Вопрос 20.Положения классического Дарвинизма.

Синтетическая теория эволюции возникла в начале 40-х годов XX века. Она представляет собой учение об эволюция органического мира, разработанное на основе данных современной генетики, экологии и классического дарвинизма.Основные положения синтетической теории эволюции в общих чертах можно выразить следующим образом:

1)Материалом для эволюции служат наследственные изменения — мутации (как правило, генные) и их комбинации.

2)Основным движущим фактором эволюции является естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование.

3)Наименьшей единицей эволюции является популяция.

4)Эволюция носит в большинстве случаев дивергентный характер, т. е. один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов.

5)Эволюция носит постепенный и длительный характер. Видообразование как этап эволюционного процесса представляет собой последовательную смену одной временной популяции чередой последующих временных популяций.

6)Вид состоит из множества соподчиненных, морфологически, физиологически, экологически, биохимически и генетически отличных, но репродуктивно не изолированных единиц — подвидов и популяций.

7)Вид существует как целостное и замкнутое образование. Целостность вида поддерживается миграциями особей из одной популяции в другую, при которых наблюдается обмен аллелями («поток генов»),

8)Макроэволюция на более высоком уровне, чем вид (род, семейство, отряд, класс и др.), идет путем микроэволюции. Согласно синтетической теории эволюции, не существует закономерностей макроэволюции, отличных от микроэволюции. Иными словами, для эволюции групп видов живых организмов характерны те же предпосылки и движущие силы, что и для микроэволюции.

9)Любой реальный (а не сборный) таксон имеет моно филетическое происхождение.

10)Эволюция имеет ненаправленный характер, т. е. не идет в направлении какой-либо конечной цели.

Вопрос 21.Типы естественного отбора. Эволюционны процесс.

Естественный отбор-процесс, посредством которого в популяции увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью.

1)Направленный отбор-изменения среднего значения признака в течение долгого времени, например увеличение размеров тела;

2)Дизруптивный отбор-отбор на крайние значения признака и против средних значений, например, большие и маленькие размеры тела;

3)Стабилизирующий отбор-отбор против крайних значений признака, что приводит к уменьшению дисперсии признака. В результате конкуренции разных видов, имеющих сходные жизненные потребности, хуже приспособленные виды вымирают. Совершенствование механизма приспособления организмов приводит к тому, что постепенно усложняется уровень их организации и таким образом осуществляется эволюционный процесс. При этом Дарвин обращал внимание на такие характерные особенности естественного отбора, как постепенность и медленность процесса изменений и способность суммировать эти изменения в крупные, решающие причины, приводящие к формированию новых видов. Исходя из того, что естественный отбор действует среди разнообразных и неравноценных особей, он рассматривается как совокупное взаимодействие наследственной изменчивости, преимущественного выживания и размножения индивидов и групп особей, лучше приспособленных, чем другие к данным условиям существования. Поэтому учение о естественном отборе как движущем и направляющем факторе исторического развития органического мира является главным в теории эволюции Дарвина.

Вопрос 22.Современные представления о причинах эволюции прокариот.

Эволюция прокариот не может рассматриваться только в рамках закономерностей, установленных для высших организмов, так как закономерности передачи генетической информации упрокариот существенно отличаются от полового процесса высших организмов, обеспечивающего межвидовой генетический барьер. Эволюция прокариот протекала в условиях изменения геохимических условий среды обитания, вызванных деятельностью самих организмов, в то время как эволюция высших организмов проходила в условиях более стабильной среды, сформированной и поддерживаемой деятельностью бактерий. Для значительной части прокариот эволюция протекала в направлении освоения новых экологических (трофических) ниш, а не замещения менее приспособленных обитателей более приспособленными. Вследствие указанных обстоятельств эволюцию прокариот следует рассматривать как самостоятельную область исследования, требующую индуктивного подхода.

Вопрос 23.Современные представления о причинах эволюции эукариот.

Происхождение эукариот могло быть связано с вынужденной эволюцией прокариотических организмов в атмосфере, которая стала содержать кислород.Все разнообразие жизни на Земле (от простейших до покрытосеменных и млекопитающих) дали клетки эукариотического, а не прокариотического типа. Причины: Во-первых, у эукариот есть ядерный геном, который во много раз превосходит количество ДНК у прокариот. При этом эукариотические клетки диплоидны, кроме этого в каждом гаплоидном наборе определенные гены многократно повторяются. Все это обеспечивает, с одной стороны, большие масштабы для мутационной изменчивости, а с другой — уменьшает угрозу резкого снижения жизнеспособности в результате вредной мутации. Таким образом, эукариоты, в отличие отпрокариот, обладают резервом наследственной изменчивости.Кроме того, молекулы ДНК образовали комплексы с белками, что позволило наследственному материалу упаковываться и распаковываться. Все вместе это дало возможность считывать информацию частями, в разных сочетаниях и количестве, в разное время. Благодаря этому эукариоты могли специализироваться, лучше приспосабливаться.У эукариот появились митоз, а затем и мейоз. Митоз позволяет воспроизводить генетически сходные клетки, а мейоз сильно увеличивает комбинативную изменчивость, что ускоряет эволюцию.Большую роль в процветании эукариот сыграло приобретенное их предком аэробное дыхание. На заре своей эволюции эукариоты обзавелись эластичной оболочкой, обеспечивавшей возможность фагоцитоза, и жгутиками, позволившими им двигаться. Это дало возможность эффективней питаться.

Вопрос 24.

Агроэкосистемы являются биосистемами того же уровня организации, что и природные экосистемы. Они включают сообщество и биотоп, которые связаны обменом вещества и энергии.Сообщество состоит из продуцентов, консументов и редуцентов. Они взаимодействуют за счет трофических связей, благодаря чему осуществляется круговорот веществ. Отличие сообщества агроэкосистемы от природного сообщества отмечается на уровне видового состава функциональных групп организмов и их взаимосвязей. Каждая функциональная группа состоит из небольшого количества специфичных видов. Среди продуцентов доминирует культурный вид растений, имеется несколько видов сопутствующих сорняков. Консументыпредставлены беспозвоночными, паразитическими грибами и бактериями, питающимися преимущественно культурными растениями. Иногда могут присутствовать мелкие грызуны, некоторые птицы. На пастбищах доминируют виды домашних животных. Функцию редуцентов выполняют почвенные грибы, бактерии, дождевые черви. Человек постоянно нарушает взаимодействие видов в сообществе, осуществляя различные приемы агротехники.

24. Структура и характер агроэкосистемы. Экосистемы, структуру которых создает, поддерживает и контролирует человек в своих интересах, называютагроэкосистемами (агроценозами). К ним относятся сады, парки, лесопосадки, огороды, поля, пастбища. В состав агроценозов, как и природных экосистем, входят все функциональные группы: продуценты (культурные растения и сорняки), консументы (человек, насекомые-опылители, птицы, симбиотические организмы, животные - вредители полевых культур, сельскохозяйственные животные), редуценты (бактерии и грибы). Организмы составляют пищевые цепи и сети. При этом обязательным звеном пищевых цепей является человек. В отличие от биогеоценозов, агроценозы состоят из особей немногих видов, которые имеют большую численность. Поэтому их трофическая структура относительно проста, пищевые цепи короткие и менее разнообразные. Если в естественной экосистеме потребляемые растениями элементы в процессе круговорота веществ возвращаются в почву, то в агроэкосистеме круговорот веществ неполный: часть минеральных веществ (например, соединения азота, фосфора) выносится с урожаем. Поэтому для восстановления плодородия почвы человек вынужден вносить удобрения. Таким образом, агроэкосистемы крайне неустойчивы и не способны к саморегуляции. В отличие от устойчивых экосистем со зрелыми сообществами, агроценозы считают незрелыми системами.

25. Параметры управления агроэкосистемо. Для того, чтобы управлять агроэкосистемой, человек затрачивает антропогенную энергию – на обработку почвы и полив, на производство и внесение удобрений и химических средств защиты растений, на обогрев животноводческих помещений в зимнее время и т.д

Человек управляет практически всеми параметрами агроэкосистемы:

· – составом продуцентов (заменяет естественные растительные сообщества на искусственные посевы сельскохозяйственных растений и посадки плодовых деревьев);

· – составом консументов (заменяет естественных фитофагов на домашний скот);

· – соотношением потоков энергии по главным пищевым цепям «растение – человек» и «растение – скот – человек» (специализирует хозяйство на производстве растениеводческой или животноводческой продукции или на равное соотношение того и другого);

· – непроизводительным оттоком вещества и энергии по дополнительным пищевым цепям: «почва – сорные растения», «культурные растения – насекомые‑фитофаги», «хозяин (культурные растения, домашние животные) – паразит»;

· – уровнем первичной биологической продукции (улучшая условия для развития растений за счет обработки почвы, удобрений и полива).

Человек управляет агроэкосистемой через биологических посредников, к которым относятся культурные растения, сельскохозяйственные животные, почвеннаябиота и все прочие организмы, населяющие агроэкосистему (насекомые‑энтомофаги и опылители, птицы, растения сенокосов и пастбищ и др.).

26.Основные ограничители управления агроэкосистемой. Способы управления агроэкосистемой совершенствовались в течение десяти тысяч лет истории сельского хозяйства (появились мощная сельскохозяйственная техника, минеральные удобрения, пестициды, стимуляторы роста и т.д.), однако возможности управления и сегодня по‑прежнему ограничиваются целым рядом условий – экологических и биологических:

· – агроресурсами – климатом (количеством осадков и продолжительностью теплого периода), характером почв и рельефом;

· – потенциалом формирования первичной биологической продукции – верхним пределом эффективности фотосинтеза, который в большинстве случаев не превышает 1% поступающей солнечной энергии (в особо продуктивных посевах в теплом климате на удобрении и поливе – до 2%);

· – максимально возможной долей хозяйственно ценных фракций в урожае – хлопкового волокна, клубней, корнеплодов, зерна и т.д. (например зерна может быть не больше 40% от всей биологической продукции, хотя у пшеницы сорта «Мексикале», выведенного «отцом» зеленой революции Н. Берлоугом, долю зерна удалось довести до 60%);

· – неизбежным рассеиванием энергии при переходе ее с первого трофического уровня на второй (при откорме скота): для получения 1 кг вторичной биологической продукции при откорме бройлеров, свиней и коров необходимо затратить (в пересчете на зерно) 2, 4 и 6 кг корма;

· – плодовитостью сельскохозяйственных животных: ограничены верхние пределы яйценоскости кур, числа потомства у коров и свиней и т.д.

Биологические ограничители преодолеть невозможно, хотя влияние ресурсных ограничителей может быть ослаблено при интенсивной стратегии управления (высокие дозы удобрений, полив, создание закрытого грунта, террасирование склонов).

27.Энгельга́рдт Владимир Александрович(1894-1984), российский биохимик, один из основоположников молекулярной биологии в СССР, академик АН СССР (1953) и АМН (1944), Герой Социалистического Труда (1969). Заложил основы современной биоэнергетики и механохимии, открыл процесс дыхательного фосфорилирования и (совм. с др.) ферментативную активность миозина. Труды по строению, функции, синтезу нуклеиновых кислот, обратной транскрипции, а также философским вопросам естествознания. Государственная премия СССР (1943, 1979). Золотая медаль имени Ломоносова АН СССР (1968).

28.Ле́венгук (Leeuwenhoek) Антони ван(24 октября 1632, Делфт — 26 августа 1723, там же), нидерландский натуралист, один из основоположников научной микроскопии.в 1673 первым из людей наблюдал и зарисовал микробов. Следя за движением крови по капиллярам, он показал, что капилляры связывают артерии и вены, впервые наблюдал эритроциты. За 50 лет работы им было открыто более 200 видов мельчайших организмов. Впервые описал партеногенез у тлей.

29.Се́верцов Алексей Николаевич(11 (23) сентября 1866, Москва — 19 декабря 1936, там же) — российский ученый-биолог, основоположник эволюционной морфологии животных, действительный член Российской академии наук (1920, Академия наук СССР с 1925), действительный член Академии наук Украины (1925), автор трудовпо проблемам эволюционной морфологии и установлению закономерностей эволюционного процесса, автор теории филэмбриогенеза; сын Н.А. Северцова.

30.Верна́дский Владимир Иванович[28 февраля (12 марта) 1863, Санкт-Петербург — 6 января 1945, Москва] — российский и советский естествоиспытатель и мыслитель, общественный деятель. Основоположник комплекса современных наук о Земле — геохимии, биогеохимии, радиогеологии, гидрогеологии и др. Создатель многих научных школ. Академик АН СССР (1925; академик Петербургской АН с 1912; академик Российской АН с 1917), первый президент АН Украины (1919). Профессор Московского университета (в 1898-1911), ушел в отставку в знак протеста против притеснений студенчества. Лауреат Сталинской премии первой степени (1943).

31.Ивано́вский Дмитрий Иосифович(1864-1920), российский физиолог растений и микробиолог, один из основоположников вирусологии. Впервые (1892) открыл проходящий через бактериологические фильтры возбудитель табачной мозаики, названный впоследствии вирусом. Труды по фитопатологии и физиологии растений.

32.Ухто́мский Алексей Алексеевич(13 (25) июня 1875, село Вослома, позднее Ярославская область — 31 августа 1942, Ленинград) — российский ученый-физиолог, действительный член Академии наук СССР (1935; член-корреспондент с 1932), лауреат премии имени В.И. Ленина (1932), исследователь процессов возбуждения, торможения и механизма лабильности, создатель учения о доминанте, об усвоении ритмов внешних раздражений органами организма. Основываясь на трудах И.М. Сеченова, Н.Е. Введенского, Ч. Шеррингтона, он открыл один из основных принципов деятельности нервной системы, назвав его доминантой.

Вопрос 33.Опа́рин Александр Иванович(1894-1980), российский биохимик, академик АН СССР (1946). Герой Социалистического Труда (1969). Один из организаторов и директор (с 1946) Института биохимии АН СССР. Основные труды по биохимическим основам переработки растительного сырья, действию ферментов в растении, проблеме возникновения жизни на Земле. По вопросу о возникновении жизни на Земле впервые выступил в 1922. В 1924 опубликовал свою книгу «Происхождение жизни». Его теория широко известна как «теория коацерватов» — микроскопических сгустков белков и других углеродистых соединений, из которых в условиях отсутвия кислорода в первобытной атмосфере развились первичные организмы.

Вопрос 34.Пасте́р (Pasteur) Луи (1822-95), французский ученый, основоположник современной микробиологии и иммунологии, иностранный член-корреспондент (1884) и почетный член (1893) Петербургской АН. Работы Пастера по оптической асимметрии молекул легли в основу стереохимии. Открыл природу брожения. Опроверг теорию самозарождения микроорганизмов. Изучил этиологию многих инфекционных заболеваний. Разработал метод профилактической вакцинации против куриной холеры (1879), сибирской язвы (1881), бешенства (1885). Ввел методы асептики и антисептики. В 1888 создал и возглавил научно-исследовательский институт микробиологии

Вопрос 35.Се́ченов Иван Михайлович (1829-1905), русский ученый и мыслитель-материалист, создатель физиологической школы, член-корреспондент (1869), почетный член (1904) Петербургской АН. В классическом труде «Рефлексы головного мозга» (1866) обосновал рефлекторную природу сознательной и бессознательной деятельности, показал, что в основе психических явлений лежат физиологические процессы, которые могут быть изучены объективными методами. Открыл явления центрального торможения, суммации в нервной системе, установил наличие ритмических биоэлектрических процессов в центральной нервной системе, обосновал значение процессов обмена веществ в осуществлении возбуждения. Исследовал дыхательную функцию крови. Создатель объективной теории поведения, заложил основы физиологии труда, возрастной, сравнительной и эволюционной физиологии. Труды Сеченова оказали большое влияние на развитие естествознания и теории познания.

Вопрос 36. Ме́ндель (Mendel) Грегор Иоганн (22 июля 1822, Xейнцендорф, Австро-Венгрия, ныне Гинчице — 6 января 1884, Брюнн, ныне Брно, Чешская Республика) — австрийский естествоиспытатель, монах, основоположник учения о наследственности (менделизм). Применив статистические методы для анализа результатов по гибридизации сортов гороха (1856-63), сформулировал закономерности наследственности. Работы Менделя, по праву составляют фундамент генетики. Мендель разработал и применил алгебраическую систему символов и обозначений признаков, что представляло собой важное концептуальное нововведение. Мендель в неявной форме высказал идею дискретности и бинарности наследственных задатков: каждый признак контролируется материнской и отцовской парой задатков, которые через родительские половые клетки передаются гибридам и никуда не исчезают. Закон единообразия гибридов первого поколения; закон расщепления гибридов второго поколения; закон независимого комбинирования признаков. Законы Менделя получили полное подтверждение и объяснение на основе хромосомной теории наследственности.

Вопрос 37.Скря́бин Константин Иванович (1878-1972), российский гельминтолог, основатель научной школы, академик АН СССР (1939), ВАСХНИЛ (1935), АМН (1944), Герой Социалистического Труда (1958). Создатель крупнейшей в мире школы российских гельминтологов. Обеспечил успешное развитие всех направлений гельминтологии. Автор фундаментальных трудов по морфологии, систематике, экологии гельминтов с.-х. животных и человека. Разработал теоретические основы борьбы с гельминтозами и широко внедрил их в медицинскую и ветеринарную практику. Открыл и описал около 200 новых видов гельминтов.

Вопрос 38.Фундаментальный вклад Четверикова в биологию составляют, прежде всего, исследования в области теории эволюций и генетики популяций. В 1905 он, еще будучи студентом, ввел в популяционную биологию концепцию "волн жизни", описывающую внезапное массовое появление, а затем уменьшение численности определенных видов. Эти колебания численности меняют границы ареалов видов, концентрацию различных мутаций и генотипов в популяции. Волны жизни считаются одним из элементарных эволюционных факторов. В работе "Основной фактор эволюции насекомых" (1915) Четвериков приходит к выводу, что хитин (как эволюционное новшество) и образованный на его основе наружный скелет позволили насекомым пойти по пути миниатюризации размеров и занять все возможные ниши на Земле. Механические свойства наружного хитинового скелета обеспечили насекомым эволюционное преимущество (пластичность и прочность при меньшем размере) перед позвоночными с их внутренним скелетом. В 1926 Четвериков публикует основополагающую статью "О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения генетики", которая положила начало новой дисциплине - генетике популяций - и, главное, определила направление экспериментальных исследований в этой области.

Вопрос 39. Па́влов Иван Петрович(27 сентября 1849, Рязань — 27 февраля 1936, Ленинград) — русский физиолог, создатель материалистического учения о высшей нервной деятельности, крупнейшей физиологической школы современности, новых подходов и методов физиологических исследований, академик АН СССР (1925; академик Петербургской АН с 1907, академик РАН с 1917). Классические труды по физиологии кровообращения и пищеварения (Нобелевская премия, 1904). Ввел в практику хронический эксперимент, позволяющий изучать деятельность практически здорового организма. С помощью разработанного им метода условных рефлексов установил, что в основе психической деятельности лежат физиологические процессы, происходящие в коре головного мозга. Исследования Павловым физиологии высшей нервной деятельности (второй сигнальной системы, типов нервной системы, локализации функций, системности работы больших полушарий) оказали большое влияние на развитие физиологии, медицины, психологии и педагогики. В 20-30-х гг. неоднократно выступал (в письмах к руководству страны) против произвола, насилия и подавления свободы мысли.

Вопрос 40.Линне́й Карл(1707-78), шведский естествоиспытатель, создатель системы растительного и животного мира, первый президент Шведской АН (с 1739), иностранный почетный член Петербургской АН (1754). Впервые последовательно применил бинарную номенклатуру и построил наиболее удачную искусственную классификацию растений и животных, описал ок. 1500 видов растений. Выступал в защиту постоянства видов и креационизма. Автор «Системы природы» (1735), «Философии ботаники» (1751) и др.Описал около полутора тысяч новых видов растений и большое число видов животных.

Вопрос 41. Комаро́в Владимир Леонтьевич(1869-1945), российский ботаник и организатор науки, академик АН СССР (1925; академик РАН с 1920), вице-президент (1930-36) и президент (с 1936) АН СССР, Герой Социалистического Труда (1943). Активный участник реформы АН СССР, организации ее баз и филиалов. Труды по систематике, флористике и географии растений. Исследовал флору Дальнего Востока, Маньчжурии. Руководил созданием «Флоры СССР» (т. 1-30, 1934-64). Один из авторов географо-морфологической концепции вида у растений. Государственная премия СССР (1941, 1942).Полагал, что познание флоры может быть осуществлено только в установлении её истории, в свете миграцииразличных флористических комплексов, изменяющихся под влиянием условий существования, климата, конфигурации материков и морей. Разработал принцип модельных групп для выяснения генезиса флор: историю флор следуетреконструировать преимущественно на основе монографической обработки нескольких небольших родов. Успешно применил этот принцип при анализе генезиса флор Китая и Монголии.Развил представления А. Кернера, С. Коржинского и Р. Веттштейна, специфику ареала считая одним изсущественных признаков вида: «Вид это морфологическая система, помноженная на географическуюопределённость»^[1].

Вопрос 42. Тимиря́зев Климент Аркадьевич[22 мая (3 июня) 1843, Петербург — 28 апреля 1920, Москва] — российский естествоиспытатель, популяризатор науки, один из основоположников русской научной школы физиологов растений, член-корреспондент РАН (1917; член-корреспондент Петербургской АН с 1890). Профессор Петровской земледельческой и лесной академии (с 1871) и Московского университета (1878-1911), ушел в отставку в знак протеста против притеснений студенчества. Депутат Моссовета (1920). Раскрыл закономерности фотосинтеза как процесса использования света для образования органических веществ в растении. Труды по методам исследования физиологии растений, биологическим основам агрономии, истории науки. Один из первых пропагандистов дарвинизма и материализма в России. Популяризатор и публицист («Жизнь растения», 1878; «Наука и демократия», 1920).