Важнейшие открытия в биологии в XIX-XX веке

открытия 19-20 вв

1. Ч. Дарвин основатель  теории биологической  эволюции

     Важным  источником формирования естественно-научных  основ психологии явилось эволюционное учение Чарльза Дарвина (1809-1882). В 1859 г. в свет выходит его книга "Происхождение  видов путем естественного отбора", вероятно, самая значительная работа в области биологии вплоть до настоящего времени. В ней Ч. Дарвин устанавливает основные факторы биологической эволюции - изменчивость, наследственность и отбор.

     Согласно  Ч. Дарвину, исходными факторами биологической эволюции являются индивидуальная, филогенетическая изменчивость и наследование приобретенных в онтогенезе признаков. Однако явления изменчивости и наследственности еще не объясняют в полной мере действительных причин биологической эволюции. Изменчивость сама по себе не несет какой-либо целесообразности, поскольку происходящие изменения могут быть для организма как полезными, так и вредными. Наследственность, в свою очередь, закрепляет и фиксирует лишь то, что доставляет ей изменчивость. Поэтому стояла задача найти реальную движущую силу биологического прогресса. Такой движущей силой, по мнению Дарвина, выступает механизм отбора и борьба за существование. Принцип естественного отбора заключается в том, что из массы живых форм, нарождающихся в геометрической прогрессии, сохраняются только те, которые оказываются наиболее приспособленными к условиям жизни. Следовательно, отбор предполагает сохранность и накопление таких признаков, которые обеспечивают организму выживание и наилучшее существование. Естественный отбор, или сохранение полезных организму признаков, происходит в борьбе за существование. Она представляет собой сложные внутри - и межвидовые отношения организмов. Борьба организмов за жизнь внутри вида, межвидовая борьба и борьба с неблагоприятными условиями природы - вот факторы, заставляющие организм приобретать и удерживать только такие признаки, которые необходимы для приспособления к условиям внешней среды и сохранения жизни. Выяснив факторы биологической эволюции (изменчивость, наследственность и отбор), Ч. Дарвин должен был теперь объяснить причины многообразия видов растений и животных. На основе наблюдений за животными, живущими в естественных условиях жизни, а также, опираясь на опыты по селекции растений и животных, Ч. Дарвин пришел к выводу, что для выживания организму выгоднее всего отличаться, а не быть похожим на другое существо: из прогрессивно размножающихся живых форм остаются только те, которые более всего различаются, а все промежуточные формы обречены на гибель и вымирание. Таким образом, ученым впервые было дано научное обоснование эволюции живых организмов во времени и пространстве.

      Психические явления рассматривались Ч. Дарвином как орудие приспособления организма  к среде. До Дарвина среда понималась лишь как стимул, который (по типу соударения механических тел) производит в телесной организации эффект, соответствующий ее изначально заданному неизменному устройству. Теперь же среда оказывалась силой, способной не только вызывать, но и видоизменять жизнедеятельность.

     Еще один важный вклад Дарвина в психологию состоял в том, что наряду с  преемственностью у животных в строении их тела, он открыл такую же преемственность  в их психической организации. Тем  самым была обоснована связь психики  животных и человека. Этим вопросам Ч. Дарвин посвятил две специальные работы: "Выражение эмоций у человека и животных" (1872) и "Происхождение человека и половой отбор" (1871). В названных трудах он показал наличие общих генетических корней в психических способностях человека и животных. Проницательная наблюдательность позволила заявить Ч. Дарвину, что чувства и впечатления, различные эмоции и способности - такие, как любовь, память, внимание, любопытство, подражание, рассудок и т.д., которыми гордится человек, - могут быть найдены в зачатке, а иногда даже в хорошо развитом состоянии у низших животных. Тем самым были заложены основы сравнительной психологии как отрасли психологического знания.

2. Стволовые клетки

     Открытие  стволовых клеток человека стало  одним из трех самых значительных открытий в биологии, сделанных в XX веке. Два других - установление структуры молекулы ДНК и расшифровка генома человека. В биологию термин "стволовая клетка" ввел русский ученый Александр Максимов в 1908 году в Берлине на съезде гематологического общества. Следующей значительной вехой в исследовании этого научного вопроса стало открытие российскими специалистами Александром Фриденштейном и Иосифом Чертковым в 60-70-е годы прошлого века стволовых клеток крови. И по большому счету именно им принадлежит авторство в создании учения о стволовых клетках.

     Однако  интенсивное развитие этой науки  началось с 1998 года, когда американские ученые Д. Томпсон и Д. Герхард  выделили эмбриональные стволовые  клетки.

     Стволовые клетки - это популяция так называемых клеток-предшественников, обладающих высоким пролиферативным (способностью делиться) потенциалом и способностью к дифференцировке - развитию в зрелые, образующие ткани и органы клетки. Проще говоря, стволовые клетки - это та основа, из которой развивается весь организм. Так, зародыш целиком состоит из стволовых клеток, которые начинают постепенно дифференцироваться в клетки будущих органов и тканей.

     Таким образом, во взрослом организме стволовых  клеток гораздо меньше, чем в новорожденном. А так как они способны преобразовываться в клетки любых органов и тканей, во взрослом организме они выполняют регенеративную функцию. То есть в случае повреждения какого-нибудь органа стволовые клетки направляются к очагу бедствия и превращаются в клетки больного органа, способствуя его восстановлению. Именно это свойство стволовых клеток легло в основу разработки методов их применения в терапевтических целях.

     Стволовые клетки делятся на эмбриональные  и соматические. Эмбриональные выделяют соответственно из эмбриона на ранней стадии его развития. Соматические стволовые клетки - это клетки взрослого организма, которые присутствуют в основном в костном мозге, а также в периферической крови (крови, циркулирующей в организме) и в небольших количествах во всех органах и тканях. ¹

      Основные  источники клеток-предшественников - фетальный материал (абортный), пуповинная кровь, а также костный мозг и  периферическая кровь. Использование  фетального материала - один из самых  сложных путей, прежде всего по этическим соображениям. Другое дело кровь пуповинная - это едва ли не самый богатый источник стволовых клеток. Однако их последующая пересадка пациентам сопряжена со множеством проблем, главная из которых - совместимость донора.

     В настоящее время этот метод официально применяют только для лечения весьма ограниченного числа болезней. Речь идет о трансплантации гемопоэтических (кроветворных) стволовых клеток в терапии онкогематологических и гематологических заболеваний. Другими словами, злокачественных и доброкачественных заболеваний крови.

     Сейчас  одним из основных показаний к  применению стволовых клеток служит состояние больного после лучевой  или химиотерапии.

5. Клонирование

     Клонирование - это не экзотика. Клон (от греч. klon - ветвь, побег, отпрыск), ряд следующих друг за другом поколений наследственно однородных организмом (или отдельных клеток в культурах), образующихся в результате бесполого или вегетативного размножения от одного общего предка. Примером клона могут быть все сорта плодовых растений - груш, яблонь и др., полученные в результате размножения черенками, отводками, прививками, а также целые растения, выращенные из одной клетки. Однако в результате происходящих в пределах клона мутаций генотипическая однородность его относительна. У вегетативно размножаемых культурных растений (например, картофеля) часто сорта представляют собой отдельные клоны. Таким образом, Вы все в процессе клонирования уже участвовали (при посадке картофеля). Кроме того, первый "клонировщик" - Господь Бог. Вспомните ребро Адама, и что из этого получилось? ²

     Клонирование  животных, искусственное получение  генетически идентичных организмов с помощью экспериментальных  манипуляций с яйцеклетками (ооцитами) и ядрами соматических клеток животных in vitro (в стекле, т. е в пробирке) и in vivo (на живом организме), подобно тому, как в природе появляются однояйцовые близнецы. Клонирование животных достигается в результате переноса ядра из дифференцированной клетки в неоплодотворенную яйцеклетку, у которой удалено собственное ядро, с последующей пересадкой реконструированной яйцеклетки в яйцевод приемной матери. ³

     В конечном виде проблема клонирования животных была решена группой Яна  Вильмута (Wilmut) в 1997, когда родилась овца по имени Долли - первое животное, полученное из ядра взрослой соматической клетки. В дальнейшем были проведены успешные эксперименты по клонированию различных млекопитающих с использованием ядер, взятых из взрослых соматических клеток животных (мышь, коза, свинья, корова).

     Клонирование - большая этическая проблема. В большом числе стран использование данной технологии применительно к человеку официально запрещено и преследуется по закону (США, Франция, Германия, Япония), причем во Франции, например, за эксперименты по клонированию человека предусмотрено тюремное заключение сроком до 20 лет.

     Интеллект человека клонировать нельзя. Опять  возникает проблема тела и "души живой".