1. Биология как наука и методы научного познания Читать 0 мин

Познание – это процесс постижения человеком новых, ранее неизвестных знаний.
Структура процесса познания:

Характеристика основных видов познания

Вопрос о соотношении чувственного и рационального вызвал появление двух философских направлений.
Эмпиризм — единственным источником всех наших знаний является чувственный опыт.
Рационализм — наши знания могут быть получены только с помощью ума, без опоры на чувства.
Но противопоставлять чувственное и рациональное в познании нельзя, так как две ступени познания проявляются как единый процесс. Различие же между ними не временное, а качественное: первая ступень низшая, вторая высшая. Знание является единством чувственного и рационального познания действительности.

Знание — результат познания действительности, содержание сознания.

Виды знаний:
Заблуждение – знание, не соответствующее реальному объекту, но принимаемое за истину. Ложь — сознательное искажение образа объекта.
Житейское — основано на здравом смысле, формируется в результате повседневной жизни людей, сводится к констатации фактов и их описанию.
Практическое — основой является деятельность людей по реализации потребностей.
Художественное — строится на образе, характеризуется эмоциональностью, субъективностью.
Научное — характеризуется стремлением к объективности, системностью, логичностью, существует в форме понятий и категорий, общих принципов, законов, теорий.
Рациональное — отражает реальность в терминах, строится на рациональном мышлении.
Иррациональное — отражает реальность в эмоциях, часто основано на интуиции, не подчиняется законам логики.

Формы познания

Особенности социального познания:
— субъект и объект познания совпадают (общество изучает самого себя, социолог видит процесс изнутри, так как сам является участником общественных отношений. Поэтому большую роль играет личностная оценка общественных явлений);
— ограничены возможности исследователя (не всегда можно провести эксперимент);
— сложность и изменчивость объекта изучения порождает плюрализм точек зрения на общество.

При изучении общества следует применять конкретно-исторический подход:
— устанавливать зависимость между прошлым и будущим;
— выявляя общие закономерности, необходимо помнить о своеобразии и неповторимости исторического пути народов, стран, регионов;
— изучать общественные явления в их многообразии и взаимозависимости;
— рассматривать текущую деятельность как результат предыдущей.

Особенности познания средствами искусства:
— эмоциональная окрашенность;
— осуществляется при помощи образов.
Образ – это отражение действительности, обладающее определёнными свойствами реально существующего предмета, преломлённое через внутренний мир творца (художника, режиссёра, писателя).
Канон – свод прикладных правил создания образа. Характеризуется особенностями мировоззрения эпохи. (Например, в период античности воспевается красота человеческого тела, пропорциональность; в Средние века тело воспринимается как нечто греховное, поэтому изображается плоско, покрыто одеждами).

Научное познание

Наука является основной формой человеческого познания.

Научное познание отличается от обыденного:

Выделяют два уровня научного познания — эмпирический и теоретический. Главной задачей эмпирического уровня научного познания является описание предметов и явлений, а основной формой получаемого знания — эмпирический (научный) факт. На теоретическом уровне происходит объяснение изучаемых явлений; полученное знание фиксируется в форме законов, принципов и научных теорий, в которых раскрывается сущность познаваемых объектов.

Основными методами, используемыми в процессе эмпирического познания, являются наблюдение, эмпирическое описание, эксперимент и др.

Наблюдение представляет собой целенаправленное изучение отдельных предметов и явлений, в ходе которого наблюдающий получает знания о внешних свойствах и признаках изучаемого объекта. Наблюдение опирается на такие формы чувственного познания, как ощущение, восприятие, представление.

Итогом наблюдения является эмпирическое описание, в процессе которого полученные сведения фиксируются с помощью языковых средств или других знаковых форм.

Особое место среди вышеперечисленных методов занимает эксперимент. Экспериментом называется такой метод изучения явлений, который осуществляется в строго определенных условиях, причем последние могут при необходимости воссоздаваться и контролироваться субъектом познания (ученым). Особым видом эксперимента является мыслительный эксперимент, при котором заданные условия являются воображаемыми, но обязательно соответствующими законам науки и правилам логики. При проведении мыслительного эксперимента ученый оперирует не реальными объектами познания, а их образами или теоретическими моделями. На этом основании данный вид эксперимента относят не к эмпирическим, а к теоретическим методам научного познания. Можно сказать, что он является связующим звеном между двумя уровнями научного познания — теоретическим и эмпирическим.

К числу других методов, использующихся в процессе теоретического научного познания, можно отнести метод гипотезы, а также формулирование научной теории и др.

Сущностью метода гипотезы является выдвижение и обоснование некоторых предположений, с помощью которых рассчитывают объяснить те эмпирические факты, которые не укладываются в рамки прежних учений. Целью проверки гипотезы является формулирование законов, принципов или теорий, объясняющих явления окружающего мира. Такие гипотезы называют объяснительными. Наряду с ними существуют так называемые экзистенциальные гипотезы, т. е. предположения о существовании явлений, которые еще не известны науке, но, возможно, вскоре будут открыты (примером такой гипотезы может служить предположение о существовании еще не открытых элементов периодической таблицы Д. И. Менделеева).

На проверке гипотез основано построение научных теорий. Научной теорией называется логически непротиворечивое описание явлений окружающего мира, которое выражено особой системой понятий. Любая научная теория выполняет не только описательную, но и прогностическую функцию: она помогает определить направление дальнейшего развития общества, а также происходящих в нем явлений и процессов. В этом ее основное значение.

Социальные науки, их классификация

Общество — настолько сложный объект, что одной науке не по силам изучить его. Только общими усилиями многих наук можно полно и непротиворечиво изучить и описать самое сложное образование, какое только существует на этом свете, — человеческое общество. Совокупность наук, изучающих общество в целом, называют обществознанием. В числе этих наук — философия, история, социология, экономика, политология, психология и социальная психология, антропология и культурология. Это фундаментальные науки, состоящие из множества поддисциплин, разделов, направлений, научных школ.

Возникнув позже многих других наук, обществознание вбирает их понятия и конкретные результаты — статистику, табличные данные, графики, понятийные схемы и теоретические категории.

В совокупности наук, относящихся к обществознанию, выделяют две разновидности — социальные и гуманитарные.

Если социальные науки — это науки о поведении людей, то гуманитарные — это науки о духе. Можно сказать иначе, предметом социальных наук является общество, а предметом гуманитарных дисциплин — культура. Основным предметом социальных наук выступает поведение людей.

Социология, психология, социальная психология, экономика, политология, а также антропология и этнография (наука о народах) относятся к социальным наукам. У них много общего, они тесно связаны между собой и составляют своего рода научный союз. Примыкает к нему группа других, родственных ему дисциплин — философия, история, искусствознание, культурология, литературоведение. Их относят к гуманитарному знанию.

Поскольку смежные науки постоянно взаимодействуют и обогащают друг друга новыми знаниями, границы между социальной философией, социальной психологией, экономикой, социологией и антропологией можно считать весьма условными. На их пересечении постоянно возникают междисциплинарные науки — к примеру, на стыке социологии и антропологии появилась социальная антропология, на стыке экономики и психологии — экономическая психология. Кроме того, существуют такие интегративные дисциплины, как юридическая антропология, социология права, экономическая социология, культурная антропология, психологическая и экономическая антропология, историческая социология.

К разделу ведущих общественных наук относятся:

Экономика — наука, изучающая принципы организации хозяйственной деятельности людей, отношения производства, обмена, распределения и потребления, формирующиеся в каждом обществе, формулирует основания рационального поведения производителя и потребителя благ. Экономика изучает также поведение больших масс людей в рыночной ситуации. В малом и большом — в общественной и частной жизни — люди и шага ступить не могут, не затрагивая экономических отношений. Договариваясь о работе, покупая товары на рынке, считая свои доходы и затраты, требуя выплаты зарплаты и даже собираясь в гости, мы так или иначе учитываем принципы экономии.

Социология — наука, изучающая взаимоотношения, возникающие между группами и общностями людей, характер структуры общества, проблемы социального неравенства и принципы разрешения социальных конфликтов.

Политология — наука, изучающая феномен власти, специфику социального управления, а также отношения, возникающие в процессе осуществления государственно-властной деятельности.

Психология — наука о закономерностях, механизмах и фактах психической жизни человека и животных. Основная тема психологической мысли античности и средних веков — проблема души. Психологи изучают устойчивое и повторяющееся в индивидуальном поведении. В центре внимания находятся проблемы восприятия, памяти, мышления, обучения и развития человеческой личности. В современной психологии много отраслей знания, в том числе психофизиология, зоопсихология и сравнительная психология, социальная психология, детская психология и педагогическая психология, возрастная психология, психология труда, психология творчества, медицинская психология и др.

Антропология — наука о происхождении и эволюции человека, образовании человеческих рас и о нормальных вариациях физического строения человека. Она изучает примитивные племена, которые сохранились с первобытных времен в затерянных уголках планеты: их обычаи, традиции, культуру, манеры поведения.

Социальная психология изучает малые группы. В роли малой группы может выступать семья, компания друзей, спортивная команда. Социальная психология — это пограничная дисциплина. Она сформировалась на стыке социологии и психологии, взяв на себя те задачи, которые не могли решить эти науки. Оказалось, что большое общество воздействует на индивида не прямо, а через посредника — малые группы. Этот ближайший к человеку мир друзей, знакомых и родных играет исключительную роль в нашей жизни. Мы вообще живем не в больших мирах, а в малых, — в конкретном доме, семье, фирме и т. п. Малый мир влияет на нас порой даже сильнее, чем большой. Вот почему появилась наука, которая вплотную занялась его изучением.

История — одна из важнейших наук в системе социально-гуманитарного знания. Объектом ее изучения является человек, его деятельность на протяжении существования человеческой цивилизации. Слово «история» греческого происхождения и означает «исследование», «разыскивание». Некоторые ученые считали, что объектом изучения истории является прошлое. Известный французский историк М. Блок категорически возражал против этого: «Сама мысль, что прошлое как таковое способно быть объектом науки, абсурдна». Так ли это?

Возникновение исторической науки относится ко временам древних цивилизаций. «Отцом» истории принято считать древнегреческого историка Геродота, составившего труд, посвященный греко-персидским войнам. Однако это вряд ли справедливо: Геродот использовал не столько исторические данные, сколько сказания, предания и мифы, поэтому труд его не может считаться вполне достоверным. Значительно больше оснований считать «отцами» истории Фукидида, Полибия, Арриана, Тацита, Марцеллина. Эти древние историки использовали для описания событий документы, собственные наблюдения, свидетельства очевидцев. Все древние народы считали себя народами-историографами и почитали историю как учительницу жизни. Полибий писал: «Уроки, почерпнутые из истории, наиболее верно ведут к просвещению и подготовляют к занятию общественными делами, повесть об испытаниях других людей есть вразумительнейшая и единственная наставница, научающая нас мужественно переносить превратности судьбы».

И хотя с течением времени люди стали сомневаться в том, что история может научить последующие поколения не повторять ошибки предыдущих, важность изучения этой науки не оспаривалась. Известный русский историк В. О. Ключевский в своих размышлениях об истории писал: «История ничему не учит, а только наказывает за незнание уроков».

Культурологию интересует прежде всего мир искусства — живопись, архитектура, скульптура, танцы, развлечения и массовые зрелища, институты образования и науки. Субъектами культурного творчества выступают индивиды, малые и большие группы. В этом смысле культурология охватывает все типы объединения людей, но только в той мере, насколько это касается создания культурных ценностей.

Демография изучает население — все множество людей, составляющих человеческое общество. Демографию интересует прежде всего то, как люди воспроизводятся, сколько живут, почему и в каком количестве умирают и куда передвигаются большие человеческие массы. Она смотрит на человека отчасти как на природное, отчасти как на общественное существо. Рождаются, умирают и размножаются все живые существа. Эти процессы регулируются в первую очередь биологическими законами. Например, наука считает, что больше 110–150 лет человек жить не может. Таков его биологический ресурс. Однако большинство людей доживают в среднем до 60–70 лет. Но это сегодня, а двести лет назад средняя продолжительность жизни не превышала 30–40 лет. В бедных и слаборазвитых странах и сегодня люди живут меньше, чем в богатых и развитых. Продолжи- тельность жизни человека определяется как биологическими, наследственными особенностями, так и социальными условиями (быт, труд, отдых, питание).

Клетка как биологическая система

Одним из основополагающих понятий в современной биологии является представление о том, что всем живым организмам присуще клеточное строение. Изучением строения клетки, ее жизнедеятельности и взаимодействия с окружающей средой занимается наука цитология, в настоящее время чаще именуемая клеточной биологией. Своему появлению цитология обязана формулировке клеточной теории (1838–1839 гг., М. Шлейден, Т. Шванн, дополнена в 1855 г. Р. Вирховым).

Клеточная теория является обобщенным представлением о строении и функциях клеток как единиц живого, об их размножении и роли в формировании многоклеточных организмов.

Основные положения клеточной теории:

Благодаря созданию клеточной теории стало понятно, что клетка является мельчайшей единицей жизни, элементарной живой системой, которой присущи все признаки и свойства живого. Формулировка клеточной теории стала важнейшей предпосылкой развития воззрений на наследственность и изменчивость, так как выявление их природы и присущих им закономерностей неизбежно наводило на мысль об универсальности строения живых организмов. Выявление единства химического состава и плана строения клеток послужило толчком и для развития представлений о происхождении живых организмов и их эволюции. Кроме того, происхождение многоклеточных организмов из единственной клетки в процессе эмбрионального развития стало догмой современной эмбриологии.

Развитие знаний о клетке

До XVII века человек вообще ничего не знал о микроструктуре окружающих его предметов и воспринимал мир невооруженным глазом. Прибор для изучения микромира — микроскоп — был изобретен приблизительно в 1590 году голландскими механиками Г. и З. Янсенами, однако его несовершенство не давало возможности рассмотреть достаточно мелкие объекты. Лишь создание на его основе так называемого сложного микроскопа К. Дреббелем (1572–1634) способствовало прогрессу в данной области.

В 1665 году английский ученый-физик Р. Гук (1635–1703) усовершенствовал конструкцию микроскопа и технологию шлифовки линз и, желая убедиться в улучшении качества изображения, рассматривал под ним срезы пробки, древесного угля и живых растений. На срезах он обнаружил мельчайшие поры, напоминающие пчелиные соты, и назвал их клетками (от лат. целлюла — ячейка, клетка). Интересно отметить, что Р. Гук считал главным компонентом клетки клеточную оболочку.

Во второй половине XVII века появились работы виднейших микроскопистов М. Мальпиги (1628–1694) и Н. Грю (1641–1712), также обнаруживших ячеистое строение многих растений.

Чтобы удостовериться, что увиденное Р. Гуком и другими учеными является правдой, не имевший специального образования голландский торговец А. ван Левенгук самостоятельно разработал конструкцию микроскопа, принципиально отличавшуюся от уже существующей, и усовершенствовал технологию изготовления линз. Это позволило ему достичь увеличения в 275–300 раз и рассмотреть такие детали строения, которые были технически недоступны остальным ученым. А. ван Левенгук был непревзойденным наблюдателем: он тщательно зарисовывал и описывал увиденное под микроскопом, но не стремился объяснить этого. Он открыл одноклеточные организмы, в том числе и бактерии, в клетках растений обнаружил ядра, хлоропласты, утолщения клеточных стенок, но оценить его открытия смогли намного позже.

Открытия компонентов внутреннего строения организмов в первой половине XIX века следовали одно за другим. Г. Моль различил в клетках растений живое вещество и водянистую жидкость — клеточный сок, обнаружил поры. Английский ботаник Р. Броун (1773–1858) в 1831 году открыл ядро в клетках орхидей, затем оно было обнаружено во всех растительных клетках. Чешский ученый Я. Пуркинье (1787–1869) для обозначения полужидкого студенистого содержимого клетки без ядра ввел термин «протоплазма» (1840). Дальше всех современников продвинулся бельгийский ботаник М. Шлейден (1804–1881), который, изучая развитие и дифференциацию разнообразных клеточных структур высших растений, доказал, что все растительные организмы ведут свое происхождение от одной клетки. Он же рассмотрел в ядрах клеток чешуи лука округлые тельца-ядрышки (1842).

В 1827 году русский ученый-эмбриолог К. Бэр обнаружил яйцеклетки человека и других млекопитающих, опровергнув тем самым представления о развитии организма исключительно из мужских гамет. Кроме того, он доказал формирование многоклеточного животного организма из единственной клетки — оплодотворенной яйцеклетки, а также сходство стадий зародышевого развития многоклеточных животных, которое наводило на мысль о единстве их происхождения. Сведения, накопленные к середине XIX века, требовали обобщения, которым и стала клеточная теория. Ее формулировке биология обязана немецкому зоологу Т. Шванну (1810–1882), который на основе собственных данных и выводов М. Шлейдена о развитии растений выдвинул предположение о том, что если в каком-либо видимом под микроскопом образовании присутствует ядро, то это образование является клеткой. Основываясь на данном критерии, Т. Шванн сформулировал основные положения клеточной теории.

Немецкий врач и патолог Р. Вирхов (1821–1902) внес в эту теорию еще одно важное положение: клетки возникают только путем деления исходной клетки, т. е. клетки образуются только из клеток («клетка от клетки»).

Со времени создания клеточной теории учение о клетке как о единице структуры, функции и развития организма непрерывно развивалось. К концу XIX века благодаря успехам микроскопической техники было уточнено строение клетки, описаны органоиды — части клетки, выполняющие различные функции, исследованы способы образования новых клеток (митоз, мейоз) и стало понятным первостепенное значение клеточных структур в передаче наследственных свойств. Применение новейших физико-химических методов исследования позволило углубиться в процессы хранения и передачи наследственной информации, а также исследовать тонкое строение каждой из структур клетки. Все это способствовало выделению науки о клетке в самостоятельную отрасль знания — цитологию.

Клеточное строение организмов, сходство строения клеток всех организмов — основа единства органического мира, доказательства родства живой природы

Все известные на сегодняшний день живые организмы (растения, животные, грибы и бактерии) имеют клеточное строение. Даже вирусы, которые не имеют клеточного строения, могут размножаться только в клетках. Клетка — элементарная структурно-функциональная единица живого, которой присущи все его проявления, в частности, обмен веществ и превращения энергии, гомеостаз, рост и развитие, воспроизведение и раздражимость. При этом именно в клетках хранится, перерабатывается и реализуется наследственная информация.

Несмотря на все разнообразие клеток, план строения для них един: все они содержат наследственный аппарат, погруженный в цитоплазму, и окружающую клетку плазматическую мембрану.

Клетка возникла в результате длительной эволюции органического мира. Объединение клеток в многоклеточный организм не является простым суммированием, так как каждая клетка, сохраняя все присущие живому организму признаки, в то же время приобретает новые свойства вследствие выполнения ею определенной функции. С одной стороны, многоклеточный организм можно разделить на составляющие его части — клетки, но с другой стороны, сложив их вновь воедино, невозможно восстановить функции целостного организма, так как лишь во взаимодействии частей системы появляются новые свойства. В этом проявляется одна из основных закономерностей, характеризующих живое, — единство дискретного и целостного. Небольшие размеры и значительное количество клеток создают у многоклеточных организмов большую поверхность, необходимую для обеспечения быстрого обмена веществ. Кроме того, в случае гибели одной части организма его целостность может быть восстановлена за счет воспроизведения клеток. Вне клетки невозможны хранение и передача наследственной информации, хранение и перенос энергии с последующим превращением ее в работу. Наконец, разделение функций между клетками в многоклеточном организме обеспечило широкие возможности приспособления организмов к среде обитания и явилось предпосылкой усложнения их организации.

Таким образом, установление единства плана строения клеток всех живых организмов послужило доказательством единства происхождения всего живого на Земле.

Методы изучения генетики человека

Методы, применяемые в генетике человека, принципиально не отличаются от общепринятых для других объектов — это генеалогический, близнецовый, цитогенетический, дерматоглифический, молекулярно-биологический и популяционно-статистический методы, метод гибридизации соматических клеток и метод моделирования. Их использование в генетике человека учитывает специфику человека как генетического объекта.

Близнецовый метод помогает определить вклад наследственности и влияние условий окружающей среды на проявление признака на основе анализа совпадения этих признаков у однояйцевых и разнояйцевых близнецов. Так, у большинства однояйцевых близнецов совпадают группы крови, цвет глаз и волос, а также целый ряд других признаков, тогда как корью болеют одновременно оба типа близнецов.

Дерматоглифический метод основан на исследовании индивидуальных особенностей кожных рисунков пальцев рук (дактилоскопия), ладоней и ступней ног. На основе этих особенностей он зачастую позволяет своевременно выявить наследственные заболевания, в частности хромосомные аномалии, такие как синдром Дауна, Шерешевского – Тернера и др.

Генеалогический метод — это метод составления родословных, с помощью которых определяют характер наследования изучаемых признаков, в том числе наследственных болезней, и прогнозируют рождение потомков с соответствующими признаками. Он позволил выявить наследственную природу таких заболеваний, как гемофилия, дальтонизм, хорея Гентингтона и др. еще до открытия основных закономерностей наследственности. При составлении родословных ведут записи о каждом из членов семьи и учитывают степень родства между ними. Далее на основании полученных данных с помощью специальной символики строится родословное древо.

Генеалогический метод можно использовать на одной семье, если есть сведения о достаточном количестве прямых родственников человека, родословная которого составляется — пробанда, — по отцовской и материнской линиям, в противном случае собирают сведения о нескольких семьях, в которых проявляется данный признак. Генеалогический метод позволяет установить не только наследуемость признака, но и характер наследования: доминантный или рецессивный, аутосомный или сцепленный с полом и т. д. Так, по портретам австрийских монархов Габсбургов было установлено наследование прогнатии (сильно выпяченной нижней губы) и «королевской гемофилии » у потомков британской королевы Виктории.

Значение генетики для медицины. Наследственные болезни человека, их причины,
профилактика. Вредное влияние мутагенов, алкоголя, наркотиков, никотина на генетический
аппарат клетки. Защита среды от загрязнения мутагенами. Выявление источников
мутагенов в окружающей среде (косвенно) и оценка возможных последствий их влияния
на собственный организм

Изучение закономерностей наследственности и изменчивости на растительных и животных объектах со временем привело к пониманию того, что наряду с инфекционными заболеваниями человека существует и значительное число (более 4000) наследственных болезней, развитие многих из которых обусловлено взаимодействием генетических программ и условий окружающей среды. Наследственные болезни затрагивают многие стороны обмена веществ, приводят к нарушениям структуры тканей и органов, а также психическим отклонениям.

Если ранее едва ли не единственными средствами профилактики наследственных заболеваний были запрет рожать детей женщинам, уже имеющим детей с отклонениями в развитии, а также принудительная стерилизация, то в настоящее время арсенал медицинских генетиков значительно расширился. Так, определение носительства родителями генов наследственных болезней и ранняя диагностика этих заболеваний еще до рождения ребенка позволяет избежать тяжелых последствий путем планирования семьи. Значительную помощь в этом отношении оказывает медико- генетическое консультирование.

Кроме того, профилактика многих заболеваний, в основе которой лежит исключение тех или иных веществ и продуктов из рациона питания, также позволяет предотвратить аномальное развитие и даже гибель больного.

Открытия в области молекулярной генетики позволили в последнее время совершить прорыв и в направлении исправления и замены патологических генов. Эта отрасль медицинской генетики называется генотерапией. Так, уже родился первый ребенок, у которого прямо в зиготе удалили ген наследственной формы рака.

Методы селекции и их генетические основы

Основные методы селекции — гибридизация и искусственный отбор.

Гибридизация — это процесс образования или получения гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной клетке.

Для достижения результата в процессе гибридизации особое внимание уделяется подбору родительских пар. В селекции растений подбор ведется по определенным признакам с учетом генетической и географической удаленности; в селекции животных — только по хозяйственно ценным признакам, которые определяют по экстерьеру, родословной и потомству.

Выделяют родственную и неродственную гибридизации. Родственное скрещивание, или инбридинг, приводит к появлению чистых линий, но при этом снижается жизнеспособность потомства вследствие перехода различных летальных и полулетальных генов в гомозиготное состояние.

Неродственное скрещивание, или аутбридинг, бывает внутривидовым и межвидовым (в т. ч. отдаленная гибридизация). Аутбридинг в первом поколении дает эффект гетерозиса.

Гетерозис (от греч. гетерозис — изменение, перевоплощение) — явление повышения жизнеспособности и продуктивности у гибридов первого поколения по сравнению с исходными родительскими формами.

Данное явление объясняется благоприятным сочетанием родительских генов, а также переходом сублетальных и летальных аллелей в гетерозиготное состояние. Во втором и последующих поколениях эффект гетерозиса ослабевает вследствие расщепления генов и гомоготизации. У растений его эффект можно закрепить вегетативным или партеногенетическим размножением, удвоением числа хромосом и т. д. Эффект гетерозиса широко применяется в сельском хозяйстве, так как он позволяет существенно повысить урожайность растений (кукурузы, огурцов, томатов) и продуктивность животных (яйценоскость гибридов леггорнов и австралорнов, скорость роста и улучшение качества мяса бройлеров).

Несмотря на то, что с помощью отдаленной гибридизации уже созданы и успешно внедрены в сельскохозяйственное производство высокопродуктивные гибриды растений (пшенично-пырейный, пшеницы и ржи — тритикале, малины и ежевики), у животных (лошади и осла — мул, белуги и стерляди — бестер), основной проблемой данного метода является преодоление бесплодия гибридов. Бесплодие возникает в результате различий размеров, форм и количества хромосом в кариотипе родительских форм, вследствие чего хромосомы утрачивают способность конъюгировать в процессе мейоза. Преодолеть его можно за счет удвоения числа хромосом в кариотипе, и тогда хромосомы каждого из родителей будут конъюгировать с гомологичными им. Первым данный метод апробировал российский селекционер Г. Д. Карпеченко в процессе создания редечнокапустного гибрида с 36 хромосомами, тогда как у каждой из родительских форм их было по 18.

У животных решить проблему данным путем не представляется возможным вследствие увеличения дозы летальных аллелей, поэтому у них только в некоторых случаях один или оба пола плодовиты, как, например, самки гибридов яка с крупным рогатым скотом.

Искусственный отбор — процесс создания новых пород животных и сортов культурных растений путем систематического сохранения и размножения особей с определенными, ценными для человека признаками и свойствами в ряду поколений.

Выделяют две формы искусственного отбора: бессознательный, ведущийся без определенного плана, и методический, производимый с определенной целью. Примером искусственного отбора являются породы домашних голубей, выведенные от дикого скалистого голубя. Также он применяется в форме массового и индивидуального отбора. Массовый отбор является эффективным при высокой наследуемости признака. В основном он используется в селекции растений и микроорганизмов. При индивидуальном отборе учитываются не только показатели продуктивности или иные качества организма, но и наследование данного признака в ряду поколений. В комбинации с инбридингом он позволяет получить чистые линии. Индивидуальный отбор характерен для селекции животных и самоопыляющихся растений.

Теорию искусственного отбора создал великий английский ученый Ч. Дарвин. Основные положения своей теории он изложил в труде «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» и развил в дальнейшем в книге «Изменения домашних животных и культурных растений под влиянием одомашнивания».

Методы выведения новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов

В связи с тем, что генетически запрограммированные резервы продуктивности культурных растений и животных уже практически исчерпаны, создание новых сортов и пород этих организмов требует кардинального изменения подхода к процессу селекции. В первую очередь перед началом селекционного процесса создается модель сорта или породы, которая учитывает современные требования к нему, после чего производится подбор методов, при помощи которых может быть достигнут искомый результат. Помимо описанных выше гибридизации и искусственного отбора, на современном этапе развития селекции широко используются также искусственный мутагенез, методы биотехнологии, клеточной и генной инженерии, клонирование.

Искусственным, или экспериментальным мутагенезом называют получение мутаций с помощью физических или химических агентов, например рентгеновского и ультрафиолетового излучения. Он позволяет получить как новые полезные генные мутации, так и геномные, в том числе добиться полиплоидизации. Однако далеко не все мутации происходят в ядерном геноме и способны передаваться в ряду поколений, поскольку в клетках животных имеются еще геномы митохондрий, а в клетках растений — митохондрий и пластид. Кроме того, мутации могут затронуть только соматические клетки, но не произойти в половых. В связи с этим многие мутантные формы растений размножаются только вегетативно.

В селекции растений широко применяются различные формы гибридизации и искусственного отбора. Однако гибриды довольно часто являются бесплодными, и поэтому их либо каждый раз выводят заново, либо размножают вегетативно. Для преодоления бесплодия гибридов у растений используется искусственный мутагенез, который позволяет получать полиплоидные сорта, отличающиеся более высокой урожайностью. С его помощью был получен ряд сортов сахарной свеклы, гречихи, редечно-капустный гибрид Г. Д. Карпеченко, а также новые высокоурожайные сорта ячменя и пшеницы, сорта растений с декоративными листьями.

В плодоводстве и декоративном цветоводстве невозможно в настоящее время обойтись без методов, разработанных и усовершенствованных одним из самых выдающихся российских селекционеров — И. В. Мичуриным, в особенности методов ментора, вегетативного сближения, посредника, смеси пыльцы и др. Например, метод ментора благодаря сочетанию свойств привоя и подвоя позволил ему вывести сорт груши бере зимняя.

Селекция животных использует те же методы, что и селекция растений, однако она учитывает биологические особенности этих организмов. Так, здесь на определенных стадиях селекционного процесса прибегают к инбридингу, однако весьма в ограниченных масштабах, поскольку это может привести к снижению жизнеспособности особей вследствие перевода летальных аллелей в гомозиготное состояние. Более широко распространенный в животноводстве аутбридинг может давать эффект гетерозиса, как в случае бройлеров — гибридов пород кур корниш и белого плимутрока, но при межвидовой гибридизации гибриды в основном бесплодны и их вегетативное размножение невозможно.

Еще одной трудностью селекционной работы в данной области является то, что у особей одного из полов могут не проявляться хозяйственно ценные признаки, например у петухов — яйценоскость, а у быков — молочность и жирность. В связи с этим от производителей получают «пробных » потомков, и только в том случае, если для последних характерны более высокие показатели исследуемого признака, производителей целесообразно использовать в дальнейшей работе. Для получения от них максимально возможного числа потомков применяют технологии искусственного осеменения, которые предусматривают получение и хранение половых клеток в течение длительного времени, а также искусственного оплодотворения «в пробирке» и пересадки в матку менее ценной в хозяйственном отношении самки — суррогатной матери.

Микроорганизмы в последнее время широко применяются в различных отраслях хозяйственной деятельности. Так, дрожжи используют в хлебопечении, виноделии, пивоварении и т. д. Другие грибы синтезируют в промышленных условиях антибиотики, лимонную кислоту и кормовые белки из отходов растениеводства и даже нефти. С помощью бактерий человек получает витамины, аминокислоты, инсулин, а также извлекает металлы из руд и промышленных отходов. Широко используются микроорганизмы в сельском и лесном хозяйстве для борьбы с вредителями.

Особенности организации и жизнедеятельности микроорганизмов не позволяют применять у них метод гибридизации, тогда как искусственный мутагенез с последующим отбором наиболее продуктивных штаммов дает прекрасные результаты. В некоторых случаях проводят искусственное скрещивание штаммов с помощью бактериофагов, способных переносить наследственную информацию из одной клетки бактерий в другую. Это позволило получить, например, высокопродуктивные штаммы грибов — продуцентов антибиотиков и витаминов.

Значение генетики для селекции

Хотя селекция и возникла как наука для удовлетворения практических потребностей человека, издавна применявшего гибридизацию особей с лучшими сочетаниями признаков для получения новых сортов растений и пород животных (именно на основе сравнения гибридов с родительскими формами начали формироваться основные представления о закономерностях наследования признаков), в настоящее время генетика является теоретической основой селекции. Опираясь на частную генетику различных объектов, селекционеры подбирают исходный материал для создания новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов. При этом не только используются уже имеющиеся наследственные признаки, но и создаются новые благодаря применению метода искусственного мутагенеза, а также вносятся новые гены с помощью методов биотехнологии, не утрачивает своего значения и явление гетерозиса.

Окраска и структура меха пушных животных наследуются как качественные признаки, в связи с чем селекционеры используют их для выведения новых пород норки, лисицы, кролика и др. Продуктивность растений и крупного рогатого скота, напротив, являются количественными признаками, что также не может не учитываться в процессе выведения новых сортов и пород.

Значительную роль методы искусственного мутагенеза, клеточной и генной инженерии сыграли в выведении новых штаммов микроорганизмов, продуцирующих антибиотики, гормон роста человека, инсулин и др., а также в создании новых сортов растений и животных с измененными свойствами — генетически модифицированных организмов.

Клеточная и генная инженерия, клонирование

Клеточная инженерия — метод конструирования клеток нового типа на основе их культивирования на питательной среде, гибридизации и реконструкции. При этом в клетки вводят новые хромосомы, ядра и другие клеточные структуры.

Достижения клеточной инженерии растений, которая позволяет сформировать целое растение, в том числе с измененными свойствами, из отдельной клетки, нашли широкое применение в растениеводстве и селекции. Так, стали возможными соматическая гибридизация, клеточная селекция, гаплоидизация, преодоление нескрещиваемости в культуре и другие приемы.

Технологии искусственного оплодотворения, за разработку которых присуждена Нобелевская премия в области физиологии и медицины в 2010 году, также базируются на методах клеточной инженерии.

Генная инженерия — это отрасль молекулярной биологии и генетики, задачей которой является конструирование генетических структур по заранее намеченному плану, создание организмов с новой генетической программой. Во многих случаях это сводится к переносу необходимых генов от одного вида живых организмов к другому, зачастую очень далекому по происхождению.

Переносу генов предшествует кропотливая работа по выявлению нужного гена в геноме организма- донора (вируса, бактерии, растения, животного, гриба) и его выделению. Это наиболее трудная часть работы, поскольку вместе со структурным геном необходимо перенести и регуляторные. Затем необходимо встроить данный участок молекулы ДНК в генетический вектор (переносчик ДНК). В качестве векторов чаще всего используют вирусы, плазмиды бактерий, хромосомы митохондрий и пластид, а также искусственно сконструированные молекулы ДНК. Процесс введения вектора новой ДНК в клетку-хозяина называется трансформацией. Последний этап работы заключается в размножении организмов-хозяев и отборе тех из них, в которых «прижился» введенный ген. В настоящее время применяют и прямое введение ДНК в клетки эукариот с помощью электрических разрядов, генной пушки и другими способами. Полученные в результате переноса генов организмы называются генетически модифицированными, или трансгенными.

Клонирование — это получение многочисленных копий гена, белка, клетки или организма. Клонирование генов чаще всего осуществляется с помощью бактерий и вирусов, поскольку, например, одна вирусная частица бактериофага, в которой содержится нужный ген, за один день может образовать более 1012 идентичных копий себя и этой молекулы.

Клонирование растений также не представляет значительной трудности, поскольку клетки растений тотипотентны, т. е. из одной клетки можно восстановить целый организм, особенно если культивировать эти клетки на питательной среде со всеми необходимыми веществами.

Массовое размножение генетически идентичных животных долгое время сталкивалось с таким существенным препятствием, как отсутствие способности к бесполому размножению у высших животных. Однако в 1997 году эта проблема была разрешена с получением первого клонированного организма — овцы Долли. Для клонирования были взяты клетки молочной железы ее генетической матери, а также яйцеклетки суррогатной матери. Ядра яйцеклеток удалялись, а на их место вводились ядра клеток молочной железы. После стимуляции развития зиготы электрическим током делящийся зародыш короткий промежуток времени культивировали на питательной среде, а затем вводили в матку суррогатной матери. К сожалению, из пяти пересаженных эмбрионов выжил лишь один.

В настоящее время клонирован уже целый ряд видов животных — мыши, собаки, коровы и др., однако клонирование человека запрещено законодательством многих государств и международными договорами.

Заманчивые перспективы перед человечеством раскрываются в области терапевтического клонирования — воспроизведения отдельных органов. Так, в настоящее время широко используются клонированная кожа, клетки соединительной ткани и другие части организма.

Социальное и гуманитарное знание

Социальное познание — это познание общества. Познание общества — процесс очень сложный в силу ряда причин.

Говоря о специфике социального познания, следует избегать крайностей. С одной стороны, нельзя с помощью теории относительности Эйнштейна объяснить причины исторического отставания России. С другой стороны, нельзя утверждать непригодность для обществознания всех тех методов, которыми исследуется природа.

Первичным и элементарным методом социального познания является наблюдение. Но оно отличается от того наблюдения, которое используют в естествознании. В обществознании познание касается одушевленных, наделенных сознанием объектов. И если, например, звезды даже при многолетнем наблюдении за ними остаются совершенно невозмутимыми по отношению к наблюдателю и его намерениям, то в общественной жизни все иначе. Как правило, обнаруживается обратная реакция со стороны изучаемого объекта, что либо делает наблюдение с самого начала невозможным, либо прерывает его где-то посередине, либо вносит в него такие помехи, которые существенно искажают результаты исследования. Поэтому невключенное наблюдение в обществоведении дает недостаточно достоверные результаты. Необходим другой метод, который носит название включенное наблюдение. Оно осуществляется не со стороны, не извне по отношению к изучаемому объекту (социальной группе), а изнутри его.

При всей своей значимости и необходимости наблюдение в обществознании демонстрирует те же самые принципиальные недостатки, что и в других науках. Наблюдая, мы не можем изменять объект в интересующем нас направлении, регулировать условия и ход изучаемого процесса, воспроизводить его настолько многократно, насколько это требуется для завершенности наблюдения. Существенные недостатки наблюдения в значительной степени преодолеваются в эксперименте.

Эксперимент носит активный, преобразующий характер. В эксперименте мы вмешиваемся в естественный ход событий. По В. А. Штоффу, эксперимент можно определить как вид деятельности, предпринимаемой в целях научного познания, открытия объективных закономерностей и состоящей в воздействии на изучаемый объект (процесс) посредством специальных инструментов и приборов. Благодаря эксперименту удается: 1) изолировать исследуемый объект от влияния побочных, несущественных и затемняющих его сущность явлений и изучать его в чистом виде; 2) многократно воспроизводить ход процесса в строго фиксированных, поддающихся контролю и учету условиях; 3) планомерно изменять, варьировать, комбинировать различные условия в целях получения искомого результата.

Социальный эксперимент обладает рядом существенных особенностей.

Одним из теоретических методов познания является исторический метод исследования, т. е. такой метод, который выявляет значимые исторические факты и стадии развития, что позволяет в итоге создать теорию объекта, раскрыть логику и закономерности его развития.

Другой метод — моделирование. Под моделированием понимают такой метод научного познания, при котором исследование осуществляется не на самом интересующем нас объекте (оригинале), а на его заместителе (аналоге), сходном с ним в определенных отношениях. Как и в других отраслях научного знания, моделирование в обществоведении применяется тогда, когда сам предмет недоступен для непосредственного изучения (скажем, он еще не существует, как, например, в прогностических исследованиях) либо это непосредственное изучение требует колоссальных затрат, или вообще невозможно в силу этических соображений.

В своей целеполагающей деятельности, из которой складывается история, человек всегда стремился постичь будущее. Интерес к будущему обострился в современную эпоху в связи со становлением информационно-компьютерного общества, а также из-за тех глобальных проблем, которые ставят под сомнение само существование человечества. Предвидение вышло на первое место.

Научное предвидение представляет собой такое знание о неизвестном, которое основывается на уже известном знании о сущности интересующих нас явлений и процессов и о тенденциях их дальнейшего развития. Научное предвидение не претендует на абсолютно точное и полное знание будущего и на обязательную достоверность: даже тщательно выверенные и взвешенные прогнозы оправдываются лишь с определенной степенью достоверности.

Наука – одна из форм духовной культуры.

Исторически наука возникла из практики и развивается на её основе.
Главный двигатель развития науки – общественные потребности и прежде всего потребности материального производства.
Самые глубокие открытия в наше время можно сделать либо на стыке наук, либо на стыке их переплетения.

Современная наука составляет важнейший компонент научно-технической революции (НТР), её движущую силу.

НТР – это коренные сдвиги в системе научного знания и в технике, неразрывно связанные с историческим процессом развития человечества.
Достижения НТР:
— Применение роботов (автоматически управляемых машин);
— Использование принципиально новых материалов с заданными свойствами (пластмассы, искусственные волокна);
— Внедрение в производство ультразвуковых и других методов обработки;
— Использование новых видов энергии;
— Использование лазеров в технике;
— Освоение космоса.

Но: бороться с вредными последствиями НТР можно только с помощью самой НТР.

Объект авторского права ООО «Литрес»