посилення, який також базується на матричної основі передачі генетичної інформації:

- Випадкові зміни генетичних програм при становленні фенотипів багаторазово посилюються і піддаються відбору умовами зовнішнього середовища.

Розрахунок такого посилення, виконаний В. Ратнером (1978), призводить Б. М. Медников (1982). Припустимо, якась клітина, носій мутації гена, що кодує важливий для життя фермент, в процесі росту і розвитку перетворилася в 1015 клітин, відповідно примножилися і гени. Припустимо, що кожен ген виробляє 100 молекул тРНК, а на кожній молекулі тРНК утворюється 100 молекул ферменту. Вважаємо також, що при цьому кожна молекула ферменту здійснює 104 актів будь-якої реакції на хвилину. Тоді, враховуючи всі ці кількісні прикидки: 1015 ¦ 102 ¦ 102 ¦ 104 = 1023, Ми отримуємо, що в 1023 раз посилюються результати одного квантового стрибка однієї мутації. Цей коефіцієнт посилення 1023 порівняємо з постійною Авогадро, рівній числу молекул в одному молі речовини. З таким відчутним коефіцієнтом посилення природний відбір працювати вже може. В даному випадку ми переходимо від мікрорівня до макрорівня еволюції т. Е до фенотипу, де відбір діє не прямо на генетичні програми, а на фенотипи, в яких кожна зміна посилиться в мільярди мільярдів разів.

У нашому випадку саме природний відбір Дарвіна пропускає в наступне покоління такі організми, зміни в яких дають більш високі шанси на виживання і розмноження.

Але всі розглянуті аксіоми не дають відповіді на головне питання, куди рухається еволюція матерії і генетичних систем як вершини інформаційних взаємодій від атома до людини? І що являє собою людина як матеріальне тіло і складна інформаційна система в загальній картині матеріального світу - у Всесвіті?

7.6. Клітка - основа еволюції біосфери планети і нова узагальнююча аксіома біології

Незважаючи на всю глибину і складність уявлень про генетичну природу сучасних пологів, видів і сортів рослин і тварин на рівні загальної, приватної і молекулярної генетики, наших знань все ще недостатньо з питань інтеграції генотипу і організації його індивідуумів в онтогенезі для підвищення ефективності медицини, рослинництва, селекції та насінництва, а також для розробки шляхів збереження і управління біосферою планети.

Узагальнений же погляд на зростання, розвиток і існування клітини на основі мітозу і мейозу, а також процеси мінливості і спадковості через матричний принцип і ієрархію рівнів організації клітинних структур, фенотипів і генотипів різних видів у часі і просторі показує, що еволюція клітини (елементарної одиниці всій системи живого) є основою еволюції біосфери на планеті (рисунок 20). Нова аксіома біології відображає суть всіх еволюційних перетворень як в цілому матерії, так і її живої форми, яка, обзавівшись своєї власної генетичної інформаційною системою, змогла еволюціонувати до самосвідомості матерії. Даний висновок базується на системному підході і на відносну незалежність клітини як біологічної саморозвивається системі і її, еволюційно виникли емерджентних властивості, таких як: самовідтворення, самоорганізація і самосвідомість (Ларіонов, 2003-2010), що і забезпечує загальну спрямованість еволюції по шляху прогресу. Для того щоб людям можна було охопити поглядом всю сутність і складність появи життя і біосфери на планеті Земля і була нами розроблена "Загальна схема розвитку життя, принципи управління нею. Просторово-часова передача інформації або еволюція клітини, форми її існування" (рисунок 20) . Вона базується на еволюції матерії (рух її) від космофізика-хімічної і геохімічної до біохімічної формі. Причому ця еволюція здійснюється по Космічному кругообороту. А її біохімічний етап показує, що вся еволюція живого на Землі базується на макромолекулах ДНК і РНК, що володіють унікальною властивістю - реплікації і редуплікації, т. Е матричного розмноження і збереження змін і метаболізму (самовідтворення). Історично - це нова хімічна Емерджентні властивість, засноване на об'єднанні двох форм руху матерії - фізичної та хімічної і забезпечило появу живої клітини (біологічної матерії) на планеті Земля, яка стала володіти ще одним унікальним емерджентним властивістю - самоорганізацією на основі складного атрибутивного інформаційної взаємодії (організації ) внутрішніх симбіотичних структур і широкого метаболізму, обумовленого епігенетичними механізмами, що базуються на взаємодії внутрішньоклітинних структур (рибосоми, мітохондрії і ін.). Еволюція ж клітини (малюнок 20) забезпечила біохімічну еволюцію на нашій планеті, привела до створення всього різноманіття фенотипів на Землі і в цілому біосфери і ноосфери (самосвідомості). Пояснення цим емерджентним властивостями (явищ), взятих нами в основу методологічної схеми еволюції життя (клітини), можна дати тільки на основі теорії самоорганізації автоволнових процесів її інформаційних основ, обумовлених початковим електромагнітним (квадрупольним) станом матерії. Ці уявлення дають можливість сформувати сьогодні нову наукову парадигму про двоїстий і нерозривній (цілісному і системному) існування матерії у формі магнітного і електричного диполів з її постійним самовідтворення на різних рівнях організації (Петров, 2011).

При впливі зовнішніх факторів (електромагнітної природи) і через фізіолого-біохімічних і фізичних особливостей самої системи (клітини) окрема флуктуація або комбінація флуктуацій може стати настільки сильною, що існуюча раніше організація не витримує і змінюється (мутує) або руйнується. Цей переломний момент, відповідний особливій точці, або точці біфуркації, неможливо передбачити, в якому напрямку буде відбуватися подальший розвиток: чи стане (залишиться) чи стан хаотичним, або вона перейде на новий, більш високий рівень впорядкованості, який називають дисипативної структурою. Фізичні або хімічні структури такого роду отримали назву дисипативних, тому що для їх підтримки потрібні потоки енергії і речовини, що виводять систему з рівноваги, більше ніж для підтримки більш простих структур, на основі яких вони виникають (Горбачов, 2003). Таким чином, диссипативная структура клітини обумовлена ??таким типом її організації, при якій когерентне просторово-тимчасове поведінку системи пов'язується з динамічними процесами всередині самої системи. При цьому необхідно зрозуміти, що надслабких електромагнітні взаємодії лежать в основі росту, розвитку, диференціації та спеціалізації живої матерії, а матричний принцип існування матерії забезпечує інформаційно самовідтворення матері на всіх рівнях її організації в т. Ч. і живої клітини. Така коротенька, на нашу думку, фізико-хімічна основа епігенетичних процесів в клітині, що ведуть до її диференціації і спеціалізації (зростання, розвиток, онтогенез, філогенез). Це забезпечує природний відбір і лежить в основі еволюції клітини і всього живого на Землі відповідно до першим і другим законами термодинаміки. Тому природно наше (Ларіонов, 2003-2011) прагнення створити загальну схему методології розвитку життя на основі еволюції матерії і клітини як складної енергоінформаційної матриці. А також побачити в цій картині заключний етап загальної еволюції матерії у формі еволюцію клітини (елементарної одиниці живого) і самої людини, який, будучи продуктом еволюції (прогресивного розвитку біологічної матерії, малюнок 20) придбав нове інформаційне Емерджентні властивість самосвідомість і сьогодні вже свідомо і цілеспрямовано переходить на нову сходинку створення і управління новими генотипами (селекція, генна інженерія і цільове розмноження нових організмів). Таким чином, з об'єкта еволюції людина (Homo sapiens) перетворюється в її помічника, озброївшись законами і принципами, які дозволять йому здійснюватися еволюційні перетворення існуючих видів і створювати нові, прагнучи в майбутньому в допомогу собі створити потужну базу штучного інтелекту (вербальної інформації) і на цій основі управляти біосферою і ноосферою Землі. Таким чином, можна констатувати, що розвиток природничо-наукових знань у ХХ столітті ознаменувалося подіями надзвичайно важливе завдання - розкриттям біохімічної основи генетичного коду життя на Землі, обгрунтуванням ролі клітини у всій еволюції життя і її самої як вершини космічної еволюції матерії (її останнього біохімічного етапу).

У Загальній схемі представлений результат історичних змін в генетичній системі клітини. А також як стиснений процес формування наукових поглядів біології, фізики, хімії та інших наук на еволюцію живого на Землі (природну, так і штучну) на основі розроблених принципів: еволюційно-генетичного, еколого-генетичного, а також принципів природного і штучного відборів створення, збереження та управління генотипом індивідуума, сорти, види, роду, які є загальною теоретичною основою існування його. А вищевикладені узагальнення у вигляді аксіом показують, що клітина забезпечила в процесі еволюції своєї генетичної системи все різноманіття видів і різноманіття їх властивостей шляхом диференціації і спеціалізації. Так, наприклад, у людини в порівнянні з инфузорией (одноклітинної бактерією) є вже 254 типу клітин, багатомільярдні повторених в різних органах і тканинах в одному тілі людини. А сукупність властивостей, що забезпечують його адаптацію, дійшло до самосвідомості виду Homo sapiens по відношенню до навколишнього світу.

Загальна схема важлива для методологічного розуміння еволюції живої матерії і таких біологічних властивостей її генотипів як самовідтворення, самоорганізація і широка їх адаптивність, що забезпечує існування живих форм.

Історія розвитку біологічної матерії показала, що матричний принцип, що лежить в основі її існування, забезпечив еволюційні можливості клітин еукаріотичного типу незрівнянно вище, ніж прокариотического. Провідна роль тут належить ядерного геному еукаріот, який у багато разів перевершує за обсягом генетичної інформації геном прокаріотів. Так як, при переході до еукаріотичних типу ускладнюється механізм регуляції життєдіяльності клітини, що на рівні генетичного матеріалу проявилося в збільшенні відносної кількості регуляторних генів, заміні кільцевих "голих" молекул ДНК прокаріот хромосомами, в яких ДНК з'єднана з білками. В результаті стало можливим зчитування генетичної інформації по частинах з різних груп генів, в різному їх поєднанні, в різних типах клітин і в різний час, т. Е з'явилася можливість формування багатоклітинних організмів і складніший шлях розвитку і пристосування їх, який відповідає центральній догми біології (генетична інформація передається за схемою ДНК > РНК > білок).

В основі ускладнення (самоорганізації) генетичного апарату еукаріот величезне значення мало виникнення в еволюції генетичних систем мітозу на базі матричного механізму відтворення в поколіннях генетично подібних клітин і забезпечили основи еволюції епігенезу (процес внутрішньоклітинного взаємодії продуктів генів, диференціації клітин і морфогенезу на рівні організму). А в подальшому, внаслідок еволюційних перетворень самого мітозу, такого способу поділу клітин, як мейоз, найкращим чином вирішив проблему розмноження багатоклітинних організмів. Природно, що все це відбувалося під дією природного відбору.

Далі пов'язаний з мейозом перехід до статевого розмноження посилив еволюційну роль комбинативной мінливості (рекомбінагенез), що сприяло різкому збільшенню швидкості еволюції безлічі видів (Жученко, 1980; Інге-Вечтомов, 1983 і ін.). Але при цьому матричний принцип і природний відбір, як основа передачі і закріплення нових рівнів інформаційних систем, залишається історично непорушним (Ларіонов і ін. 2010, 2011).

Завдяки зазначеним особливостям за один мільярд років еволюції еукаріотичний тип клітинної організації дав широке розмаїття живих форм від одноклітинних найпростіших до ссавців і людини, т. Е еволюціонував до сьогоднішньої біосфери і ноосфери.

Жива природа є цілісною, але неоднорідною системою, якій властива ієрархічна організація. Під системою в науці розуміють єдність, або цілісність, складене з безлічі елементів, які знаходяться в закономірних відносинах і зв'язках один з одним (прямий і зворотній зв'язок, емерджентність, ієрархічність). Головні біологічні категорії, такі як: геном (генотип), клітина, орган, організм, популяція, біогеоценоз, біосфера, являють собою системи. Ієрархія рівнів організації в живій природі зручна з точки зору вивчення життя як складного природного явища. Щодо нашого предмету вона дозволяє цілеспрямовано здійснювати екологічний контроль за зниженням різноманітності живого на будь-якому рівні ієрархії життя (відповідно до загальної схеми - просторово часові рівні організації матерії), яке може привести до порушення процесів в біосфері.

Ідея еволюції в її дарвінівської розумінні (природний відбір) являє собою ядро ??всіх біологічних наук. Це багаторазово доведено історією біології. В даний час розвиток природознавства, фізики, хімії, молекулярної біології відкрили зовсім нові можливості розвитку багатьох біологічних наук. Зокрема, виявлення функцій ДНК і РНК як носіїв генетичної інформації і епігенетичні процеси, що лежать в основі диференціації клітин в онтогенезі і обумовлюють морфогенез, заклали основу для аналізу дії природного і штучного відбору на молекулярному рівні. Молекулярна біологія дозволяє поглиблювати дослідження хімічної організації живих систем та багато інших. ін., даючи точні і різнобічні відомості про матеріал, з яким працює природний відбір в процесі еволюції видів. Генетика популяцій, еволюційна генетика, екологічна генетика, селекція, екологія, біоценологія, палеонтологія і ін. Науки показали як зовнішнє середовище, і які механізми филогенетические і епігенетичні обумовлюють різноманітність і ефективність природного відбору в ряду поколінь, т. Е еволюцію видів. Методологічна основа, закладена в побудову схеми дозволяє зробити висновок. Фенотип - це клітина або сукупність клітинних структур у більш складних організмів, обумовлена ??генотипом на основі фізіолого-біохімічних і біофізичних процесів дисипації і спрямованої біфуркації, що забезпечила створення в процесі своєї еволюції величезна різноманітність живих організмів (відкритих біологічних систем). При цьому звертає на себе увагу те, що клітина, з позицій фізики, забезпечує просторову (фенотип) експансію життя і несе подвійну функцію, а саме: зберігача генетичної програми будь-якого виду живого і зберігача первинної фізіолого-біохімічної внутрішнього середовища для функціонування цієї програми.

Клітини специфічно організовані в тканини, останні - в органи, а органи - в системи органів організму. Організми в просторі специфічно організовані в популяції, а популяції специфічно організовані в біоценози. Останні разом з абіотичними факторами формують біогеоценози (екологічні системи), що є елементарними одиницями біосфери. Схема також дозволяє зробити узагальнюючий висновок (висновок), що на фенотип еволюційно покладено дуже складна функція координування рівнів організації життя (молекулярний, клітинний, органний, організменний, популяційний і т. Д.), забезпечуючи цілісність відкритих біологічних систем в їх складній взаємодії із зовнішнім середовищем і просторово-часову передачу інформації. Передача генетичної інформації від одного покоління до іншого ґрунтується на точному визначенні організації гамет, що створюються на універсальному електромагнітному матричному принципі. Але ця організація створюється в гаметогенезе і, отже, також обов'язковими є всі стадії попереднього онтогенезу. Це означає, що для аналізу передачі інформації необхідно знати не тільки реакції аутосинтез хромосом, але і процеси клітинної диференціації, і їх обумовленість в онтогенезі. На ці процеси безпосередньо сильний вплив зовнішнє середовище, що зумовлює відбір найбільш адаптивних внутрісортових форм в процесі існування виду або обробітку сорти (практика) за репродукціями в різних агроекологічних умовах. Еволюція клітини від самовідтворення до самосвідомості через самоорганізацію, що базується на універсальному матричному принципі передачі інформації, дозволила обгрунтувати і сформулювати п'яту аксіому біології (Ларіонов, 2003-2010), яка розкриває роль клітини її внутрішньої структури в становленні фенотипу життя як координатора роботи генетичного коду, самої окремої клітини, так і їх диференційованих і спеціалізованих сукупностей у складних організмів різних видів.

Малюнок 20. Загальна схема розвитку життя, принципи управління нею. Просторово-часова передача інформації або еволюція клітини, форми її існування [Ларіонов, 2003-2010].

Сформульована нами (Ларіонов, 2003 - 2011) п'ята аксіома біології формує світоглядне розуміння основ і еволюції життя і існування її у вигляді різних фенотипів (таксономічних видів) біосфери, а в майбутньому ноосфери, тому я називаю її узагальнюючої. На основі розвиваються положень еволюції клітини, як основи існування живої матерії, видової різноманітності життя на планеті, де фенотип виступає не просто вмістилищем різних клітинних (фрактальних) структур, а чутливої ??оболонкою в інформаційній взаємодії генотипу із зовнішнім середовищем, координатором роботи генетичного коду, стає зрозумілим , що всі щаблі еволюції клітини у вигляді величезного розмаїття видів в біосфері є унікальні форми, які необхідно зберігати, як для сьогодні живуть, так і майбутніх поколінь. Все викладене вище підводить нас до узагальнюючої суті еволюції клітини, як основи живої матерії і ролі людини у Всесвіті, як носія вищої інформаційної форми - вербальної (функції складної клітинної системи - мозку), що забезпечила в процесі еволюції видів від найпростіших до ссавців формування різних пристосувальних властивостей (адаптивність) і в кінцевому підсумку вищої форми адаптації - самосвідомість у виду Homo sapiens.

Нова узагальнююча аксіома біології:

Клітина є елементарною одиницею фенотипу живого, хранителем і координатором його генетичної програми. Вона еволюціонувала в живих організмах до самовідтворення, самоорганізації і самосвідомості.



третя аксіома | Клітка стоїть на вершині біохімічної еволюції матерії. (Ларіонов, 2003 - 2010).

Загальне уявлення про онтогенетическом і популяційному рівнях організації життя. | Закон Геккеля для онтогенезу і філогенезу | Онтогенетический рівень організації життя | Популяції та популяційно-видовий рівень живого | Синтетична теорія еволюції | Еволюція популяцій і її елементарні фактори | Живий організм в індивідуальному і історичному розвитку | Що таке аксіома біології? | перша аксіома | друга аксіома |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати