2. Natural and technological development Жаратылыстану және техниканың дамуы.

Жаратылыстану табиғат жайындағы кешенді ғылым ретінде. Қазіргі таңда жаратылыстану деп ғылыми экспериментке негізделген, дамыған теоретикалық формуласы және математикалық тұғырымен сипатталатын нақты жаратылыстануды түсінеміз.

Арнайы ғылымдардың дамуы үшін табиғатты толықтай білу керек, оның объектілері мен құбылыстарын кешенді түрде түсіну қажет. Осындай түсініктерге ие болу үшін әрбір тарихи кезең өзіне тән жарытылыстық ғылыми бейнесін өндіреді. Қазіргі жаратылыстану табиғат жайындағы күрделі ғылымдар жиынтығын бейнелейді. Ол өз ішіне биология, физика, химия, астрономия, география, экология ж.т.б. кіргізеді. Жаратылыстану ғылымдары өз зерттеу пәнімен ерекшеленеді. Әрбір жаратылыстану ғылымдары өзі жаратылыстанудың әрбір даму кезеңдерінде құралған кешенді ғылым болып саналады. Жаратылыстанудың қазіргі даму тенденциясы бойынша ғылыми білімнің дифференцияациясымен қатар, қарама-қайшы үрдістер де болып жатыр – әр түрлі білім аумағының бірігуі, синтетикалық ғылыми пәндердің туындауы. Сонымен қатар, ғылыми пәндердің бірігуі жаратылыстанудың әр ішкі саласында жүрумен қатар, өз араларында да байланысып жатыр.

Жаратылыстануда іргелі және қолданбалы ғылымдарды бөледі. Іргелі ғылымдар – физика, химия, астрономия, әлемнің базистық құрылымын зерттейді, ал қолданбалы ғылымдар танымдық, әлеуметтік-практикалық міндеттерді шешуде іргелі зерттеулер нәтижесін пайдаланумен айналысады.

2. The classification of the natural sciences Жаратылыс ғылымдарының жіктелуі.

3. Physics as the foundation of science Физика жаратылыстану ғылымдарының іргетасы ретінде.

4. Biology and the formation of modern evolutionary view of the world Биология және қазіргі әлемнің эволюциялық бейнесінің қалыптасуы.

Өмір құпияларын танып білуге деген ынтық қызығушылық ерте замандарда-ақ пайда болған. Сондай-ақ оған терең қызығу өмірлік қажеттіліктерден (тамақ табу, киім тігу, дәрі-дәрмек жасау, баспана салу және т.б.) туған. Адамзаттың жабайылық пен мәдениетсіздіктен өркениетке көшуі өмірге ғылыми-танымдық қызығушылықты оятты. Ертедегі ғылымның ұлы өкілі Аристотель «Жануарлар әлемі туралы» деген арнайы кітап жазған. Сол уақыттан бастап екі мыңжылдықтан астам уақыт ішінде адамзат өмірдің әртүрлі формалары тура-лы бақылаулар мен фактілердің орасан көп санын жинақтады, ол, ақырында, биология ғылымының пайда болуына жеткізді. Алайда өмірдің мәнін ашу бұл ғылымға оңай соқпады. Әлбетте, әрбір адам жандыны жансыздан ажырата алады. Бірақ «Өмір деген не?» деп қойылған сұрақ әлі күнге дейін өз жауабын күтіп келеді. Кезінде Ф.Энгельс өмірге қоршаған ортамен заттектер арқылы алмасатын белок денелерінің өмір сүру тәсілі деген анықтама берген. Кеңес заманында ғалымдар бұл анықтамадан бір мысқал да ауытқымаған. Біз ағаш жаққанда және ауамен тыныс алғанда, екі жағдайда да оттегі өртеліп, көмірқышқыл газ бөлінеді. Осы үдерістердің арасындағы айырмашылық шексіз емес пе? Қазіргі заманғы биология өмірдің көптеген құпияларын ашты. Оларға талдау жасау арқылы өмірдің мәніне жақындауға болатын сияқты. Енді соларды талдап көрейік.

1. Тірі организмдердің құрылымы төтенше күрделі және әлдебір қалыптасқан тәртіпке келтірілген. Мысалы, жасушаның өзегінде ақпараттың 10/34 дәрежедегі көлемі сақталған. Бейнелеп айтсақ, әрбір жасуша өзінше бір қуатты компьютер болып табылады. Егер адамның денесі 1 миллиардқа жуық жасушадан тұрса, онда оның бойында 1 млрд. «компьютер» бар деп ойлауға болады. Бұл таңғаларлық емес пе?

2. Тірі организмдер қоршаған ортадан энергия сіңіреді және оны өз-өзін ұстап тұруға және қалыптастыруға пайдаланады. Өмірдің кез келген формасы тікелей немесе жанама түрде Күн энергиясын тұтынады.

3. Тірі организмдердің сыртқы әсерге сезімталдығы айқын байқалады. Егер сіз тасты орнынан жылжытсаңыз, ол жаңа орнында қалады, ал жыланды басып кетсеңіз, ол сізді шағып алады.

4. Жанды организмдер өзгеріп қана қоймайды, олар дамуға да қабілетті.

5. Барлық тірі организмдер артына ұрпақ қалдырып, сол арқылы өмір сүруін жалғастырады. Бұл – тірі тіршілік иелерінің ең бір таңданарлық қасиеттерінің бірі.

6. Жаңа өмір тиісті гендік мағлұмат алады.

7. Өмірдің әрбір формасы өзі туған жердегі жағдайларға бейімделеді. Дене құрылысы (құстың қанаты, жыртқыштың тырнақ-тары мен азулары және т.б.) өмір жағдайларына сәйкес дамиды.

Осының барлығы да өмір – аса күрделі ұйымдастырылған, қоршаған ортамен заттек, энергия және ақпарат арқылы белсенді ал-масу негізінде өз құрылымын сақтауға және дамытуға, жаңа ұрпаққа генетикалық ақпарат беру негізінде өз тегін ұзартуға қабілетті белок-тар мен нуклеин қышқылдарынан тұратын жүйе болып табылатынын дәлелдейді.

Енді тірі тіршілік иесін қалыптастырудың құрылымдық деңгейін қарастырайық.

1. Биосалалық деңгей қоршаған ортамен қоса, барлық тірі тіршілікті қамтиды.

2. Биоценоздар жердің бір немесе басқа таралу аймағын мекен-деген өмірдің бір-бірімен табиғи байланысқан формаларын білдіреді. Мысалы, экваторда бар өмір формалары Қазақстан аумағында өмір сүре алмайды.

3. Популяция (қауымдасып өмір сүру) – бір-бірімен будандасып, өмірге ұрпақ әкеле алатын тірі организмдердің түрлері.

4. Организмдер – өмірдің жеке-дара оқшауланып өмір сүретін формалары.

5. Жасушалар тірі организмдердің дене құрылысын құрайды.

6. Молекулалық деңгей – жасуша өзегінде болатын құрылымдар; генетикалық мағлұматты сақтайтындар, – міне, солар.Жасуша өмірдің негізгі сапалары мен қасиеттерін сақтайтын қарапайым құрамдас бөлшек болып табылады. Жасушаны ашқаны үшін, біз XIX ғасырдағы неміс ғалымдары Т.Шванн мен М.Шлейденге қарыздармыз. Олар өсімдіктер мен жануарлар әлемінің жасуша-лардан тұратынын және құрылымдарының бір-бірлеріне өте ұқсас екенін дәлелдей алды. Бұл жердегі бар тірі тіршіліктің тұтастығының, олардың шығуы мен дамуының маңызды дәлелдерінің бірі болды.

Қазіргі заманның биология ғылымында жасушаны зерттейтін цитология деген сала бар. Жасушаның қызметіне: ағза мен қоршаған орта арасындағы заттектер алмасуын, генетикалық мағлұматтардың сақталуын және ағзаның тіршілік қарекетінде соларды іске асыруды қамтамасыз ету жатады. Жасуша өмірінің ұзақтығы да әртүрлі. Мыса-лы, өңеш пен асқазан жасушалары жиі жаңарып отырады, ал ол кезде жүйке жасушалары ағза өмірінің соңына дейін сақталуы мүмкін. Жасушаның құрылысы күрделі. Оның сол арқылы зат алмасуы іске асатын болбыр қабығыбар. Заттардың, энергия мен ақпараттың алма-суы жасушаның метаболизмідеп аталады. Ол кезде жасуша қашанда гомеостаздеп аталатын ішкі орнықты күйін сақтайды.

Ғылым ретінде биология тарихи тұрғыда өз дамуының үш сатысы-нан өтті. Бірінші сатыда өсімдік және жануарлар түрлерінің жүйеленуі орын алды. Бүгінгі күнге дейін 1 миллионға жуық жануар, 0,5 мил-лион алуан түрлі өсімдік және үш мыңдай микроорганизм зерт-телді. Бұл жүйелеу ісіне швед ғалымы карл линнейорасан зор үлес қосты. Екінші сатыда келесі сұрақтар пайда болды: Тірі тіршілік әлемінде не болып жатыр? Жануарлардың бір түрінен қалайша екінші түрі пайда болады немесе олар Құдай қалай жаратса, солай қалады? Жер шарының әр түкпірінен табылған ертедегі жануарлардың сүйектері ғалымдарды жоғарыдағы сұрақтар бойынша ойлануға мәжбүр етті. Француз ғалымы ж.ламарк жануарлардың өзгеруін екі жағдаймен түсіндіреді. Бір жағынан, бұл – өзгеріп жатқан қоршаған ортаның әсері, екінші жағынан, – тұқым қуалаушылық факторы, яғни жаңадан пайда болған қасиеттердің келесі ұрпаққа берілуі. «биоло-гия» деген терминнің өзін ғылымға осы ғалым енгізген.Ж.Ламарктың идеяларын қабылдап, ары қарай дамытқан ағылшын ғалымы, сэр Чарльз спенсер Дарвин болды. Ол «Бигль» деген ке-меге мініп, жер шарын айнала саяхат жасап, планетадағы әртүрлі жан-жануарлар мен өсімдіктердің саны туралы орасан көп факт жинақтаудың негізінде биологияға эволюциялық теория енгізді. Оның 1859 жылы жарық көрген «түрлердің пайда болуы» деп аталатын кітабы сол замандағы қоғамдық пікірге «жарылған бомбадай» әсер етті, өйткені ол адамның маймылдан шыққанындәлелдеуге әрекет етіп, сол арқылы діннің «адамды Құдай өзіне ұқсатып жаратты» дейтін негізгі постулатын терістеді. Әлбетте, өмірдің әртүрлі, әлі де көп құпияны сақтап отырған формаларының күрделілігі эволюциялық теорияға сенімсіздікпен қарайтын ғалымдардың болуына келтіреді. Кезінде М.Лютер атап көрсеткендей, «егер Құдайды білгің келсе, жай ғана бір биттің ішін ашып көр». Алайда бүгінгі таңда жер бетіндегі өмірдің осын-дай әртүрлілігін түсіндіріп бере алатын балама теория туған жоқ. Керісінше, биологияда терең тамырланған эволюция идеясы ғылымның басқа салаларына да кең тарап жатыр. Қазіргі заманғы физика әлемнің «Үлкен жарылыс» нәтижесінде пайда болғанына және миллиардтаған жылдар бойы қалыптасудың, күрделенудің әртүрлі сатыларынан өте келе, химиялық үдерістерді және соларға байланысты химиялық қосылыстарды туғыза отырып, өмірдің өзінің пайда болуының алғышарттарын құрғанына сендіреді. Ч.Дарвиннің эволюциялық теориясы биологияның түрлі-түрлі салала-рында ашылған жаңалықтарды қорыта және жүйеге келтіре отырып, өмірдің әртүрлі формаларын түсіндірудің теориялық негізі болады. Эволюциялық теория жанды табиғаттың әртүрлілігін екі фактор-мен: өзгергіштікпен және жаңадан ие болған қасиеттердің табиғи іріктелуі, тұқым қуалаушылығы арқылы ғана түсіндіреді. Олар келесі ережелерден шығады:

а) жан-жануарлардың кез келгендерінің ішінде бір немесе басқа түрі өзгерістерге ұшырайды. Оны әрбір елгезек, зейінді адам байқай алады;

ә) кейбір өзгерістердің генетикалық сипаты болады, ал кейбіреулері өзгермелі қоршаған ортаға бейімделу нәтижесінде пайда болады;

б) ересек кезде тудырушылық жағдайға жеткендерге қарағанда, дүниеге келіп жататын организмдердің саны қашанда басым. Кейбір организмдер өмір жағдайларына төтеп бере алмай, тиісті уақытқа жетпей, өліп жатады. Тек өмірге бейім, өзгеріп жататын болмысқа бейімделуге қабілетті даралар ғана өздерін сақтап қала алады. Жаңадан ие болған қасиеттерін ол тұқымқуалаушылық, мұрагерлік жолмен өз ұрпақтарына қалдырады. Жануарлар тобында бір түрлердің ұзақ уақыт өмір сүруінің (по-пуляция) эволюциялық үдерістері механизмдері ерекше айқын көрінеді. Бір немесе басқа табынның ішінде бір жануарлардың еркін және, сонымен қатар кездейсоқ будандасатынын көреміз. Біздің ой-толғаныстарымыз осы жерге келгенде: «генетикалық өзгерістер (мутация)даму үдерісіне қаншалықты ықпал етеді?» – деген сұрақ туады.

Әлбетте, мутация үдерісі, яғни генетикалық деректің өзгеруі бір не-месе басқа популяцияның ішінде өмір сүріп жатқан жануарлардың бір түрлерінің басқа түрлерге айналуына жеткізеді. Демек, эволюциялық үдеріске ықпалын тигізеді, бірақ бұл эволюциялық үдерістің шешуші факторы болып табылады деп сендіру асығыстық болар еді. Керісінше, кейде ол теріс ықпалын да тигізіп отырған. Егер ядролық қаруды сынақтан өткізетін аймақта өмір сүрген адамдардың қайғы-қасіретін алып қарасақ, онда радиацияға, генетикалық мутацияға ұшыраған бірде-бір әйелдің жарық дүниеге дені сау, құрсақта дұрыс жетілген нәресте әкелмегенін көреміз. «популяциялық толқын» (популяцияның құрғақшылықтың, басқа да апаттардың кесірінен күрт азаюы) туралы да жоғарыдағыға ұқсас пікір айтуға болады. Даму үдерісінде олар шешуші рөл атқармағанмен, бәрібір оларға белгілі бір әсері болады. Оқшау күйге түскен популяция тұқымқуалаушылық дерекпен айырбасқа түспегенмен, алайда өзінің гендер қорын сақтау арқылы ары қарай өмір сүруін жалғастыра алады. Олай болса, табиғи іріктелуэволюциялық үдерістің басты факто-рыболып табылады. Соның нәтижесінде популяция өмірде сақталады, қоршаған ортаға бейімделеді, жаңа ұрпақтарды дүниеге әкеледі. Бірақ бұл бір мезетте іске асатын үдеріс емес. Табиғи іріктелудің нәтижелері ұрпақтардың елеулі саны өткенде ғана көрінеді. Сөйтіп, эволюция деп тарихи тұрғыда белгілі бір бағытта организмдердің өзгеруін түсінеміз. Популяцияның қоршаған ортаға бейімделу арқылы өзгеруі микроэволюция деп аталады. Бірақ кез келген эволюция, қайткенде де, өмірдің басқа формаларымен бай-ланысты болғандықтан, оған өз ықпалын тигізбей қоймайды, демек, макроэволюцияғакелтіреді.

Қазіргі заманғы биологияның негізгі міндеттерінің бірі – эволю-циялық үдерістерді терең түсіну арқылы оларды болжай білу, керек бағытта белсенді ықпал ету. Бұл міндетті шешуге жас, қарқынды да-мып келе жатқан ғылым – генетикакөмектеседі. XX ғасырда биология ғылымы дамуында үшінші сатыныңпайда болуы сол генетикаға бай-ланысты. Оның негізі себептері төмендегідей:

• Гендерде кез келген организмнің тұқымқуалаушылық дерегі бар.

• Гендер барлық уақытта қоршаған ортаның әсерімен өзгерісте болады.

• Австрия ғалымы Г.Мендельдің тұқымқуалаушылық деректің берілуі механизмдері туралы жаңалық ашуы (соның көмегімен өсімдіктер мен жануарлардың адамға қажетті бағытта өзгеруі мүмкіндігі туған).

Сонымен, генетика тірі организмдерде болып жататын тұқымқуалаушылық және өзгеру үдерістерін мақсатқа сай меңгеру үшін зерттейді. Генетиканың негізгі ұғымы – ген, ол жасушадағы молекулалық құрылым болып табылады. Химиялық құрамы жағынан ол, негізінен, азот пен фосфордан құралған нуклеиндік қышқылдардан тұрады. Ген жасуша өзегінде орналасқан.

Бүгінгі таңда генетика селекционерлермен бірге алынған жаңа ор-ганизмдерден пайдалысын іріктеп алу, тұқымқуалаушылық деректің берілу механизмдерін жетілдіру мақсатында тиімді будандастыру жол-дарын іздестіріп жатыр.

Азаматтардың денсаулығын сақтау үшін, медицинада генетиканың мүмкіндіктері тұқым қуалайтын аурулармен, қоршаған ортадағы мутагендік жағдаймен күрес жүргізуге бағытталған. Соңғы онжылдықтар ішінде өнеркәсіптің өркендеуі, химиялық жолмен түзілген көптеген жасанды материалдар өндірісі және басқадай фактор-лар қоршаған ортаның адамдардың денсаулығына теріс әсерін тигізіп жатқан мутагендік әлеуетін өршітті. Мысалы, жыл сайын әлемде 75 миллионға жуық нәресте дүниеге келсе, оның 1,5 миллионының гендерінде ауытқушылық байқалады. Бұл факторлардың барлығы генетиканың алдына үлкен міндеттер қояды. Генетиканың дамуы өмір мәнін терең түсінуге, оның жаңа формаларының тууына себеп болмақ.