Социально-этические принципы биологического познания

СОДЕРЖАНИЕ Введение стр. 3 Глава 1 Причуды генетики стр. 4 Глава 2 Генная инженерия. Новые возможности и проблемы. стр.7 Глава 3 Социология и этика биологического познания стр.11 Глава 4 Соотношение случайного и необходимого в развитии живого. Место случайности в механизме наследственности стр. 14 Глава 5 Возникновение генетической памяти и обратных связей стр.20 Глава 6 Будущее челов ека и прогресс генетики стр.25 Список литературы стр. 28 ВВЕДЕНИЕ Современное человечество живет в новом тысячелетии и это заста вляет людей уделять большее внимание своему будущему и разумному осмыс лению нашего прошлого. Одним из важнейших стала проблема взаимодействия природы и об щества. Противоречия между природой и обществом условиях бурно развива ющегося научно-технического прогресса (НТП) перерастает в антагонизм, уг рожающий самой жизни на нашей планете. Признаки глобального нравственно-экологического кризиса человечеств а, в котором оказался мир и следствием которого стали резкие нарушения э кологического равновесия и несовместимость жизни человечества с созда нной средой обитания, ставит перед каждым человеком задачи овладения пр инципами управления своей жизнью, находящейся в постоянном взаимодейс твии с окружающей средой, задачи рационального природопользования и ос воения места и значения человека в эволюции не только Земли, но и Космоса. Достижения науки и техники создали у людей представление об абсолютном превосходстве человека над природой. Космическая техника, наземный тра нспорт, успехи науки, позволившие получать новые вещества, не существующ ие до этого в природе - все это усилило антропоцентризм по отношению к при роде. Люди стали забывать, что сами они - часть природы, биологический вид, жизнь которого определяется амплитудой природных условий, и все их могу щество основано на использовании законов природы, вне которых развитие человеческой цивилизации невозможно. Глава 1 ПРИЧУДЫ ГЕНЕТИКИ Генетика - это биологическая наука о наследственности и изменчи вости организмов и методах управления ими. Она является научной основой для разработки практических методов селекции, то есть, создания новых по род животных, видов растений, культур микроорганизмов с нужными человек у признаками. Центральным понятием генетики является «ген». Это элемент арная единица наследственности, характеризующаяся рядом признаков. По своему уровню ген - внутриклеточная молекулярная структура. Гены распол агаются в ядрах клеток. По своему назначению гены - «мозговой центр» клет ок и, следовательно, всего организма. В основу генетики легли закономерн ости наследственности, обнаруженные австрийским биологом Г. Менделем. Основными направлениями исследований ученых генетиков стали изучение молекул нуклеиновых кислот, которые являются хранителем гене тической информации каждого вида живого, единицами наследственности, и сследование механизмов и закономерностей передачи генетической инфор мации от поколения к поколению, изучение механизмов реализации генетич еской информации в конкретные признаки и свойства организмов, выяснени е причин и механизмов изменения генетической информации на разных этап ах развития организмов. Важнейшими задачами, которые решают ученые-генетики в тесном ко нтакте с практиками-селекционерами, являются выбор оптимальной систем ы скрещивания и эффективного метода отбора, управление развитием насле дственных признаков. В области медицины генетика способствует разрабо тке мероприятий по защите человека от вредного мутагенного воздействи я окружающей среды. Крупнейшее открытие современной генетики связано с установле нием способности генов к перестройке, изменению. Эта способность называ ется мутированием. Мутации для организма бывают полезными, вредными или же нейтральными. Одним из результатов мутаций может быть появление орга низма нового вида - мутанта. Любые мутации имеют неопределенный случайны й характер по отношению к вызывающим их изменениям внешней среды. Наибол ьшие шансы на выживание имеют мутации малого масштаба, не нарушающие инт еграции целостного организма и не производящие значительных изменений в фенотипе. Крупные мутации почти всегда имеют летальный исход. Существ енные эволюционные преобразования организмов достигаются серией мелк их мутаций. Не летальные и не снижающие значительно жизнедеятельность о рганизма мутации входят в состав генофонда. Мутации позволяют выживать виду при значительных изменениях окружающей среды, когда необходима пе рестройка нормы реакции. Мутации - это элементарный мутационный материа л. Темп возникновения мутаций у различных организмов различен. Темп мутац ий у бактерий и других микроорганизмов обычно ниже, чем у многоклеточных . Новые мутации постоянно появляются в природе. Воздействие радиоактивными, ультрафиолетовыми лучами, химическими вещ ествами может значительно изменить «запись» наследственной информаци и. Происходит нарушение генетического кода и вместо нормального развит ия живого организма наступает отступление от нормы - мутация. По каким-то совершенно непонятным генетическим капризам природа запросто распоря жается человеческим телом. Она может добавить лишний орган, как запасное колесо к автомашине. Может убрать часть конечностей, даже если они очень необходимы человеку. Так произошло с Франческо Летини. Он сицилиец из го рода Розолини. Родился в 1889 году, казалось бы, совсем нормальный ребенок, но почему-то с запасной третьей ногой. Так он и вырос, опираясь в основном на две главные ноги, а если нужно, и на третью, хотя она была немного короче. Фр анческо Летини дожил до 77 лет и имел четырех вполне нормальных детей. Природа нечасто нарушает сложившееся правило: женщина рожает одного ре бенка. Однако и двойни не так уж редки. Из них одна треть близнецов - однояй цовые. Это двойни, выросшие из одного оплодотворенного яйца. Их жизнь пос ле рождения течет по своим малоизученным законам. Вырастая в разных семь ях, эти близнецы развиваются одинаково, одновременно болеют теми же боле знями, выбирают одинаковую профессию и даже умирают иногда одновременн о. Однояйцовые близнецы обладают телепатической связью. Русская история зафиксировала поразительный случай многодетности. К ц арскому двору был представлен в 1755 году шестидесятилетний крестьянин Ки риллов. Он имел к тому времени 72 ребенка. Первая жена его родила 57 детей. Чет ыре раза по четыре ребенка, семь раз по три, девять раз по два и всего лишь д ва раза по одному ребенку. Вторая жена подарила ему пятнадцать детей. Так ая плодовитость представляется невероятной, но она зафиксирована в док ументах того времени. Сегодня наука разгадала причины рождения мутантов. Но она не в си лах повлиять на управление эти процессом, чтобы остановить его. Современ ная наука, техника и производство создают все новые условия для ускорени я процесса роста мутантов. Химическое и радиоактивное загрязнение план еты растет с трагической быстротой. И если даже остановить этот рост рад иационно-химического загрязнения, последующее влияние его на будущее с кажется на многих поколениях. Мутации, как правило, передаются по наслед ству. Опыты, проделанные профессором В.С. Коноваловым на мухах - дрозофила х с крайне быстрой сменой поколений показали, что действие на них возбуд ителей мутаций приводит к появлению бескрылых, безглазых, безногих мух. Сорок поколений передает по наследству искусственно вызванные уродств а, пока не остановится этот страшный процесс генетических повторов. Глава 2 ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ. НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ И ПРОБЛЕМЫ Генная инженерия, едва насчитывающая несколько десятилетий, за ставляет сегодня «работать» гены человека или животных в микроорганиз мах или совсем других клетках. Это представляет большой интерес для меди цины и промышленности: ведь отныне можно будет получать в большом количе стве, до сих пор дефицитные активные вещества. По большей части эти вещес тва - белки человека. Себестоимость их производства по новой технологии значительно ниже, чем прежде. Совершенный уровень наших знаний позволяет рассчитывать на у спешное развитие генной инженерии. Некоторые исследователи предвидят такое время, когда станет возможным вводить в яйцеклетку человека или же в зародыш на ранних стадиях его развития какие-нибудь недостающие гены, и тем самым избавлять людей от страданий, вызываемых генетическими боле знями. Однако, генная инженерия может оказаться крайне опасной, если ее п опытаются применить в других целях. Один из методов генной инженерии получил развитие в наше время. Это созд ание рекомбинантной ДНК, то есть, введение ДНК одного организма в клетки другого. Сейчас многие гены высших организмов вводят в бактериальные кл етки. Сначала ген, предназначенный к переносу, вводят путем сращивания (с плайсинга) в небольшую кольцевую молекулу ДНК, называемую плазмидой. Эта плазмида проникает в бактериальную клетку и здесь разделяет судьбу бак териальной ДНК. Новый ген перед делением клетки реплицируется вместе с б актериальной ДНК, и бактерия получает возможность вырабатывать белок, к одируемый ее новой ДНК. Поскольку бактерии размножаются очень быстро, эта методика позволяет п олучить очень много идентичных копий интересующего гена. Эти копии можн о затем использовать для определения нуклеотидной последовательности данного гена или для получения его белкового продукта в тех случаях, так ой продукт требуется в большом количестве. Первое практическое примене ние связано с получением в промышленном масштабе некоторых важных белк ов. Этические аспекты генной инженерии выражают очень значимый вопрос, рас сматриваемый биоэтикой. Биоэтика - это этические регулятивы отношения к живым существам, в том числе и человеку. Ее возникновение обусловлено до стижениями медицины и ее техническим перевооружением. Достижения меди цины определили успех генной инженерии, трансплантации органов и биоте хнологии. А эти успехи обострили старые и вызвали новые проблемы. Эти про блемы не имеют однозначного решения. Они становятся очевидными, когда за дают такие вопросы как: с какого момента следует считать наступление сме рти? Допустима ли эфтаназия? Имеются ли пределы поддержания жизни смерте льно больного человека? В одном ряду с этими вопросами находится и проблема генной инженерии чел овека. Допустимо ли, с точки зрения моральных норм, хирургическое вмешат ельство в генотип человека. Актуальность генной инженерии человека обнаруживается при необходимо сти лечения больных с наследственными болезнями, обусловленными геном ом (генетический план развития человека). Особенно важна забота о будущи х поколениях, которые не должны расплачиваться собственным здоровьем з а недостатки и ущербность своего генома и генофонда сегодняшнего покол ения. Проблемы, связанные с генной инженерией, приобретают глобальный масшта б. Заболевания на генном уровне обусловлены развитием цивилизации. Чело вечество пока не склонно отказаться от определенной части техники и тех нологий, несущих не только комфорт и материальные блага, но и деградацию естественной среды обитания людей. Поэтому будут иметь место побочные я вления научно-технического прогресса, отрицательно влияющие на органи зм человека. Повышенная радиация и увеличение доли химических веществ в пище и атмосфере становятся факторами, вызывающими мутации у человека. М ногие из них проявляются в виде наследственных болезней и аномалий. Необ ходимость исправления «ошибок природы», генной терапии наследственных болезней выдвигает такую область молекулярной генетики, которую назыв ают генной (или генетической) инженерией. Генная инженерия - это раздел мо лекулярной биологии, прикладная молекулярная генетика, задачей которо й является целенаправленное конструирование новых, не существующих в п рироде сочетаний генов при помощи генетических и биохимических методо в. Она основана на извлечении из клеток какого-либо организма гена или гр уппы генов, соединении их с определенными молекулами нуклеиновых кисло т и внедрении полученных гибридных молекул в клетки другого организма. Г енная инженерия открывает широкие просторы и множество путей решения п роблем медицины, генетики, сельского хозяйства, микробиологической про мышленности. Однако, возникает вопрос о социально-этической оценке и значимости генн ой инженерии и генной терапии человека. Где гарантии, что генная терапия не будет использована во вред человеку. Человечество столкнулось с диле ммой: затормозить прогресс или дать миру новые источники тревог. Некоторые ученые (И.П. Дубинин) полагают, что надо вести борьбу за охрану с уществующей наследственности человека и не пытаться заменить эту насл едственность чем-то кажущимся в это время лучшим. Другие ученые призываю т различать невежественное вмешательство в наследственность человека и катастрофическое невмешательство по своим последствиям. Генная терапия основана на введении в организм чужеродного генетическ ого материала, а это означает непосредственное вмешательство в генотип человека. Однако, возражения против генной инженерии явно устарело, дост аточно привести в пример факты, доказывающие, скольким людям помогли опе рации по трансплантации органов, спасли им жизнь. Новые знания, получаем ые человеком - это естественный фактор его собственной эволюции. Само по знание, научное исследование не несут в себе ни добра, ни зла. Главное - в чь их руках они находятся. Исследования молекулярного строения генома способствуют раскрытию ме ханизма индивидуального развития человеческого организма, и ведет к бо лее глубокому пониманию эволюции человека. Эти исследования помогают в скрыть генную основу наследственны болезней и утверждают генную диагн остику и терапию. В использовании достижений науки должен действовать э тический кодекс ученого - не навредить здоровью человека, не нанести вре да личности. Генная инженерия открыла большие перспективы в лечении наследственных болезней, она ставит своей задачей исправить недостатки природы. Глава 3 СОЦИОЛОГИЯ И ЭТИКА БИОЛОГИЧЕСКОГО ПОЗНАНИЯ Усиливающаяся связь б иологии с практикой неизменно повышает познавательные возможности мет одов биологического познания. Наука не развивается в социальном вакуум е, она является особым социальным институтом, предназначение которого в обслуживании человека, его потребностей развития. Это особенно относит ся к современной биологии, которая активно служит удовлетворению челов еческих потребностей через комплекс сельскохозяйственных и медицинск их дисциплин. Она во все большей степени делает человека объектом исслед ования, открывая новые возможности управления процессами его жизнедея тельности. Сегодня имеется много опасных областей исследования. Одним и з крупнейших открытий стала расшифровка кода, как генетической основы д ля генной инженерии, то есть, научного направления, связанного с новым ме ханизмом конструирования растений и животных. Новые перспективы открываются при исследовании мозга, изучение которо го позволит человеку лучше адаптироваться к новым условиям и требовани ям научно-технического прогресса, расширит его психические и интеллект уальные способности, будет способствовать развитию его природных спос обностей. Развитие науки неоднозначно по своим последствиям для человека. Станов ятся реальными опасности негативных изменений в генетике и психике. Поэ тому небезосновательными являются заявления ученых, что наряду с охран ой природы следует заботиться об охране самого человека. Острота этой пр облемы объясняется опасностью воздействия не человека канцерогенных ф акторов, ионизирующих излучений, химических мутагенов, вредящих его здо ровью. Увеличиваются масштабы экспериментирования на человеке. Возник ает реальная опасность манипулирования его генотипом. Эксперименты с р екомбинантными молекулами ДНК без соблюдения особых правил предосторо жности таят в себе большую угрозу для человечества. Этика науки не может исходить из дилеммы: наука или мораль. Она до лжна органически соединять их. Этика науки утверждается как жизненно не обходимое условие функционирования гуманистически ориентированного научного познания, наука не может регулироваться лишь на этическом уров не, она не способна к этическому самоконтролю. Этические принципы науки не рассматриваются изолированно от социальных факторов, которые не мог ут отрываться от общих этических и гуманистических ценностей человече ства. Наука и общество приходят к социально-этическому и гуманистич ескому регулированию науки, как к жизненной необходимости. Предложения и действия в области генной инженерии должны находится под действенным контролем общества. Социальная ответственность ученого и свобода науч ного поиска не исключают друг друга. Современная научно-техническая революция приводит к тому, что человек п роизводит радикальные изменения в природных условиях своего существов ания. Эти изменения в «экологии» человека оказывают на него значительны е обратные воздействия. В современной науке происходят изменения, создаются условия для исслед ования конкретных многообразных форм взаимодействия биологического и социального в процессе развития человечества (расшифровка генетическо го кода, осуществление искусственного синтеза гена, развитие учения о би осфере и ее эволюции). Успехи в познании молекулярных основ наследственности, возникновение генной инженерии и других достижений биологической науки ставят серье зные социальные и этические проблемы. От выработки правильных мировозз ренческих и социально-гуманистических позиций ученых будет зависеть с удьба новых открытий в биологии, использование их на пользу или во вред ч еловечеству. Исторический прогресс позволяет гуманизировать общественные связи и о птимизировать взаимодействие между обществом и природой, человеком и о кружающей средой, сознательно регулировать взаимосвязь социального и биологического. В эволюционном развитии органического мира человеческ ий организм представляет собой высший уровень биологической организац ии, отличающийся от биологических объектов живой природы наличием боле е развитых структур и процессов с большим количеством новых, социально о посредованных связей и отношений. Социальное , возникнув и сформировавш ись исторически на биологическом уровне, под действием материального п роизводства и общественных отношений стало определяющей стороной разв ития человека, его сущностью. Биологическое и социальное при всей их взаимозависимости являются во м ногом разными сферами бытия. В каждой из этих сфер действуют закономерно сти. Необходимо найти реальный, конкретный способ взаимодействия биоло гического и социального, при котором и то, и другое не отождествлялись бы друг с другом и не отрывались бы друг от друга, то есть, раскрыть специфичн ость каждой из этих сфер бытия и вместе с тем преемственность, взаимосвя зь, взаимопереход между ними. Взаимодействие биологического и социального очень явственно проявляю тся в психической деятельности человека, в области сознания. В самое «те ло» науки проникает теория, социология и этика биологического познания. Они становятся необходимым атрибутом биологического мышления, определ яют прогресс биологического познания и всего комплекса наук, позволяющ их изучать человека. Глава 4 СООТНОШЕНИЕ СЛУЧАЙНОГО И НЕОБХОДИМОГО В РАЗВИТИИ ЖИВОГО. МЕСТ О СЛУЧАЙНОСТИ В МЕХАНИЗМЕ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ Основы современной генетики были заложены Г. Менделем (1822 - 1884) - мона хом-августинцем, жившем в австрийском городе Брюнне (Брно). В 1865 г. он начал п роизводить опыты с различными сортами гороха, чтобы выяснить, какие инди видуальные признаки организма передаются по наследству. Доминирование одного признака над другим - это обычное дело, но не универсальное явлени е. В некоторых случаях встречается неполное доминирование. Бывают такие случаи, когда в потомстве проявляются признаки обоих родителей. Такая си туация называется кодоминированием. В 1866 г. Г. Мендель открыл законы дискретной наследственности, выр ажающие распределение в потомстве наследственных факторов, названных генами. Для объяснения результатов своих экспериментов Мендель предло жил гипотезу: альтернативные признаки определяются факторами - генами, к оторые передаются по наследству. Каждый фактор может находится в одной и з альтернативных форм, ответственных за то или иное проявление признака . Эксперименты Менделя определили наследование альтернативных проявле ний одного и того же признака. Мендель сформулировал следующие законы: 1. Закон единообразия гибридов п ервого поколения; 2. Закон независимого расщепления гибри дов второго поколения, согласно которому гены, определяющие различные п ризнаки, наследуются независимо друг от друга (этот закон справедлив тол ько в отношении генов, находящихся в разных хромосомах). Признаки, наследуемые от одного родителя, передаются совместно. Признаки передаются потомству независимо один от другого. В основе пере дачи наследственных признаков всего живого (растений, животных и челове ка) лежат законы наследования. Они позволили сформулировать хромосомну ю теорию наследственности, согласно которой преемственность свойств в ряду поколений определяется преемственностью их хромосом, находящихся в ядре клеток и заключающих в себе всю генетическую информацию. Наследственность - свойство организма сохранять и передавать потомству характерные признаки, особенности строения, функционировани я и индивидуального развития. Наследственность является предметом изу чения генетики. О природе наследственности на протяжении всей истории человечества вы сказывались самые разнообразные предположения. В 1909 г. В. Иогансон (1857-1927) вве л важное разграничение между фенотипом и генотипом. Фенотип - совокупнос ть всех внешних, наблюдаемых нами признаков организма: морфологических, физиологических, биохимических, гистологических, анатомических, повед енческих и т.п. Генотипом называется передающаяся по наследству генетич еская основа всех этих признаков. Генотип - совокупность всех генов одно го организма. Это система взаимодействующих генов. На протяжении всей жи зни может меняться, однако, генотип остается неизменным. В 1902 г. два исследователя - У.С. Саттон в США и Т. Боверн в Германии - независимо друг от друга высказали предположение, что гены находятся в хромосомах ( хромосомная теория наследственности). Две хромосомы, образующие одну па ру, называются гомологическими, принадлежащие к разным парам - негомоген ными хромосомами. Хромосомы ядерного вещества представляют собой гигантские полимерные молекулы, состоящей из нитей нуклеиновых кислот и небольшого количеств а белка. Каждая пара хромосом имеет определенный набор генов, контролиру ющих появление того или иного признака. Гены являются носителями наслед ственности. Их существование, расположение в хромосомах определяются п осредством изучения распределения признаков в потомстве от скрещивани я особей с альтернативными проявлениями этих признаков. Изучение явлений наследственности на клеточном уровне позволило устан овить взаимосвязь между менделевскими законами наследования и распред елением хромосом в процессе клеточного деления и созревания половых кл еток. В 40-х - начале 50-х годов была выяснена химическая природа гена. Гены предста вляют собой молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) - высокополим ерного природного соединения, содержащегося в ядрах клеток живых орган измов. ДНК - носитель генетической информации. Расшифровка структуры ДНК и механизма ее самоудвоения позволила установить, что все разнообразие живого мира кодируется на нитях ДНК, посредством чего записывается инфо рмация о последовательности аминокислот в белке. Наследственность и изменчивость основываются на преемственности и вид оизменении сложных внутриклеточных структур. Новые свойства организма появляются только благодаря изменчивости. Из менчивость - это изменение наследственных задатков, вариабельность их п роявления в процессе развития организма при взаимодействии с внешней с редой. Но изменчивость играет роль в эволюции, когда проявление изменчив ости сохраняется в последующих поколениях, то есть, наследуется. Клетки, через которые осуществляется преемственность поколений - специ ализированные половые при половом размножении и неспециализированные (соматические) клетки тела при бесполом, несут в себе не сами признаки и с войства будущих организмов, а только задатки их развития. Эти задатки яв ляются генами. Ген - это участок молекулы ДНК, определяющий возможность р азвития отдельного элементарного признака. Молекула ДНК состоит из дву х полинуклеотидных цепей, закрученных одна вокруг другой в спираль. Цепи построены из большого числа мономеров 4 типов - нуклеотидов, специфичнос ть которых определяется одним из 4 азотистых оснований. Сочетание трех р ядом стоящих нуклеотидов в цепи ДНК составляют генетический код. ДНК точ но воспроизводится при делении клеток, что обеспечивает в ряду поколени й клеток и организмов передачу наследственных признаков и специфическ их форм обмена веществ. Ген представляет собой группу рядом лежащих нуклеотидов, которыми зако дирован один белок, определяющих один признак. Число генов очень велико. Один и тот же ген может оказывать влияние на развитие ряда признаков, так же, как и на формирование одного признака могут оказывать влияние нескол ько генов. Каждому виду растений и животных свойствен свой количественный набор х ромосом. У всех организмов одного и того же вида каждый ген расположен в о дном и том же месте строго определенной хромосомы. Генетическая информация закодирована в последовательности азотистых оснований, содержащихся в молекуле ДНК. Азотистые основания можно рассматривать в качестве «букв» генетическо го алфавита. Последовательность оснований образует «слова». Гены - это, с воего рода, «предложения», записанные на генетическом языке. Генетическ ое содержание организма представляет собой как бы «книгу», составленну ю из генетических предложений. За воспроизведение в поколениях растени й, животных и человека наследственных свойств, ответственны 3 эволюционн о закрепленных универсальных процесса: размножение обычных (соматичес ких) клеток - митоз - простое деление, перед которым количество хромосом в клетке удваивается путем самовоспроизведения; размножение половых кле ток - мейоз , оплодотворение. Гены управляют развитием и обменом веществ организма. Наследственная п ередача признаков от родителей потомству - консервативный процесс, но эт а консервативность не является абсолютной, так как иначе была бы невозмо жна эволюция. Каждый новорожденный несет в себе комплекс генов не только своих родите лей, но и отдаленных предков, то есть, свой, только ему присущий богатейший наследственный фонд или наследственно предопределенную биологическу ю программу, благодаря которой возникают его индивидуальные качества. Э та программа закономерно и гармонично претворяется в жизнь, если в основ е биологических процессов лежат качественные наследственные факторы, внешняя среда обеспечивает растущий организм всем необходимым для реа лизации наследственного начала. Приобретенные в жизни навыки и свойства не передаются по наследству, одн ако каждый родившийся ребенок обладает громадным арсеналом задатков, р азвитие которых зависит от: условий воспитания и обучения, социальной ст руктуры общества, забот и усилий родителей, желаний самого ребенка. Внеш ней средой для ребенка являются условия, которые создадут его родители и ли окружающие его люди, различные климатические, геофизические и другие факторы, воздействие которых может изменить характер наследственной и нформации. И она может реализоваться частично или полностью. Комплекс наследственных признаков организма - это генотип, а комплекс пр изнаков, сформировавшихся во время взаимодействия генотипа и факторов внешней среды - фенотип. В генетике существует ненаследственная изменчи вость. Ненаследственная изменчивость связана с изменением фенотипа, на следственная - генотипа. Генотипическая изменчивость затрагивает гено тип и подразделяется на несколько групп: мутационную и комбинативную. Мутацией называется изменение структуры или количества ДНК данного ор ганизма. Мутации приводят к изменениям генотипа. Если мутации затрагива ют половые клетки, то они передаются следующим поколениям, а если мутаци и возникают в соматических клетках, то они не передаются. Генные мутации затрагивают структуру самого гена: изменяются различные по длине участ ки ДНК. Большинство мутаций, с которыми связана эволюция органического м ира и селекция - это генные мутации. В особую группу можно выделить ряд процессов, приводящих к возникновени ю комбинативной изменчивости: случайное расхождение хромосом, случайн ое сочетание хромосом при оплодотворении, рекомбинацию генов. Сами насл едственные гены не изменяются, но новые их сочетания между собой приводя т к появлению организмов с новым фенотипом. Глава 5 ВОЗНИКНОВЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ И ОБРАТНЫХ СВЯЗЕЙ Земля и все, что на ней происходило, происходит сегодня и будет пр оисходить завтра - суть частные проявления единого, общего процесса само развития материи, подчиняющегося единой системе законов, действующий в нашей Вселенной. Все наблюдаемое нами, все, в чем мы сегодня участвуем - это лишь ф рагменты синергетического мирового процесса. Его течение обусловлено законами, характерные времена которых лежат за пределами достигнутых н ам сегодня знаний и измерений. Это позволяет считать их постоянными. Все развитие нашего мира выглядит сложной борьбой различных пр отивоположных начал на фоне непрерывного действия случайных причин, ра зрушающих одни устойчивые (квазинстабильные) структуры и создающих пре дпосылки для появления новых. Несмотря на огромные достижения науки, остаются скрытыми основные дета ли «земной тайны» - появление жизни на нашей планете, возникновение буфе ра - пленки, по терминологии В.И. Вернадского, между космосом и неживым вещ еством Земли. Мы знали только, что около 3,5 - 4 млрд лет тому назад на Земле поя вилась иная форма организации материи, которая обладает удивительной с пособностью усваивать внешнюю энергию (Солнца), с помощью реакции фотоси нтеза. На этапе возникновения жизни природа нашла новый ряд организацио нных форм - возникли новые организационные формы, способные не только ра ссеивать энергию, но и накапливать ее. Эти формы обладали невероятной сп особностью сохранять свой гомеостазис. Первые прокариоты появились и ж или на Земле в условиях кипящего океана, сейсмической активности и высок ом уровне коротковолновой радиации - еще не было озонового слоя. Первые прокариоты были бессмертны. Господство прокариотов на Земле тян улось больше 1 млрд лет. Это они создали газовую оболочку планеты и услови я, которые позволили появиться гораздо позднее эукариотам. Последним и б ыла передана эстафета дальнейшего развития. Они уже овладели кислородн ым дыханием. В отличие от прокариотов эукариоты сделались смертными. Они потеряли способность первых прокариотов сохранять свой гомеостазис п рактически в любых земных условиях. Уменьшение стабильности отдельног о организма, появление индивидуальной инертности, как генетического св ойства этой формы жизни сопровождались увеличением эффективности в ис пользовании внешней энергии. Это открытие давало живому веществу совер шенно новые возможности для своего развития. Появление эукариотов на авансцене жизни привело к возникнове нию генетического кода, без него ничто смертное не могло бы появиться в б иосфере. Появление существ, индивидуальная жизнь которых конечна, стало возможным лишь при наличии специальной формы памяти, обеспечивающей ре ализацию принципа наследственности. Это был генетический код, с помощью которого запоминалась и передавалась необходимая наследственная инфо рмация. Становление генетической памяти резко интенсифицировало весь эволюционный процесс. Особую роль в эволюции жизни играет история развития нервной си стемы. Говоря о нервной системе, неизбежно вступали в область кибернетик и или теории управления систем. Вместе с жизнью возникает и целеполагани е, и целенаправленная деятельность, прежде всего, стремление сохранить с вою стабильность, свой гомеостазис. Условимся называть границей области гомеостазиса данной живой системы множество, поверхность, гиперповерхность в пространстве параметров вн ешней среды, отделяющей область их значений, внутри которой существован ие живой системы возможно, от остального пространства. Переход из област и гомеостазиса через ее границу означает прекращение возможности суще ствования данного организма, данной живой системы. Сохранение гомеостазиса, это стремление живого организма или системы организмов расширить границы возможности своего существовани я. Это может быть достигнуто двумя путями. Во-первых, организм может измен ить свои собственные характеристики, что становится способным существ овать в более сложных условиях, т.е. расширить зону гомеостаза за счет сво их внутренних возможностей. Во-вторых, он, чтобы отодвинуть опасную гран ицу, может изменить саму внешнюю среду, ее параметры. Эволюция живой прир оды использует обе эти возможности. Живые существа стремятся не только с ами адаптироваться к окружающей среде, но и изменить эту среду так, чтобы ее характеристики в наибольшей степени соответствовали их возможностя м существования. Чтобы обеспечить свой гомеостазис, живое существо должно обладать целы м рядом свойств. Оно должно быть способным оценивать свое положение по о тношению к границе гомеостазиса. Но для этого необходимы специальные ус тройства - рецепторы. Рецепторы - это датчики, информирующие организм о ег о состоянии и состоянии окружающей среды. Информация , полученная датчик ами перерабатывается и оценивается. И на основе анализа принимается опр еделенное решение. Все эти функции реализует нервная система (система уп равления организмом). Нервная система - это не единственная управляющая система, которой облад ает организм. К числу других управляющих систем организма относится энд окринная система. Но нервная система, «возглавляемая» мозгом, занимает в жизнедеятельности организма совершенно особое место. Самая трудная для понимания и исследования функция системы управления - это акт принятия решений. Именно он ответственен за образование обратны х связей, существующих в организме и связывающих организм и окружающую с реду. Благодаря этой функции нервной системы организм способен не тольк о определять свое положение по отношению к границе гомеостазиса, но и вы рабатывать определенную совокупность действий. Природа сформировала цепочки обратных связей еще на самой заре жизни, лю ди поняли их принципиальное значение и начали сознательно использоват ь сравнительно недавно. Норберт Винер утверждал, что существование отри цательных обратных связей у живых существ является одной из основных ос обенностей, отличающей живую природу от неживой. Анохин П.К также утверждал, что наличие отрицательных связей, обеспечива ющих устойчивость организмов - это самое главное, что присуще жизни, что с оздает у живых существ возможность целеполагания - стремление к сохране нию гомеостазиса, что отличает жизнь от процессов, протекающих в живой п рироде. Однако, ни П.К. Анохин, ни Н. Винер не были правы. А правильную точку зрения п ервым высказал А.А. Богданов. Он говорил, что для развития организации люб ой природы необходимы не отрицательные, но и положительные обратные свя зи. Любая организационная система, любое живое существо всегда проявляют с пособности реализовать оба типа обратных связей. Одни только отрицател ьные обратные связи, если они достаточно совершенны, приводят систему в столь устойчивое состояние, что она уже не способна изменяться. А это озн ачает застой и деградацию ее организации и ведет к прекращению всякого р азвития и к исчезновению той вариабельности, без которой эволюция невоз можна. Прекращение эволюционного процесса морфологического совершенствова ния не означает потери живой системой устойчивости по отношению к измен яющимся условиям существования и способности сохранять свой гомеостаз ис. На протяжении десятков миллионов лет организмы как растительного, так и животного мира остаются неизменными. Это происходит за счет удивительн ого совершенства отрицательных обратных связей. Для «прогрессивной» э волюции, т.е. для появления новых качеств, роста сложности организма, повы шения уровня разнообразия необходимы положительные обратные связи. Он и позволяют расширить поиск, более полно использовать потенциальные во зможности изменчивости. Живое существо всегда является организмом, оно имеет цель - сохранить св ой гомеостазис и обладает возможностями его обеспечения. Любой организ м обладает способностью реализовать отрицательные и положительные обр атные связи. Глава 6 БУДУЩЕЕ ЧЕЛОВЕКА И ПРОГРЕСС ГЕНЕТИКИ Значение генетики для изучения проблемы человека связано с ее о бщими научными успехами. Развитие генетики имеет важное значение для по знания явлений жизни, для успехов сельского хозяйства и медицины. По сво ему значению биология, в которой генетика занимает ключевое положение, с тановится одним из лидеров в естествознании. Влияние генетики на жизнь людей в ближайшем будущем очень вели ко. Она поможет решить главные стратегические задачи. Значение генетики в проблеме пищевых и сырьевых ресурсов очень велико. Изобилие продуктов и сырья во многом зависит от генетиков в сельском хозяйстве и в биологич еской промышленности. Создание высококачественных и принципиально нов ых видов растений, пород животных и рас микроорганизмов обеспечит скачо к в интенсификации производства. Это снимет с сельского хозяйства потре бности в огромной энерговооруженности и в больших затратах на техничес кую промышленность удобрений и средств защиты растений. Крупной проблемой, которая встала перед человечеством в связи с развити ем научно-технической революции, является загрязнение среды обитания ч еловека. Наряду с экологическими следует генетических эффектов. В среду поступают мутагены, т.е. те химические и физические агенты, которые прони кают в клетки и поражают в них молекулы ДНК. Перед человечеством встает з адача исторического значения - осуществить задачу генетической информ ации людей, защитить от поражающих последствий мутагенных загрязнений биосферы. Огромное значение имеет проблема социального и биологического в челов еке. Личность человека - это индивидуализированное единство социальног о и биологического для каждого конкретного человека. Среди достижений современной генетики, которые способны влиять на жизнь общества, в последние годы особое внимание привлекают успехи в генетической инженерии. Сущность этих достижений состоит в том, что путе м получения рекомбинантной молекулы ДНК и ее введение в избранную клетк у можно получить новые формы организмов. Велико значение генетики для формирования научного мировоззр ения. Информационное начало живых систем заключено в молекулярных стру ктурах ДНК, что для явлений жизни основным служит взаимодействие белков , нуклеиновых кислот и энергии, получаемой клеткой извне. Все это наполнило содержание диалектико-материалистическое учения о ж изни, как об основной форме биологического движения материи. Генетика - э то фундамент медицины. Задача состоит в том, чтобы генетическая программ а каждого человека была бы полноценной и высокоактивной во всех клетках тела. С каким генетическим багажом придет в новое тысячелетие человечество? Е сть ли возможность победить болезни на генетическом уровне? В погоню за «генами - убийцами» пустились ученые Америки, Англии, России. Б ыла развернута программа международного сотрудничества «Геном челове ка». Геном - это совокупность генов. У человека около 10 тысяч генов. А информ ации в них зашифровано на 2000 атомов по 50 страниц в каждом. Расшифровка гено ма начинается с создания «атласа» генов, набора их карт. Профессор Вайсенбах составил карту генов. Окрашивая и изучая под микрос копом хромосому, с помощью выбранных маркеров, он отмечал ДНК различных участков хромосом. При клонировании, т.е. выращивании их на микроорганиз мах - бактериях, грибах, выделял фрагменты ДНК. Он получил последовательн ость нуклеотидов одной цепочки ДНК, из которой состоят хромосомы. Им был о локализовано 223 гена и выявлено 30 мутаций, ответственных за 200 заболевани й (гипертония, диабет, глухота, слепота, злокачественные опухоли и др.). Уже сегодня, благодаря карте генома, на самых ранних стадиях беременност и можно определить и изучать генетический код плода, предупреждать рожд ение тяжело больного ребенка. Выделение генов, ответственных за те или иные признаки послужило стимул ом к развитию генной терапии - исправлению генетического повреждения пу тем введения в организм здорового гена. Предполагается , что удастся вво дить правильный ген в нужное место на хромосоме. Но на практике пока еще т рудно проконтролировать судьбу гена. Еще одно практическое применение исследования генотипа - судебная меди цина, криминалистика: идентификация по волосам, каплям крови, генная дак тилоскопия. Ученые считают, что уже сегодня технически доступна всеобщая ДНК-паспор тизация людей. Однако, существует мнение, что применение достижений ДНК- диагностики лежит вне рамок науки. Это право общества и человека. В природе все взаимосвязано и надо только найти и использовать эти связи . Наука должна развиваться в гармонии с гуманистическими идеалами и целя ми социального прогресса. ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Концепции современного сущест вования / Учебник для ВУЗов. - М.: Культура и спорт, ЮН ИТИ, 1997. 2. Генет ика и наследственность: Сборник статей. - М.: Мир, 1987. 3. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. - М.: М олодая гвардия, 1990. 4. Хорошавина С.Г. Концепции современ ного естествознания. - Ростов - на - Дону: «Феникс», 2000. 5. Федосеев П.Н. Философия и научное п ознание . - М.: Наука, 1983.