القوانين الأساسية للكائنات الحية. القوانين الأساسية للتطور البيولوجي

نظرية الخلية(T. Schwann، M. Schleiden، R. Virchow).
تتكون جميع الكائنات الحية - النباتات والحيوانات والكائنات وحيدة الخلية - من الخلايا ومشتقاتها. الخلية ليست وحدة بناء فحسب، بل هي أيضًا وحدة تطور جميع الكائنات الحية. تتميز جميع الخلايا بالتشابه في التركيب الكيميائي والتمثيل الغذائي. يتكون نشاط الكائن الحي من نشاط وتفاعل الوحدات الخلوية المستقلة المكونة له. جميع الخلايا الحية تنشأ من الخلايا الحية.

نظرية الكروموسومات في الوراثة(تي مورغان).
تعد الكروموسومات التي تحتوي على جينات موضعية هي الناقل المادي الرئيسي للوراثة.

• توجد الجينات على الكروموسومات وداخل كروموسوم واحد تشكل مجموعة ربط واحدة. عدد مجموعات الارتباط يساوي العدد الفردي للكروموسومات.
• على الكروموسوم، يتم ترتيب الجينات خطيا.
• في الانقسام الاختزالي، يمكن أن يحدث العبور بين الكروموسومات المتماثلة، والتي يتناسب تواترها مع المسافة بين الجينات.

نظرية أصل الحياة على الأرض(A.I.Oparin، J. Haldane، S. Focke، S. Miller، G. Meller).
نشأت الحياة على الأرض بطريقة غير بيولوجية.

1. تتكون المواد العضوية من مواد غير عضوية تحت تأثير العوامل البيئية الفيزيائية.
2. لقد تفاعلوا وشكلوا المزيد والمزيد المواد المعقدةونتيجة لذلك نشأت الإنزيمات وأنظمة الإنزيمات ذاتية التكاثر - جينات خالية.
3. اكتسبت الجينات الحرة التنوع وبدأت في الاندماج.
4. تشكلت أغشية البروتين الدهنية من حولهم.
5. تطورت الكائنات ذاتية التغذية من كائنات غيرية التغذية.

نظرية التطور(ج. داروين).
لقد تطورت جميع الأشكال العديدة للنباتات والحيوانات الموجودة اليوم من كائنات أبسط سابقة من خلال التغيرات التدريجية المتراكمة على مدى الأجيال المتعاقبة.

نظرية الانتقاء الطبيعي(ج. داروين).
وفي الصراع من أجل البقاء في الظروف الطبيعية، يبقى الأصلح. يحافظ الانتقاء الطبيعي على أي خصائص حيوية تعود بالنفع على الكائن الحي والنوع ككل، مما يؤدي إلى تكوين أشكال وأنواع جديدة.

نظرية الغشاء(م. تروب، دبليو. فيفر، سي. أوفرتون).
مستمدة من نظرية الخلية. يشرح خصائص الخلية (النفاذية، والقدرة على تجميع المواد بشكل انتقائي، والقدرة على الحفاظ على الاستقرار الأسموزي، والقدرة على توليد الإمكانات الكهربائية) خصائص غشاءها البلازمي، المتمثل في طبقة مزدوجة من الدهون الفوسفاتية، التي تخترقها البروتينات جزئيًا أو كليًا، مع قنوات "الصوديوم" و"البوتاسيوم" وقنوات أخرى (حوالي 30 نوعًا). حاليًا، يتم الاعتراف به تدريجيًا على أنه معسر.

نظرية المرحلة(ب. مور، م. فيشر، ف. ليبيشكين، د.ن. ناسونوف، أ.س. تروشين، ج. لينج)
مستمدة من نظرية دوجاردان حول الساركودا. إنه بديل لنظرية الغشاء المقبولة عمومًا. يمثل الغشاء كحدود للمياه المستقطبة، وعلى أساس ذلك، يشرح خصائص الخلية، معتبرا الخلية نفسها بمثابة بروتوبلازم - نظام غرواني، تتشكل مراحله بواسطة مجموعة مرتبة من جزيئات البروتين، الماء والأيونات متحدون في كل واحد من خلال إمكانية التحولات المتبادلة.

القوانين

• القانون الوراثي الحيوي(F. Muller، E. Haeckel، A. N. Severtsov). إن تطور نمو الكائن الحي هو تكرار قصير للمراحل الجنينية لأسلافه. في التولد، تم وضع مسارات جديدة لتطورها التاريخي - تطور السلالات.
• قانون التشابه الجرثومي(ك. باير). في المراحل المبكرة، تتشابه أجنة جميع الفقاريات مع بعضها البعض، وتمر الأشكال الأكثر تطورًا بمراحل تطور الأشكال الأكثر بدائية.
• قانون لا رجعة في التطور(ل. دولو). لا يمكن للكائن الحي (السكان، الأنواع) العودة إلى الحالة السابقة التي تحققت بالفعل في سلسلة أسلافه.
• قانون التطور التدريجي (ج. داروين). الانتقاء الطبيعي القائم على التباين الوراثي هو القوة الدافعة الرئيسية في تطور العالم العضوي.
• قوانين الميراث(ج. مندل، 1865):
  1. قانون التوحيد للجيل الأول الهجين (قانون مندل الأول) - أثناء التهجين الأحادي الهجين، تظهر فقط الصفات السائدة في الجيل الأول الهجين - وهو موحد ظاهريًا.
  2. قانون الفصل (قانون مندل الثاني) - عندما يحدث التلقيح الذاتي لهجن الجيل الأول في النسل، يتم تقسيم الصفات بنسبة 3:1، ويتم تشكيل مجموعتين ظاهريتين - سائدة ومتنحية.
  3. قانون الميراث المستقل (قانون مندل الثالث) - أثناء التهجين الثنائي في الهجينة، يتم وراثة كل زوج من الصفات بشكل مستقل عن الآخرين ويعطي مجموعات مختلفة معهم. وتتكون أربع مجموعات مظهرية تتميز بنسبة 9:3:3:1.

فرضية تردد الأمشاج(ج. مندل، 1865): أزواج من الصفات البديلة الموجودة في كل كائن حي لا تمتزج أثناء تكوين الأمشاج ويمر واحد من كل زوج إليها بشكل نقي.

• قانون الميراث بالسلاسل(تي مورغان، 1911) الجينات المرتبطة المترجمة على نفس الكروموسوم يتم توريثها معًا ولا تظهر توزيعًا مستقلاً
• قانون السلسلة المتماثلة للتقلب الوراثي(NI Vavilov، 1920) تتميز الأنواع والأجناس المتشابهة وراثيًا بسلسلة مماثلة من التباين الوراثي.
• قانون التوازن الوراثي في ​​​​السكان(ج. هاردي، ف. واينبرغ). في عدد كبير غير محدود من السكان، في غياب العوامل التي تغير تركيز الجينات، مع العبور الحر للأفراد، وغياب الانتقاء والطفرات لهذه الجينات وغياب الهجرة، فإن النسب العددية للأنماط الجينية AA، aa، Aa من جيل إلى جيل تبقى ثابتة. يتم توزيع ترددات أعضاء زوج من الجينات الأليلية في المجموعات السكانية وفقًا لتوسعة نيوتن ذات الحدين (pA + qa)2.
• قانون الحفاظ على الطاقة(آي آر ماير، د. جول، ج. هيلمهولتز). الطاقة لا تفنى ولا تفنى، ولكنها تنتقل من شكل إلى آخر. عندما تنتقل المادة من شكل إلى آخر، فإن التغير في طاقتها يتوافق تمامًا مع الزيادة أو النقصان في طاقة الأجسام المتفاعلة معها.
• قانون الحد الأدنى(يو. ليبيج). يتم تحديد قدرة الكائن الحي على التحمل من خلال الحلقة الأضعف في سلسلة احتياجاته البيئية، أي العامل الأدنى.
• قاعدة تفاعل العوامل:يكون الجسم قادرًا على استبدال مادة ناقصة أو عامل نشط آخر بمادة أو عامل آخر مماثل وظيفيًا.
• قانون الهجرة الحيوية للذرات(في آي فيرنادسكي). الهجرة العناصر الكيميائيةعلى سطح الأرض وفي المحيط الحيوي ككل، يتم تنفيذها إما بمشاركة مباشرة من المادة الحية (الهجرة الحيوية)، أو يحدث في بيئة تحدد سماتها الجيوكيميائية بواسطة المادة الحية، وكلاهما يشكل حاليًا المحيط الحيوي وما كان موجودًا على الأرض عبر التاريخ الجيولوجي.

أنماط

1. الحتمية- الأقدار بسبب التركيب الوراثي؛ نمط يتشكل نتيجة له ​​نسيج معين، عضو معين من كل خلية، والذي يحدث تحت تأثير التركيب الوراثي والعوامل البيئية، بما في ذلك الخلايا المجاورة (التحريض أثناء تكوين الجنين).
2. وحدة المادة الحية- مجمع كيميائي حيوي جزيئي لا ينفصل عن المادة الحية (الكتلة الحيوية)، وهو نظام متكامل له سمات مميزة لكل عصر جيولوجي. يؤدي تدمير الأنواع إلى تعطيل التوازن الطبيعي، مما يؤدي إلى تغير حاد في الخصائص الجزيئية والكيميائية الحيوية للمادة الحية واستحالة وجود العديد من الأنواع المزدهرة حاليًا، بما في ذلك البشر.
3. نمط التوزيع الجغرافي لمراكز منشأ النباتات المزروعة(NI Vavilov) - تركيز بؤر تكوين النباتات المزروعة في تلك المناطق من العالم حيث يتم ملاحظة أكبر تنوع جيني لها.
4. نمط الهرم البيئي- العلاقة بين المنتجين والمستهلكين والمتحللين، معبراً عنها في كتلتهم ومصورة في شكل نموذج رسومي، حيث يكون كل مستوى غذائي لاحق 10٪ من المستوى السابق.
5. تقسيم المناطق- الموقع الطبيعي للمناطق الطبيعية على الكرة الأرضية والتي تختلف في المناخ والغطاء النباتي والتربة والحياة البرية. المناطق هي خطوط عرضية (جغرافية) وعمودية (في الجبال).
6. التقلب- قدرة الكائنات الحية على تغيير خصائصها وخصائصها؛ التباين الوراثي موروث، والتباين المظهري غير موروث.
7. ميتاميرزم- تكرار مناطق مماثلة من الجسم أو العضو؛ في الحيوانات - الجسم المفصلي للديدان ويرقات الرخويات والمفصليات والصدر للفقاريات. في النباتات - العقد والأجزاء الداخلية من الجذع.
8. الوراثة- قدرة الكائنات الحية على نقل خصائصها وخصائصها إلى الجيل التالي، أي إعادة إنتاج نوعها.
9. قطبية- الأطراف المقابلة للجسم: في الحيوانات - الأمامي (الرأس) والخلفي (الذيل)، في النباتات - العلوي (مدار شمسي) والسفلي (مدار جغرافي).
10. لياقة بدنية- المنفعة النسبية لبنية ووظائف الكائن الحي، والتي كانت نتيجة الانتقاء الطبيعي، والقضاء على أولئك الذين لم يتكيفوا مع ظروف وجود معينة.
11. تناظر- الترتيب الطبيعي والصحيح لأجزاء الجسم بالنسبة للمركز - التماثل الشعاعي (بعض الحيوانات اللافقارية، الأعضاء المحورية للنباتات، الزهور العادية) أو نسبة إلى خط مستقيم (المحور) أو المستوى - التماثل الثنائي (بعض اللافقاريات وجميع الفقاريات، في نباتات - أوراق وأزهار غير منتظمة).
12. الدورية- تكرار فترات معينة من الحياة؛ الدورية الموسمية، الدورية اليومية، دورة الحياة (الفترة من الولادة إلى الوفاة). الدورية في تناوب المراحل النووية - ثنائية الصبغية وفردية الصبغية.

حل مع الإجابات.

تتيح له تجربة الحياة لأي شخص أن يثبت نفسه في الرأي القائل بأن العمليات التي تجري في العالم الحقيقي لها ترتيب معين. يفسح النهار المجال لليل، ويكبر الطفل حديث الولادة، وتتحرك الكواكب حول الشمس في مداراتها. توصل الشخص المفكر إلى استنتاج مفاده أن الطبيعة لديها علاقة محددة ومستقرة ومتكررة بين الظواهر والعمليات والأشياء. بعد ذلك، مع ظهور العلم، عبر الناس عن العلاقة بين الظواهر التي لاحظوها وفهموها في مفهومي "القانون" و"الانتظام".

القانون هو علاقة داخلية وجوهرية ومستقرة وضرورية ومتكررة بين الظواهر، مأخوذة في شكلها المعمم فيما يتعلق بشيء محدد من الواقع الموضوعي، أي. الطبيعة غير الحية والحية.

القوانين هي نتاج الإدراك والمعرفة البشرية، ولكنها تعبر في محتواها الداخلي عن العمليات الموضوعية التي تحدث في العالم الموجود بالفعل. إن اكتشاف القوانين وصياغتها هي المهام الرئيسية للعلم، وبالتالي العلماء، كل في مجاله بحث علمي، هم في بحث دائم عن الانتظام والنظام والاتجاهات المستقرة في الروابط بين الظواهر، في تحديد العلاقات الطبيعية بين الأشياء، والتي تتحول فيما بعد

تدور في قوانين الطبيعة الجديدة. تتحدد قدرة الإنسان على تحقيق اتصال متناغم مع الطبيعة غير الحية والحية من خلال مستوى معرفته بقوانين الطبيعة، فضلاً عن مهاراته وقدراته على استخدام هذه القوانين.

ترتبط قوانين الطبيعة إلى حد ما بظاهرة مثل الحتمية ، ولكنها ليست متطابقة معه. وبالتالي، وفقا لأحكام الحتمية، يمكننا التحدث عن المشروطية العالمية للظواهر الطبيعية. تعبر القوانين عن الاستقرار النوعي للروابط المحددة، وتقييمها من وجهة نظر الضرورة الموضوعية والانتظام النوعي. ونتيجة لذلك، لدينا سبب للتأكيد على أن القانون، كتعبير عن الضرورة الموضوعية، يمكن أن يكون بمثابة مقاسات القدرة على التنبؤ بالأحداث.

على سبيل المثال، فإن المحققين القانونيين، بعد أن تعلموا وفهموا قوانين سلوك الجماعات الإجرامية المنظمة، لن يكونوا قادرين على التنبؤ بأفعالهم فحسب، بل سيتمكنون أيضًا من منع حدوث تصرفات هذه المجموعات في موقف اجتماعي معين، وفي وقت محدد. وقت.

تتجلى ظاهرة القانون على أنها مزيج جدلي من مبدأ الارتباط الشامل للظواهر والعمليات التي تحدث في العالم الحقيقي، ومبدأ التطور الذي يعكس الرغبة الموضوعية لكل الأشياء في التغيير، مما يؤدي إلى ظهور تشكيلات جديدة عالية الجودة . القانون في التعقيدات العالم الحقيقييساعد على فهم ليس فقط الروابط في الظواهر والعمليات الموجودة في الطبيعة، ولكن أيضًا "آلية" ظهور وتشكيل شيء جديد، وهو سمة من سمات عالم يتطور ويثري باستمرار.

تصنيف يتم تنفيذ القوانين لأسباب مختلفة. على سبيل المثال، من وجهة نظر التغيرات الكمية والنوعية التي تحدث في الطبيعة غير الحية والحية، يمكن تقسيم جميع القوانين إلى مجموعتين كبيرتين: 1) قوانين الأداء؛ 2) قوانين التنمية.

قوانين التشغيل التعبير عن العلاقة الأساسية والضرورية بين الأشياء والظواهر والعمليات الموجودة في المكان والزمان. على سبيل المثال، قانون الجاذبية العالمية ، التي صاغها نيوتن، تعبر عن حجم قوة الجذب بين جسمين حسب كتلتهما والمسافة بينهما. ينطبق هذا على توصيف الروابط الموجودة بين جميع الأجسام التي لا تنتمي إلى العالم الصغير.

قوانين التنمية يعبر عن أسباب ومصادر تلك التغيرات في العالم الحقيقي التي تؤدي إلى ظهور صفات جديدة، ويكشف أيضًا عن الاتجاهات التي قد تنشأ فيها هذه الصفات الجديدة. على سبيل المثال، قانون التمثيل الضوئي ويكشف عن السبب والمصدر، بالإضافة إلى خوارزمية تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين بواسطة أوراق الأشجار، في حال توفر الإضاءة اللازمة لهذه الأوراق. كان K. L. Timiryazev أول من أثبت عملية التطوير والتحول غير عضوي المواد ثاني أكسيد الكربون والماء في عضوي. وهكذا، من وجهة النظر الكيميائية والفيزيائية والديناميكية، فإن التمثيل الضوئي هو الأساس لتطور الحياة على كوكب الأرض. وفقًا للقانون، أثناء عملية التمثيل الضوئي، فإن كمية الطاقة الضوئية التي تنفق على تكوين جزيء جرام واحد من السداسي تساوي 686 سعرة حرارية كبيرة.

حجم الكرة أفعالهم، فيمكن تقسيم جميع القوانين على النحو التالي:

أ) عام، عالمي، يغطي الطبيعة بأكملها؛ ب) خاص يعمل فقط في منطقة محدودة ظاهرة طبيعية، العمليات. لذلك، على سبيل المثال، ل عام تشمل قوانين التنمية الفلسفية قوانين التنمية : قانون الوحدة وصراع الأضداد؛ قانون انتقال التغييرات الكمية إلى تغييرات نوعية؛ قانون نفي النفي (الشكل 4.2). علاوة على ذلك، نظرًا لأنها تغطي الظواهر الطبيعية بشكل عام، وتعكس روابط مهمة ومستقرة بين الظواهر، فإنها تظهر نفسها إلى حد أكبر على أنها اتجاهات قوانين، أي. يعكس مصدر , آلية و اتجاه أي تطور.

قانون الوحدة وصراع الأضداد يعبر عن سبب التطور ومصدره ويؤكد أن كائنات العالم الحقيقي مترابطة ومتحدة وفي نفس الوقت تتغير بتقسيم الموحد إلى مختلف ومضاد، وتشكل الدافع الداخلي لتغيره نحو الهوية أو التضاد.

ومن خلال التحول إلى هذا القانون، لدينا الفرصة لتحديد ليس فقط سبب ومصدر التنمية، ولكن أيضا لتحديد أشكال الحركة وأنواع التنمية. حدد الإنسان، الذي يحول نظرته إلى أشياء العالم الحقيقي، الاختلافات في أشكال الكائنات الموجودة في الوحدة. على سبيل المثال، نحن أنفسنا نحمل مواقف ووجهات نظر متباينة، والتي نربطها ونقارنها وحتى نتجادل بشأنها "أنا" مع "أنا" أخرى تعيش في "جسد" واحد. كل شيء هناك تناقض كما هو محدد نوع التفاعل اتجاهات مختلفة، جوانب متباينة، خصائص، صفات داخل بنية معينة كنظام أو بين أنظمة، عملية “تصادم” مختلفة، متباينة في الاتجاه، وصولا إلى الأضداد والقوى والتطلعات.

يمكن أن تكون الاختلافات مختلفة، ولكنها علاقات عدم تشابه، وعدم هوية الأشياء في حد ذاتها ومع الأشياء الأخرى. حالة الحد فرق كبير هو عكس.

والعكس هو المرحلة القصوى من تطور الجانب، وهي جودة العنصر داخل كائن معين أو كائنات في نظام واحد.

الكائنات تواجه بعضها البعض في علاقة واحدة. وخير مثال على هذه الوحدة هو المغناطيس الذي له أقطاب موجهة بشكل معاكس. ويعكس مبدأ التناقض الجدلي العلاقة المزدوجة داخل الكل: وحدة الأضداد وخاصتهم كفاح. وفي الوقت نفسه وحدة الأضداد، التي تعبر عن ثبات الكائن، والأضداد نفسها بحقيقة وجودها نسبي , عابرة بمعنى أنها تتميز بخصائص وصفات معينة. لقد شكل النضال مرارًا وتكرارًا الأضداد مطلق وهو شرط لانهاية عملية التطوير.

التناقضات هي سمة من سمات جوهر الأشياء باعتبارها سمة لجميع أشكال وجود المادة؛ إنهم يحددون نشاط الأخير، واستعداده الداخلي للتنمية. في الفلسفة هناك مختلفة أنواع التناقضات" داخلي وخارجي؛ الرئيسي (الرئيسي) وغير الرئيسي؛ معادية وغير معادية.

أرز. 4.2.

تناقضات داخلية التعبير عن حالة نظام معين على أنه تكامل معين، لأن كل نظام موجود ضمن إطار أنظمة أكثر تعقيدًا بشكل هرمي. على سبيل المثال، التناقضات داخل مجموعة صغيرة من الجماعة هي صراع بين الأفراد داخل مجتمعات تتكون من شخصين أو ثلاثة أشخاص، والذي قد يصاحبه انهيار هذه المجموعة أو تغيير القائد، أو بعض النتائج الأخرى.

التناقضات الخارجية تمثل التفاعل اتجاهين , خصائص أو صفات الأنظمة المختلفة ، والتي هي في الوحدة. ومن الأمثلة على ذلك التناقض بين نظام الادعاء ونظام الدفاع في جلسة المحكمة. وفي هذه الأنظمة يمكن أن يختلف اتجاه النظر في الفعل من اتجاه غير متطابق إلى اتجاه معاكس له مباشرة. هنا يمكن أن يظهر التناقض ليس فقط في شكل من أشكال النزاع ، بل أيضًا مستوى الصراع.

وتجدر الإشارة إلى أنه في العلاقة بين دور التناقضات الداخلية والخارجية في تطور كل شيء في الطبيعة، فإن الأولوية تنتمي إلى التناقضات الداخلية. ولا تتغير هذه النسبة، حتى لو كان السبب الأولي لتطور النظام هو التناقض الخارجي، لأنه في المستقبل يتحول التناقض الخارجي بالضرورة إلى تناقض داخلي من خلال تغير في بنية كائن معين.

في قائمة التناقضات الداخلية التي تحدد تطور الموضوع يمكن تسليط الضوء عليها أساسي (الرئيسي) و غير الأساسية التناقضات. تشمل التناقضات الرئيسية تلك الموجودة في الخصائص الأساسية وخصائص كائن معين. على سبيل المثال، في تنمية الشخص، فإن عملية أن يصبح شخصية ناضجة اجتماعيا، والتناقض الرئيسي، ومصدر تحولاته الداخلية، سيكون التناقض بين الهدف المهم اجتماعيا، الذي صاغه، والنتيجة التي يتوصل إليها الشخص يحقق في نشاطه. ومن التناقضات البسيطة التي تحدد تكوين الشخصية الناضجة اجتماعيا، التناقضات بين احتياجاتها الطبيعية وقدرتها على إشباع هذه الحاجات.

وفي الوقت نفسه، النظر في التناقضات كما مصدر التنمية، يجب أن نقول ما هو معنى هذا المصدر. من وجهة نظر فلسفية، نحن نتحدث في هذه الحالة عن "القوة" التي تؤدي إلى شيء ما. الخلافات يشجع فكل ما هو موجود قابل للتغيير والتطوير. ويمكن أيضا أن يقال ذلك طبيعة التناقض يحدد و طبيعة الديناميات تلك التغييرات التي يتلقاها الكائن من تناقضه الرئيسي محتمل.

ما يميز الأنظمة الاجتماعية هو أنها قد تحتوي على معادية في احتمالية التناقض. وهي تنشأ بين أنظمة اجتماعية لها سمات وخصائص وميول تتعارض بشكل مباشر مع بعضها البعض. تنشأ أو تنشأ اتصالات وتفاعلات متعارضة بين هذه الأنظمة. وفي المستقبل يمكن أن ترتفع هذه التناقضات إلى مستوى الصراع الذي يمكن أن يتطور إلى ثورة أو حرب. وتأكيدا لهذا النوع من التناقض يمكننا أن نستشهد

عدد من الأمثلة من تجارب العالم الحديث في تنمية دول الشرق الأوسط.

جنبا إلى جنب مع النظم الاجتماعية المعادية، هناك أيضا غير معادية التناقضات التي تنشأ عادة بين الأنظمة الاجتماعية التي لها سمات وخصائص وميول لا تتطابق مع بعضها البعض. على سبيل المثال، في مجتمع العالم الحديث هناك العديد من العائلات القانونية: الرومانية الجرمانية، الأنجلوسكسونية، الدينية الطائفية. يتفاعلون مع بعضهم البعض ويحددون تطورهم مع الحفاظ على التناقضات بينهم.

التنمية في الطبيعة غير الحية والحية هي عملية تجمع بين الوحدة مستمر و متقطع. تتضمن الاستمرارية تغييرات كمية تحدث في الأشياء في العالم الحقيقي. الانقطاع يعني انتقال الكائن إلى نوعية جديدة. تكشف "آلية" هذه العملية قانون انتقال التغييرات الكمية إلى تغييرات نوعية.

وهكذا، مع ظهور مبدأ متناقض داخل كائن من العالم الحقيقي، تبدأ الأمور في الحدوث فيه. كمي التغييرات، أي. في بنية الكائن ذاته، تظهر الإضافات في شكل علاقات بين عناصره الفردية، في خصائصها وميزاتها وعددها يزيد أو ينقص، وما إلى ذلك. كل هذا ينعكس في فئة "الكمية".

لتحديد اليقين الكمي لأجزاء الكائن والأشياء نفسها، نقوم بربط ومقارنة خصائصه مع "معيار" معين كوحدة للعد والقياس. وفي الوقت نفسه، فإن التغيرات الكمية في تطور كائن ما تعبر عن استقراره النسبي، مما يفترض الحفاظ على الهوية الذاتية لعناصر الكائن أو الكائن نفسه كما كان في الأصل. على سبيل المثال، يظل الطالب في إحدى الجامعات طالبًا لفترة معينة من الدراسة، على الرغم من حصوله على وضع طالب السنة الثانية والثالثة والرابعة. يكتسب معرفة جديدة ويطور مهارات جديدة ويطور المهارات اللازمة لذلك النشاط المهنيالكفاءات. تتزايد إمكانات ثقافته المهنية، ولكن فقط بعد الدفاع بنجاح عن شهادته واجتياز الامتحانات الحكومية، ينتقل الطالب إلى هذه الفئة أخصائي (بكالوريوس ). وهكذا، في مرحلة معينة، فإن المكونات الجديدة التي لا تزال تميز الطالب كطالب تعطي الخصائص والصفات السابقة مثل هذه التغييرات التي تقود الطالب إلى عالم مختلف تماما جودة - أخصائي (بكالوريوس).

الجودة هي مجموعة من الميزات والخصائص للكائن الذي يعكس جوهره ويقينه الداخلي ويجعل الكائن المحدد كما هو حقًا.

تتيح لك جودة كائن ما تمييز كائن عن آخر ولكن جوهره وفي نفس الوقت مقارنة الكائنات والتعرف عليها ومقارنتها ببعضها البعض وتوحدها وتفصلها وتصميمها

وبناء أشياء جديدة ليس فقط في الواقع، ولكن أيضًا في التفكير.

يعتمد مظهر صفات كائن ما فيما يتعلق بآخر بشكل كبير على الخصائص الأساسية لهذا الأخير. تعتمد نتيجة تأثير المحامي على المحلفين في جلسة المحكمة إلى حد ما على الصفات الشخصية والمهنية للأخيرين. يمكننا أن نقول هذا: جودة كائن يتفاعل مع كائنات أخرى تبدو نسبية. على سبيل المثال، في الاتصالات مع الخشب، يكون الفولاذ صلبًا، وفي الاتصالات مع الماس، يكون الفولاذ ناعمًا. أي حالة نوعية للكائن هي نسبية. تحت تأثير ظروف أو تناقضات معينة، يمكن أن تختفي صفة ما، ولكن ليس إلا أن تتحول إلى أخرى.

يحدث هذا التحول داخل معين مقاسات. وتجدر الإشارة إلى أن فئة "التدبير" كانت واحدة من الفئات الرئيسية لدى مفكري العصور القديمة. مهما كان ما ناقشه الفلاسفة، فقد استخدموه دائمًا لتبرير ظهور صفة جديدة. لقد عمل المقياس ويعمل الآن بمثابة "المكون الثالث" الذي يربط الكمية والكيفية في كل واحد. وبالنظر إلى عملية "تحويل" الطالب إلى متخصص (بكالوريوس)، قمنا بتحديد المقياس بعدد سنوات الدراسة، مع ملاحظة أن المقياس هو وحدة الكمية والكيفية وفي نفس الوقت "حدود" معينة في والتي تتجلى الجودة في يقينها. إنها سمة من سمات النمط، لأن العنصر الجذري لهذا الأخير هو القياس - مجال التغييرات الكمية في إطار جودة واحدة.

إن ظهور صفة جديدة يعني ظهور كائن جديد بقوانين جديدة لوجوده. وفي الوقت نفسه، قد يختلف عمق التغييرات النوعية في الموضوع. على سبيل المثال، كجزء من تعليم الطالب في إحدى الجامعات، قد يكون هناك انتقال من نوعية إلى أخرى كانتقال من دورة دراسية إلى أخرى. وفيما يتعلق بأشياء الطبيعة بشكل عام، يمكن أن تحدث تغييرات نوعية على مستوى واحد من حركة المادة، أو يمكن أن تحدث بطريقة تنتقل بها الأشياء من نوع من حركة المادة إلى نوع آخر.

في الفلسفة، عملية تغيير الجودة الأصلية لشيء ما بشكل جذري إلى نوعية جديدة تمامًا، أي. يتميز الانتقال من شكل من أشكال حركة المادة إلى شكل آخر بفئة مثل "القفزة".

القفزة غريبة خط الحدود، فصل مقياس واحد للتغير في التحولات الكمية في كائن ما مع الحفاظ على الجودة الموجودة، إلى مقياس آخر يتضمن تغييرات كمية في كائن ما، ولكن في شكل مختلف من حركة المادة.

القفزة هي فئة فلسفية تعكس حجم التغييرات النوعية في كائن أو أشياء فيما يتعلق ببعضها البعض، والانتقال من مقياس واحد للتغيرات الكمية في كائن إلى مقياس آخر يميز الكائن في شكل جديد لوجوده.

هناك أنواع مختلفة من القفزات. يتم تحديدها من خلال المكونات الأولية للأشياء في العالم الحقيقي والظروف التي تتطور فيها هذه الأشياء. بمعنى آخر، يتم تحديد القفزات من خلال المادة المصدر للأشياء، وكذلك طبيعة التناقضات الداخلية والخارجية التي تحدد تطورها. يمكن أن تكون القفزات طويلة أو قصيرة. على سبيل المثال، يمكن تسمية عملية ظهور وتطور الكائنات الحية والحياة على كوكب الأرض بالقفزات الطويلة. وتشمل القفزات القصيرة، على وجه الخصوص، انفجار مادة تي إن تي أو قنبلة نووية.

إن قانون انتقال التغييرات الكمية إلى تغييرات نوعية، مما يعكس "آلية" التنمية، له أيضًا أهمية منهجية. وبالتالي، فإنه يوجه المحامين إلى الدراسة الدقيقة والأخذ في الاعتبار جميع التغييرات الكمية التي أدت إلى ظهور بعض التغييرات النوعية غير المتوقعة، للوهلة الأولى، في القضية أو الشخص أو الحدث قيد النظر. ومن وجهة نظر صياغة القرار، يتطلب هذا القانون من القضاة تحديد الإجراء الذي سيتم من خلاله توحيد حقوق الإنسان ومتطلبات القانون.

في العديد التحولات بعض الأشياء بواسطة أشياء أخرى، والتي يستطيع الإنسان ملاحظتها وتسجيلها، جدلية عملية التشكيل اليقين النوعي لجميع الظواهر الطبيعية، تشكيل و دمار الهياكل "العقدية" للواقع الموضوعي. وفي الوقت نفسه، لوحظ التغييرات التي تحدث في الطبيعة لها منطق و اتجاه. انها تسمح لنا بتحديد اتجاه التنمية قانون نفي النفي ، الذي يجادل بأن الجودة الجديدة في التطوير لا تنكر ببساطة الجودة السابقة، ولكن من خلال النفي الثاني تظهر الكائنات بجودة جديدة تحتوي على السمات الأساسية للجودة الأصلية للكائن المطور. بمعنى آخر، من خلال النفي الثاني، يتم إعادة إنتاج صفات الكائن الأصلي في تطورها في الكائن الجديد، ولكن مع اكتساب بعض الخصائص الجديدة التي لم تكن مميزة لجوهر الكائن الأصلي.

ليس من السهل إثبات ذلك، لأن هذه العملية في الطبيعة تستغرق مدة معينة. على سبيل المثال الذي يؤكد إلى حد ما عمل قانون نفي النفي، يمكننا استخدام عملية زراعة محاصيل الحبوب. في الربيع، تزرع الحبوب في الأرض. إنها تنبت وسيقان هذه الحبوب "تبطل" جودة الحبوب. في الخريف، تنكر الحبوب الناتجة السيقان، ولكنها تتكاثر الحبوب ذات الخصائص التي تغير بطريقة أو بأخرى جوهر الحبوب المزروعة في الربيع. هذه مراحل مختلفة لوجود الحبوب وعدم وجودها. في هذه العملية، هناك تشابك دقيق بين الجديد والقديم، والجمع بين اللحظات المتطرفة للمرور والظهور. وتبين أن قيمة النفي محددة مقياس لإنتاجيتها. بمعنى آخر، تكمن قيمة النفي في المدى الذي أدخل فيه دوره مثل هذه التغييرات في الجودة الجديدة للموضوع التي كانت تقدمية، لأن الجديد في الموضوع لا يمكن أن يؤكد نفسه ليس فقط بدون النفي، ولكن أيضًا بدونه. استمرارية.

هناك نوعان من الاستمرارية: 1) الاستمرارية مع التغيرات الكمية في موضوع التطوير؛ 2) الاستمرارية مع التغيرات النوعية في موضوع التطوير.

الخلافة تحت كمي تحدث التغييرات في كائن عندما يكون محتواه الرئيسي هو بنية هذا الكائن أو تنظيمه. على سبيل المثال، تحدث مثل هذه الخلافة أثناء تكاثر الكائنات الحية من نفس النوع.

خلافة مري جودة تحدث التغييرات في كائن عندما يتحول هيكله. في هذه الحالة، يكون محتوى الاستمرارية هو السمات الأساسية لموضوع التطوير. على سبيل المثال، هذه الاستمرارية موجودة عند تطعيم أشجار الفاكهة. هنا، واستمرارًا للجودة الجديدة، ستكون هناك الخصائص الأساسية للشجرة المقاومة لقطاع معين من بلدنا، وكذلك الشجرة التي نرغب في الحصول على ثمارها.

بشكل عام، لا يمكن اعتبار الماضي وكأنه يختفي دون أن يترك أثراً في نهر الزمن. فهو يشارك باستمرار في خلق الحاضر والمستقبل، محققًا اتصالًا حيًا بين الأزمنة في الشكل التقاليد.

في الجانب الفلسفييمثل التقليد نوعًا معينًا من العلاقة بين المراحل المتعاقبة للكائن المتطور. يحققه كل جيل في كل مجال الحياة البشريةهناك تراث ثمين، نموه هو نتيجة مدخرات الأجيال السابقة. إن العقلانية والمسؤولية في وراثة تقاليد الماضي مع التقاليد الجديدة تحدد التطور التدريجي للمجتمع. حيث تطوير ليس خطًا مستقيمًا أو حركة في دائرة مغلقة، بل حلزوني مع عدد لا نهائي من المنعطفات. في عملية التطوير، هناك عودة إلى المراحل التي تم تمريرها سابقا، لأنه في النموذج الجديد تتكرر بعض ميزات النماذج الموجودة بالفعل. ومع ذلك، فهذه ليست عودة بسيطة إلى النموذج الأصلي، ولكنها عودة نوعية مستوى جديدوجود كائن. كل دورة تطوير لاحقة لا تكرر الدورة السابقة، ولكنها مستوى جديد نوعيا. حيث جديد نتيجة لعملية التطوير نفسها تصبح قديم على خلفية ظهور المزيد جديد وينكره هذا الأحدث، أي. يتم توجيه التطوير من القديم إلى الجديد ومن الجديد إلى الأحدث. هذه هي القوانين العامة للتنمية.

قوانين خاصة بالتنمية التصرف فقط في منطقة محدودة من الوجود الطبيعي. وتشمل هذه القوانين قوانين تطور الأنواع الحيوانية، على سبيل المثال، قوانين التطور النشوئي والتي تم تأسيسها بشكل رئيسي من قبل علماء الحيوان. وفقا للبيانات

القوانين إن التغيرات التطورية هي دائمًا تكيفات مع الظروف البيئية المتغيرة. تنشأ هذه التغييرات وتتطور نتيجة للانتقاء الطبيعي، والذي تم إثباته ببراعة في منتصف القرن التاسع عشر. تشارلز داروين (1809-1882) في عمله الكلاسيكي "أصل الأنواع عن طريق الانتقاء الطبيعي، أو الحفاظ على السلالات المفضلة في الصراع من أجل الحياة" (1859).

إذا أخذنا كدليل على تصنيف القوانين استمارة مظاهرها، ثم يمكن تقسيم قوانين الطبيعة إلى متحرك و إحصائية (احتمالية). مثال على القانون الديناميكي هو قانون الجذب. إن أي جسم يُلقى إلى الأعلى من سطح كوكب الأرض سيعود حتماً إلى الأرض إذا لم يتحرك بسرعة تزيد عن 8 كم/ثانية. يمكن لأي شخص تنفيذ هذا الإجراء ورؤية النتيجة النهائية. في الوقت نفسه، إذا قمت بإلقاء عملة معدنية، وتدويرها، فمن المستحيل تحديد الجانب الذي ستسقط فيه على الأرض. في هذه الحالة، يتجلى القانون الإحصائي.

يُستخدم هذا التمييز بين الطرق الديناميكية والإحصائية لإظهار الضرورة أحيانًا للمقارنة بين مفهومي "القانون" و"الانتظام". وهكذا، في حالة الطريقة الديناميكية لإظهار الضرورة، فإننا نتحدث عنها قانون متى إحصائية الطريقة التي تظهر بها الضرورة تتحدث أنماط.

هذا التدرج في القانون والانتظام ليس صحيحا تماما، لأنه لا يمكن معارضتهما. كل من القانون والانتظام هما تعبير عن مظهر الضرورة. ومع ذلك، فإن النمط، على عكس القانون، يعكس ليس مظهرًا ثابتًا للضرورة الموضوعية، ولكن تم تحديدها فقط درجة احتمال حدوثه. على سبيل المثال، القانون باعتباره ضرورة في كائن اجتماعي محدد يعمل كنموذج له. والحقيقة هي أن التطور في الأشياء الاجتماعية يتم من خلال أنشطة الناس وهو مجاور للعشوائية. وفي هذا الصدد، من المستحيل تحديد طبيعة نشاط الناس بشكل كامل وشامل. الانتظام هو شكل من أشكال إظهار القانون بسبب الجوهر غير المعروف للموضوع حيث توجد طريقة اجتماعية لإظهار الضرورة.

النمط داخلي، ضروري، ضروري، لكنه لا يظهر باستمرار اتصال بين الظواهر، المأخوذة في شكل معمم فيما يتعلق بموضوع محدد للواقع الموضوعي، حيث لا يوجد جوهر معروف لها.

هناك قوانين وأنماط في الطبيعة غير الحية والحية. إنها ليست إرادة شخص ما، ولكن التناقضات الداخلية المتأصلة في كائنات العالم الحقيقي هي التي تحدد تطور هذا الأخير، مما يضمن طبيعة الحياة المتعددة الألوان والمتعددة الجوانب، والتي لا تخضع لأي مخططات أو عقائد. يتجلى هذا بشكل خاص في الشكل الاجتماعي لحركة المادة، حيث يتم تنفيذ جميع قوانين تطوير الكائنات الاجتماعية التاريخية من خلال أنشطة الناس. "يدرك" الشخص بوعي الإمكانات الخفية أحيانًا للقوانين الاجتماعية، مما يمنحها "صوتًا" فريدًا يحدده الإبداع الشخصي.

الجديد في الحياة والعلوم والتكنولوجيا

الاشتراك العلمي الشعبي مسلسل

مادة الاحياء

1/1990

تصدر شهريا منذ عام 1967.

جي إن تشيرنوف،

مرشح العلوم البيولوجية

القوانين

نظري

مادة الاحياء

دار النشر "المعرفة" موسكو 1990

بنك البحرين والكويت28.0

تشيرنوف جينادي نيكولاييفيتش - مرشح العلوم البيولوجية، باحث أول في VNIISENTI بوزارة الصناعة الطبية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية - يدرس تطوير التكنولوجيا الحيوية في الخارج. أعمال المؤلف "ن" ذات صلة بموضوع هذا الكتيب. P. Krenke ونظريته حول الشيخوخة والتجديد" و"التكنولوجيا الحيوية في إطار نهج النظام التاريخي."

علىرسومات الغلاف الجانبي الثاني: / - منظر للأرض من الفضاء (بناءً على المنشور "منطقه خضراء »); 2 - عش الغراب. يجلب الذكر الطعام للأنثى التي لا تترك البيضة المحتضنة في الشتاء (من الرسوم التوضيحية التي رسمها ف. كوردوف إلى أعمال فيتالي بيانكي) ؛ 3 - منحنى العمر (حسب N.P. Krenke)؛ 4 - رجل كرومانيون في حالة صيد (بحسب بيير لوران)؛ 5- مخطط استنساخ الخلايا (من كتاب "علم المناعة" للكاتب ر.ف. بيتروف)؛ 6 - مخطط التطور الموجه (حسب A. N. Sever-iov)

تشيرنوف ج.ن.

449 قوانين علم الأحياء النظري. - م: المعرفة، 1990. - 64 ص. - (جديد في الحياة والعلوم والتكنولوجيا. سلسلة "علم الأحياء"؛ العدد 1). ISBN 5-07-000742-4 15 مجلدًا.

يتم النظر في التعميمات النظرية الرئيسية التي توصل إليها علم الأحياء على طول طريق تطوره من كارل لينيوس إلى الوقت الحاضر. من خلال تقديم هذه التعميمات بشكل شعبي، أعطاها المؤلف شكل القوانين الاثني عشر لعلم الأحياء النظري.

1901000000

ردمك 5-07-000742-4

بنك البحرين والكويت 28.0

© تشيرنوف ج.ن.، 1990

مقدمة

من أجل معرفة وإظهار ما هي الحياة، يجب علينا فحص جميع أشكال الحياة وتصويرها في علاقتها المتبادلة.

F. إنجلز

القانون باعتباره مكونًا نظريًا للعلم هو تعميم علمي يعبر بإيجاز ودقة عن الجوانب الأساسية والعلاقات والارتباطات بين الظواهر والأشياء والأنظمة قيد الدراسة. يصوغ هذا الكتيب قوانين تنظيم وتطور المادة الحية، والتي تشكل المحتوى النظري الرئيسي لعلم الأحياء العام، ولا يدعي المؤلف على الإطلاق أنه اكتشف هذه القوانين. نحن نتحدث عن تبلورها من مجموع الاستنتاجات والتعميمات التي توصل إليها العلم حتى الآن. من الأفضل تسمية العمل المنجز التدوين العلمي(إدخال النظام) قوانين علم الأحياء النظري.

تم الحصول على أهم الحقائق والتعميمات التي تشكل موضوع تحليلنا على أساس الأساليب التجريبية والوصفية والنظرية المختلفة لدراسة الطبيعة الحية. ولذلك، فإن علم الأحياء النظري المعروض هنا ليس نتيجة مجرد تكهنات: فهو يعكس النظام المنهجي للعلوم البيولوجية ككل. ومع ذلك، فإن تدوين القوانين في حد ذاته يمثل مشكلة نظرية بحتة، ويتم حلها بمساعدة التحليل التاريخي المنهجي.إن الغرض من هذا التحليل، الذي يعد أحد وجوه الديالكتيك المادي، هو التعرف على البنية الحقيقية للنظام قيد الدراسة (في حالتنا، نظام القوانين)، وتفاعل عناصره وارتباطها بالنظام كما هو. ككل، لإظهار سلامة النظام، وتحديد المراحل والاتجاهات والعوامل وآفاق تطوره. إن نظام القوانين المعروض يجعلنا أقرب إلى الهدف المشار إليه هنا، على الرغم من أنه يترك العديد من الأسئلة دون حل.

1. الإسناد (الضم قطعا

كائن مو). يجب أن ينتمي إلى نظام قوانين علم الأحياء النظري، بناء على تعريف موضوعه علم الأحياء العامأي أن تكون ذات طبيعة بيولوجية عامة، وليست ذات طبيعة خاصة أو فلسفية بحتة. تم استيفاء هذا المطلب من خلال اختيار المفاهيم العلمية البيولوجية العامة التي شكلت أساس القوانين الموصوفة.

2. الأدلة: على عكس الفرضية، أي الافتراض، فإن القانون العلمي هو تعميم محلي. إنها التعميمات التي أثبتتها الدورة الكاملة لتطور العلم وأكدتها مرارًا وتكرارًا الأبحاث التي أجراها العديد من العلماء، والتي تم تضمينها في نظام قوانين علم الأحياء النظري الذي تمت صياغته هنا الفرضيات والافتراضات، بغض النظر عن مدى أهمية القضايا التي تتعلق بها وبقيت خارج حدود هذا النظام الذي بالتالي لا يستنفد مجموع التعميمات النظرية في هذا المجال.

3. الإيجاز: ينبغي لعلم الأحياء النظري أن يكون مدمجًا إلى حد ما؛ فلا يوجد مجال لدراسة تفصيلية للتفاصيل التي تزخر بها العلوم البيولوجية. ولتحقيق هذا المطلب، سعى المؤلف إلى الإيجاز والإيجاز في العرض.

4. المنهجية: يجب أن تمثل قوانين البيولوجيا النظرية مجتمعة نظامًا علميًا متكاملاً، وليس مجموعة من الحقائق المعزولة. يعتمد تحقيق هذا المطلب على وحدة الشكل البيولوجي لحركة المادة - الوحدة بسبب الأصل المشترك والتنظيم المنهجي للكائنات الحية. يتم تأكيد الطبيعة الشمولية لمجموعة القوانين المقدمة من خلال الارتباط المنطقي بينها. "هنا من المهم بشكل خاص التأكيد على الأهمية الأساسية للقوانين المدرجة في قسم "التطور البيولوجي." إن مبدأ التاريخية والنفعية العضوية المعبر عنه فيها مدرج في الجزء التحفيزي أو يتم تضمينه في عرض جميع القوانين الأخرى بشكل أساسي. علم الأحياء النظري، وبالتالي، يوحدهم في كل واحد.

5. التاريخية: يمكن لقوانين العلم في سياق تطورها أن تتغير، مع الحفاظ على هويتها الذاتية، التي يحددها الحفاظ على أساسها التاريخي. ولذلك، في كثير من الحالات لدينا الحق في الانسحاب

أن نتوقع، كقانون واحد، الاستنتاجات النظرية التي تم التوصل إليها في الماضي بصياغتها الحديثة، أي الفكرة الأصلية مع تطورها اللاحق. إن صيغ القوانين التي اقترحها المؤلف ونظامها ككل، وفقا لمبدأ التاريخية، لا يمكن أن تدعي النهائية. الخيارات الأخرى لبناء قوانين البيولوجيا النظرية مشروعة أيضًا. ومع ذلك، يعتقد المؤلف أن الأهمية العلمية لجميع التعميمات المقدمة هنا، بغض النظر عن عمر أصولها، كبيرة جدًا لدرجة أنه بدونها يصعب بناء علم الأحياء النظري الحديث كنظام متكامل للمعرفة.

6. الترشيح. للتأكيد على أولوية ودور العلماء البارزين في تشكيل التعميمات المقدمة هنا، من أجل تبسيط الإشارات إلى هذه التعميمات، وكذلك للأغراض التعليمية، قرر المؤلف تعيين أسماء كل من القوانين الواردة هنا العلماء الذين ترتبط بهم هذه التعميمات. تساهم الطبيعة الاسمية للقوانين في تأسيسها في العلوم بهذه الصفة، وهذا الظرف، بطبيعة الحال، كان بمثابة حجة لصالح القرار المتخذ.

يتم تلخيص التعميمات الرئيسية لعلم الأحياء النظري هنا في 12 قانونًا تتعلق بـ 6 من مجالاته.

نظام العالم العضوي

بالنظر إلى عالم الكائنات الحية التي تسكن الأرض، يمكن الاقتناع بأنه يمثل نظامين هرميين: التصنيفيةو الجيوبيولوجية.

إن دراسة العالم العضوي كنظام تصنيفي هي مهمة علم اللاهوت النظامي البيولوجي، بناءً على المعرفة الشاملة للكائنات الحية والمجموعات المنهجية (الأصناف). يتطلب تقديم هذا النظام في خطة تطورية تاريخية (وبهذه الطريقة على وجه التحديد يمكن فهمه بالكامل) أن يستخدم علم اللاهوت النظامي بيانات من علم الحفريات، وعلم الأجنة، والتشكل التطوري، وعلم وظائف الأعضاء. يتم هنا عرض الاستنتاجات النظرية الأكثر عمومية لهذه المجموعة من العلوم البيولوجية

قانون الوحدة وتنوع الحياة، أو قانون سانت هيلير.

إن دراسة العالم العضوي كنظام جيولوجي بيولوجي هي مهمة علوم المجمع الجيوبيولوجي، الذي يشمل الجغرافيا الحيوية، وعلوم التربة البيولوجية، وعلم الأحياء المائية، وعلم الجيولوجيا الحيوية، والكيمياء الجيولوجية الحيوية. ويرد تعميم الاستنتاجات الرئيسية لهذه العلوم في قانون عالمية الحياة، أو قانون فيرنادسكي الأول.

وهذان النظامان الهرميان (التصنيفي والجيوبيولوجي) مترابطان بطريقة أو بأخرى على مستويات عديدة ويتقاربان على مستوى مجموعات الأنواع. ينتمي هذا المستوى من تنظيم الكائنات الحية إلى أحد هذين النظامين والآخر. ولذلك فإن الجمع بين القانونين المذكورين في إطار عام يعكس علاقات حقيقية يمكن أن يشكل تحليلها محتوى دراسات خاصة.

وبعد هذه الملاحظات الموجزة، ننتقل مباشرة إلى النظر في القوانين التي تشكل المحتوى الرئيسي لهذا القسم. يبدأ النظر في كل قانون ببيان أطروحته، وبعد ذلك سيتم تقديم التوضيحات والتعليقات اللازمة. يتم اعتماد ترتيب العرض هذا في الأقسام اللاحقة.

قانون الوحدة وتنوع الحياة، أو قانون سانت هيلير

1. تتمثل الحياة على الأرض في مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأشكال العضوية بدرجات متفاوتة من التعقيد - من الفيروسات إلى البشر. كل هذا التنوع يشكل نظام تصنيفي طبيعي يتكون من الهرميةمجموعات - الأصنافمن مختلف الرتب.

2. تتجلى وحدة الأشكال العضوية داخل كل مجموعة تصنيفية من أي رتبة وفي العالم الحي ككل من خلال أوجه التشابه المقابلة في تنظيمها.

3. إن التشابه في بنية ووظائف الأشكال العضوية المختلفة يرجع إلى أصلها المشترك (التماثل)،"توازي التطور التكيفي (التكيفي) في ظل ظروف بيئية مماثلة" (تشبيه)،وكذلك عمل العنصر المسمى (القانون اليوناني "nomos" - القانون) في التطور (علم زراعة الفاكهة)،تحديد الطبيعي

طبيعة التوزيع بين الأشكال الحية للسمات التي لا تتعلق بالتكيف ووحدة الأصل. يمكن أن تكون نسبة هذه العوامل في حالات التشابه المحددة المختلفة مختلفة، حتى القيمة الصفرية لواحد أو آخر منها.

4. يعكس تنوع الأشكال العضوية التسلسل التاريخي لظهورها وتطورها من البسيط إلى المعقد، وتنوع ظروف التطور، وطبيعتها المتباينة (المتباينة) والتكيفية (التكيفية)، ومتعددة الاتجاهات لعملية الطفرة.

يعتبر النبات الفردي في علم التصنيف ينتمي إلى عدد من الأصناف ذات الرتب الثانوية المتعاقبة، ومن بينها النوع الرئيسي. الرتب الرئيسية للأصناف النباتية في الصف الصاعد هي كما يلي: النوع، الجنس، العائلة، النظام، الطبقة، القسمة، المملكة.ضمن الأنواع، يمكن تمييز الأنواع الفرعية الجغرافية، والأصناف المورفولوجية، والأنواع البيئية، في النباتات المزروعة - الأصناف، وما إلى ذلك. في بعض الحالات، يتم تقديم الأصناف الوسيطة، مثل، على سبيل المثال، فصيلة فائقة، فئة فرعية، إلخ. تصنيف الحيوانات هو شيدت بطريقة مماثلة، في أي قسم يتوافق يكتب،مرتب - فريق،والتنوع - تكاثر.

تم تطبيق المبدأ الهرمي لبناء أنظمة النباتات والحيوانات باستمرار من قبل لينيوس. كانت إحدى المراحل المهمة في مواصلة تطوير علم التصنيف هي إنشاء نظرية الأنواع، والتي بفضلها تم إدخال هذا التصنيف الرفيع المستوى إلى العلم. تم طرح فكرة نوع ووحدة بنية الحيوانات داخل هذه الأصنوفة من قبل كوفييه، الذي استخدم ملاحظاته الخاصة ونتائج بحث سانت هيلير. ينتمي الإثبات الجنيني لمفهوم النوع إلى K. M. Baer. تتمثل ميزة إتيان جيفروي سان هيلير (1772-1844) في أنه كان أول من عارض إنشاء أقسام ميتافيزيقية بين الأنواع، ومن موقع تطوري، اقترب من فهم وحدة وتنوع الأشكال العضوية.

توجد بيانات واقعية محددة حول وحدة وتنوع العالم العضوي داخل ممالك الطبيعة الحية في دورات في علم النبات وعلم الحيوان والطبيعة.

علم الأحياء وعلم الفيروسات. سنتطرق هنا فقط إلى نظاميات هذه الأصناف العليا نفسها، أي ممالك الطبيعة الحية، حيث أن هذه القضية تتعلق مباشرة بالبيولوجيا العامة وعادة ما تبقى في الظل.

يعتقد مؤلف هذه السطور أن تصنيف الممالك البيولوجية يجب أن يعتمد على معايير بنيوية ومورفولوجية، وفي هذا الصدد يميز الأشكال الرئيسية التالية لتنظيم المادة الحية: 1) لا خلوي، 2) شبه خلوي، 3) بروتيني خلوي، 4) أحادي الخلية، 5) متعدد الخلايا (السليلوم - الخلية).

التنظيم اللاخلوي (غير الخلوي) هو سمة من سمات الفيروسات، ونظائرها الافتراضية التي عاشت في المرق البدائي، وكذلك قطيرات البروتين المتراكبة التي افترضها أ. آي. أوبارين في نظريته عن أصل الحياة. تشكل هذه المجموعة المختلطة من الكيانات البيولوجية مملكة البروتو بنونتس.

التنظيم شبه الخلوي (كما لو كان خلويًا) هو سمة من سمات الميكوبلازما - أصغر البكتيريا التي ليس لها قشرة. يمكن أن تنشأ مثل هذه المجموعة من الكائنات الحية من بروتوبيونتات مختلفة، والتي، نتيجة للتطور التدريجي، شكلت المملكة الانتقالية للأثريات. النموذج الطبيعي، وربما حتى بقايا، من الكائنات الأثرية هو فئة الميكوبلازما.

إن التنظيم الخلوي الأولي (الخلوي الأولي) متأصل في البكتيريا الحقيقية وهو أيضًا من سمات البكتيريا العتيقة والبكتيريا الزرقاء (الطحالب الخضراء المزرقة). نشأت على أساس الكائنات الأثرية نتيجة تكوين غشاء الخلية في بعضها وزيادة حجم الخلية. تشكل هذه المجموعة مملكة بدائيات النوى، أو البكتيريا.

نشأت مملكة حقيقيات النوى الفائقة، التي تتميز بتنظيم أحادي الخلية (أحادي الخلية ومتعدد الخلايا)، نتيجة للتطور التكافلي لممثلي مختلفين من الكائنات الأولية النوى، مما أدى إلى تكوين مملكة الحيوانات الحيوانية، والتي تشمل حقيقيات النوى السفلية. ممالك النباتات العليا والحيوانات متعددة الخلايا مشتقة من ممالكها الفرعية المختلفة.

وبالتالي، فإن المخطط الافتراضي الذي نقترحه يغطي جميع أشكال تنظيم المادة الحية المعروفة في العلوم والمرتبطة بالجنس التطوري.

وتمثل نظامًا موحدًا من التعقيدات المتسقة للتنظيم الهيكلي والمورفولوجي للأشياء البيولوجية. تمت مناقشة هذه المشكلة بمزيد من التفصيل في القسم الأخير من الكتيب.

ينبغي اعتبار بعض سمات التطور الفردي للكائنات الحية مظهرًا أساسيًا لقانون الوحدة وتنوع الحياة. بادئ ذي بدء، مثل تشابه الأجنة في ممثلي المجموعات المنهجية البعيدة والظاهرة خلاصة،أي التكرار في تكوين السمات التنظيمية للأسلاف البعيدين. تمت دراسة مظاهر التشابه في تنظيم الأشكال الحية، بناءً على التماثل والقياس، أي على وحدة الأصل والتطور التكيفي في ظل ظروف بيئية مماثلة، بالتفصيل لدى مختلف ممثلي المملكتين الحيوانية والنباتية.

تم تأسيس التوازي من التباين في قانون المتسلسلة المتماثلةإن آي فافيلوف. على سبيل المثال، في أنواع مختلفةفي القمح، تُلاحظ خصائص متشابهة، مثل وجود وغياب السنابل في السنبلة، أو تدليها أو عدم سقوطها، ولون الحبوب الأبيض والأحمر، وما إلى ذلك. وتكشف أوجه التشابه هذه بين الأنواع عن تماثل أجهزتها الوراثية. لوحظ التماثل في الأصناف عالية المستوى، على سبيل المثال، في السمات المتشابهة للموقع والبنية والتطور الجنيني للأطراف في حيوانات من فئات مختلفة من الفقاريات، وفي تشابه النشوء والتمايز بين الطبقات الجرثومية في الحيوانات من مختلف الأنواع.

ومن الأمثلة الواضحة على التشابه والتباين المماثل التشابه الخارجي بين الحيتانيات والأسماك، والذي نشأ نتيجة لتطور كليهما في البيئة المائية. وفي هذه الحالة، فإن التشابه يرجع على وجه التحديد إلى التكيف، وليس إلى وحدة الأصل. إن التشابه في التغيرات في أجهزة الأسنان أثناء تطور ذوات الحوافر ذات الأصابع الفردية والحوافر ذات الأصابع الفردية، الذي درسه V. O. Kovalevsky، يعتمد في وقت واحد على التماثل والقياس.

أما بالنسبة لعلم النبات، أو التباين البومولوجي، أو المكون غير الجيني للتطور، فغالبًا ما يتم إنكار هذه الظاهرة. ومع ذلك، يبدو لنا أن العديد من الشخصيات التصنيفية، خاصة في الممالك السفلى للطبيعة الحية، تتحدد بظواهر علم النبات، أي أنها لا ترتبط بوحدة الأصل.

المشي، ولا مع التكيفات. من الواضح أن أمثلة علم النبات تتضمن سمة أساسية للكائنات الحية مثل عالمية كود المعلومات الوراثية.

في ختام نظرنا في قانون سانت هيلير، نلاحظ أنه بالمقارنة مع الفكرة الأصلية، يتميز المحتوى الحديث لهذا القانون بتفسير أوضح للعوامل التي تحدد وحدة الحياة وتنوعها. تقوم الدراسات التطورية بتحليل هذه العوامل. وهذا يعبر عن العلاقة التي لا تنفصم بين قانون سانت هيلير وقوانين التطور البيولوجي.

قانون عولمية الحياة، أو قانون فيرنادسكي الأول

1. بفضل قدرة الكائنات الحية على التكاثر والانتشار، تنتشر الحياة على الأرض أينما توافرت الظروف الملائمة لوجودها. يشكل العالم العضوي قشرة كوكبية رقيقة من الكتلة الحيوية للكائنات الحية وموائلها - المحيط الحيوي،والتي حددت التاريخ الجيولوجي لقشرة الأرض وتطور النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة وظهور الإنسان ووجوده. يتم تحديد هيكل المحيط الحيوي من خلال ديناميكيات تكوين وتطوير مكوناته الجيوبيولوجية - التكاثر الحيوي والمناطق الطبيعية والمناظر الطبيعية والمناطق الجغرافية الحيوية والتكوينات النباتية.

2. يتفاعل المحيط الحيوي بشكل وثيق مع الغلاف الجوي والغلاف المائي والغلاف الصخري \ التطور، وضمان حركة وتداول المواد والطاقة على هذا الكوكب.

3. يتم تحديد الدورة البيولوجية للمواد الموجودة على الأرض من خلال تفاعل النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة، والتي يتم تحديد دورها العالمي من خلال خصوصيات علاقتها بالبيئة.

4. توفر النباتات الخضراء وجود الأكسجين الجزيئي في الغلاف الجوي للأرض وتلعب دورا كونيا كمراكم للطاقة الضوئية للشمس، وتقوم بالتخليق الحيوي الأولي المواد العضويةعلى الأرض. النباتات هي الرابط الأولي في السلاسل الغذائية (الغذائية) والتكاثر الحيوي.

10

5. يرتبط دور المحيط الحيوي للحيوانات، التي تشكل، إلى جانب المكونات البيولوجية الأخرى للنظم الإيكولوجية، ما يسمى بالأهرامات البيئية، بشكل أساسي بمشاركتها في التكاثر الحيوي كحلقات وسيطة وعليا في سلاسل الغذاء التي تحدد حركة المواد والطاقة في المحيط الحيوي. البقايا الصلبة للحيوانات الأحفورية هي جزء من الصخور الرسوبية.

6. يتجلى الدور العالمي للكائنات الحية الدقيقة في عمليات مثل تمعدن المواد العضوية، وتكوين عدد من الصخور، وتكوين التربة، وكذلك في التأثير المسببة للأمراض على الكائنات الحية الأخرى.

إن فهم الحياة كظاهرة عالمية يمكن اعتباره إحدى نقاط الانطلاق لفهمها النظري. ومع ذلك، فإن اكتشاف مظاهر محددة للحياة على نطاق عالمي، وتوضيح دور المجموعات الفردية من الكائنات الحية في تكوين الطبيعة غاضبوالمناظر الطبيعية في التطور الجيولوجي قشرة الأرضتتطلب حركة المواد وتداولها على كوكبنا بحثًا طويل الأمد ومتعمقًا. في سياق هذه الدراسات، أفكار حول التكاثر الحيويو النظم البيئيةمراحل مختلفة. تم تطوير مفهوم واسع للمحيط الحيوي كعامل حاسم في التاريخ الجيولوجي للأرض. هذا المفهوم، الذي طرحه فلاديمير إيفانوفيتش فيرنادسكي (1863-1945)، هو الجوهر الرئيسي لقانون عالمية الحياة.

على المستوى العالمي، الكتلة الحيوية لكوكبنا صغيرة جدًا، حيث تصل إلى 1/6,000,000 فقط من كتلة الكرة الأرضية. ومع ذلك، من حيث حجم تأثيرها، تعد الكتلة الحيوية واحدة من أقوى القوى الجيوكيميائية على هذا الكوكب. إن تكوين واستقرار التركيبة الغازية للغلاف الجوي هو نتيجة للحياة. يتم أيضًا تحديد التركيب الكيميائي للغلاف المائي إلى حد كبير من خلال العمليات الحيوية للكائنات الحية. التربة عبارة عن منتج نفايات ومنطقة ذات نشاط أعلى للمادة الحية. الصخور الرسوبية للأرض هي صخور حيوية، وهي مخلوقات من مادة حية. تشكلت القشرة الجرانيتية للأرض نتيجة ذوبان الصخور الرسوبية. وفقا لفيرنادسكي، فإن الجرانيت هو "المحيطات الحيوية السابقة". يحتضن العالم العضوي بتأثيره كيمياء القشرة الأرضية بأكملها، ويحددها

11 تقسيم التاريخ الجيوكيميائي لجميع عناصر الجدول الدوري لـ D.I. Mendeleev.

ومن خلال الكائنات الحية تتحول أيضًا طاقة الإشعاع الشمسي على سطح الكوكب وتتراكم على شكل طاقة كيميائية من المواد العضوية المختلفة. يبلغ إجمالي الإنتاج السنوي لعملية التمثيل الضوئي على الأرض 42-46 مليار طن من الكربون العضوي. تقوم الكائنات الحية التي تقوم بالتمثيل الضوئي - النباتات الخضراء وبعض البكتيريا - بتحويل المواد غير العضوية - ثاني أكسيد الكربون، H2O، مركبات النيتروجين، الفسفور، الكبريت إلى مواد عضوية. وفي الوقت نفسه، فإنها تنطوي على الدورة البيولوجية للمواد والعديد من العناصر الأخرى.

مجموعة من النباتات الخضراء حسب دورها البيولوجيأناتم تسمية الدورة المنتجينالمواد العضوية. مجموعة المستهلكين(المستهلكون) للمواد العضوية تتمثل بشكل رئيسي في الحيوانات. وأخيرا، فإن المجموعة الثالثة من الكائنات الحية (البكتيريا، الشعيات، الفطريات المجهرية، الكائنات الحية الدقيقة الأخرى) تدمر وتمعدن المواد العضوية. يتم استدعاء ممثلي هذه المجموعة المحللات.يحدد التفاعل بين المنتجين والمستهلكين والمحللين الدورة البيولوجية أو الحيوية للمواد. في هذه الدورة، في تفاعل التوليف وتدمير المواد العضوية على الأرض، يتكون أحد أهم مظاهر الحياة.

وينقسم المحيط الحيوي إلى المناطق الطبيعية، وتلك بدورها على المناظر الطبيعية. داخل مشهد طبيعي واحد هناك الكثير التكاثر الحيوي,الأفكار العلمية التي طورها V. N. Sukachev. يرتبط كل تكاثر حيوي بمساحة معينة من سطح الأرض. عناصرالتكاثر الحيوي عبارة عن أجسام مادية معينة: حية وخاملة. وتشمل المكونات الحية مجموعات محددة من المنتجين والمستهلكين والمتحللين، وتشمل المكونات الخاملة الغلاف الجوي والماء والصخور والتربة، أو بالأحرى الجزء غير الحي منها. العلاقة بين مكونات التكاثر الحيوي تعتمد على تبادل المواد والطاقة فيما بينها. التكاثر الحيوي هو وحدة متناقضة وديناميكية للمكونات المكونة لها.

بالإضافة إلى المكونات هناك عواملبيوجيوسين-12

نداء: المناخ، الفرج، الزمن. إنهم لا يساهمون بأي مواد أو طاقة في التكاثر الحيوي، ولكن لديهم تأثير متنوع عليه. يمكن أن يحدث التغيير (الخلافة) في التكاثر الحيوي نتيجة لتطورها الذاتي وتحت تأثير العوامل الخارجية. وفقًا لطبيعة هذه العوامل، يتم التمييز بين التتابعات المناخية والجيومورفولوجية والحيوانية والنباتية.

ليس كل تغيير في التكاثر الحيوي يصاحبه ظهور أنواع جديدة. يمكن أن تتشكل التكاثرات الحيوية الجديدة بسبب الأنواع الموجودة. ومع ذلك، فإن عمليات تطور الأشكال الحية، بمجرد حدوثها، تتحدد من خلال تطور المحيط الحيوي والعناصر الجيوبيولوجية المكونة له. بدوره، يعتمد هيكل المحيط الحيوي والطبيعة المحددة لعناصره التطور البيولوجيالأشكال الحية، والتي يتم التعبير عنها في عمليات الانتواع. يحدث تطور الحياة على الأرض في تفاعل وثيق بين الأنظمة الجيوبيولوجية والتصنيفية للعالم العضوي. وكان أحد عوامل هذا التطور هو الإنسان، الذي كان ينظر في عصرنا هذا إلى المحيط الحيوي من الفضاء (انظر الشكل 1 على الغلاف الخلفي). سيتم مناقشة مسألة التأثير المتعدد الأوجه للإنسان على المحيط الحيوي في قسم "الإنسان وحياة الكوكب". ولكن قبل الانتقال إلى هذا الموضوع، يجب أن ننظر في عدد من البحتة القوانين البيولوجيةومن بينها، كما لوحظ بالفعل، المكان المركزي الذي تحتله قوانين التطور البيولوجي.

التطور البيولوجي

يمكن تقسيم نظرية التطور البيولوجي إلى 3 أقسام رئيسية: أدلة التطور، ونظرية الآليات الأولية للتطور، وعقيدة مسارات واتجاهات العملية التطورية. من الأهمية الأساسية لنظرية التطور البيولوجي الداروينية.تحت هذا الاسم، دخلت نظرية تشارلز داروين (1809-1882) حول أصل الأنواع من خلال الانتقاء الطبيعي تاريخ العلم. وتتجلى إشكاليات الداروينية ومحتواها الرئيسي في هذا القسم في شكل قانونين جرت فيهما محاولة صياغة

لتسليط الضوء على أهم ماذا وكيف شرح داروين في تعاليمه التطورية.

إن التعميمات المطروحة هنا - قانون أرسطو وقانون داروين - تمثل وحدة لا تنفصم، رغم أن أولها يعود إلى العلم القديم، والثانية لم تكتشف إلا فيالقرن التاسع عشر

قانون الهدف العضوي، أو قانون أرسطو

1. كلما كان العلم يدرس الأشكال الحية بشكل أعمق وأشمل، كلما تم الكشف عنها بشكل أكمل انتفاع،أي الطبيعة الهادفة والمتناغمة والمعقولة على ما يبدو لتنظيمهم وتطورهم الفردي وعلاقتهم بالبيئة. يتم الكشف عن النفعية العضوية في عملية فهم الدور البيولوجي للسمات المحددة للأشكال الحية.

2. النفعية متأصلة في جميع الأنواع. يتم التعبير عنها في المراسلات المتبادلة الدقيقة بين هياكل الكائنات البيولوجية والغرض منها، وفي قدرة الأشكال الحية على التكيف مع الظروف المعيشية، وفي التركيز الطبيعيميزات التنمية الفردية والطبيعة التكيفية لأشكال وجود وسلوك الأنواع البيولوجية.

3. المنفعة العضوية، التي أصبحت موضوع تحليل العلوم القديمة وكانت بمثابة الأساس للتفسيرات الغائية والدينية للطبيعة الحية، تلقت تفسيرا ماديا في تعاليم داروين حول الدور الإبداعيالانتقاء الطبيعي، والذي يتجلى في الطبيعة التكيفية للتطور البيولوجي.

وهذه هي الصيغة الحديثة لتلك التعميمات التي تعود أصولها إلى أرسطو الذي طرح أفكارا حول الأسباب الغائية.

تعد دراسة المظاهر المحددة للنفعية العضوية واحدة من أهم مهام علم الأحياء. بعد أن اكتشفنا الغرض من هذه الميزة أو تلك للكائن البيولوجي قيد الدراسة، وما هي الأهمية البيولوجية لهذه الميزة، نشكرك نظرية التطوريقترب داروين من الإجابة على سؤال لماذا وكيف نشأ. دعونا ننظر في مظاهر النفعية العضوية باستخدام الأمثلة المتعلقة بمجالات علم الأحياء المختلفة.

في مجال علم الخلايا، من الأمثلة الواضحة والمذهلة على النفعية العضوية انقسام الخلايا في النباتات والحيوانات. تحدد آليات الانقسام المتساوي (الانقسام) والاختزال (الانقسام الاختزالي) ثبات عدد الكروموسومات في خلايا نوع نباتي أو حيواني معين. مضاعفة المجموعة الصبغية في الانقسام الفتيلي تضمن بقاء عدد الكروموسومات في الخلايا الجسدية المنقسمة ثابتًا. إن تعدد الكروموسومات أثناء تكوين الخلايا الجرثومية واستعادتها أثناء تكوين الزيجوت نتيجة اندماج الخلايا الجرثومية يضمن الحفاظ على عدد الكروموسومات أثناء التكاثر الجنسي. الانحرافات عن القاعدة التي تؤدي إلى تعدد بلويدات الخلايا، أي مضاعفة عدد الكروموسومات مقابل العدد الطبيعي، يتم قطعها عن طريق التأثير المثبت للانتقاء الطبيعي أو تكون بمثابة شرط للعزلة الجينية، وعزل الشكل متعدد الصبغيات مع إمكانية تحوله إلى نوع جديد. في هذه الحالة، تلعب الآليات الوراثية الخلوية دورًا مرة أخرى، مما يؤدي إلى الحفاظ على مجموعة الكروموسومات، ولكن على مستوى متعدد الصبغيات جديد.

في عملية التطور الفردي لكائن متعدد الخلايا، يحدث تكوين الخلايا والأنسجة والأعضاء لأغراض وظيفية مختلفة. تعد مراسلات هذه الهياكل لغرضها، وتفاعلها في عملية تطوير وأداء الجسم من المظاهر المميزة للنفعية العضوية.

يتم تمثيل مجموعة واسعة من الأمثلة على الجدوى العضوية من خلال أجهزة استنساخ وتوزيع الأشكال الحية. دعونا اسم بعض منهم. على سبيل المثال، تتميز الجراثيم البكتيرية بمقاومة عالية للظروف البيئية غير المواتية. تتكيف النباتات المزهرة مع التلقيح الخلطي، خاصة بمساعدة الحشرات. يتم تكييف ثمار وبذور عدد من النباتات لتنتشر بواسطة الحيوانات. تعتبر الغرائز الجنسية وغرائز رعاية النسل من سمات الحيوانات على مستويات مختلفة من التنظيم (انظر الشكل 2 على الغلاف الخلفي). يضمن هيكل الكافيار والبيض نمو الحيوانات في البيئة المناسبة. توفر الغدد الثديية التغذية الكافية لنسل الثدييات.

يتم تمثيل مجموعة مميزة من الأجهزة بواسطة

تقود غرائز الحشرات نمط حياة اجتماعي، مثل النحل، مع تقسيمها للوظائف بين أفراد الأسرة المختلفين. هنا يجب أن نتذكر أيضًا أشكال السلوك الجماعي في القطعان والمجموعات العائلية من الطيور والحيوانات.

ارتبط ظهور عدد من السمات التكيفية بظهور النباتات والحيوانات من البيئة المائية إلى الأرض. ترتبط قدرة النباتات البذرية والزواحف والطيور والثدييات على التكاثر خارج البيئة المائية بتغيرات مورفولوجية عميقة في التنظيم. هنا يجب أن نشير إلى تكوين أعضاء مثل الزهور والبذور والفواكه وفي الحيوانات - الأغشية الجنينية المميزة للفقاريات الأعلى، بالإضافة إلى أنواع جديدة من الجلد وذوات الدم الحار في الطيور والثدييات. كل هذا يجب أن يتميز بـ ka؛ مظاهر النفعية العضوية التي ضمنت ازدهار ممثلي أعلى المجموعات في عالم الحيوان والنبات على الأرض.

من الأمثلة التوضيحية للغاية على النفعية العضوية تلوين التمويه الوقائي، وهو أمر شائع بين العديد من اللافقاريات وجميع فئات الحيوانات الفقارية. أنواع أخرى من وسائل الحماية هي التلوين والتقليد المخيف، أي التشابه مظهرالحيوانات السامة أو الأجزاء غير الصالحة للأكل من النباتات.

إلى جانب وسائل الدفاع السلبية، فإن وسائل الدفاع النشطة ضد الحيوانات المفترسة شائعة في عالم الحيوان: أنياب الخنازير، وقرون الجاموس، وما إلى ذلك. في الحيوانات المفترسة، يحمل التنظيم والغرائز بأكملها ميزات التكيف مع إنتاج الغذاء.

يتجلى الصراع من أجل الوجود في العالم العضوي في مواجهة العوامل غير المواتية بيئة (الحيويةو لا حيوي)،أدى إلى تكيف واسع النطاق مثل توافق معامل التكاثر مع درجة إبادة الأشكال الحية. كلما ارتفعت النسبة المئوية لوفيات الأفراد من نوع معين، كلما ارتفع معدل تكاثره.

ومن الواضح الآن ذلك تماما التكيفتنشأ نتيجة لعملية التطور البيولوجي. في الوقت نفسه، ليس من الصعب التوصل إلى استنتاج مفاده أن العصور القديمة التطورية ومدة تكوين التكيفات المختلفة لشكل حي أو آخر مختلفان.

نحن. يحمل أي نوع في حد ذاته، إلى جانب التعديلات القديمة جدًا، تكيفات جديدة نسبيًا، إلى جانب تكيفات معقدة للغاية، والتي لا يمكن تفسير ظهورها إلا من خلال عملية تطورية طويلة جدًا - تكيفات بسيطة نسبيًا، تشكلت في وقت أقصر.

إن المنفعة العضوية، بكل أهميتها البيولوجية العامة، نسبية. يتم التعبير عن ذلك في حقيقة أن درجة لياقة الأفراد المختلفين لتكيفات معينة تختلف في أي مجموعة سكانية. بالإضافة إلى ذلك، عندما تتغير الظروف، تتوقف ميزات التكيف الفردية عن أن تكون كذلك، ويمكن للتطور أن يذهب في اتجاه جديد. تتجلى نسبية النفعية بشكل خاص خلال الانقراض الجماعي للأنواع.

يرتبط قانون النفعية العضوية، كما ذكرنا سابقًا، ارتباطًا وثيقًا بقانون الانتقاء الطبيعي. يرجع هذا الارتباط إلى حقيقة أن النفعية العضوية هي نتيجة للانتقاء الطبيعي. في المقابل، يتم الانتقاء الطبيعي بسبب نسبية النفعية العضوية، وعدم تجانس السكان من حيث درجة القدرة على التكيف لأفرادهم والخطوط الوراثية لعوامل بيئية محددة.

قانون الانتقاء الطبيعي، أو قانون داروين

1. تكوين كل الأنواع السكانبسبب عملية التقلب الوراثي، فهي غير متجانسة وراثيا. قد يتجلى هذا عدم التجانس في القدرة غير المتكافئة على التكيف بين الأفراد المختلفين، وبالتالي، نسلهم للمنافسة. الظروف البيئية العادية.

2. في ظل ظروف النضال من أجل الوجود، يتمتع الأفراد الأكثر تكيفًا بفرصة أكبر للبقاء على قيد الحياة، وكقاعدة عامة، ينتجون ذرية أكثر عددًا. بفضل هذا، من جيل إلى جيل، يمكن أن تزيد التغيرات الوراثية التكيفية، وتصبح شركات النقل الخاصة بها هي المهيمنة بشكل متزايد بين الأفراد في السكان.

3.الوراثة، التقلبو الانتقاء الطبيعي،أي أن الحفاظ التفضيلي في عدد من الأجيال الأكثر تكيفًا، هي عوامل أولية للتطور البيولوجي -

تسني. يحدد الانتقاء الطبيعي طبيعته الموجهة والتكيفية.

4. في التكاثر الحيوي المتغير في المكان والزمان، تحت تأثير الانتقاء الطبيعي للتغيرات الوراثية، المعززة بالعزلة الجغرافية والبيئية والوراثية لمختلف مجموعات الأنواع، فإن عملية تكاثرها تشعب(الاختلافات)، مما يؤدي إلى تكوين أنواع جديدة منفصلة نوعيا. يمكن أن تؤدي الأنواع الجديدة إلى ظهور أجناس جديدة، وأجناس إلى عائلات، وما إلى ذلك.

5 في الظروف المستقرة نسبيًا، يظهر الانتقاء الطبيعي تأثير الاستقرار،والذي يتم التعبير عنه في تعزيز والحفاظ على الخصائص الوراثية للسكان وحمايتهم من الانحرافات الوراثية غير المواتية. يفسر التأثير المثبت للانتقاء الطبيعي الحفاظ على الثبات النسبي للأنواع على مدى فترات طويلة من الزمن.

العوامل التي تحدد التطور البيولوجي، وطبيعته التكيفية والعزلة النوعية للأنواع، وكذلك الأصناف ذات الرتبة الأعلى، اكتشفها داروين إلى حد كبير من خلال التحليل النظري لآلية الانتقاء الاصطناعي واستقراء النتائج للعمليات التي تحدث في البرية. هكذا، الانتقاء الاصطناعيكان بمثابة نموذج داروين للانتقاء الطبيعي.

عند إنشاء أصناف من النباتات المزروعة وسلالات الحيوانات الأليفة، تعتمد عملية التشكل الاتجاهية، كما أظهر داروين، على ثلاثة عوامل: الوراثة والتنوع والانتقاء الاصطناعي، أي الحفاظ على الأفراد والأصناف وتكاثرها والتي تلبي احتياجات الإنسان بشكل متزايد. الأهداف. في ظل العمل المشترك لهذه العوامل، يتم تشكيل أصناف وسلالات جديدة، والتي تختلف عن بعضها البعض نتيجة للتباعد، وأحيانًا أكثر أهمية من الأنواع الطبيعية. وفي نفس الوقت فإن طبيعة التكوينات الجديدة الثابتة في الأجيال تحت تأثير الانتخاب تلبي أهداف المربي.

بالإضافة إلى الاصطناعي اختيار منهجي،اكتشف داروين الشكل الاصطناعي اختيار غير واعي.يشكل الاختيار المنهجي أساس الوعي

نوحأنشطة المربي. يُظهر الاختيار اللاواعي نشاط الاختيار اللاواعي للشخص، مما يترك أفضل الأفراد وأفضل الأصناف للتكاثر. كان الانتخاب اللاواعي نشطًا حتى خلال فترة تدجين الحيوانات البرية وتدجين النباتات البرية، واستمر لآلاف السنين قبل ظهور الانتخاب المنهجي. وهكذا، قام الإنسان منذ فترة طويلة بأنشطة التكاثر دون أن يدرك عواقبها التطورية.

إن نظير الانتقاء الاصطناعي في البرية هو الانتقاء الطبيعي، أي الحفاظ على الأفراد الأكثر تكيفا، وهيمنتهم في التكاثر وتكاثر النسل. رأى داروين الشرط الأساسي للانتقاء الطبيعي، وهو مبدأ الانتقاء، في النضال من أجل الوجود،التي يواجهها الأفراد من أي مجموعة سكانية. إن الانتقاء الطبيعي هو الذي يضمن الطبيعة التكيفية للتطور، لأن آلية عمله هي الحفاظ على ما هو أكثر تكيفًا. أما العاملان الأساسيان الآخران للتطور - الوراثة والتقلب - فهما أيضًا من سمات جميع أشكال الحياة.

ومن خلال الإشارة إلى التشابه العميق بين الانتقاء الاصطناعي والعمليات التي تحدث حتمًا في البرية، أثبت داروين بشكل مقنع نظريته حول أصل الأنواع من خلال الانتقاء الطبيعي. دعم داروين أدلته بثروة من المواد الواقعية حول تنوع النباتات والحيوانات. بالإضافة إلى ذلك، أجرى تجارب واسعة النطاق فيما يتعلق بالتلقيح الخلطي والتلقيح الذاتي في النباتات، بالإضافة إلى تجارب على النباتات الآكلة للحشرات. كانت هذه الدراسات حول مثال التعديلات المحددة بمثابة حجة إضافية لصالح نظرية الانتقاء الطبيعي.

لن يكون من المبالغة القول إن تعاليم داروين ستبقى إلى الأبد حجر الزاوية في علم الأحياء النظري، لأنها تؤثر على جميع أقسامها الرئيسية تقريبًا وتوفر تفسيرًا تاريخيًا نظاميًا للشكل البيولوجي لحركة المادة.

في سياق مزيد من التطوير للعلوم البيولوجية، تم تعميق أفكار داروين حول آلية الأنواع. وقد وجد أن الابتدائية

والهدف من هذه العملية هو السكان، أي. ه.مجموعة من الأفراد من نفس النوع. تم تحديد الميزات متجانسةو متواطنالانتواع، أي الانتواع مع أو بدون العزلة الجغرافية. دور التوافقي، أي الذي ينشأ أثناء التهجين والتقلب و تعدد الصبغياتفي عمليات الانتواع. يتم الكشف عن طبيعة الوراثة والتباين، ويتم تطوير الأفكار حول النمط الجيني والنمط الظاهري، والتقلب الطفري والتعديل، والصفات السائدة والمتنحية. حاليًا، كل هذه الأفكار مدرجة في ترسانة نظرية التطور، مع تفصيل جوانبها المتعلقة بالوراثة والتنوع.

كانت الدراسات ذات أهمية كبيرة لتطوير نظرية التطور، والتي مكنت من تعميق فهم تطور التطور وبالتالي التغلب على القيود التي نشأت بعد داروين في تفسير الدور التطوري للتنوع في الإطار الضيق لمقارنة بعض أشكاله. مع الآخرين، دون الأخذ في الاعتبار التغيرات في الكائن الحي ككل.

في ختام القسم المخصص للتطور البيولوجي، ينبغي لنا أن نتناول مسألة ما إذا كانت طبيعتها التقدمية طبيعية، وما إذا كانت تنبع من جوهر الانتقاء الطبيعي. إذا أخذنا في الاعتبار التقدم البيولوجي (البيئي)، تجدر الإشارة إلى أنه نتيجة مباشرة للانتقاء الطبيعي، والمنافسة على مساحة المعيشة، والتي تحدث في أي أنظمة بيئية. التقدم المورفولوجيإن تعقيد تنظيم الأشكال الحية أثناء التطور هو نتيجة الانتقاء الطبيعي على خلفية تعقيد الظروف البيئية الحيوية واللاأحيائية، حيث يوفر التقدم المورفولوجي الفيزيولوجي مزايا خاصة. وبالتالي، فإن سببه ليس الانتخاب في حد ذاته، بل الانتقاء الذي يحدث في ظل ظروف معينة.

إذا كان ظهور مثل هذه الظروف أمرا لا مفر منه في تطور المحيط الحيوي، فإن التقدم المورفولوجي الفيزيولوجي كان لا مفر منه. ظهور النباتات والحيوانات المائية على الأرض، والتغير من مناخ رطب إلى مناخ جاف، وبناء الجبال، وانتقال أسلاف الإنسان من أسلوب الحياة الشجري إلى أسلوب الحياة الأرضي، وتقدم وتراجع الأنهار الجليدية، وتشكل البرد والمناطق المناخية المعتدلة - كل هذه التغيرات حدثت في تاريخ الأرض.

المونومرات. وبالتالي، فإن الأورام البيولوجية التي حدثت تحت تأثير هذه التغييرات، بما في ذلك التقدمية، كانت طبيعية أيضًا. وكان ظهور الإنسان طبيعيًا أيضًا.

ولذلك يبدو من الواضح أن التقدم المورفولوجي باعتباره الاتجاه الرئيسي للتطور التاريخي للأشكال العضوية هو سمة طبيعية للتطور البيولوجي على الطريق من أصل الحياة إلى تكوين الإنسان، وهو ما يمثل أعلى مرحلة من التطور التاريخي للطبيعة الحية. .

التنمية الفردية للجسم

دراسة التطور الفردي للكائن الحي هي مهمة علم الأجنة، وعلم وظائف الأعضاء المرتبط بالعمر، وعلم الأحياء التنموي، وعلم الشيخوخة. يجري حاليا تشكيل البيولوجيا التنموية الجزيئية. المواد الواقعية المتراكمة فيه بمثابة الأساس لمختلف الاستنتاجات النظرية. ومع ذلك، لم يتم بعد صياغة نظرية بيولوجية عامة للتطور الفردي على مستوى الأنماط الجزيئية. لذلك، سنقتصر على القوانين البيولوجية العامة للتنمية الفردية للكائن الحي، المكتشفة قبل ظهور عصر البحث الجزيئي.

يعرض هذا القسم قانون الشيخوخة والتجديد الجيني أو قانون كرينكي الذي يعالج مسألة حتمية الشيخوخة والموت والطبيعة البيولوجية العامة لعمليات التجديد التي تضمن استمرارية الحياة. دعونا نفكر أيضًا في قانون النزاهة 1 للنشوء، أو قانون دريش. وبينما نرفض تمامًا حيوية دريش، يجب علينا أن نعترف بحق بدور العالم الألماني في اكتشاف هذا القانون. سنحاول أن نعطيها تفسيرا ماديا، وذلك باستخدام الأفكار الحديثة حول العوامل التنظيمية الجهازية لتطوير الكائن الحي. واحدة من المشاكل الهامة للتنمية الفردية هي مشكلة تطور التولد، أو العلاقة بين التولد والتطور. دون التطرق إلى جوهر هذه المشكلة.

وسوف نؤكد على أهميتها كحلقة وصل مهمة بين مختلف فروع علم الأحياء النظري،

قانون الشيخوخة والتجديد الجيني، أو قانون كرينكي

1. حياة أي كائن حي محدودة المدة. يتم تحديد متوسط ​​العمر المتوقع من خلال الوراثة وظروف وجود الكائن الحي، والحركة التدريجية للكائن الحي نحو الموت الطبيعي، نحو توقف الوجود الفردي بسببه شيخوخة،يتجلى في إضعاف وانقراض النشاط الحيوي.

2. إن حياة نوع ما، على عكس حياة الفرد، ليست محدودة بالزمن، ويمكن أن تستمر طالما كانت الظروف المرغوبة موجودة، بشرط أن تظل الظروف المواتية لوجودها دون تغيير. يتم ضمان استمرارية حياة النوع من خلال تكاثر أفراده. إن الحركة التقدمية نحو التكاثر، أي العمليات التي تضمن التكاثر، تشكل الجانب الأكثر أهمية في التطور الفردي للكائن الحي بالنسبة للأنواع.

3. يتم تحديد هذا الجانب من التطور الفردي من خلال العمليات التحديثات،تتدفق في الجسم. المظاهر الرئيسية لعمليات التجديد هي التكوين الجديد للمادة الحية، وانقسام الخلايا، والتشكل، وعمليات التجديد، والإخصاب.

4. إن عمليات التجديد معاكسة لعمليات الشيخوخة، وتشكل الوحدة المتناقضة لهذه العمليات أساس التطور الفردي للجسد. على فرع صاعديهيمن التجديد على منحنى العمر تنازلي- الشيخوخة.

5. يمكن للعوامل البيئية المختلفة أن تعزز أو تقاوم الشيخوخة، وبالتالي، تقاوم أو تشجع التجديد. لذلك، في التطور الفردي للكائن الحي، يتجلى غموضه. تقويمو العمر الفسيولوجي.قد تختلف الخلايا والأنسجة والأعضاء المختلفة للكائن متعدد الخلايا في عمرها

22

والذي يفرضه أيضًا العمر العام للكائن الحي وقت تكوينه. يظهر الفرق في العمر بشكل واضح بشكل خاص على الأعضاء الميتامترية للنباتات.

6. التغيرات المرتبطة بالعمر في هذه الأعضاء، والتي تعكس العلاقة بين الشيخوخة والتجدد، تتجلى في التغيرات المورفولوجية والفسيولوجية والكيميائية الحيوية ذات الطبيعة الطبيعية. وهذا يجعل من الممكن، باستخدام الخصائص العمرية المناسبة، تحديد الظروف السابقة لتطور الكائن الحي، والتنبؤ في المراحل المبكرة بسرعته والخصائص الوراثية الأخرى التي يحددها معدل الشيخوخة والتجدد.

قانون الشيخوخة والتجديد الجيني هو صياغة بيولوجية عامة للمبادئ الأساسية لنظرية الشيخوخة الدورية وتجديد شباب النباتات التي وضعها عالم النبات السوفيتي نيكولاي بتروفيتش كرينكي (1892-1939). وقد قمنا في هذا القانون بإعادة بيان المضمون البيولوجي العام لمفهوم كرينكي، دون الخروج عن جوهره العقائدي والنظري.

تم شرح أنماط التباين المرتبط بالعمر في النباتات، والتي حددها كرينكي من خلال استخدام الأساليب الكمية التي طورها للتحليل المورفولوجي لتطور البراعم (انظر منحنى العمر في الشكل 3)، على أساس الفهم المادي الديالكتيكي لـ التطور هو الموت المستمر للقديم وظهور الجديد. تقوم نظرية كرينكه على فكرة الديالكتيك المادي، والتي بموجبها، بحسب إنجلز، "إن نفي الحياة وارد بشكل أساسي في الحياة نفسها"، ويجب النظر إلى الحياة "فيما يتعلق بنتيجتها الضرورية، والتي تكون دائمًا الموجود فيه في الجنين - الموت".

هناك حوالي 200 فرضية حول جوهر الشيخوخة. العديد منها ذات أهمية تاريخية فقط. على سبيل المثال، الفرضيات التي تقلل من عملية الشيخوخة إلى التسمم الذاتي للجسم، إلى نضوب الإنزيمات أو المواد الأخرى. حاليا، الأفكار وفقا للمشاركة مقبولة على نطاق واسع.

1 إنجلز ف. جدلية الطبيعة. ماركس ك. وإنجلز ف / أنامرجع سابق. - ط، ٢٠. - ص ٦١٠.

23

التي تكمن وراء الشيخوخة هي الآليات الجزيئية - تدمير (انتهاك سلامة) الحمض النووي في عملية تقدم الجسم نحو الموت الطبيعي. ومع ذلك، وفقًا للقانون المذكور أعلاه، واستنادًا إلى نظرية كرينكي، ترتبط عملية الشيخوخة بعملية التجديد. وبالتالي العملية دماريجب أن يقاوم الحمض النووي في عملية تكوين الجنين عملية تتناسب معه تعويضات،إصلاح الحمض النووي.

إن الطبيعة البيولوجية العامة لقانون الشيخوخة والتجديد الجيني تقودنا إلى استنتاج أن إصلاح الحمض النووي تحت تأثير إنزيمات الإصلاح ليس ظاهرة معينة. وله أهمية أساسية أثناء التنمية الفردية، وتحديد عمليات التجديد وتأخير شيخوخة الجسم.

في الكائنات الحية متعددة الخلايا، وخاصة الحيوانية، تكون عمليات الشيخوخة والتجديد ذات طبيعة نظامية واضحة. وهي لا تقتصر على التغيرات في الخلايا، ولكنها ترجع إلى حد كبير إلى التغيرات المرتبطة بالعمر في العناصر الهيكلية التي تشكل المزيد مستويات عاليةتنظيم الكائنات الحية (الأنسجة والأعضاء والكائن الحي ككل). هذا يكشف عن سلامة التولد.

يكشف قانون الشيخوخة والتجديد الجيني عن أحد الجوانب المهمة للمحتوى البيولوجي لمفهوم الوقت، والذي يتم التعبير عنه، على وجه الخصوص، في متوسط ​​العمر المتوقع للفرد. في علم الأحياء الحديث مفهوم الوقتلها نفس الأهمية الأساسية كما في الفيزياء. التفاعلات الكيميائية الحيوية، انتقال الإثارة العصبية، إيقاع القلب، مراحل ومراحل التطور الفردي، تغير التكاثر الحيوي، مراحل التطور - أي عملية تحدث في الطبيعة الحية على المستويين الجزيئي والخلوي، على مستوى عضو منفصل، فردي والسكان والتكاثر الحيوي والمحيط الحيوي ككل، ويتميز بمدة محددة للغاية. يتم التعبير عن الخصائص الزمنية للأنظمة الحية أيضًا في ظواهر مثل الإيقاعات الحيوية الناتجة عن الخصائص الوراثية للكائنات الحية والظروف الخارجية. تعد الخصائص الزمنية للأشياء والعمليات البيولوجية سمة كمية مهمة. يدرسهم علم الأحياء الزمني(كرونوج-

علم النفس، الفيزيولوجيا الزمنية، علم البيئة الزمني). عند تقاطع العلوم البيولوجية والجيولوجية يوجد علم التاريخ الجيولوجي، الذي يحدد العصور القديمة ومدة فترات تطور العالم العضوي.

لتكوين علم الأحياء الزمني، فإن أفكار V. I. Vernadsky لها أهمية أساسية، على وجه الخصوص، تلك التي حددها في نهاية عام 1931 في الاجتماع العام لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في تقرير "مشكلة الوقت في العلم الحديث" أخذ فيرنادسكي مشكلة الزمن إلى ما هو أبعد من الإطار التقليدي للفيزياء وطرحها هاباعتبارها مشكلة علمية وفلسفية طبيعية واسعة ترتبط أيضًا ارتباطًا مباشرًا بالجيولوجيا والبيولوجيا ومجالات العلوم الطبيعية الأخرى. ومع ذلك، حتى يومنا هذا، فإن الفلاسفة، مع استثناءات قليلة، عند تحليل محتوى مفهوم الوقت، يأخذون في الاعتبار فقط التفسير المادي للمشكلة ولا يأخذون في الاعتبار تقريبًا جوانبها الكيميائية والبيولوجية والجيولوجية ونشأة الكون.

في الفيزياء الحديثة، وخاصة في الأعمال الشعبية، من المسلم به على نطاق واسع الإمكانية الأساسية وحتى التقنية لإنشاء ما يسمى بآلة الزمن، التي تسمح للمرء بالسفر إلى المستقبل البعيد. يتم طرح فكرة “السفر عبر الزمن” كنتيجة حتمية للنظرية النسبية التي ابتكرها ألبرت أينشتاين وتم تأكيدها في سياق تطور الفيزياء النظرية والتجريبيةالعشرين الخامس. وفقا لعلماء الفيزياء النظرية. سفينة فضائيةوبتحركه بسرعة قريبة من سرعة الضوء، فإن مدة الفواصل الزمنية بين أي حدثين وفقا للساعتين "الأرضية و"الصاروخية" ترتبط بصيغة بسيطة:

تالصواريخ ^- أنا/ 0 2

تالأرض ~~ الخامس~"

حيث ر 1 - فترات زمنية،الخامس- سرعة الصاروخ بالنسبة للأرض، مع- سرعة الضوء.

بناءً على هذه الصيغة، كتب الفيلسوف إم في موستي بانينكو: "بعد أن سافرت إلى سديم المرأة المسلسلة بتسارع قدره 3ز ، المسافر العائد إلى الأرض سيبلغ من العمر 20 عامًا، وهذا ليس كثيرًا! ولكن على الأرض لهذا سوف يمر الوقتأكثر من مليون ونصف المليون سنة! 2.

2 موستيبانينكو م. ب. الجوهر المادي للنظرية النسبية لأينشتاين. - م: سوتسكيكيز، 1961. - ص 138.

بتوسيع ما يسمى بمفارقة الساعة إلى جسم الإنسان، غاب الفيلسوف عن حقيقة أننا مع الصيغة المذكورة أعلاه، كما هو الحال مع النظرية النسبية بشكل عام، نتحدث عن الوقت المادي. والوقت البيولوجي ليس مطابقًا بأي حال من الأحوال للوقت المادي، الذي ينبع من قانون الشيخوخة والتجديد الجيني، الذي لا يؤكد فقط عدم المساواة في العمر الفسيولوجي والتقويمي للكائن الحي، ولكنه يرفض أيضًا بشكل قاطع الاعتقاد بإمكانية وجوده. الخلود مقبول بسهولة من قبل الناس البعيدين عن علم الأحياء.

من وجهة نظر علم الأحياء الزمني، سيكون من المشروع أكثر النظر في تأثير التغير في تدفق الزمن الفيزيائي في صاروخ يتحرك بسرعة قريبة من سرعة الضوء على نشاط الحياة والخصائص الزمنية لمسافر في الفضاء ليس بشكل مباشر، ولكن من خلاله. تغيير العوامل البيئيةفي السفينة، مثل درجة الحرارة أو شدة الإشعاع المؤين. وإذا أشار الفيزيائيون إلى كيفية تغير هذه العوامل بسبب التأثيرات النسبية في المركبة الفضائية، فسيكون من الممكن محاكاة الجانب البيولوجي لهذه الرحلة الرائعة في تجارب حقيقية. إلا أن ذلك لا يتطلب حتى تجارب خاصة، فطبيعة اعتماد جسم الإنسان على هذه العوامل معروفة. في الوقت نفسه، لا يوجد، بالطبع، أي سبب للاعتقاد بأن تغيير هذه العوامل أو أي عوامل أخرى سيزيد بشكل كبير من متوسط ​​​​العمر المتوقع لرائد الفضاء بما يتجاوز الحدود التي تحددها الوراثة والجذر الوراثي للأنواع. فالاشتقاق المباشر للقوانين البيولوجية من القوانين الفيزيائية يمكن أن يؤدي إلى أخطاء جسيمة، وهو ما حدث في مسألة “آلة الزمن”.

التحقق من صحة الأفكار اسلوب منهجيفي العلوم الحديثة، أكد L. Bertalanffy أن النموذج اللفظي (اللفظي) للنظام قيد الدراسة أفضل من عدم وجود أي نموذج أو من النموذج الرياضي الذي يشوه الواقع. تبين أن الصيغة المذكورة أعلاه هي مجرد نموذج يشوه الواقع عندما يمتد إلى الظواهر البيولوجية. ومن المناسب في هذا الصدد أن نقتبس كلام أ: أ. ليابونوف، الذي أشار إلى أن التفسير العقلاني للكتاب

القضايا النوعية مستحيلة حتى تتم معالجة القضايا النوعية بشكل صحيح.

قانون سلامة التولد أو قانون دريش

1. إن سلامة الكائن الحي - وحدته الداخلية، واستقلاله النسبي، وعدم إمكانية اختزال خصائصه في خصائص أجزائه الفردية، وخضوع الأجزاء للكل - تتجلى خلال جميع مراحل التطور. وبالتالي، فإن تطور الجنين هو وحدة منظمة لحالات السلامة المتناوبة على التوالي. تتجلى النفعية العضوية في سلامة التنمية الفردية.

أنا 2. إن سلامة تطور الجنين مبنية على الفعل العوامل التنظيمية للنظام: الوراثية الخلوية، المورفولوجية، المورفولوجية، الهرمونية،وفي معظم الحيوانات أيضاً عصبية هرمونية.تعمل هذه العوامل، التي تعمل وفقًا لمبدأ التغذية الراجعة، على تنسيق مسار التطور والنشاط الحيوي للكائن الحي ككل نشط في ارتباط وثيق بالظروف البيئية.

3. خاصية النزاهة لها تعبير كمي مختلف بالنسبة لممثلي الأنواع المختلفة، لمختلف الأفراد والمراحل وحالات الكائن الحي. في النباتات، عادة ما تكون النزاهة أقل وضوحا مما هي عليه في الحيوانات. في عملية التجديد، أي استعادة الأجزاء المفقودة أو استعادة الكائن الحي من جزء ما، تزداد السلامة. التعقيد المتزايد للمنظمة في عملية التولد والتطور، وتعزيز الوظيفة التنسيقية للعوامل التنظيمية الجهازية للجسم يعني زيادة في النزاهة.

4. التغيرات التطورية هي تغييرات في الجينات المتكاملة التي تحدث تحت تأثير الانتقاء الطبيعي على العوامل التنظيمية الجهازية. ولذلك فإن خاصية النزاهة تحافظ عليها الكائنات الحية ليس فقط في أفرادها، بل أيضا في تطورها التاريخي. والتغييرات التي تدمر النزاهة يتم رفضها عن طريق الاختيار. قانون علم الأحياء النظري الذي يرتبط في تاريخ العلم باسم عالم الأجنة الألماني هانز

يقول دريشا (1867-1914) أن التطور الفردي للكائن الحي هو عملية متكاملة والحالة المستقبلية لكل عنصر نامي هي وظيفة موقعه ككل. ومن خلال تحديد هذه الصياغة وتطويرها في ضوء البيانات العلمية (على عكس تفسيرها المثالي في المذهب الحيوي)، نصل إلى قانون سلامة التطور الجيني - وهو القانون الذي يعطي تفسيرًا ماديًا لواحد من أكثر جوانب الحياة تعقيدًا. التنمية الفردية للكائن الحي.

وبالانتقال إلى تاريخ اكتشاف هذا القانون، نلاحظ أنه يحدد مبدأ الارتباطأنشأها كوفييه والتي سمحت لهذا العالم بإعادة بناء بقايا فردية لبنية العديد من الحيوانات الأحفورية ككل. وترتبط هذه الظاهرة بنفس القانون التباين الارتباطي،وهو ما لاحظه داروين. لفهم سلامة التطور، الكشف عن I. P. Pavlov وطلابه عن دور المركزية الجهاز العصبيكعامل تنظيمي يضمن سلامة جسم الحيوان والإنسان. تظهر الطبيعة النظامية لعمليات الشيخوخة لدى البشر والحيوانات في الدراسات التي أجراها A. V. Nagorny وزملاؤه. تمت دراسة سلامة الكائن النباتي في عملية تطوره الفردي بواسطة M. X . تشيلاكيان وغيرهم من علماء فسيولوجيا النبات. كانت الدراسات الجنينية، التي كان أصلها K. F. Wolf و K. M. Baer، ذات أهمية كبيرة في الكشف عن سلامة التولد. قدم I. I. Shmalyauzen تفسيرًا تطوريًا عميقًا لسلامة الكائنات الحية في تطورها الفردي والتاريخي، الذي طور أفكار A. N. Severtsov حول هذه المسألة.

دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في بعض جوانب تلك التعميمات التي تشكل المحتوى الرئيسي لقانون سلامة الجينات. من المعروف أن التطور الفردي لجميع الكائنات الحية هو نظمواشخصية. في الفيروسات، ترتبط المراحل بدورة الحياة، بتكاثرها وانتقالها من خلية إلى أخرى. يشمل التطور الفردي للكائنات وحيدة الخلية مراحل دورة الخلية، مثل الانقسام الفتيلي، ومرحلة ما قبل التخليق، ومرحلة تخليق الحمض النووي، ومرحلة ما بعد التخليق. في تكوين العديد من النباتات، تتميز بوضوح مراحل تناوب الأجيال (الجنسية وغير الجنسية). في النباتات وخاصة الحيوانات

تم تحديد المراحل بوضوح: الجنينية، الشباب، النضجو كبار السن.من الممكن أيضًا تقسيم أكثر تفصيلاً لتكوين الجينات.

وبحسب مراحل التطور ومستوى النزاهة ينبغي التمييز بين: 1) الخلوية الكاملةمتأصل في خلية مقسمة فردية. 2) الجنينية بأكملهاوتوصيف مراحل سحق البيض، والتمايز، والتشكل، ونمو الجنين في الأغشية الجنينية؛ 3) كامل النمو الجنيني بعد الجنين،مميزة لمراحل الشباب والنضج. 4) الكل الالتفافي,يعكس الطبيعة النظامية للتطور اللاإرادي للكائن الحي في مرحلة الشيخوخة.

ويتميز كل مستوى من مستويات النزاهة بمجموعته الخاصة من العوامل التنظيمية النظامية. ومع ذلك، فبعد ظهور عامل معين في إحدى مراحل التطوير، فإنه يمكن أن يستمر بشكل أو بآخر في مراحل لاحقة، ويتكامل مع الأنظمة التنظيمية الجديدة.

في الخلية الوراثية الخلوية، وهي خلية تنقسم بشكل منفصل، تكون الأهمية التنظيمية الرئيسية هي التحكم السيتوبلازمي، ومن ثم تفاعل الحمض النووي الريبي (DNA)، والحمض النووي الريبي (RNA) والبروتينات. تنتقل المعلومات الوراثية في عملية تركيب المصفوفة من الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي (RNA)، ومن الحمض النووي الريبي (RNA) إلى البروتينات. وفي المقابل، تلعب بروتينات الإنزيمات ومستقلبات المستجيب، التي توفر التغذية الراجعة، دور منظمات عمل الحمض النووي. الجانب الآخر من سلامة الخلية هو خاصية التهيج، والتي تتجلى في استجابتها الهيكلية والوظيفية للمؤثرات البيئية.

في الكل الجنيني، تلعب الأنظمة التنظيمية المورفوجينية دورًا، وتتجلى في التفاعل الخلوي والأنسجة من خلال البروتينات التي تلعب دور العوامل المحفزة للتكوين الجنيني. وفي الوقت نفسه، فإن العوامل الأخرى التي تحدد سلامة التطور الجنيني مهمة أيضًا. على سبيل المثال، تنظيمها المكاني والزماني، وتثبيت كل عنصر من عناصر النظام النامي في الزمان والمكان، والقطبية والتنظيم الذاتي للنظام، والضبط الذاتي المتبادل، والتكيف المشترك لعناصره.

في مصنع أعلى أهمية عظيمةله تفاعل الأوراق والجذور مع الجذع الذي تتشكل عليه الأعضاء التوليدية. بالإضافة إلى التدفقات المغذية،

وتتفاعل هذه المواد مع بعضها البعض من خلال أنظمة التنظيم الهرمونية وتهيج النبات.

في الحيوانات في مراحل ما بعد الجنين، يعد التنظيم العصبي والهرموني ذا أهمية كبيرة للحفاظ على السلامة. في الوقت نفسه، تعمل آليات التنظيم المورفولوجي الأكثر تحديدا: التفاعل المباشر بين الأعضاء والأنسجة والتفاعل الخلوي. في جميع مراحل التطور، تعمل الأنظمة التنظيمية داخل الخلايا في النباتات والحيوانات.

تضمن العوامل التنظيمية الجهازية الحفاظ على الثبات النسبي والهوية الذاتية للكائن الحي وفي نفس الوقت تحدد تطوره التدريجي. جنبا إلى جنب مع هذه المظاهر للتنظيم الذاتي النظامي، سمة فرع التطوير الصاعد، على فرعها الهابط، في مرحلة الشيخوخة، يحدث الفوضى النظامية.

يتم الكشف عن دور العوامل التنظيمية الجهازية التي تضمن سلامة التطور بشكل أكثر تحديدًا وبشكل كامل في الدراسات التحليلية التجريبية للبيولوجيا الجزيئية لتطور الكائن الحي. يرجع تعقيد المشكلات الناشئة في هذه الحالة إلى حقيقة أن مسار تطور الكائن الحي في مجمل هذه العملية لا يتم تحديده مسبقًا بواسطة الحمض النووي للخلية، ولكن يتم تحديده تطوير كله(الجينية، الجنينية، الخ). لذلك، فإن التحليل التحليلي لعوامل التطور وتحديدها فقط من خلال بنية الحمض النووي لا يكفي لفهم قوانين تكوين الجينات. يجب دمج هذا النهج، المعقد للغاية في حد ذاته، في التحليل العلمي القائم على الفهم التاريخي المنهجي للحقائق التجريبية للتطور الفردي للكائن الحي ككل. وهذا يعقد مهمة الباحث، ولكن بهذه الطريقة فقط، من خلال تحليل عوامل التطور النظامية، يمكن الكشف عن سلامة التولد، والتي بدونها يستحيل فهمها بالكامل

عالم فسيولوجي - الجوهر البيوكيميائي للحياة

يرتبط علم وظائف الأعضاء والكيمياء البيولوجية والفيزيائية الحيوية ارتباطًا وثيقًا بالبيولوجيا النظرية، حيث أنها تعمل معها على حل مسألة المعايير البيوكيميائية والفيزيولوجية

الجوهر البيوكيميائي للحياة.

بالضبط لهذا المجال العاموتشمل هذه العلوم قانون التركيب الكيميائي للمادة الحية، المذكور أدناه، وقانون التنظيم الجهازي للعمليات الكيميائية الحيوية. وتستند هذه القوانين إلى التعريف الذي اقترحه إنجلز: "الحياة هي طريقة لوجود الأجسام البروتينية، النقطة الأساسية فيها هي التبادل المستمر للمواد مع الطبيعة الخارجية المحيطة بها، ومع توقف هذا التمثيل الغذائي، تتلاشى الحياة أيضًا". يتوقف" 3.

لم يعتبر إنجلز تعريفه شاملا، وعند النظر في الجوهر الفسيولوجي والكيميائي الحيوي للحياة، يجب علينا توسيع نطاق هذا التعريف، مع مراعاة التعميمات والصياغات اللاحقة التي تأخذ في الاعتبار التطور اللاحق للعلم في هذا المجال.

قانون التركيب الكيميائي للمادة الحية، أو قانون إنجلز الأول

1. يتكون الأساس المادي للأجسام الحية من مركبات عضوية كربون،التي تخضع لتحولات كيميائية حيوية خلال حياة الكائن الحي. وجوهر هذه التحولات هو عمليات الاستيعاب والتنافر، أي. في نهاية المطاف، يتم بناء الجسم الحي من العناصر الغذائية التي يتم توفيرها من الخارج وتحلل المواد العضوية مع إطلاق الطاقة المستخدمة في العمليات الحيوية. إن الجمع بين الاستيعاب والتباين يشكل عملية التمثيل الغذائي في الجسم، أو عملية التمثيل الغذائي فيه.

2. في تبادل المواد، دور أساسي

3 إنجلز ف. جدلية الطبيعة. - ص 616،

ينتمي بروتينات الانزيم مثلالمحفزات ومنظمات التفاعلات الكيميائية الحيوية. بالإضافة إلى ذلك، تؤدي البروتينات وظائف تشكيل الهيكل والحركة والنقل والمناعة والطاقة.

3. يحدث التخليق الحيوي للبروتينات بالمشاركة احماض نووية،يحدد هيكل البوليمر ترتيب تناوب الأحماض الأمينية في جزيئات البروتينات المركبة. نظرًا لامتلاكها القدرة على نقل المعلومات الوراثية، تلعب الأحماض النووية دورًا فريدًا في ظواهر الوراثة والتخليق الحيوي للبروتين والنمو الفردي للجسم. تشكل الأحماض النووية، إلى جانب البروتينات، الأساس الأساسي للحياة.

4.بالإضافة إلى البروتينات و احماض نووية، وتوجد العديد من المركبات العضوية الأخرى في الجسم الحي على وجه الخصوص الدهونو الكربوهيدرات,تحمل وظائف تشكيل وطاقة خاصة، بالإضافة إلى تخزين عالمي للطاقة الكيميائية - حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك(ATP). من بين المواد غير العضوية في الجسم الحي، يعتبر الماء ذا أهمية خاصة، وفي غيابه يكون النشاط الحياتي مستحيلا.

ومن خلال تعريف الحياة كشكل من أشكال وجود الأجسام البروتينية، أكد إنجلز على الدور الفريد للبروتينات باعتبارها الأساس الكيميائي الحيوي للحياة. من المعروف الآن بشكل عام أن بروتينات الإنزيم تحفز وتنظم عملية التخليق الحيوي لجميع المواد العضوية المتكونة في الخلية وجميع العمليات الكيميائية الحيوية الأخرى التي تحدث فيها. تشكل البروتينات الأساس الهيكلي لعضيات الخلية وتحدد تهيج الخلية وغيرها من مظاهر النشاط الحيوي.

تحديد الجوهر الفسيولوجي والكيميائي الحيوي للحياة، يسمي العلماء المعاصرون، بالإضافة إلى البروتينات، الأحماض النووية - DNA و RNA - كأساس أساسي لها. هذه الإضافة لها ما يبررها تمامًا، حيث اتضح فيما بعد أن الأحماض النووية تلعب دورًا حاسمًا في التخليق الحيوي للبروتينات ونقل الخصائص الوراثية. وبالتالي، فإن الأساس المادي للحياة يتكون من مواد بوليمرية محددة للغاية - البروتينات والأحماض النووية، والتي تشكل مع المكونات الأخرى العناصر الأولية

32

أنا الوحدة الهيكلية والوظيفية للحياة - الخلية.

من الواضح أنه ينبغي للمرء أن يميز بين الأساس المادي للحياة و المادة الحيةعمومًا. في الحالة الأولى، نعني المكونات الكيميائية الرئيسية للخلايا التي تحدد عمليات التخليق الحيوي والتكاثر، وفي الحالة الثانية، مجموعة كاملة من المواد الخلوية وبين الخلايا للجسم الحي.

في التنظيم الهيكلي والوظيفي للخلية، يرتبط دور الدهون بشكل أساسي بمشاركتها في تكوين أغشية البلازما، التي تحدث على سطحها العمليات الكيميائية الحيوية، وكذلك في تكوين احتياطيات المغذيات. تؤدي الكربوهيدرات المختلفة وظائف التمثيل الغذائي، وهي المنتجات الأساسية لعملية التمثيل الضوئي، وهي مادة مغذية احتياطية، وتشكل جزءًا كبيرًا من الكتلة الحيوية النباتية، كونها جزءًا من جدران الخلايا. أما بالنسبة للـATP، فإن هذه المادة الموجودة في كل خلية حية تلعب دورًا مركزيًا في استقلاب الطاقة. ليس للمكونات العضوية الأخرى للمادة الحية مثل هذه الأهمية العالمية، وبالتالي لم يتم تسميتها على وجه التحديد.

يتم تفسير إدراج الماء في تكوين المادة الحية من خلال احتوائه كمكون أساسي في أي جسم حي. هذه هي البيئة التي تتم فيها العمليات البيوكيميائية. بالإضافة إلى ذلك، ككاشف كيميائي، يشارك الماء في التحلل المائي للمواد العضوية، والتمثيل الضوئي وغيرها من العمليات. في محلول مائي، يحدث تأين المواد غير العضوية المشاركة في التفاعلات الكيميائية الحيوية. يتراوح محتوى الماء في الخلية عادة بين 60-80% أو أكثر، وهو ما يحدد أيضًا الخواص الميكانيكية للجسم الحي.

إن تفرد مركبات الكربون العضوية، وخاصة البروتينات والأحماض النووية، يحدد الطبيعة العالمية لقانون التركيب الكيميائي للمادة الحية.

قانون التنظيم المنهجي للعمليات البيوكيميائية، أو قانون بيرتالانفي

1. أي كائن حي هو كائن منفتح وغير متوازن ومتجدد ذاتيًا وينظم نفسه ويتطور ذاتيًا ويتكاثر ذاتيًا

33

نشيط نظام.تتميز العمليات الكيميائية الحيوية التي تحدث فيها بالترتيب الزماني المكاني وتهدف إلى التجديد الذاتي وإعادة إنتاج النظام ككل.

2.الانفتاحيتجلى النظام الحي في تبادل المادة والطاقة والمعلومات مع البيئة. اختلال التوازنيتم التعبير عن النظام الحي في تغييره الحتمي.

3.التحديث الذاتييتكون النظام الحي من الاستبدال المستمر للمواد القابلة للتدمير في الجسم الحي بمواد مركبة حديثًا. توفر هذه العملية الحفاظ على الذاتأنظمة. التنظيم الذاتييتم التعبير عنها في الحفاظ في الجسم الحي على الظروف اللازمة للحفاظ على نفسه.

4. قدرة النظام الحي على تطوير الذاتو التكاثر الذاتي،مثل أي خصائص أخرى، يتم التحكم فيها عن طريق الانتقاء الطبيعي. إنه يحدد التنظيم الهيكلي والوظيفي للجسم الحي، وخصائصه البيولوجية العامة والمحددة التي تضمن الحفاظ على النظم البيولوجية في تطورها الفردي والتاريخي.

5. الأسباب المباشرة التي تحدد قدرة النظام الحي على التطوير الذاتي والتكاثر الذاتي هي الخصائص الهيكلية والوظيفية للأحماض النووية والبروتينات، والشيخوخة وتجديد الجسم الحي، وعملية التمثيل الغذائي ككل.

6.نشاطيتجلى النظام الحي في انتقائيته فيما يتعلق بالمصادر الخارجية للمواد الغذائية والطاقة والمعلومات، في التهيج (نشط، ولا سيما المحرك، رد الفعل على التأثيرات الخارجية)، في تكوين الإنزيمات التكيفية، وردود الفعل المناعية، وأشكال السلوك النشطة.

7. يتم التعبير عن تحول المواد في الجسم الحي من خلال عمليات تحفيزية متعددة المراحل تشكل سلاسل خطية ومتفرعة ودورات مغلقة وشبكات من التفاعلات الكيميائية الحيوية للجسم الحي، ويتم ضمان ترتيب نظام هذه التفاعلات من خلال آليات التحكم الوراثي في ​​عملية التمثيل الغذائي من خلال تحريض وقمع التخليق الحيوي للإنزيم. ومع هذا – بكل بساطة –

34

الفصل المبكر للتفاعلات الكيميائية الحيوية في الخلية، وتنظيم نشاط الإنزيم عن طريق تغيير تركيز الركائز والمنشطات والمثبطات، وتنظيم الإنزيمات المتعددة للتفاعلات متعددة المراحل، والتنظيم الهرموني والعصبي الخلطي للحفز الأنزيمي. إن عمل هذه العوامل التنظيمية النظامية لعملية التمثيل الغذائي، والتي تعمل بشكل أساسي على مبدأ التغذية الراجعة، يخضع للحفاظ على الجسم وتطويره ككل. إذا كان قانون إنجلز الأول يصف الخصائص المادية الجوهرية للمادة الحية، فإن قانون بيرتالانفي يتعلق بالخصائص الوظيفية للأجسام الحية، والخصائص الأكثر عمومية لتلك العمليات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية التي تحدث فيها. بعد لودفيج فون بيرتالانفي (1901 - 1972)، اعتبر الكائن الحي نظام مفتوحنعني أولاً أن وجودها يتطلب تبادل المادة والطاقة مع البيئة. وفي هذا الصدد، دعونا نذكر بعضا منها أفكار عامةوالحقائق.

إلى العناصر الغذائية ذاتي التغذيةتشمل الكائنات الحية المركبات غير العضوية، وخاصة ثاني أكسيد الكربون، وأيونات الأمونيوم، والنيتريك، وأحماض الفوسفوريك، والبوتاسيوم، والكالسيوم، والصوديوم، والمركبات التي تحتوي على ما يسمى بالعناصر الدقيقة، المطلوبة بكميات صغيرة نسبيا (الحديد، ملغ، من، الخامس، النحاس، الزنك وإلخ.). المجموعة الرئيسية من الكائنات ذاتية التغذية هي النباتات الخضراء. مصدر الطاقة بالنسبة لهم هو الطاقة الضوئية للشمس. ولذلك يطلق عليهم أيضا ضوئيالكائنات الحية. بالإضافة إلى النباتات الخضراء، وتشمل هذه الطحالب الخضراء المزرقة والبكتيريا الضوئية. هناك مجموعة خاصة من الكائنات ذاتية التغذية كيميائيالبكتيريا التي تحصل على الطاقة في عملية تحويل المركبات غير العضوية.

للطعام عضوية التغذيةتحتاج الكائنات الحية إلى مركبات عضوية: البروتينات والدهون والكربوهيدرات والفيتامينات. تحتاج هذه الكائنات، مثل الكائنات ذاتية التغذية، أيضًا إلى مركبات غير عضوية من البوتاسيوم والكالسيوم والصوديوم والعناصر النزرة. تنتمي جميع الحيوانات والفطريات والعديد من الكائنات الحية الدقيقة إلى كائنات غيرية التغذية.

وتجدر الإشارة إلى أن البروتينات والدهون والكربوهيدرات المعقدة الموجودة في الجهاز الهضمي للحيوانات تكون تحت التأثير

يتم تقسيم الإنزيمات إلى الأجزاء المكونة لها - الأحماض الأمينية والأحماض الدهنية والسكريات الأحادية التي تدخل الدم. ومن هذه المركبات يحدث التخليق الحيوي لمواد الجسم الحية في خلايا الجسم. مصدر الطاقة للكائنات غيرية التغذية هو الطاقة الكيميائية للعناصر الغذائية التي تخضع للأكسدة البيولوجية في الجسم.

المصدر الرئيسي للنيتروجين للكائنات غيرية التغذية هو بروتينات,للذاتية التغذية - حمض النيتريك وأملاح الأمونيوم. ومع ذلك، فإن بعض الكائنات الحية الدقيقة قادرة على استيعاب النيتروجين الجزيئي. وتشمل هذه البكتيريا العقيدات، Azotobacter، تثبيت النيتروجينطحلب اخضر مزرق.

من الواضح أن الحاجة إلى دخول الماء إلى الجسم لا تتطلب ذلك

كل كائن حي، على الرغم من تنوع أشكاله وتكيفه مع الظروف البيئية، يخضع لقوانين محددة بدقة في تطوره.

1) قانون التطور التاريخي. لقد مرت جميع الكائنات الحية، بغض النظر عن مستوى تنظيمها، بمسار طويل من التطور التاريخي (التطور التاريخي).). تم تطوير هذا القانون، الذي صاغه تشارلز داروين، في أعمال A. N. Severtsev و I. I. شمالهاوزن.

نشأت الحياة على الأرض منذ حوالي 4-5 مليار سنة. في البداية، كانت توجد أبسط الكائنات أحادية الخلية على الأرض، ثم ظهرت الكائنات متعددة الخلايا، والإسفنج، والتجويفات المعوية، والنيمرتين، والحلقيات، والرخويات، والمفصليات، وشوكيات الجلد، والحبليات. كانت الحبليات هي التي أدت إلى ظهور الفقاريات، والتي تشمل السيكلوستوم والأسماك والبرمائيات والزواحف والثدييات والطيور. وهكذا، فإن حيواناتنا الأليفة، تاريخيًا، مرت بمسار تطور معقد للغاية، وهذا المسار يسمى التطور التطوري.

الثدييات

البروتوزوا الحبليات الأسماك البرمائيات الزواحف

الطيور

لذا، النشوء والتطور(الجنس والنشأة والتطور) - هذا التطور التاريخي نوع معينالحيوان من الأشكال الأدنى إلى الأعلى. صاغ العالم السوفيتي I. I. شمالجوزين ما يلي مبادئ السلالة:

أ) أثناء نمو الجسم، يحدث تمايز الخلايا والأنسجة باستمرار مع تكاملها المتزامن. التفاضل- هذا هو تقسيم الوظائف بين الخلايا، بعضها يشارك في هضم الطعام، والبعض الآخر، مثل خلايا الدم الحمراء، في نقل الأكسجين. اندماج-هذه هي عملية تقوية العلاقات بين الخلايا والأنسجة التي تمد الجسم بالسلامة.

ب) كل عضو لديه عدة وظائف، ولكن واحدة منها هي الوظيفة الرئيسية. الوظائف المتبقية تبدو ثانوية، احتياطية، ولكن بفضلها، يتمتع العضو بفرصة التحول.على سبيل المثال، للبنكرياس عدة وظائف، لكن الوظيفة الرئيسية هي إفراز عصير البنكرياس لهضم الطعام.

الخامس) عندما تتغير الظروف المعيشية، قد يحدث تغيير في الوظيفة الرئيسية إلى وظيفة ثانوية والعكس صحيح. على سبيل المثال، يؤدي الكبد في الجنين في البداية وظيفة المكونة للدم، وبعد الولادة يصبح غدة هضمية.

ز) هناك دائمًا عمليتان متعارضتان في الجسم: التطور التدريجي والتطور التراجعي. ويسمى التطور التراجعي أيضًا تخفيض. الأعضاء التي تفقد وظائفها، كقاعدة عامة، تخضع للتخفيض، أي. الاختفاء التدريجي. في بعض الأحيان يتم حفظهم كـ أساسيات(مع الحفاظ على وظيفة ثانوية) - بدائية الترقوة في الكلاب والقطط.

د) جميع التغيرات في الجسم تحدث بشكل مترابط، أي. من المؤكد أن التغيرات في بعض الأعضاء تؤدي إلى تغيرات في أعضاء أخرى.

2) قانون وحدة الكائن الحي والبيئة. إن وجود كائن حي بدون بيئة خارجية تدعم وجوده أمر مستحيل.تم تطوير هذا القانون، الذي صاغه I. M. Sechenov، في أعمال I. P. Pavlov، A. N. Severtsev. وفقًا لـ A.N.Severtsev التقدم البيولوجيفي الحيوانات في البيئة تتميز بزيادة في عدد الأفراد وتوسيع الموائل والتقسيم إلى مجموعات نظامية تابعة. ويتم تحقيقه بأربع طرق:

أ) بواسطة الروائح,أولئك. التقدم المورفولوجي، ونتيجة لذلك يصبح تنظيم الحيوان أكثر تعقيدا وهناك زيادة عامة في الطاقة الحيوية (القشريات، العناكب، الحشرات، الفقاريات)؛

ب) بواسطة com.ioadaptations، أي. تكيفات خاصة (مفيدة)، ولكن في نفس الوقت لا يصبح تنظيم الحيوان نفسه أكثر تعقيدًا (الطفيليات، الإسفنج، التجاويف المعوية، شوكيات الجلد)؛

ج) بواسطة التولد,أولئك. التكيفات الجنينية التي تتطور فقط في الأجنة وتختفي عند البالغين (أسماك القرش، والسحالي، والتوتاريا)؛

3) قانون سلامة الجسم وعدم قابليته للتجزئة. يتم التعبير عن هذا القانون في حقيقة أن كل كائن حي هو كل واحد، حيث تكون جميع الأعضاء والأنسجة مترابطة بشكل وثيق.تم تطوير هذا القانون، الذي تمت صياغته في القرن الثالث عشر، في أعمال I. M. Sechenov و I. P. Pavlov.

4) قانون وحدة الشكل والوظيفة. يشكل شكل العضو ووظيفته كلًا واحدًا.تم تطوير هذا القانون، الذي صاغه A. Dorn، في أعمال N. Kleinberg و P. F. Lesgaft.

5) قانون الوراثة والتقلب.أثناء ظهور الحياة وتطورها على الأرض، لعبت الوراثة دورًا مهمًا، مما يضمن ترسيخ التحولات التطورية المحققة في النمط الجيني. ويرتبط ارتباطا وثيقا بالتقلب. بفضل الوراثة والتنوع، أصبح وجود مجموعات متنوعة من الحيوانات ممكنا.

6) قانون السلسلة المتماثلةينص علي كلما كانت الأنواع الجينية أقرب، كلما كانت الخصائص المورفولوجية والفسيولوجية أكثر تشابهًا. تم تطوير هذا القانون، الذي صاغه I. Goethe، J. Cuvier، E. Haeckel، في أعمال N. I. Vavilov.

7) قانون توفير المواد والمساحة. وفقًا لهذا القانون، يتم بناء كل عضو وكل نظام بحيث يمكنه، بأقل قدر من إنفاق مواد البناء، أداء الحد الأقصى من العمل (P.F. Legavt).ويمكن رؤية تأكيد هذا القانون في بنية الجهاز العصبي المركزي والقلب والكلى والكبد.

8) قانون الوراثة الحيوية الأساسي (باير هيكل).

يدرس علم التشريح الجسم طوال الحياة: من لحظة نشأته حتى الموت، وهذا المسار يسمى التطور. لذا، تطور الجنين(الفرد، التكوين، التطور) - هذا هو التطور الفردي للحيوان.ينقسم تكوين الجنين إلى مرحلتين: ما قبل الولادة (الذي يحدث في جسم الأم من لحظة الإخصاب حتى الولادة) وما بعد الولادة (الذي يحدث في البيئة الخارجية بعد الولادة حتى الموت).

تتضمن مرحلة ما قبل الولادة ثلاث فترات: الجنينية، وما قبل الجنين، وما قبل الولادة. ومرحلة ما بعد الولادة ستة: فترة الوليد؛ فترة الحليب فترة الأحداث بلوغ؛ فترة النضج المورفولوجي وفترة الشيخوخة. تتميز كل مرحلة من هذه المراحل بميزات مورفووظيفية معينة.

من خلال دراسة تطور الحيوانات، وخاصة في مرحلة التطور الجنيني قبل الولادة، وجد K. Baer وE. Haeckel أن " يكرر تطور الجينات التطور لفترة وجيزة" ويسمى هذا الموقف بالقانون الجيني الحيوي الأساسي ويشير إلى ذلك تمر الحيوانات في عملية التطور الفردي على التوالي بالمراحل التي مر بها أسلافها في سياق التطور التاريخي.العالم السوفيتي A. N. استكمل سيفرتسيف هذا القانون بالكلمات: "... لكن التطور الجيني هو أيضًا أساس علم التطور."

المبادئ العامة لتركيب جسم الحيوان.

تتميز جميع الحيوانات الداجنة ب المبادئ العامةبناء الأجسام، وهي:

1. القطبية الثنائية(أحادي المحور) هو وجود قطبين من الجسم: الرأس (الجمجمة) والذيلية (الذيلية).

2. الثنائية(التماثل الثنائي) يتم التعبير عنه في التشابه في بنية نصفي الجسم الأيمن والأيسر، وبالتالي فإن معظم الأعضاء تكون مقترنة (العينين، الأذنين، الرئتين، الكلى، الأطراف الصدرية والحوضية...).

3. التقسيم(metamerism) - الأجزاء القريبة من الجسم (الأجزاء) متشابهة في البنية. في الثدييات، يتم التعبير عن التجزئة بوضوح في الجزء المحوري من الهيكل العظمي (العمود الفقري).

4. قانون البناء على شكل أنبوب.تتطور جميع أجهزة الجسم (العصبي، الهضمي، التنفسي، البولي، التناسلي...) على شكل أنابيب.

5. تقع معظم الأعضاء غير المزدوجة (المريء، القصبة الهوائية، القلب، الكبد، المعدة...) على طول المحور الرئيسي للجسم.

محاضرة رقم 2.

الجهاز العضلي الهيكلي. الهيكل العظمي: تعريفه ووظائفه

نشوء السلالة. هيكل العظام كعضو. تصنيف العظام.

الجهاز العضلي الهيكلييضمن الحركة والحفاظ على وضعية جسم الحيوان في الفضاء، ويشكل الشكل الخارجي للجسم ويشارك في عمليات التمثيل الغذائي.ويمثل حوالي 60٪ من وزن جسم الحيوان البالغ.

الجهاز العضلي الهيكلي مشروط مقسمة إلى أجزاء سلبية ونشطة . ل الجزء السلبيوتشمل العظام ووصلاتها والتي تعتمد عليها طبيعة حركة الروافع العظمية ووصلات جسم الحيوان (15%). الجزء النشطيتكون من عضلات الهيكل العظمي وملحقاتها المساعدة، وذلك بفضل الانقباضات التي تتحرك بها عظام الهيكل العظمي (45٪). كل من الأجزاء النشطة والسلبية لها أصل مشترك (الأديم المتوسط) ومترابطة بشكل وثيق.

وظائف الجهاز الحركي:

1) النشاط البدنيهو مظهر من مظاهر النشاط الحيوي للكائن الحي، فهو ما يميز الكائنات الحيوانية عن الكائنات النباتية ويحدد ظهور مجموعة واسعة من أساليب الحركة (المشي، الجري، التسلق، السباحة، الطيران).

2) الجهاز العضلي الهيكلي يشكل شكل الجسم - الخارج حيوان ، نظرًا لأن تكوينه حدث تحت تأثير مجال الجاذبية الأرضية ، فإن حجمه وشكله في الحيوانات الفقارية يتميز بتنوع كبير ، وهو ما يفسره ظروف معيشية مختلفة (أرضية ، خشبية أرضية ، متجددة الهواء ، مائية).

3) بالإضافة إلى ذلك، يقوم جهاز الحركة بعدد من الوظائف الحيوية للجسم: البحث عن الطعام والتقاطه؛ الهجوم والدفاع النشط. يقوم بوظيفة الجهاز التنفسي للرئتين(تنفسيمهارات قيادة)؛ يساعد القلبأثناء حركة الدم والليمفاوية في الأوعية ("القلب المحيطي").

4) في الحيوانات ذوات الدم الحار (الطيور والثدييات) جهاز الحركة يضمن الحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة.

يتم توفير وظائف جهاز الحركة من خلال الجهاز العصبي والقلب والأوعية الدمويةوالجهاز التنفسي والهضمي والبولي والجلد والغدد الصماء. وبما أن تطور جهاز الحركة يرتبط ارتباطًا وثيقًا بتطور الجهاز العصبي، فعندما تتعطل هذه الروابط، يجب أولاً شلل جزئي، وثم شللجهاز الحركة (لا يستطيع الحيوان التحرك). مع انخفاض النشاط البدني، تتعطل عمليات التمثيل الغذائي وضمور أنسجة العضلات والعظام.

أجهزة الجهاز العضلي الهيكلي لديها خصائص التشوهات المرنة،عند التحرك فيها هناك الطاقة الميكانيكيةعلى شكل تشوهات مرنة، والتي بدونها لا يمكن أن تحدث الدورة الدموية الطبيعية ونبضات الدماغ والحبل الشوكي. يتم تحويل طاقة التشوهات المرنة في العظام إلى طاقة كهرضغطية، وفي العضلات إلى طاقة حرارية. تعمل الطاقة المنبعثة أثناء الحركة على إزاحة الدم من الأوعية الدموية وتسبب تهيج جهاز المستقبل الذي تدخل منه النبضات العصبية إلى الجهاز العصبي المركزي. وبالتالي فإن عمل جهاز الحركة مرتبط ارتباطاً وثيقاً ولا يمكن تنفيذه بدون الجهاز العصبي، كما أن الجهاز الوعائي بدوره لا يمكن أن يعمل بشكل طبيعي بدون جهاز الحركة.

هيكل عظمي

أساس الجزء السلبي من جهاز الحركة هو الهيكل العظمي. هيكل عظمي(seletos اليونانية - المجففة، المجففة؛ اللاتينية. الهيكل العظمي) - هذه متصلة بترتيب معينالعظام التي تشكل الإطار الصلب (الهيكل العظمي) لجسم الحيوان. وبما أن الكلمة اليونانية التي تعني عظم هي "os"، فإن علم الهيكل العظمي يسمى علم العظام.

يتكون الهيكل العظمي من حوالي 200-300 العظام (الحصان، السلالة -207-214؛ الخنزير، الكلب، القط -271-288)، والتي ترتبط ببعضها البعض باستخدام الأنسجة الضامة أو الغضروفية أو العظمية. تتراوح كتلة الهيكل العظمي للحيوان البالغ من 6% (خنزير) إلى 15% (حصان، ماشية).

الجميع وظائف الهيكل العظمي يمكن تقسيمها إلى مجموعتين كبيرتين: الميكانيكية والبيولوجية. ل وظائف ميكانيكيةتشمل: الحماية، والدعم، والحركي، والربيع، ومضاد الجاذبية، و بيولوجي -التمثيل الغذائي وتكوين الدم (تكون الكريات الدموية).

1) وظيفة الحمايةهو أن الهيكل العظمي يشكل جدران تجاويف الجسم التي توجد فيها الأعضاء الحيوية. على سبيل المثال، يحتوي تجويف الجمجمة على الدماغ، ويحتوي الصدر على القلب والرئتين، ويحتوي تجويف الحوض على الأعضاء البولية التناسلية.

2) وظيفة دعميكمن في حقيقة أن الهيكل العظمي هو دعم للعضلات والأعضاء الداخلية، والتي، من خلال ربطها بالعظام، يتم تثبيتها في موضعها.

3) الوظيفة الحركيةويتجلى الهيكل العظمي في أن العظام عبارة عن روافع تحركها العضلات وتضمن حركة الحيوان.

4) وظيفة الربيعبسبب وجود تكوينات في الهيكل العظمي تعمل على تخفيف الصدمات والصدمات (الوسادات الغضروفية وما إلى ذلك).

5) وظيفة مضادة للجاذبيةيتجلى في حقيقة أن الهيكل العظمي يخلق الدعم لاستقرار الجسم عند ارتفاعه فوق سطح الأرض.

6) المشاركة في عملية التمثيل الغذائي، وخاصة استقلاب المعادن،حيث أن العظام هي مستودع للأملاح المعدنية من الفوسفور والكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم والباريوم والحديد والنحاس وغيرها من العناصر.

7) وظيفة المخزن المؤقت.يعمل الهيكل العظمي كمنطقة عازلة تعمل على استقرار والحفاظ على التركيب الأيوني الثابت للبيئة الداخلية للجسم (التوازن).

8) المشاركة في تكون الدم.يقع نخاع العظم الأحمر في تجاويف نخاع العظم، وينتج خلايا الدم. تبلغ كتلة نخاع العظم بالنسبة لكتلة العظام في الحيوانات البالغة حوالي 40-45٪.

قسم الهيكل العظمي

الهيكل العظمي هو الإطارجسم الحيوان. وعادة ما يتم تقسيمها إلى الرئيسية والمحيطية.

إلى الهيكل العظمي المحوريتشمل الهيكل العظمي للرأس (الجمجمة والجمجمة) والهيكل العظمي للرقبة والجذع والذيل. تحتوي الجمجمة على البنية الأكثر تعقيدًا، حيث تحتوي على الدماغ وأعضاء الرؤية والشم والتوازن والسمع وتجويف الفم والأنف. الجزء الرئيسي من الهيكل العظمي للرقبة والجسم والذيل هو العمود الفقري (العمود الفقري).

العمود الفقريمقسمة إلى 5 أقسام: عنق الرحم، الصدري، القطني، العجزي والذيلي. تتكون منطقة عنق الرحم من الفقرات العنقية (v.cervicalis)؛ المنطقة الصدرية - من الفقرات الصدرية (v.thoracica)، والأضلاع (كوستا) والقص (القص)؛ قطني - من الفقرات القطنية (v.lumbalis)؛ العجز - من عظم العجز (نظام التشغيل العجز) ؛ الذيلية - من الفقرات الذيلية (v.caudalis). الهيكل الأكثر اكتمالا هو القسم الصدري من الجسم، حيث توجد الفقرات الصدرية والأضلاع وعظم الصدر، والتي تشكل معًا الصدر (الصدر)، حيث يوجد القلب والرئتين والأعضاء المنصفية. منطقة الذيل هي الأقل تطورًا في الحيوانات البرية، والتي ترتبط بفقد الوظيفة الحركية للذيل أثناء انتقال الحيوانات إلى نمط الحياة الأرضية.

يخضع الهيكل العظمي المحوري للقوانين التالية الخاصة ببنية الجسم، والتي تضمن حركة الحيوان. وتشمل هذه :

1) القطبية الثنائية (أحادية المحور)يتم التعبير عنه في حقيقة أن جميع أقسام الهيكل العظمي المحوري تقع على نفس محور الجسم، حيث تكون الجمجمة على عمود الجمجمة والذيل على القطب المقابل. تتيح لنا علامة أحادي المحور تحديد اتجاهين في جسم الحيوان: الجمجمة - نحو الرأس والذيلية - نحو الذيل.

2) الثنائية (التماثل الثنائي)تتميز بحقيقة أن الهيكل العظمي، مثل الجذع، يمكن تقسيمه بواسطة المستوى السهمي الوسطي إلى نصفين متماثلين (الأيمن والأيسر)، وفقًا لذلك، سيتم تقسيم الفقرات إلى نصفين متماثلين. تتيح الثنائية (معاداة النزعة) التمييز بين الاتجاهات الجانبية (الجانبية والخارجية) والوسطى (الداخلية) على جسم الحيوان.

3) تجزئة (metamerism)) يكمن في حقيقة أنه يمكن تقسيم الجسم بواسطة طائرات مقطعية إلى عدد معين من القطع المتماثلة نسبيًا - الأجزاء. تتبع Metameres محورًا من الأمام إلى الخلف. على الهيكل العظمي، تكون هذه الميتامات عبارة عن فقرات ذات أضلاع.

4) رباعيات الأرجل– وجود 4 أطراف (2 صدرية و2 حوضية)

5) والانتظام الأخير هو بسبب الجاذبية، موقع الأنبوب العصبي في القناة الشوكية ،وتحته الأنبوبة المعوية بكل مشتقاتها. وفي هذا الصدد يتم تحديد الاتجاه الظهري على الجسم - نحو الظهر والاتجاه البطني - نحو البطن.

الهيكل العظمي المحيطيويمثلها زوجان من الأطراف: الصدري والحوضي. يوجد نمط واحد فقط في الهيكل العظمي للأطراف - الثنائية (معاداة السامية)). يتم إقران الأطراف، وهناك أطراف أيمن وأطراف يسرى. العناصر المتبقية غير متماثلة. يوجد على الأطراف أحزمة (صدرية وحوضية) وهيكل عظمي للأطراف الحرة.

مع مساعدة أحزمةويرتبط الطرف الحر بالعمود الفقري. في البداية، كانت أحزمة الأطراف تحتوي على ثلاثة أزواج من العظام: لوح الكتف، الترقوة، والعظم الغرابي (جميعها محفوظة في الطيور)؛ في الحيوانات، بقي لوح كتف واحد فقط؛ من العظم الغرابي، لم يبق سوى نتوء على حديبة لوح الكتف. تم الحفاظ على الجانب الإنسي، وتوجد أساسيات الترقوة في الحيوانات المفترسة (الكلاب) والقطط). في حزام الحوض، تم تطوير جميع العظام الثلاثة (الحرقفي والعانة والإسكية) بشكل جيد، والتي تنمو معًا.

هيكل عظمي للأطراف الحرةلديه ثلاث روابط. الرابط الأول (stilopodium) له شعاع واحد (اليونانية stilos - عمود، podos - ساق): على الطرف الصدري هو عظم العضد، على طرف الحوض هو عظم الفخذ. الروابط الثانية (zeugopodium) يتم تمثيلها بواسطة شعاعين (zeugos - زوج): على الطرف الصدري توجد عظام الكعبرة والزند (عظام الساعد)، وعلى طرف الحوض توجد عظام الساق والشظية (عظام الساق). . أما الروابط الثالثة (autopodium) فتتشكل: على الطرف الصدري - اليد، على الطرف الحوضي - القدم. إنهم يميزون بين باسيبوديا (القسم العلوي - عظام الرسغ، وبالتالي، رسغ)، ميتابوديوم (الأوسط - عظام مشط القدم ومشط القدم) وأكروبوديوم (القسم الخارجي - كتائب الأصابع).

نشوء الهيكل العظمي

في تطور السلالات الفقارية، يتطور الهيكل العظمي في اتجاهين: خارجي وداخلي.

الهيكل الخارجي يؤدي وظيفة وقائية، وهو سمة من سمات الفقاريات السفلية ويقع على الجسم في شكل قشور أو قذيفة (سلحفاة، أرماديلو). في الفقاريات العليا، يختفي الهيكل الخارجي، لكن عناصره الفردية تبقى، وتغير غرضها وموقعها، وتصبح تغطي عظام الجمجمةوتقع بالفعل تحت الجلد وترتبط بالهيكل العظمي الداخلي. في عملية تكوين السلالات، تمر هذه العظام بمرحلتين فقط من التطور (النسيج الضام والعظام) وتسمى العظام الأولية. إنهم غير قادرين على التجدد، إذا أصيبت عظام الجمجمة، فإنها تضطر إلى استبدالها بألواح اصطناعية.

الهيكل العظمي الداخلي يؤدي بشكل رئيسي وظيفة داعمة. أثناء التطوير، تحت تأثير الحمل الميكانيكي الحيوي، فإنه يتغير باستمرار. إذا نظرنا إلى الحيوانات اللافقارية، فإن هيكلها العظمي الداخلي له شكل أقسام ترتبط بها العضلات.

في البدائية الحبالالحيوانات (لانسيت ), جنبا إلى جنب مع الأقسام، يظهر محور - الحبل الظهري (الحبل الخلوي) مغطى بأغشية النسيج الضام.

ش الأسماك الغضروفية(أسماك القرش، الأشعة) تتشكل الأقواس الغضروفية بشكل قطعي حول الحبل الظهري، والتي تشكل فيما بعد الفقرات. الفقرات الغضروفية،متصلة ببعضها البعض، وتشكل العمود الفقري، والأضلاع متصلة به بطنيًا. لذلك الوتر يبقى على شكل نوى لبية بين أجسام الفقرات. علىفي نهاية الجمجمة من الجسم، يتم تشكيل الجمجمة وتشارك مع العمود الفقري في تكوين الهيكل العظمي المحوري. بعد ذلك، يتم استبدال الهيكل العظمي الغضروفي بهيكل عظمي، أقل مرونة، ولكنه أكثر متانة.

ش الأسماك العظميةالهيكل العظمي المحوري مبني من أقوى - الأنسجة العظمية الليفية الخشنة،والذي يتميز بوجود أملاح معدنية وترتيب عشوائي لألياف الكولاجين (الأوسيين) في المكون غير المتبلور.

مع انتقال الحيوانات إلى نمط الحياة الأرضية، البرمائياتيتم تشكيل جزء جديد من الهيكل العظمي - الهيكل العظمي للأطراف. ونتيجة لذلك، في الحيوانات الأرضية، بالإضافة إلى الهيكل العظمي المحوري، يتم تشكيل هيكل عظمي محيطي (الهيكل العظمي للأطراف). في البرمائيات، وكذلك في الأسماك العظمية، يتكون الهيكل العظمي من نسيج عظمي ليفي خشن، ولكن في الحيوانات الأرضية الأكثر تنظيمًا (الزواحف والطيور والثدييات)تم بناء الهيكل العظمي بالفعل من أنسجة عظمية صفائحية، تتكون من صفائح عظمية تحتوي على ألياف الكولاجين (أوسين) مرتبة بطريقة منظمة.

هكذا، يمر الهيكل العظمي الداخلي للفقاريات بثلاث مراحل من التطور في تطور السلالات:النسيج الضام (الغشائي) والغضروفي والعظام. تسمى عظام الهيكل العظمي الداخلي التي تمر بهذه المراحل الثلاث بالثانوية (البدائية).

تكوين الهيكل العظمي

وفقًا لقانون الوراثة الحيوية الأساسي لباير وإي هيجل، يمر الهيكل العظمي أيضًا خلال عملية تكوين الجنين بثلاث مراحل من التطور: الغشائي (النسيج الضام)، والغضروفي، والعظمي.

في المرحلة الأولى من التطور الجنيني، يكون الجزء الداعم من جسمه عبارة عن نسيج ضام كثيف، والذي يشكل الهيكل العظمي الغشائي. ثم يظهر الجنين وتر،ومن حوله يبدأ بالتشكل أولاً غضروفي،وبعد ذلك العمود الفقري العظمي والجمجمة، ومن ثم الأطراف.

في فترة ما قبل الجنين، يكون الهيكل العظمي بأكمله، باستثناء عظام الجمجمة الأولية، غضروفيويشكل حوالي 50% من وزن الجسم. كل غضروف له شكل عظم مستقبلي ومغطى بسمحاق الغضروف (غشاء نسيج ضام كثيف). خلال هذه الفترة، يبدأ تعظم الهيكل العظمي، أي. تكوين أنسجة العظام بدلا من الغضاريف. التعظم أو التعظم (باللاتينية os-bone، facio-do)يحدث من السطح الخارجي (التعظم الغضروفي) ومن الداخل (التعظم الغضروفي). وبدلاً من الغضروف، يتكون نسيج عظمي ليفي خشن. ونتيجة لذلك، يتكون الهيكل العظمي في الفاكهة من أنسجة عظمية ليفية خشنة.

فقط في فترة حديثي الولادة يتم استبدال الأنسجة العظمية الليفية الخشنة بأنسجة عظمية صفائحية أكثر تقدمًا. خلال هذه الفترة، يلزم إيلاء اهتمام خاص لحديثي الولادة، لأن هيكلهم العظمي ليس قويا بعد. أما الحبل الظهري فتتوضع بقاياه في وسط الأقراص الفقرية على شكل نوى لبية. انتباه خاصخلال هذه الفترة، من الضروري الانتباه إلى العظام التكاملية للجمجمة (القذالي، الجداري والزماني)، لأنها تتجاوز المرحلة الغضروفية. بينهما، في عملية تكوين الجنين، يتم تشكيل مساحات كبيرة من الأنسجة الضامة تسمى اليافوخ (fonticulus)، فقط في سن الشيخوخة تخضع بالكامل للتعظم (التعظم الداخلي).

بنية العظام من وجهة نظر عالم الكيمياء الحيوية

عظام الهيكل العظمي معقدة التركيب الكيميائي. يتكون كل عظم من مركبات عضوية وغير عضوية. ل المركبات غير العضوية يتصل المياه والأملاح المعدنية(أملاح الكالسيوم والفوسفور والمغنيسيوم والصوديوم والبوتاسيوم وعناصر أخرى). مركبات العضوية ممثلة بشكل رئيسي البروتين (أوسين) والدهون(نخاع العظم الأصفر). تحتوي العظام المأخوذة من حيوان بالغ على حوالي 50% ماء، و22% أملاح معدنية، و12% أوسين، و16% دهون. وتعتمد مرونة العظام على مادة الأوسين، وصلابتها على الأملاح المعدنية. مركب محدد من المواد العضوية و المواد غير العضويةيمنح العظام المرونة والمرونة والقوة والصلابة. من حيث الصلابة والمرونة، يمكن مقارنة العظام بالنحاس والبرونز والخرسانة المسلحة. ومع ذلك، فإن نسبة مكونات العظام يمكن أن تتغير تحت تأثير العديد من العوامل وتعتمد على العمر (في الحيوانات الصغيرة تكون نسبة الأوسين إلى العناصر المعدنية 1:1، وفي البالغين 1:2، وفي الحيوانات الكبيرة 1:7، أي 1:7). يتم فقدان المرونة مع تقدم العمر ومرونة العظام، لكن صلابتها وهشاشتها تزداد)، والتغذية (قد يكون هناك خلل في النظام الغذائي في الكالسيوم والفوسفور) والوقت من السنة (في نهاية موسم الرعي هناك دائما الحد الأقصى لمحتوى المعادن).

بنية العظام من وجهة نظر عالم الأنسجة

يتكون العظم من عدة أنسجة، لكن أهمها:

1) أنسجة العظام.وهو شديد التغير (يتغير باستمرار وسرعة)، وهو النسيج الوحيد في الجسم، بخلاف الدم، الذي يمكنه التعافي تمامًا بعد التلف. تحدث فيه عمليتان متعارضتان تمامًا - التدمير (الارتشاف) والترميم (التجديد).تحدث هذه العمليات تحت تأثير القوى الميكانيكية التي تنشأ خلال فترة ثبات وديناميكية الحيوان، وتضمن تجديد الهيكل العظمي. وفق البحوث التجريبية‎يتجدد الهيكل العظمي للإنسان بشكل كامل خلال 6 أشهر.

يتكون النسيج العظمي من الخلايا والمواد بين الخلايا. هناك ثلاثة أنواع من الخلايا العظمية:

أ) بانيات العظم- هذه خلايا شابة مكونة للعظام تقوم بتصنيع المادة بين الخلايا - المصفوفة. عندما تتراكم المادة بين الخلايا، تصبح الخلايا العظمية محصورة فيها وتصبح خلايا عظمية. الوظيفة المساعدة للخلايا العظمية هي المشاركة في عملية ترسيب أملاح الكالسيوم في المادة بين الخلايا (تكلس المصفوفة).

ب) خلية عظمية -هذه خلايا عظمية ناضجة. أنها توفر التكامل الهيكلي والتمثيل الغذائي (التوحيد) للعظام. ويعتقد أن هذه الخلايا تشارك في تكوين العظم (مكون البروتين في العظام) وتحلل (انحلال) المصفوفة غير المعدنية بين الخلايا.

ج) ناقضة العظم- الخلايا العملاقة متعددة النوى التي تظهر في أماكن ارتشاف الهياكل العظمية. وتتمثل مهمتها في إزالة منتجات تسوس العظام وتحلل الهياكل المعدنية.

ز) مادة بين الخلايا (مصفوفة العظام)ممثلة بشكل رئيسي بألياف الكولاجين ومكون غير متبلور يملأ الفراغات بين الألياف والخلايا. استنادا إلى ألياف الكولاجين، يتم ترسيب الجزء المعدني من أنسجة العظام في شكل نظام من مرحلتين من المعادن: بلوري هيدروكسيباتيتوغير متبلور فوسفات الكالسيوم(أكثر تسمية). بسبب وجود المرحلة البلورية للمعادن في العظام، تحدث الكهرباء الضغطية أثناء التشوه المرن. وهكذا تتولد الطاقة اللازمة للتحولات التي تحدث في العظام. العظم مستقطب: الأجزاء المقعرة من العظم مشحونة سلباً (عادةً ما تكون مكتملة بأنسجة عظمية)، والأجزاء المحدبة مشحونة إيجابياً (يحدث فيها ارتشاف - تدمير أنسجة العظام).

هناك نوعان من الأنسجة العظمية:

- ليفية خشنةوالتي تتميز بالترتيب العشوائي لألياف الكولاجين في المادة بين الخلايا. يتم بناء الهيكل العظمي للجنين والمولود من هذا النسيج، وفي الكائن الحي البالغ يوجد في مناطق تعلق الأوتار بالعظام وفي غرز السلاحف بعد شفاءها (التعظم الغضروفي)؛

- لاميلار،وتكمن خصوصيتها في أن ألياف الكولاجين (العظمين) مرتبة بطريقة منظمة وتشكل صفائح أسطوانية مدمجة في بعضها البعض حول الأوعية والأعصاب. تسمى هذه التشكيلات "عظمون". لذلك، الوحدة الهيكلية للأنسجة العظمية الصفائحية هي العظام.

أوستيون(عظم) هو نظام من الصفائح العظمية المتمركزة حول قناة تمر فيها الأوعية الدموية والأعصاب (قناة هافيرسيان).يتكون كل عظم من 5-20 لوحة أسطوانية ويبلغ قطرها 3-4 ملم. يتم لصقها مع مادة غير متبلورة مشربة بالأملاح المعدنية. لا يتم تحديد موقع العظام بشكل عشوائي، ولكن وفقًا للحمل الوظيفي على العظم. تتشكل العظام من ترابيق من مادة العظام، أو الحزم، والتي بدورها تشكل مادة مدمجة (إذا كانت العارضة متماسكة) أو مادة إسفنجية (إذا كانت العارضة فضفاضة) من العظم. يتكون الهيكل العظمي للكائن البالغ بشكل أساسي من الأنسجة العظمية الصفائحية.

بالإضافة إلى الأنسجة العظمية هناك:

2) الأنسجة الغضروفية -يغطي الأسطح المفصلية للعظام (الغضروف الزجاجي) ويشكل مناطق نمو العظام (الغضروف الميتافيزيل). يتكون النسيج الغضروفي من خلايا (خلايا غضروفية، خلايا غضروفية، خلايا غضروفية) ومادة بين الخلايا. خصوصية هذا الأخير هو تركيبه الكيميائي المعقد. في المادة بين الخلايا للغضروف، يتم تمثيل المكونات العضوية بواسطة عديدات السكاريد المخاطية (حمض شوندروتن الكبريتيك، كبريتات الكيراتين). الوحدة الهيكلية للأنسجة الغضروفية هي كوندرون,وهي مجموعة متساوية المنشأ من الخلايا متحدة بمادة بين الخلايا وتحيط بها كبسولة.

هناك ثلاثة أنواع من الأنسجة الغضروفية:

- غضروف زجاجي(في الغالب يتم بناء الهيكل العظمي للجنين منه؛ عند البالغين، يتم بناء الغضاريف المفصلية والضلعية وغضاريف الحنجرة والقصبة الهوائية والشعب الهوائية)؛

- الغضروف الليفي(أشكال الأقراص الفقرية، الغضروف المفصلي)؛

- غضروف مرن(تشكل الأذن، القناة السمعية الخارجية).

3) النسيج الضاميتكون من عدد قليل من الخلايا (الخلايا الليفية، الخلايا الليفية..) والألياف (الكولاجين، المرنة، الشبكية) ومادة غير متبلورة. يتكون أساس المكون غير المتبلور من عديدات السكاريد المخاطية الشبيهة بالهلام (جليكوزامينوجليكان محايد وحمضي).

هناك عدة أنواع من الأنسجة الضامة:

- النسيج الضام فضفاضةيرافق دائمًا الأوعية (الدم واللمفاوية) والأعصاب. خصوصيتها هي غلبة الخلايا والمكونات غير المتبلورة على الألياف. يشكل النسيج الضام الرخو الطبقة الداخلية من السمحاق، ويبطن الجزء الداخلي من التجويف النخاعي ويشكل ترابيكولا تخترق من خلالها الأعصاب والدم والأوعية اللمفاوية العظم؛

- النسيج الضام الكثيفيغطي العظم من الخارج ويشكل الطبقة الليفية من السمحاق. ها ميزة مميزةهو غلبة الهياكل الليفية في المادة بين الخلايا.

5 )الأنسجة النخاعيةيشكل حمة نخاع العظم الأحمر ويحدث فيه تطور خلايا الدم (كريات الدم الحمراء، كريات الدم البيضاء...).

6) الدم والليمف- الأنسجة السائلة في البيئة الداخلية التي تشارك في نقل العناصر الغذائية والأكسجين وثاني أكسيد الكربون والمنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي. يؤدون وظائف التغذية والنقل والحماية. تحتوي العظام على ما يصل إلى 50٪ من الدم الوريدي.

7) البطانة –هذا نوع خاص من الأنسجة الظهارية التي تشكل الجدار الداخلي للأوعية الدموية.

8) الأنسجة العصبية -على شكل أعصاب ونهايات عصبية.

بنية العظام من وجهة نظر التشريح

كل عظم (لاتينية أوس - عظم)هي هيئة مستقلة. لها شكل وحجم وبنية معينة. يتكون العظم كعضو في حيوان بالغ من المكونات التالية المرتبطة ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض:

1)السمحاق- السمحاق، يقع على سطح العظم ويتكون من طبقتين. تتكون الطبقة الخارجية (الليفية) من نسيج ضام كثيف وتقوم بوظيفة وقائية وتقوي العظام وتزيد من خصائصها المرنة. تتكون الطبقة الداخلية (العظمية المنشأ) من السمحاق من نسيج ضام فضفاض، يحتوي على أعصاب وأوعية دموية وعدد كبير من الخلايا العظمية (الخلايا المكونة للعظم). بسبب هذه الطبقة، يحدث تطور ونمو في سمك وتجديد العظام بعد تعرضها للتلف. يندمج السمحاق بقوة مع العظم بمساعدة ألياف النسيج الضام المثقبة (ألياف شاربي) التي تخترق عمق العظم. وبالتالي، فإن السمحاق يؤدي وظائف وقائية وغذائية وعظمية.

لا يمكن أن يوجد عظم بدون سمحاق، مثل شجرة بدون لحاء. يمكن للسمحاق، بعد إزالة العظم منه بعناية، أن يشكل عظمًا مرة أخرى بسبب الخلايا السليمة في طبقته الداخلية.

2)مادة مدمجة (كثيفة).العظام – المادة المدمجة - تقع خلف السمحاق ومبنية من أنسجة عظمية صفائحية تشكل عوارض عظمية (حزم). السمة المميزة للمادة المدمجة هي ترتيب كثيف لقضبان العظام. يتم ضمان قوة المكتنز من خلال بنيته وقنواته ذات الطبقات، والتي يوجد بداخلها أوعية تحمل الدم. من حيث القوة، فإن المادة المدمجة تساوي الحديد الزهر أو الجرانيت.

3)مادة إسفنجيةالعظام - المادة الإسفنجية - تقع تحت المادة المضغوطة داخل العظم وهي مبنية أيضًا من الأنسجة العظمية الصفائحية. من السمات المميزة للمادة الإسفنجية أن العوارض العظمية مرتبة بشكل غير محكم وتشكل خلايا، وبالتالي فإن المادة الإسفنجية تشبه حقًا الإسفنج في هيكلها. بالمقارنة مع العظم المضغوط، فهو يتميز بخصائص تشوه أكثر وضوحًا ويتشكل على وجه التحديد في تلك الأماكن التي تعمل فيها قوى الضغط والتوتر على العظم. يتوافق اتجاه الحزم العظمية للمادة الإسفنجية مع خطوط الضغط الرئيسية. تكون التشوهات المرنة في المادة الإسفنجية أكثر وضوحًا (4-6 مرات). يعتمد توزيع المواد المضغوطة والإسفنجية على الظروف الوظيفية للعظم. توجد المادة المدمجة في تلك العظام وفي تلك الأجزاء منها التي تؤدي وظائف الدعم والحركة (على سبيل المثال، في شلل العظام الأنبوبية). في الأماكن التي يكون فيها الحجم الكبير من الضروري الحفاظ على الخفة والقوة في نفس الوقت، يتم تشكيل مادة إسفنجية (على سبيل المثال، في المشاش للعظام الأنبوبية).

4) يقع داخل العظم تجويف النخاع– النخاع الأجوف ، جدرانه من الداخل وكذلك سطح الحزم العظمية مغطاة بغشاء ليفي رقيق من النسيج الضام فغر داخلي -بطانة الرحم. مثل السمحاق، يحتوي بطانة العظم على خلايا عظمية عظمية، والتي ينمو بها العظم من الداخل ويتم استعادته أثناء الكسور.

5) توجد في الخلايا مادة إسفنجية وتجويف النخاع العظمي نخاع العظام الأحمر– النخاع الأحمر، حيث تتم عمليات المكونة للدم. في الأجنة والأطفال حديثي الولادة، تشكل جميع العظام تكوينًا للدم، ولكن مع التقدم في السن، يتم استبدال الأنسجة النخاعية (المكونة للدم) تدريجيًا بالأنسجة الدهنية ويتحول نخاع العظم الأحمر إلى اللون الأصفر - النخاع العظمي - ويفقد وظيفته المكونة للدم (في الحيوانات الأليفة، تبدأ هذه العملية من الشهر الثاني بعد الولادة). النسبة بين نخاع العظم الأحمر والأصفر في العجول البالغة من العمر شهر واحد هي 9:1، وفي البالغين 1:1. يتم تخزين نخاع العظم الأحمر لفترة أطول في المادة الإسفنجية للفقرات والقص.

6)الغضروف المفصلي– الغضروف المفصلي – يغطي الأسطح المفصلية للعظم ومبني من نسيج غضروفي زجاجي. يختلف سمك الغضروف بشكل كبير. كقاعدة عامة، يكون أرق في الجزء القريب من العظم منه في الجزء البعيد. لا يحتوي الغضروف المفصلي على سمحاق الغضروف ولا يخضع للتعظم أبدًا. مع حمولة ثابتة كبيرة، يصبح أرق.

وهكذا، في عظام الحيوان البالغ يتم تمييز ما يلي طبقة بعد طبقة:

1) السمحاق، 2) مادة مضغوطة، 3) مادة إسفنجية، 4) تجويف النخاع مع بطانة الرحم، 5) نخاع العظم، 6) الغضروف المفصلي.

بالإضافة إلى المكونات الستة المذكورة أعلاه، يحتوي العظم النامي أيضًا على مكونات أخرى تشكل مناطق نمو العظام. هناك المزيد في مثل هذا العظم الغضروف الميتافيزيلي,يفصل جسم العظم (الجدل) عن أطرافه (المشاش)، وثلاثة أنواع من الأنسجة العظمية المصممة خصيصًا والمتصلة بهذا الغضروف وتسمى العظم تحت الغضروفي.

تصنيف العظام

يعتمد التصنيف على شكل (بنية) وتطور ووظيفة العظام.

يجب على الإنسان أن يطيع قوانين الطبيعة، لأنه... هذه قوانين موضوعية وهي أعلى مرتبة من قوانين المجتمع. في المجموع، تم اكتشاف أكثر من 250 قانونًا، دعنا نسمي القوانين الأساسية لتطور الطبيعة (وفقًا لـ N. F. Reimers):

• 1. قانون الهجرة الحيوية للذرات (V.I. Vernadsky). أحد الاحتياجات الرئيسية هو الحفاظ على السطح الحي للأرض في حالة دون تغيير نسبيًا. يحدد هذا القانون الحاجة إلى مراعاة التأثيرات على الكائنات الحية في أي مشاريع تحويل الطبيعة؛
• 2. قانون التوازن الديناميكي الداخلي (أي تغيرات في البيئة والمادة والطاقة والمعلومات وغيرها تؤدي حتماً إلى تطور الطبيعة) ردود الفعل المتسلسلةأو إلى تكوين أنظمة بيئية جديدة قد يصبح تكوينها غير قابل للرجوع فيه بسبب التغيرات البيئية)؛
• 3. قانون "الكل أو لا شيء" (هـ. بولينج). مفيدة للتنبؤ البيئي.
• 4. قانون الثبات (فيرنادسكي ف. آي.). كمية المادة الحية في الطبيعة ثابتة. نتيجة للقانون هي قاعدة الملء الإلزامي للمنافذ البيئية، وبشكل غير مباشر مبدأ الاستبعاد (T. F. Gause)؛
• 5. قانون الحد الأدنى (ج. ليبج). يتم تحديد قدرة الجسم على التحمل من خلال الحلقة الأضعف في سلسلة الاحتياجات البيئية؛
• 6. قانون الموارد الطبيعية المحدودة (الكل الموارد الطبيعيةالأراضي محدودة.
• 7. قانون تطوير النظام الطبيعي على حساب البيئة. التنمية الذاتية المعزولة تماما أمر مستحيل. يتطور المحيط الحيوي للأرض ليس فقط على حساب موارد الكوكب، ولكن أيضًا تحت تأثير سيطرة أنظمة الفضاء (الطاقة الشمسية)؛
• 8. قانون تقليل الكثافة البيئية للمنتجات النهائية (الكفاءة البشرية من 2 إلى 5% والباقي يذهب هدراً)؛
• 9. قانون الانخفاض في إمكانات الموارد الطبيعية. ومع وجود طريقة إنتاج واحدة ونوع واحد من التكنولوجيا، يصبح الوصول إلى الموارد الطبيعية أقل صعوبة ويتطلب المزيد من العمالة والطاقة لاستخراجها؛
• 10. قانون خفض كفاءة استخدام الطاقة في الإدارة البيئية. زادت تكلفة وحدة المنتجات الطبيعية بمقدار 58-62 مرة مقارنة بالعصر الحجري. كان استهلاك الطاقة للفرد (كيلو كالوري/يوم) في العصر الحجري 4 آلاف، وفي مجتمع زراعي 12 ألف، وفي الدول الصناعية المتقدمة أصبح الآن 230-250 ألف، ومنذ بداية القرن العشرين، زادت كمية الطاقة لكل وحدة زاد الإنتاج الزراعي بنسبة 8 -10 مرات. إن كفاءة الطاقة الإجمالية للإنتاج الزراعي أعلى بـ 30 مرة من ظروف الزراعة البدائية. إن الزيادة في تكاليف الطاقة للأسمدة والمعدات بمقدار عشرة أضعاف توفر زيادة في المحصول بنسبة 10% إلى 15% فقط؛
• 11. قانون تناقص خصوبة التربة (الطبيعية) (فقد تم فقدان 50% من الأراضي الصالحة للزراعة في العالم بمعدل خسارة متوسط ​​قدره 7 ملايين هكتار/سنة). إن تكثيف الإنتاج الزراعي يجعل من الممكن الحصول على المزيد من العائدات باستخدام قدر أقل من العمالة ويحيد جزئيًا تأثير قانون تناقص العائدات، ولكن في الوقت نفسه تنخفض كفاءة استخدام الطاقة في الإنتاج؛
• 12. قانون الوحدة الفيزيائية والكيميائية للمادة الحية (V.I. Vernadsky). جميع الكائنات الحية على الأرض متحدة فيزيائيا وكيميائيا. أي عوامل فيزيائية وكيميائية قاتلة لبعض الكائنات الحية (مكافحة الآفات) لا يمكن إلا أن يكون لها تأثير ضار على الآخرين (يسمم الإنسان نفسه بالسموم والمبيدات الحشرية!) ؛
• 13. قانون الارتباط البيئي. (مهم بشكل خاص للحفاظ على الأنواع الحيوانية)؛
• 14. ب. "قوانين" البيئة العامة: 1) كل شيء مرتبط بكل شيء؛ 2) كل شيء يجب أن يذهب إلى مكان ما؛ 3) الطبيعة "تعرف" بشكل أفضل. 4) لا شيء يعطى مجانا.