Populationsbiologie. Moderne Probleme der Biologie „Probleme der Populationsbiologie“

Die Entwicklung der Jagd war schon immer eng mit den Erfolgen der Biologie verbunden. Die Biologie und insbesondere die Tierökologie wiederum haben viel von Wildhütern und Jägern erhalten. Es genügt, daran zu erinnern, dass eine Reihe prominenter Biologen auf dem Gebiet der Jagd und Fischerei tätig waren. Man kann die Namen des Akademikers M. A. Menzbier, der Professoren B. M. Zhitkov, A. N. Formozov, V. G. Geptner, S. P. Naumov und vieler anderer nennen. Die Biologen P. Errington, L. Siivonen, O. Kalel, J. Koskimis und andere sind in der Jagdwelt im Ausland weithin bekannt.

In den letzten Jahrzehnten hat sich die Biologie durch den umfassenden Kontakt mit verwandten Naturwissenschaften und das Eindringen von Ideen, Methoden und Prinzipien der Physik, Chemie und Mathematik in diese rasant weiterentwickelt. Vor unseren Augen entstehen nicht nur neue Abschnitte, beispielsweise die Molekularbiologie, sondern es wird auch eine neue Grundlage für die Entwicklung seit langem bestehender Wissenschaften geschaffen – Taxonomie, Morphologie und Physiologie, Ökologie und Biogeographie. Neue technische Möglichkeiten erzwingen eine Überarbeitung vieler alter Bestimmungen und tragen zur Entstehung neuer Abschnitte bei.

Unter letzteren sind die sogenannten Populationsbiologie, Untersuchung biologischer Makrosysteme – Populationen einzelner Arten und ihrer Gemeinschaften oder Biozönosen. Die Hauptprobleme der Populationsbiologie, die für die Jagd von größter Bedeutung sind, lassen sich wie folgt benennen:

Dynamik von Wildtierpopulationen und Vorhersage von Veränderungen ihrer Anzahl.
Populationsstruktur, Intra- und Interpopulationsbeziehungen und Verbindungen als natürliche Mechanismen zur Aufrechterhaltung des Niveaus der Tierzahlen.
Formen und Methoden der Kommunikation von Tieren als Grundlage ihres Verhaltens; Untersuchung der Mechanismen der intraspezifischen und interspezifischen Signalübertragung und Entwicklung von Methoden zur Kontrolle des Verhaltens von Tieren unter natürlichen Bedingungen.
Die Rolle und Bedeutung des Faktors der Ausbeutung von Wildtieren in der Dynamik ihrer Populationen als biologische Grundlage für die Entwicklung von Jagdtechniken.
Untersuchung der Ökologie einzelner Arten und ihrer Beziehungen zur Umwelt, um Maßnahmen zur Erhöhung des Vorkommens und zur Verbesserung ihrer Qualität zu entwickeln.

Für unser Land mit seinen riesigen Flächen und der Vielfalt an Jagdrevieren sind diese allgemeinen biologischen Probleme von größter Bedeutung. Arbeitnehmer in anderen Bereichen der Landwirtschaft und des Gesundheitswesens stehen im Wesentlichen vor denselben Fragen. Es gibt lange gute Traditionen des Erfahrungsaustauschs und der häufigen Zusammenarbeit.

Nach einer relativ kurzfristigen Faszination für die Theorie der sogenannten biologischen Kreisläufe, die die Ursache für Schwankungen in den Beziehungen der Arten in einer Biozönose sahen, wurden die meisten Biologen unter dem Einfluss der Ideen des amerikanischen Entomologen R. Chapman fasziniert von der Idee der Klimazyklen. Diese Theorie suchte nach den Ursachen für Zahlenschwankungen in Veränderungen der äußeren Lage und vor allem: klimatische Bedingungen, wirkt sich direkt auf Tiere aus, durch Wärmeaustausch, Thermoregulation und Wasseraustausch und indirekt über Lebensmittellieferungen oder Mitbewohner – Gemeinschaftspartner. Auch in unserem Land fanden diese Ansichten viele glühende Anhänger.

Die Grenzen beider Sichtweisen wurden jedoch recht schnell deutlich. Ihre Anhänger achteten jeweils nur auf einen Aspekt der Bevölkerungsdynamik und übertrieben, wie so oft, die Bedeutung der von ihnen entdeckten Fakten. Russische Forscher waren vielleicht die ersten, die auf die Rolle und Bedeutung von Intrapopulationsbeziehungen in der Populationsdynamik aufmerksam machten, die eine bestimmte Struktur und Organisation von Populationen bestimmen und durch Intra- und Interpopulationsverbindungen eine Anpassung an eine sich verändernde Umwelt ermöglichen. Sowohl im Inland als auch im Ausland wurden die Mechanismen intraspezifischer Anpassungen entdeckt und untersucht, die die Regulierung der Fortpflanzung, Bewegung, Gebietsnutzung und vieles mehr gewährleisten, den Tod von Tieren reduzieren und das Überleben von Tieren erhöhen, d. h. die Zahl der Populationen stabilisieren. Die daraus resultierenden Veränderungen im Zustand der Tiere und in der Struktur der Populationen werden durch den humoralen Faktor gesteuert und gehen mit Veränderungen im Verhalten der Tiere einher, insbesondere in ihrer Mobilität und ihren Beziehungen untereinander. Es ist zu beachten, dass diese Mechanismen noch nicht ausreichend untersucht sind. Gleichzeitig eröffnen ihre Erkenntnisse neue Möglichkeiten nicht nur für Prognosen, sondern auch für die aktive Regulierung von Veränderungen im Wildtierbestand.

Die aktuelle Prognosepraxis basiert auf dem Vergleich von Veränderungen der Bevölkerungsgröße mit Veränderungen in Umfeld. Es ermöglicht die Bestimmung allgemeiner Veränderungstendenzen mit hoher Wahrscheinlichkeit, eine Vorhersage der quantitativen Seite der Veränderungen ist jedoch in der Regel nicht möglich.

Daher ist die Notwendigkeit einer tiefgreifenden und umfassenden Untersuchung der Populationsdynamik klar, bei der die Bemühungen von Ökologen und Morphologen, Physiologen und Biochemikern, Genetikern und Mathematikern gebündelt werden. Methoden verdienen besondere Aufmerksamkeit mathematische Modellierung zunehmend in der Tierökologie eingesetzt.

Die wichtigste Aufgabe ist es, zuallererst zu haben praktische Bedeutung Es muss eine Untersuchung der Art als komplexes Populationssystem geben. Jede dieser Populationen, die als geographisch oder unabhängig bezeichnet werden und eine Zone ähnlicher Günstigkeit besetzen, hat ihren eigenen Rhythmus von Lebensphänomenen und den Verlauf der Veränderungen in der Formosa-Population. In der Regel zerfallen sie in kleinere Gruppen – die sogenannten ökologischen und elementaren Populationen, die durch ständige Interaktion verbunden sind. Einige von ihnen bilden dauerhafte Tieransiedlungen in Stationen oder Erlebniszentren. andere existieren nur vorübergehend und besetzen vorübergehend günstige Lebensräume. Bei Wanderungen und insbesondere der Ansiedlung von Jungtieren kommt es zwischen diesen Populationen zu einem wechselseitigen oder einseitigen Austausch von Individuen, der für deren Dynamik von großer Bedeutung ist.

So haben zahlreiche Daten gezeigt, dass der Grad der Stabilität und in vielen Fällen die Größe geografischer Populationen mit ihrer Zerstückelung zusammenhängt.

Populationen, die große und gleichmäßige Räume einnehmen und daher nicht in kleinere Gruppen unterteilt sind, können zeitweise hohe Dichten erreichen, sind jedoch normalerweise instabil und vom Aussterben bedroht. Im Gegenteil, in Mosaiklandschaften zerfallen die Populationen in untergeordnete Gruppen, was ein gleichmäßiges Erleben ermöglicht

äußerst ungünstige Situationen und sorgt für die Nachhaltigkeit ihrer Zahlen. Die Untersuchung und detaillierte großflächige Kartierung der Verbreitung von Wildtieren sowie die Ermittlung der Anzahl und Grenzen einzelner Populationen sind sowohl für die Vorhersage der Anzahl als auch für wirtschaftliche Maßnahmen und Rekultivierungsmaßnahmen erforderlich. Bisher wurde dem wenig Beachtung geschenkt.

Das Eindringen der Kybernetik in die Biologie und das Aufkommen der Bionik eröffnen neue Möglichkeiten für die Jagd. Die Untersuchung des Verhaltens und insbesondere der Kommunikationsmittel und -methoden von Tieren schafft die Grundlage für die Verhaltenskontrolle selbst großer Wildtiermassen. Besonders wichtig sind dabei unbedingte Reflexe, die für stabile, streng determinierte Verhaltensweisen verantwortlich sind. Sie sind mit den biologisch wichtigsten Signalen von Not, Herdenverhalten, Nahrung usw. verbunden und können akustischer, visueller, chemischer, taktiler usw. Natur sein. Die erfolgreichen Erfahrungen mit ihrem Einsatz im Kampf gegen schädliche Arten nehmen rasch zu. Bisher nutzen sie vor allem Schrecksignale, doch bei der Jagd können Locksignale noch wichtiger sein. Eine eingehende Untersuchung der Orientierung von Tieren wird auch die Mechanismen aufdecken, die diese oder jene Populationsstruktur bestimmen, mit der die Fortpflanzung und Bewegungen von Tieren verbunden sind.

Die wichtigste Frage bei der Jagd ist der Einfluss der Jagd selbst auf die Anzahl, den Zustand und die qualitative Zusammensetzung des Tierbestands. Für Wildfische ist die Beleuchtung gut, für Wildtiere jedoch deutlich schlechter. Das bis vor Kurzem bestehende Konzept der natürlichen und unabhängigen fischereilichen Sterblichkeit sollte verworfen werden. Es ist erwiesen, dass die Entnahme von Tieren zwangsläufig die natürliche Sterblichkeit und Dynamik ihrer Herde verändert. Aber zumindest bis zu einem gewissen Grad verringert die verstärkte Fischerei die natürliche Sterblichkeit und erhöht gleichzeitig die Reproduktionsfähigkeit der Bevölkerung.

Das Ausmaß eines solchen positiven Effekts hängt jedoch nicht nur von den Standards des Schießens oder Fangens ab, sondern auch von den Jagdmethoden und insbesondere vom Zeitpunkt der Jagd. Der rationalste Zeitpunkt liegt kurz nach dem Ende der Fortpflanzung, also beim saisonalen Maximum der Zahlen. Diese positive Wirkung der Fischerei wird durch den sogenannten Kompensationseffekt gewährleistet, der unabhängig voneinander von S. A. Severtsov und dem amerikanischen Ökologen P. Errington entdeckt wurde. Gemäß diesem Gesetz geht eine Zunahme der Todesfälle aufgrund einer Todesursache in der Regel mit einem Rückgang und manchmal sogar einem Ausbleiben der Todesfälle aufgrund einer anderen Todesursache einher. Mit der Entschädigung ist auch die bekannte Verjüngung der Alterszusammensetzung der Bevölkerung verbunden. Doch mit zunehmender Ernte und fortschreitender Verjüngung besteht die Gefahr einer Verkleinerung der Brutherde und des Aussterbens der Population. Die Jagdbranche kennt viele solcher Beispiele.

Eine einfache Auflistung und möglichst oberflächliche Darstellung der Hauptprobleme der Populationsbiologie zeigt, wie groß ihre Bedeutung für die Jagd ist. Spielmanager müssen ihnen große Aufmerksamkeit schenken.

Wilde Rentiere: Die Untersuchung unbedingter Reflexe im Zusammenhang mit Notsignalen und Herdenverhalten schafft die Grundlage für die Bewältigung selbst großer Tiermassen.

Das 21. JAHRHUNDERT – das Jahrhundert der Biologie – fängt gerade erst an und die Zukunft ist eng mit seinen Erfolgen verbunden.

Hinweis 1

Heutzutage stehen Biologen vor vielen Aufgaben, deren Lösung einen treibenden Einfluss sowohl auf die Naturwissenschaft als auch auf den Fortschritt der Menschheit haben kann. Darunter sind Fragen, die von der Genetik, Molekularbiologie, Physiologie und Biochemie von Muskeln, Drüsen, Nervensystem und Sinnesorgane (Gedächtnis-, Erregungs- und Hemmprozesse im Nervensystem); Photo- und Chemosynthese, Energie und Produktivität natürlicher Komplexe und der Biosphäre als Ganzes, Form und Inhalt natürlicher Prozesse, ihre Integrität und Zweckmäßigkeit, Fortschritt usw.

Wenn wir es als Ganzes betrachten, interessiert sich die Biologie als Wissenschaft für drei Hauptprobleme:

Mechanismen der Entstehung des Lebens (es gibt kein einheitliches Konzept);
Variabilität (es gibt keine gemeinsame Ansicht über ihre Mechanismen);
Evolution (die Rolle von Variabilitätsmechanismen im Evolutionsprozess).

Alles andere wird durch diese drei abgedeckt globale Probleme, und was auch immer erforscht wird, wird die Antwort auf die oben genannten Fragen sein.

Bei genauerer Betrachtung sind die Hauptprobleme der modernen Biologie:

Struktur und Funktionen von Makromolekülen

Es ist bekannt, dass biologisch wichtige Makromoleküle eine Polymerstruktur haben (aus vielen homogenen Einheiten bestehen, die jedoch nicht identisch sind). Proteine werden aus essentiellen Aminosäuren gebildet. Nukleinsäuren enthalten vier Arten von Nukleotiden, Polysaccharide – einen Komplex aus Monosacchariden. Die Reihenfolge der Anordnung der Monomere in komplexen Biopolymeren ist ihre Primärstruktur. Anfangsstadium Das Studium der Struktur von Makromolekülen ist die Feststellung ihrer Primärstruktur. Wissenschaftler haben bereits die Primärstruktur vieler Proteine und einiger RNA-Typen bestimmt. Die Entwicklung von Methoden zur Bestimmung der Nukleotidsequenz in RNA-Ketten und insbesondere DNA ist heute die wichtigste Aufgabe der Molekularbiologie. Typischerweise ist die Biopolymerkette gewunden (Sekundärstruktur); Proteinmoleküle werden ebenfalls auf eine bestimmte Weise gefaltet (bilden eine Tertiärstruktur) und verbinden sich später häufig zu makromolekularen Komplexen (Quartärstruktur). Derzeit ist noch nicht ausreichend geklärt, wie die Sekundär- und Tertiärstrukturen durch die Primärstruktur bestimmt werden und wie katalytische Aktivität und Wirkungsspezifität von den Tertiär- und Quartärstrukturen abhängen. Durch die Bindung an Membranen und die Verbindung mit Lipiden und Nukleinsäuren zu supramolekularen Strukturen bilden Proteinmoleküle intrazelluläre Komponenten. Mittels Röntgenbeugungsanalyse wurde die Tertiärstruktur einiger Proteine (Hämoglobin) ermittelt und die funktionelle Struktur vieler Enzyme untersucht. Eines der zentralen Probleme der modernen Biologie ist in Zukunft die Untersuchung der Struktur von Makromolekülen und die Aufklärung ihres Einflusses auf ihre komplexen, vielfältigen Funktionen.

Regulierung der Zellfunktionen(Mechanismus zum Einschalten von Genen auf molekularer Ebene; Regulierung von Prozessen in Zellen, Geweben und Organen, um die relative Stabilität des Systems auch unter sich ändernden Umweltbedingungen aufrechtzuerhalten).

Gegenseitige Konsistenz und Abhängigkeit von Regulierungsprozessen, die die Aufrechterhaltung der relativen Stabilität des Systems auch bei Schwankungen der Umgebungsbedingungen gewährleisten – charakteristisches Merkmal Prozesse, die in einem lebenden System ablaufen. Die Regulierung intrazellulärer Prozesse kann durch Änderung des Satzes und der Intensität der Synthese von Struktur- und Enzymproteinen, die Beeinflussung ihrer enzymatischen Aktivität und die Änderung der Transportgeschwindigkeit von Substanzen durch die Zellmembran und andere biologische Membranen erreicht werden. Die Proteinsynthese hängt von der Synthese von RNA-Molekülen ab, die Informationen vom entsprechenden Gen tragen. Somit ist einer der Orte der Regulation der Proteinsynthese der Beginn der Synthese eines RNA-Moleküls am Gen (Einschalten des Gens). Bisher wurde eines der Schemata zur Regulierung der Nährstoffaufnahme nur für Bakterien definiert – es wird durch das Ein- und Ausschalten von Genen erreicht, die die Synthese notwendiger Enzyme bestimmen. Der erste zu untersuchende Bereich in der Molekularbiologie ist der molekulare Mechanismus des Geneinschlusses (insbesondere in mehrzelligen Organismen).

Es wird angenommen, dass die Geschwindigkeit der Proteinsynthese wahrscheinlich direkt am Ort der Synthese – an den Ribosomen – reguliert werden kann. Die Grundlage eines wirksameren Regulierungssystems ist eine Änderung der enzymatischen Aktivität, die durch die Wechselwirkung bestimmter Substanzen mit dem Enzymmolekül und eine reversible Modifikation seiner Tertiärstruktur erreicht wird. Da ein Enzym die erste Reaktion in einer Kette chemischer Umwandlungen katalysiert und das Endprodukt dieser Kette eine Substanz ist, die seine Aktivität unterdrückt, wird ein Rückkopplungssystem eingerichtet, das automatisch aufrechterhält ständige Konzentration Endprodukt. Zellgeschwindigkeit chemische Prozesse hängt von der Geschwindigkeit des Eintritts oder Austritts bestimmter Substanzen in die Zelle, ihren Zellkern und ihre Mitochondrien ab. Dieser Vorgang wird durch die Immobilie bestimmt biologische Membranen und Enzyme.

Da es kein vollständiges Verständnis der Regulation intrazellulärer Prozesse gibt, ist dies ein Problem, an dem viele moderne Forscher arbeiten.

Individuelle Entwicklung von Organismen(Aufklärung der Differenzierungsmechanismen auf allen Stufen von der Proteinsynthese bis zum Auftreten spezifischer Zelleigenschaften, Zellumstrukturierung bis hin zur Organbildung; Erstellung einer Theorie der Ontogenese).

Das Leben jedes sich sexuell entwickelnden Organismus beginnt mit einer Zygote – einer befruchteten Zelle (Ei). Durch wiederholte Teilung werden viele Zellen gebildet, von denen jede einen Kern mit einem bestimmten vollständigen Chromosomensatz enthält (enthält Gene, die für alles verantwortlich sind). Die Eigenschaften und Merkmale eines bestimmten Organismus sind jedoch unterschiedlich. Das heißt, während der Entwicklung jeder Zelle werden nur diejenigen Gene aktiviert, die für die Entwicklung eines bestimmten Gewebes oder Organs verantwortlich sind arbeiten.

Daher ist eines der Hauptprobleme der Entwicklungsbiologie der Mechanismus der Genaktivierung im Prozess der Zelldifferenzierung. An gegebene Zeit Es sind einige Faktoren bekannt, die einen solchen Einschluss beeinflussen (Heterogenität des Zytoplasmas der befruchteten Eizelle, Einfluss embryonaler Gewebe aufeinander, Wirkung bestimmter Hormone). Gene steuern die Proteinsynthese. Die Merkmale und Eigenschaften eines vielzelligen Organismus bestehen jedoch nicht nur in den Eigenschaften seiner Proteine: Sie werden durch die Differenzierung der Zellen bestimmt und unterscheiden sich in ihrer Struktur und Funktion, ihren Verbindungen und der Bildung bestimmter Gewebe und Organe. Ein so wichtiges Problem wie die Aufklärung des Mechanismus der Zelldifferenzierung im Stadium vom Beginn der Proteinsynthese bis zum Auftreten bestimmter Zelleigenschaften, die zur Organbildung führen, ist noch immer ungelöst. Es wird angenommen, dass in diesem Prozess Hauptrolle Zellmembranproteine spielen eine Rolle. Daher ist es notwendig, eine kohärente Theorie der Ontogenese zu erstellen.

Rationale Organisation des menschlichen Lebens und Entwicklung des Problems der Lebensverlängerung.

Biologisches Altern(Verschiedene Alterungstheorien geben unterschiedliche Gründe dafür an; die genaue Ursache ist noch nicht bekannt, obwohl es genetische, mechanische und eine Reihe anderer Theorien gibt).
Untersuchung der Mechanismen der Gehirnaktivität um die Gesetze der Denk- und Gedächtnisprozesse zu verstehen.

Die Entwicklung der Organismen auf dem Planeten im Laufe seiner Existenzgeschichte(Offenlegung komplexer Abhängigkeiten zwischen grundlegenden Geräten oder einzelnen Geräten, die im Laufe der Evolution erworben wurden).

Eine Vielzahl von Fakten hat die grundsätzliche Richtigkeit der von Charles Darwin aufgestellten Evolutionslehre bestätigt. Dennoch sind viele seiner wichtigen Bestimmungen noch nicht entwickelt. Unter diesem Gesichtspunkt wird eine Population als elementare Einheit des Evolutionsprozesses betrachtet, und ein elementares Evolutionsphänomen ist eine stabile Veränderung der erblichen Merkmale einer Population. Als Ergebnis wurden die wichtigsten evolutionären Faktoren identifiziert: Mutationsprozess, räumliche Isolation, Zahlenwellen, natürliche Selektion. Und das evolutionäre Material sind Mutationen.

Es ist noch nicht klar, ob nur diese Faktoren auf der makroevolutionären Ebene (oberhalb der Artbildung) wirken oder ob auch andere unbekannte Mechanismen und Faktoren an der Entstehung größerer Gruppen von Organismen beteiligt sind. Es ist durchaus möglich, dass alle Phänomene der Makroevolution auf Veränderungen auf der intraspezifischen Ebene zurückzuführen sind. Um dieses Problem zu lösen, ist es notwendig, die Mechanismen der manchmal beobachteten, sozusagen gerichteten Entwicklung bestimmter Gruppen aufzudecken. Möglicherweise hängt dies mit der Existenz bestimmter Einschränkungen zusammen, die durch die genetische Ausstattung und Struktur von Organismen auferlegt werden. Daher besteht eine wichtige Aufgabe in der nahen Zukunft darin, die komplexen Abhängigkeiten zwischen Anpassungen grundlegender Natur aufzudecken, die im Laufe der Evolution erworben wurden, oder ob es sich um spezifische Anpassungen handelt, die zur Entwicklung einer bestimmten Gruppe (jedoch in Verbindung mit dem Lebensraum) führen. . Es ist notwendig aufzudecken, welche Muster in einem Fall das Auftreten der vollkommensten Anpassungen bewirken und in einem anderen Fall zum erfolgreichen Überleben primitiver Organismen führen.

Ursprung des Lebens(Ermitteln der Ursachen und Bedingungen für die Entstehung des Lebens auf der Erde sowie Modellierung der dabei ablaufenden Prozesse mit experimenteller Wiederherstellung der aufeinanderfolgenden Stadien der Entstehung des Lebens auf der Erde).

Untersuchung komplexer physiologischer und genetischer Funktionen des Körpers(für Pflanzen - Genetik der Photosynthese, Stickstofffixierung, für Tiere - Verhalten, Reaktionen auf Stressfaktoren).

Biosphäre und Menschheit(Untersuchung der Biosphäre als dialektische Einheit von lebender und unbelebter Natur, deren wichtigster Punkt der Kreislauf von Materie und Energie in der Natur ist; Untersuchung der Gesetze der Biosphäre, um ihren Zustand in einem bestimmten Zeitraum zu charakterisieren und die Zukunft vorherzusagen des Planeten und der Menschheitsstudie; aktueller Stand und Entwicklung vielversprechender Richtungen in Wirtschaftstätigkeit Menschen im planetarischen Maßstab; Erklärung der Notwendigkeit, den Reichtum zu schützen und zu steigern, um das Gleichgewicht im Verhältnis zwischen Natur und Gesellschaft aufrechtzuerhalten. Rasantes Bevölkerungswachstum Globus wirft die Frage nach den Grenzen der biologischen Produktivität der Biosphäre der Erde auf. Nach 100-200$ Jahren, wenn es konserviert wird moderne Methoden Würde die Wirtschaft der Erde aufrechterhalten und das Bevölkerungswachstum gleich bleiben, hätte fast die Hälfte der Menschen nicht nur nicht genug Nahrung und Wasser, sondern auch Sauerstoff zum Atmen.

Die Herausforderung besteht darin, ausreichende Nahrungskapazitäten für eine wachsende menschliche Bevölkerung zu schaffen(Biotechnologie, Pflanzenzüchtung – die Schaffung grundlegend neuer Formen – produktiver, qualitativ hochwertiger und resistenter gegen negative Faktoren, mit rekonstruierten Genomen und produktiver, die Schaffung transgener Pflanzenarten).

Biologische und technische Probleme(das Studium biologischer Prozesse und der Struktur lebender Organismen, um neue Möglichkeiten zur Lösung wissenschaftlicher und technischer Probleme zu erhalten (technische oder industrielle Biochemie, industrielle Mikrobiologie); Reproduktion und Modellierung biologischer Prozesse und einzelner Funktionen von Organismen sowie die Entwurf neuer technischer Systeme auf Basis solcher Prototypen und Geräte (Bionikprobleme).
Biologie und Raumfahrt(Untersuchung des Einflusses der Weltraumbedingungen auf den Körper, möglicher Folgen der Einwirkung von Weltraumfaktoren, des Mechanismus der Anpassung von Organismen an die Einwirkung von Weltraumbedingungen).
Entwicklung der Gentechnik(genetische Rekonstruktion) (die dringendste Aufgabe des modernen Komplexes Naturwissenschaften besteht darin, die langfristigen Folgen menschlicher Eingriffe in natürliche Prozesse vorherzusehen. Dieses Problem wird gelöst und wird auf der Grundlage von Deep gelöst wissenschaftliche Forschung Muster von Lebensphänomenen. Hierbei handelt es sich um einen neuen und wichtigen Zweig der Molekularbiologie, der sich mit der gezielten Konstruktion neuer Genkombinationen beschäftigt, die in der Natur noch nicht vorkommen, mit genetischen und biochemischen Methoden. Zugleich besteht eine der wichtigsten Aufgaben darin, die Folgen eines solchen Entwurfs für die Zukunft vorherzusehen.
Entschlüsselung der Genome von Pflanzen, Tieren und Menschen(Das Problem besteht darin, die Prozesse der Differenzierung und Entwicklung von Gensätzen, der Schaffung neuer künstlicher Genome, dem Ersatz defekter Genomabschnitte und der Übernahme der Kontrolle über die Genaktivität zu verstehen.)

Hinweis 2

Die Biologie kann die Fragen lösen, mit denen sie heute konfrontiert ist moderne Bühne, nur in engem Kontakt mit anderen Wissenschaften: Chemie, Physik, Kybernetik und anderen Zweigen der Wissenschaft und Technik. Die Lösung vieler Fragen der modernen Biologie liegt noch in der Zukunft.

Gründe für die Hinwendung zur Populationsbiologie Die aktuelle Aufgabe des Umweltmanagements ist eine Neuausrichtung auf die Wiederherstellung von Ökosystemfunktionen, einschließlich der Funktion der biologischen Vielfalt. Seine Lösung sollte auf der Integration einer großen Menge an Wissen basieren, um tiefer in die Organisationsmuster natürlicher Systeme einzudringen. Eine Möglichkeit einer solchen Integration besteht darin, die klassischen Konzepte der Synökologie aus der Perspektive der Populationsbiologie zu überdenken.

Grundbegriffe der Populationsbiologie In der Populationsbiologie (Demographie) von Tieren und Pflanzen ist die Lebensdecke ein System von Populationen verschiedene Typen miteinander interagieren (Rabotnov, 1950; Uranov, 1975; Harper, 1977; The Population Structure, 1985; Smirnova, 1998). Die minimale Einheit ist bei Pflanzen eine elementare demografische Einheit, bei Tieren ist sie die minimal lebensfähige Population (Thomas, 1990; Smirnova et al., 1993; Remmert 1994; Smirnova et al., 2000; Traill et al., 2007; Zeigler et al., 2010). Gebräuchlicher Name – Grundbevölkerung

Grundbegriffe der Populationsbiologie „Population“ ist in der Demographie eine Ansammlung von Individuen derselben Art, die in einem bestimmten Gebiet leben, durch Verwandtschaftsbeziehungen (Generationenfluss), ein Beziehungssystem miteinander verbunden und aufgrund von Bedingungen von ähnlichen Populationen abgegrenzt sind übernommen, um ein spezifisches Problem zu lösen (Cenopopulations of Plants, 1988).

Grundlegende Konzepte der Populationsbiologie Eine Elementarpopulation (EP) ist eine reale Einheit einer Art in einer Gemeinschaft und eine Einheit von Biota in einem Ökosystem. Artenspezifische Parameter des ES: 1) die Größe des Raums, der für einen stabilen Generationsfluss erforderlich ist; 2) die Dauer des Generationswechsels; 3) ökologische Dichte: die Anzahl oder Masse der Individuen pro Flächen- oder Volumeneinheit; 4) Platzierung von Personen im Weltraum; 5) Möglichkeiten, die Umwelt zu verändern.

Grundlegende Konzepte der Populationsbiologie Der Satz artspezifischer EP-Parameter, die die Verteilung von Individuen im Raum bestimmen, ist ein Populationsmuster oder Populationsmosaik. Diese ES-Parameter können in Ökosystemen bestimmt werden, deren Entwicklung über viele Generationen von Individuen ohne Naturkatastrophen oder menschliche Eingriffe verlief, oder sie können auf der Grundlage von Untersuchungen der Biologie von Arten und Beobachtungen in der Natur einzelner Stadien der ES-Bildung nach Störungen berechnet werden oder auf Basis von Modellversuchen.

Vidospezifische Parameter des EP von Pflanzen von Laubwäldern: die Dauer des Generationswechsels, S -Größe der lebenswichtigen Formen des Raums Ts, Jahre der Robe 2 Hachlet 11 Hacks 100,25 Frühling 201 Büsche sind gewöhnlich 802,5 x 10 3 Holzer 1201,2 x 10 4 Stechpalmen-Ahorne x10 4 Winterlinde x10 4 Esche 2501,3x10 5 Stieleiche 3504,2x10 5

Grundlegende Konzepte der Synökologie aus Populationsperspektive Die Untersuchung des Populationslebens verschiedener Arten führte zur Formulierung des Konzepts der „Störung“ (The Ecology of Natural Disruption and Patch Dynamics, 1985). Unter Störung versteht man jede Veränderung eines Lebensraums, die aus dem Leben und Tod einzelner Personen und ihrer Gruppen in einer Population resultiert. Zerstörung des Unterholzes und Bildung zoogener Lichtungen durch Huftierherden; Bau von Hütten, Dämmen und Teichanlagen durch Biber; koloniale Murmeltiergebäude; Die Bildung von Fenstern im Baumbestand durch nadel- und blattfressende Insekten sowie holzzerstörende Pilze etc. führt dazu, dass in Ökosystemen qualitativ neue Lebensräume unterschiedlicher Größe entstehen: von Nano- bis hin zu Makrohabitaten, die von ökologisch unterschiedlichen Menschen bewohnt werden Arten (Disturbance Dynamics in Boreal Forest..., 2002).

Umwelttransformation als Manifestation des Bevölkerungslebens Das Ergebnis der Entwicklung des Bevölkerungsdenkens: Ersetzung des Konzepts der „Störung“ durch das Konzept der „Umwelttransformation“, d.h. Anerkennung der umweltverändernden Aktivität jeder Art in einem Ökosystem als immanente Eigenschaft der Biota des Ökosystems; Bewusstsein für die grundlegenden Unterschiede zwischen diesen Konzepten: Umwelttransformation bedeutet, dass interne Prozesse, die das Funktionieren von Ökosystemen als Ganzes bestimmen, korrekter in Bezug auf externe Prozesse verwendet werden, die natürliche Mechanismen stören.

Beispiele für phyto- und zoogene Lebensräume, die als Ergebnis umweltverändernder Aktivitäten entstanden sind (Smirnova, 1998) OptionenBereichTiefe der Substratveränderung Merkmale der Substratveränderung Maulwurfshügel mPedoturbation, Belüftung, Erhöhung der Feuchtigkeitskapazität Eberbetten m2m2 des. Bodenprobleme, Verschlechterung der Belüftungs- und Feuchtigkeitskapazität von VPKM2M2 BUGRA2 bis zu 1-2 Mediurbation, Belüftung, Erhöhung der Feuchtigkeitskapazität von PPKM2M2 der Böden auf 1-2 Multiplot der Böden, Verschlechterung der Belüftung und Feuchtigkeitsgehalt von Valesey.m 2 Nichtverwendung eines neuen, feuchten Substrats des Fensters im Beutenetz aus Feuchtigkeit und Temperaturen von Feuchtigkeit und Temperaturen von Luft und Boden Bisonstandorte, tausend. m 2 Des. Bodenverdichtung, Verschlechterung der Belüftungs- und Feuchtigkeitskapazität Kaskaden von Biberteichen Hunderttausende m 2 des. cm – m Erhöhung der Luftfeuchtigkeit, Glättung von Temperaturschwankungen

Störung ist ein exogener Prozess in Bezug auf das Ökosystem als Ganzes. Ein erheblicher Überschuss an Größe und anderen Parametern der umweltverändernden Wirkung einiger Ökosystembewohner auf andere und auf das Ökotop kann das Ergebnis und der Beweis für tiefgreifende frühere Störungen im Ökosystem sein Da es sich bei der natürlichen Organisation von Ökosystemen um in Bezug auf das Ökosystem exogene Prozesse handelt, können sie als echte Verstöße angesehen werden.

Grundkonzepte der Populationsbiologie und Synökologie Die Bildung von Ideen über Populationsmosaiken ermöglichte es, lebende Bedeckung als eine Reihe solcher Mosaike verschiedener Arten zu betrachten, die verschiedenen trophischen Gruppen angehören und unterschiedliche Raumgrößen aufweisen, die für einen stabilen Generationsfluss erforderlich sind. Das Problem, die Gesamtheit dieser Mosaike (Muster) in elementare Einheiten zu unterteilen, kann mit dem Konzept der Schlüsselarten (Ökosystemingenieure, Erbauer) gelöst werden.

Merkmale Schlüsselarten (Ökosystemingenieure, Erzieher) Schlüsselarten im Prozess des Generationswechsels verändern (im Vergleich zu Arten derselben trophischen Ebene) den Lebensraum des ÖSD als Ganzes und seiner Elemente am deutlichsten. Dies führt zu Veränderungen im hydrologischen, Temperatur- und Lichtregime; Mikro-, Mesorelief; Bodenbedeckungsstruktur usw. (Das Mosaik-Zyklus-Konzept...1991; Crain, Bertness, 2006). Die interne Heterogenität des Lebensraums des EP der Schlüsselarten bestimmt die Möglichkeit der Koexistenz ökologisch und biologisch unterschiedlicher untergeordneter Arten und damit ein hohes Maß an Biodiversität (Monitoring..., 2008).

Definition und Erläuterung der Grundkonzepte der Synökologie aus der Perspektive der Populationsbiologie. Ein Ökosystem ist eine Reihe interagierender Populationen von Arten verschiedener trophischer Gruppen und der von ihnen aktiv veränderte Lebensraum. Diese Definition unterscheidet sich grundlegend in den folgenden Positionen: 1) Ein Element der Biota eines Ökosystems ist kein Individuum (Organismus), sondern eine Population, die eine Menge von Individuen derselben Art ist; Dieser Ansatz steht voll und ganz im Einklang mit dem Systemparadigma und stellt die natürliche Ordnung der Hierarchie der Biosysteme wieder her.

Definition und Erklärung... 2) In allen von uns analysierten Ökosystemdefinitionen werden lebende und nicht lebende Dinge als gleichwertige Komponenten bewertet. Es ist angemessener, sich auf Biota als bestimmendes Prinzip im Ökosystem zu konzentrieren. 3) Die aktive Transformation von Lebensräumen durch eine Reihe von Populationen aller Arten von Biota bestimmt die Möglichkeit der Bildung von Ökosystemen in verschiedenen Lebensräumen, deren Biota in Zusammensetzung und Struktur ähnlich sind.

Konsequenzen der Definition des Begriffs „Ökosystem“ aus Bevölkerungsperspektive Der Begriff „Ökosystem“ muss mit der Definition von Höhepunkt oder sukzessivem Ökosystem einhergehen, da zu Beginn der Ökosystembildung die Umwelt alle Parameter bestimmt: Größe, Zusammensetzung, Struktur usw. (sukzessives Ökosystem) und am Ende - Biota (Höhepunktökosystem). Größe, Zusammensetzung und Struktur von Klimax-Ökosystemen können in der Natur bestimmt oder Populationsmosaike wichtiger Arten rekonstruiert werden.

Konsequenzen... Wir müssen uns darüber im Klaren sein, dass die Unmöglichkeit moderner Ökosysteme, einen Höhepunkt zu erreichen, vor allem auf große Lücken in den Verbreitungsgebieten wichtiger und untergeordneter Arten zurückzuführen ist, die durch anthropogene Aktivitäten verursacht werden. Ihre Überwindung ist nur durch die Organisation einer gezielten Sanierung möglich.

Konsequenzen... Das Vorhandensein von Schlüsselarten mit unterschiedlichen ES im Klimax-Ökosystem bestimmt deren mosaikhierarchische Organisation; Die Grenzen von Höhepunktökosystemen können in der Natur bestimmt oder durch die Abfolge der mächtigsten Schlüsselarten rekonstruiert werden; Modellrechnungen der Mindestflächen von Klimax-Ökosystemen basieren auf der Bestimmung der Größe der Elementarpopulationen der mächtigsten Schlüsselarten.

Schwierigkeiten bei der Umsetzung der vorgeschlagenen Konzepte: 1) das fast vollständige Fehlen von Höhepunktökosystemen im größten Teil der Landfläche; 2) der Mangel an notwendigen Informationen über die Populationsbiologie der verbleibenden Schlüsselarten und der damit verbundenen Gesellschaften untergeordneter Arten; 3) Mangel an Modellrekonstruktionen von Klimax-Ökosystemen in verschiedenen Stadien des Holozäns; 4) mangelnde Erforschung der materiellen und energetischen Organisation von Ökosystemen aus der Perspektive der Populationsbiologie und der Grundkonzepte der Synökologie

Definition und Erläuterung der Grundkonzepte der Synökologie aus der Perspektive der Populationsbiologie. Der Höhepunkt ist ein Zustand des Ökosystems, der durch den Prozess der Aufrechterhaltung stabiler Generationenströme in den Populationen aller potenziellen Mitglieder der Biota und deren vollständiger Nutzung gekennzeichnet ist Lebensraumressourcen aufgrund der umweltverändernden Aktivitäten wichtiger Arten.

Erläuterung... Nur solche Ökosysteme, die alle wichtigen Arten enthalten, die potenziell in der Lage sind, derzeit im Modellgebiet zu leben, können als Höhepunktökosysteme betrachtet werden. Wenn einige der wichtigsten und zugehörigen untergeordneten Arten fehlen, ist es korrekter, Ökosysteme als Quasi-Höhepunkt zu bezeichnen.

Definitionen und Erläuterungen der Grundkonzepte der Synökologie Sukzession ist der Prozess der Bildung (primäre autogene Sukzession) oder Wiederherstellung (sekundäre autogene Sukzession) von Generationsströmen in Populationen aller Arten von Biota eines Ökosystems, der darauf abzielt, ihre Biota-Potenziale vollständig auszuschöpfen und die vollständige Nutzung der Lebensraumressourcen.

Erläuterung... Die treibende Kraft der autogenen Sukzession ist die umweltverändernde Aktivität wichtiger Arten, die zu einer Zunahme der Heterogenität der Umwelt vom Anfangsstadium bis zum Endstadium führt, was zu einer Abnahme der Rolle der Konkurrenzbeziehungen und einer Zunahme von führt die Rolle wechselseitiger Beziehungen und Komplementarität (räumlich-zeitliche gemeinsame Nutzung von Ressourcen).

Erläuterungen... Der richtige Zeitpunkt der autogenen Sukzession ist die Zeit vom Beginn der Entwicklung des Ökosystems bis zu seinem Übergang in den Höhepunktzustand. Sie kann nur unter der Bedingung einer spontanen Entwicklung des Ökosystems bestimmt werden. Es empfiehlt sich, den richtigen Zeitpunkt der autogenen Sukzession anhand der Anzahl grundsätzlich unterschiedlicher Stadien (z. B. frühe, mittlere, späte Sukzession) zu bestimmen.

Erläuterung... Jedes der Sukzessionsstadien kann durch den Grad der Bildung von Populationsmosaiken der Schlüsselarten und die Vollständigkeit der potenziellen Biota charakterisiert werden. Gleichzeitig kann die Dauer jedes Stadiums in astronomischer Zeit berechnet werden, was es ermöglicht, die Dauer derselben Etappen in verschiedenen Klimazonen abzuschätzen.

Erläuterung... Der eigene Raum des Ökosystems wird während der autogenen Sukzession gebildet und kommt im Höhepunktzustand vollständig zum Ausdruck. Der eigene Raum des Ökosystems ist das Ergebnis der Bildung und Interaktion von Populationsmosaiken wichtiger und untergeordneter Arten während der autogenen Sukzession vom Anfangszustand bis zum Höhepunkt.

Erläuterung... Es empfiehlt sich zu unterscheiden zwischen: dem Mindestraum zur Identifizierung eines Klimax-Ökosystems und dem eigenen Raum eines Klimax-Ökosystems. Der Mindestraum wird durch Berechnung der Größe des Raumes ermittelt, der für den nachhaltigen Generationswechsel einer Elementarpopulation der mächtigsten oder einer Gruppe der mächtigsten Schlüsselarten erforderlich ist, oder auf der Grundlage indirekter Daten rekonstruiert.

Erläuterungen... Der eigentliche Raum des Klimax-Ökosystems wird auf der Grundlage eines Vergleichs der Lebensräume wichtiger Arten verschiedener Funktionsgruppen und modellhafter Definitionen der Grenzen der umweltverändernden Funktion der Biota als Ganzes im Verhältnis zum Abiotischen rekonstruiert Bestandteil der Landschaft und des Klimas.

Definitionen und Erläuterungen der Grundbegriffe der Synekologie (Begriff „Sukzession“) Diskrepanzen in der Interpretation des Begriffs „Sukzession“ sind darauf zurückzuführen, dass damit grundsätzlich unterschiedliche Entwicklungsprozesse erklärt werden: endogen, exogen-endogen und exogen. Die endogene Entwicklung wird durch die Bildung stabiler Generationenströme in den Populationen aller Mitglieder der Biota nach einer einmaligen, vollständigen oder teilweisen Zerstörung des bisherigen Ökosystems verursacht. Dieser Entwicklungsweg wird autogene Primär- oder autogene Sekundärsukzession genannt (Odum, 1975).

Erklärungen... Die exogen-endogene Entwicklung wird durch periodische Unterbrechungen von Generationsströmen in Populationen aller oder eines Teils der Arten von Biota durch äußere Einflüsse verursacht. Wenn äußere Einflüsse aufhören, wird die Entwicklung des Ökosystems endogen. Der Prozess wird allogene Sukzession oder allogene Entwicklung genannt (Mirkin et al., 1989).

Erklärung... Die exogene Entwicklung wird durch äußere Einflüsse verursacht. Es kann zwei Arten geben. Der erste Typ – Exkurs – ist charakteristisch für Ökosysteme, die deutlich unterschiedliche Potenzen und Positionen haben; Gleichzeitig verhindern die Umweltbedingungen nicht die Entfaltung des Potenzials von Ökosystemen nach dem Wegfall äußerer Einflüsse. Der zweite Typ ist typisch für Ansammlungen von Individuen verschiedener Arten, die keine Emergenzeigenschaften besitzen. In der Phytozönologie werden sie „ökotopisch bestimmte Gruppen“ genannt (Korchagin, 1976).

Handlungsablauf zur Untersuchung der Waldbedeckung aus der Sicht der Populationsbiologie 1. Auswahl eines Modellgebiets, das laut Literaturdaten und Aufklärungsstudien durch die geringsten (innerhalb der Region) anthropogenen Veränderungen gekennzeichnet ist. 2. Zusammenstellung einer Liste der wichtigsten Pflanzen- und Tierarten, die zuvor in den Höhepunktökosystemen des Modellgebiets lebten, basierend auf einer Synthese historischer, archäologischer und paläontologischer Materialien.

Abfolge der Aktionen..... 3. Zusammenstellung einer Liste der wichtigsten Arten des Modellgebiets, Bestimmung der Parameter ihrer ES, Typisierung von Populationsmosaiken, Bestimmung ihrer Größe und Existenzdauer. 4. Bestimmung des Bildungsgrades von Populationsmosaiken wichtiger Arten in Ökosystemen unterschiedlichen Sukzessionsstatus; Konstruktion von Sukzessionsreihen innerhalb gleichartiger Ökotope basierend auf einer Erhöhung dieses Parameters.

Abfolge der Aktionen... 5. Berechnungen der Mindestflächen zur Identifizierung von Ökosystemen mit unterschiedlichem Sukzessionsstatus basierend auf der Feststellung der Vollständigkeit der Bildung von Populationsmosaiken wichtiger Arten. 6. Identifizierung von Indikatoren unter untergeordneten Arten, d. h. Arten, die mit bestimmten Typen und Varianten von Populationsmosaiken wichtiger Arten assoziiert sind. Untersuchungen von Vegetation, Böden, Bodenbiota, Mykobiota und Landtierpopulationen aus Populationsmosaiken verschiedener Arten.

Aktionsfolge... 7. Suche in der Natur oder Modellierung von Quasi-Höhepunkt-Ökosystemen, d.h. Ökosysteme mit allen Varianten von Populationsmosaiken, die die im Untersuchungsgebiet erhaltenen Schlüsselarten bilden. 8. Berechnungen der Mindestfläche zur Identifizierung von Quasi-Höhepunktökosystemen, Typisierung von Populationsmosaiken wichtiger Arten dieser Ökosysteme und Bestimmung ihrer Position in der Landschaftsstruktur.

Abfolge der Aktionen... 9. Modellierung der Zusammensetzung und Struktur der Waldbedeckung: a. Potenzial, das vor dem Einsetzen aktiver anthropogener Transformationen bestand und sich aus Höhepunktökosystemen mit vollständigen Sätzen wichtiger Arten zusammensetzte; B. wiederhergestellt, das nach vollständiger Beendigung gebildet wird anthropogene Einflüsse und wird durch Quasi-Höhepunktökosysteme repräsentiert, in denen wichtige und untergeordnete Arten bis heute erhalten geblieben sind.

Abfolge der Maßnahmen... Bewertung des Verlusts der strukturellen und taxonomischen Vielfalt der wiederhergestellten Waldbedeckung und Vergleich mit dem Potenzial. 11. Entwicklung von Umweltmanagementmodellen, die darauf abzielen, die natürlichen Muster der Struktur und Dynamik potenzieller Waldbedeckung so vollständig wie möglich zu berücksichtigen.

Die moderne Biologie steckt voller Schlüsselprobleme, deren Lösung einen revolutionären Einfluss auf die gesamte Naturwissenschaft und den Fortschritt der Menschheit haben kann. Dies sind viele Fragen der Molekularbiologie und Genetik, Physiologie und Biochemie von Muskeln, Drüsen, Nervensystem und Sinnesorganen (Gedächtnis, Erregung, Hemmung usw.); Photo- und Chemosynthese, Energie und Produktivität natürlicher Gemeinschaften und der Biosphäre als Ganzes; grundlegende philosophische und methodische Probleme (Form und Inhalt, Integrität und Zweckmäßigkeit, Fortschritt) usw. Nur einige davon werden näher betrachtet.

Struktur und Funktionen von Makromolekülen. Biologisch wichtige Makromoleküle haben meist eine polymere Struktur, das heißt, sie bestehen aus vielen homogenen, aber nicht identischen Monomeren. So bestehen Proteine aus 20 Arten von Aminosäuren, Nukleinsäuren aus 4 Arten von Nukleotiden, Polysaccharide bestehen aus Monosacchariden. Die Reihenfolge der Monomere in Biopolymeren (siehe Biopolymere) wird als ihre Primärstruktur bezeichnet. Die Ermittlung der Primärstruktur ist der erste Schritt bei der Untersuchung der Struktur von Makromolekülen. Die Primärstruktur vieler Proteine und einiger RNA-Typen ist bereits aufgeklärt. Die Entwicklung von Methoden zur Bestimmung der Nukleotidsequenz in langen RNA- und insbesondere DNA-Ketten ist die wichtigste Aufgabe der Molekularbiologie. Eine Kette von Biopolymeren ist normalerweise zu einer Spirale (Sekundärstruktur) gewickelt. Auch Proteinmoleküle sind auf eine bestimmte Weise gefaltet (Tertiärstruktur) und oft zu makromolekularen Komplexen zusammengefasst (Quartärstruktur). Wie die Primärstruktur eines Proteins die Sekundär- und Tertiärstruktur bestimmt und wie die Tertiär- und Quartärstruktur von Enzymproteinen ihre katalytische Aktivität und Wirkungsspezifität bestimmt, ist noch nicht ausreichend geklärt. Proteinmoleküle heften sich an Membranen, verbinden sich mit Lipiden und Nukleinsäuren zu supramolekularen Strukturen und bilden durch „Selbstorganisation“ intrazelluläre Komponenten. Mit Methoden der Röntgenbeugungsanalyse wurde die Tertiärstruktur einiger Proteine (z. B. Hämoglobin) ermittelt; Die funktionelle Struktur vieler Enzyme wurde untersucht. Die weitere Untersuchung der Struktur von Makromolekülen und das Verständnis, wie diese Struktur ihre komplexen und vielfältigen Funktionen bestimmt, ist eines der Schlüsselprobleme der modernen Biologie.

Regulierung der Zellfunktionen. Die charakteristischen Merkmale der in einem lebenden System ablaufenden Prozesse sind ihre gegenseitige Konsistenz und Abhängigkeit von Regulierungsmechanismen, die die Aufrechterhaltung der relativen Stabilität des Systems auch unter sich ändernden Umweltbedingungen gewährleisten. Die Regulierung intrazellulärer Prozesse kann durch Änderung des Satzes und der Intensität der Synthese von Enzymen und erreicht werden Strukturproteine, Einfluss auf die enzymatische Aktivität, Veränderungen der Stofftransportrate durch die Zellmembran und andere biologische Membranen. Die Proteinsynthese hängt von der Synthese von RNA-Molekülen ab, die Informationen vom entsprechenden Gen – einem Abschnitt der DNA – transportieren. Daher ist das „Einschalten“ eines Gens – der Beginn der Synthese eines RNA-Moleküls darauf – einer der Orte der Regulierung der Proteinsynthese. Bisher wurde nur für Bakterien eines der Schemata zur Regulierung der Aufnahme von Nährstoffen aus der Umwelt entdeckt, das durch das Ein- und Ausschalten der Gene erreicht wird, die die Synthese der notwendigen Enzyme bestimmen. Der molekulare Mechanismus der Genaktivierung (insbesondere in mehrzelligen Organismen) ist nicht aufgeklärt, und dies bleibt die Hauptaufgabe der Molekularbiologie. Die Geschwindigkeit der Proteinsynthese kann offenbar direkt am Ort der Synthese reguliert werden – an den Ribosomen (siehe Ribosomen). ). Ein weiteres, effizienteres Regulierungssystem basiert auf Veränderungen der enzymatischen Aktivität, die durch die Wechselwirkung bestimmter Substanzen mit dem Enzymmolekül und einer reversiblen Veränderung seiner Tertiärstruktur erreicht werden. Wenn ein Enzym die erste Reaktion in einer Kette chemischer Umwandlungen katalysiert und die Substanz, die seine Aktivität hemmt, das Endprodukt dieser Kette ist, wird ein Rückkopplungssystem eingerichtet, das automatisch eine konstante Konzentration des Endprodukts aufrechterhält. Die Geschwindigkeit chemischer Prozesse in einer Zelle kann auch von der Geschwindigkeit des Eintritts der entsprechenden Substanzen in die Zelle, ihres Zellkerns, in die Mitochondrien oder der Geschwindigkeit ihrer Ausscheidung abhängen, die durch die Eigenschaften biologischer Membranen und Enzyme bestimmt wird. Aufgrund des fehlenden vollständigen Verständnisses der Regulation intrazellulärer Prozesse beschäftigen sich viele Forscher mit diesem Problem.

Individuelle Entwicklung von Organismen. In Organismen, die sich sexuell vermehren, beginnt das Leben jedes neuen Individuums mit einer Zelle – einer befruchteten Eizelle, die sich viele Male teilt und viele Zellen bildet; Jeder von ihnen enthält einen Kern mit einem vollständigen Chromosomensatz, d. h. sie enthalten Gene, die für die Entwicklung aller Merkmale und Eigenschaften des Organismus verantwortlich sind. Mittlerweile sind die Wege der Zellentwicklung unterschiedlich. Dies bedeutet, dass während der Entwicklung jeder Zelle nur die Gene in ihr wirken, deren Funktion für die Entwicklung eines bestimmten Gewebes (Organs) erforderlich ist. Die Identifizierung des Mechanismus zum „Einschalten“ von Genen im Prozess der Zelldifferenzierung ist einer der Hauptprobleme der biologischen Entwicklung. Einige Faktoren, die einen solchen Einschluss bestimmen, sind bereits bekannt (Heterogenität des Zytoplasmas der Eizelle, der Einfluss einiger embryonaler Gewebe auf andere, die Wirkung von Hormonen usw.). Die Proteinsynthese erfolgt unter der Kontrolle von Genen. Die Eigenschaften und Eigenschaften eines vielzelligen Organismus beschränken sich jedoch nicht nur auf die Eigenschaften seiner Proteine; Sie werden durch die Differenzierung von Zellen unterschiedlicher Struktur und Funktion, ihre Verbindungen untereinander und die Bildung verschiedener Organe und Gewebe bestimmt. Ein wichtiges und noch ungelöstes Problem ist die Aufklärung des Differenzierungsmechanismus auf der Stufe von der Proteinsynthese bis zum Auftreten von Zelleigenschaften und ihren charakteristischen Bewegungen, die zur Bildung von Organen führen. Möglicherweise spielen Zellmembranproteine bei diesem Prozess eine wichtige Rolle. Die Schaffung einer kohärenten Theorie der Ontogenese, die die Lösung des Problems der Integration differenzierender Gewebe und Organe in einen Gesamtorganismus, also die Umsetzung der Vererbung, erfordert, wird eine revolutionäre Wirkung auf viele Bereiche der Biologie haben.

Historische Entwicklung von Organismen. In den mehr als 100 Jahren, die seit dem Erscheinen von Charles Darwins Buch „Die Entstehung der Arten ...“ vergangen sind, hat eine Vielzahl von Fakten die grundsätzliche Richtigkeit der von ihm aufgestellten Evolutionslehre bestätigt. Viele seiner wichtigen Bestimmungen sind jedoch noch nicht ausgearbeitet. Aus evolutionär-genetischer Sicht kann eine Population als elementare Einheit des Evolutionsprozesses und eine stabile Veränderung ihrer Erbmerkmale als elementares Evolutionsphänomen angesehen werden. Dieser Ansatz ermöglicht es uns, die wichtigsten evolutionären Faktoren (Mutationsprozess, Isolation, Zahlenwellen, natürliche Selektion) und evolutionäres Material (Mutationen) zu identifizieren. Es ist noch nicht klar, ob nur diese Faktoren auf der makroevolutionären Ebene, also „oberhalb“ der Artbildung, wirken oder ob andere, noch unbekannte Faktoren und Mechanismen an der Entstehung großer Gruppen von Organismen (Gattungen, Familien, Ordnungen usw.) beteiligt sind .). Es ist möglich, dass alle makroevolutionären Phänomene auf Veränderungen auf der intraspezifischen Ebene reduziert werden können (siehe Mikroevolution). Die Lösung des Problems spezifischer Faktoren der Makroevolution (siehe Makroevolution) ist mit der Aufdeckung der Mechanismen der manchmal beobachteten, sozusagen gerichteten Entwicklung von Gruppen verbunden, die von der Existenz strukturell und genetisch auferlegter „Verbote“ abhängen können Konstitution des Organismus. So bestimmte zunächst eine prinzipienlose Veränderung, die mit dem Erwerb von Akkorden einer Rückenschnur – der Chorda dorsalis – durch die Vorfahren verbunden war, später unterschiedliche Entwicklungspfade für große Zweige der Tierwelt: 1) die Entstehung des inneren Skeletts und des zentralen Nervensystems, die Entwicklung des Gehirns mit dem Überwiegen bedingter Reflexe gegenüber unbedingten Reflexen bei Wirbeltieren (siehe Wirbeltiere); 2) die Entstehung des Exoskeletts und die Entwicklung eines anderen Typs von Nervensystem mit dem Vorherrschen äußerst komplexer bedingungsloser Reflexreaktionen bei Wirbellosen (siehe Wirbellose). Die Untersuchung der Merkmale von „Verboten“ und der Mechanismen ihres Auftretens und Verschwindens während der Evolution ist eine wichtige Aufgabe im Zusammenhang mit der Lösung des Problems der „Kanalisierung der Entwicklung“ und der Aufdeckung der Evolutionsmuster der lebenden Natur. Der Begriff „fortschreitende Entwicklung“, „Fortschritt“ wird nun in morphologischen, biologischen, gruppenbezogenen, biogeozänotischen und unbegrenzten Fortschritt unterteilt. So erscheint in der Biosphäre der Erde der Mensch – ein Geschöpf, in dem, im übertragenen Sinne von F. Engels, „...die Natur zum Bewusstsein ihrer selbst kommt...“ (Marx K. und Engels F. , Works, 2. Aufl., Bd. 20, S. 357), ist das Ergebnis grenzenlosen Fortschritts. Die Entstehung von Sozialität in der belebten Natur ist nicht nur mit der Entstehung der menschlichen Gesellschaft, sondern auch von Gemeinschaften vieler Insekten, Kopffüßer und einiger Säugetiere verbunden. Aufdecken der komplexen Abhängigkeiten zwischen dem Erwerb von Anpassungen grundlegender Natur (die auf dem Weg des unbegrenzten Fortschritts liegen) oder besonderen Anpassungen (die zum Wohlstand der Gruppe führen, sie aber nicht von der Verbindung mit dem bisherigen Lebensraum befreien) im Verlauf der Evolution. , die Muster aufzudecken, die in einigen Fällen die perfektesten Anpassungen hervorrufen und in anderen zum erfolgreichen Überleben relativ primitiver Organismen führen – all dies sind wichtige Forschungsaufgaben für die absehbare Zukunft.

Einen besonderen Platz nehmen die Arten- und Artbildungsprobleme ein. Eine Art ist ein qualitativ einzigartiges Stadium in der Entwicklung der belebten Natur, eine real existierende Gruppe von Individuen, die durch die Möglichkeit der fruchtbaren Kreuzung verbunden sind (und ein genetisch „geschlossenes“ System für Individuen anderer Arten bilden). Aus dieser Sicht ist Artbildung der Übergang von genetisch offenen Systemen (Populationen) zu genetisch geschlossenen Systemen. Viele Aspekte dieses Prozesses sind noch nicht klar, was teilweise auf die unzureichende Definition des Begriffs „Art“ in Bezug auf verschiedene Gruppen von Organismen zurückzuführen ist. Dies wirkt sich unweigerlich auf Systematik und Taxonomie aus – die Zweige der Biologie, die sich mit der Klassifizierung und Unterordnung von Arten befassen (daher die regelmäßig aufflammenden Debatten über die „Realität“ des Systems und der Phylogenie usw.). Die theoretische Entwicklung von Arten- und Artbildungsproblemen wird durch die kontinuierliche Ergänzung systematischer Methoden zu neuen Ansätzen und Techniken (z. B. biochemischer, genetischer, mathematischer usw.) angeregt.

Der Ursprung des Lebens ist eines der methodisch wichtigen Probleme der Biologie, das weder durch die unwahrscheinliche Annahme der Einführung von Leben aus anderen Welten auf die Erde (siehe Biogenese, Panspermie) noch durch die Theorie der ständigen Entstehung von Leben beseitigt wird auf unserem Planeten in allen Perioden seiner Geschichte (siehe Abiogenese). Wissenschaftlicher Ansatz Hier geht es darum herauszufinden, unter welchen Bedingungen das Leben auf der Erde entstanden ist (dies geschah vor mehreren Milliarden Jahren), und zu versuchen, die Prozesse zu simulieren, die abgelaufen sein könnten, indem die aufeinanderfolgenden Stadien der Entstehung des Lebens experimentell rekonstruiert werden. Basierend auf Daten zum physikalischen und chemischen Zustand der Atmosphäre und der Erdoberfläche in dieser Zeit wurden theoretische und experimentelle Beweise für die Möglichkeit der Synthese einfachster Kohlenwasserstoffe und komplexerer organischer Verbindungen – Aminosäuren und Mononukleotide – erhalten, was dies bestätigt die grundsätzliche Wahrscheinlichkeit ihrer Polymerisation zu kurzen Ketten – Peptiden und Oligonukleotiden. Die nächste Stufe der Entstehung des Lebens ist jedoch noch nicht untersucht. Wesentlich für die Theorie war die Anwendung des Konzepts der natürlichen Selektion auf organische Strukturen, die an der Grenze zwischen Leben und Nichtleben liegen. Natürliche Selektion kann nur dann eine konstruktive Rolle in der Evolution spielen, wenn es auf sich selbst replizierende Strukturen angewendet wird, die in der Lage sind, die darin enthaltenen Informationen zu speichern und wiederholt zu reproduzieren. Diese Anforderungen werden nur von Nukleinsäuren (hauptsächlich DNA) erfüllt, deren Selbstkopie nur dann erfolgen kann, wenn eine Reihe von Bedingungen erfüllt sind (das Vorhandensein von Mononukleotiden, die Energiezufuhr und das Vorhandensein von Enzymen, die die Polymerisation durchführen – komplementär). an das vorhandene Polynukleotid an und wiederholt so die darin enthaltene Information). Die Selbstkopie anderer chemischer Verbindungen unter anderen, einfacheren Bedingungen ist noch unbekannt. Die Hauptschwierigkeit der Theorie besteht daher darin, dass enzymatische Proteine zur Vervielfältigung von Nukleinsäuren und Nukleinsäuren zur Herstellung von Proteinen benötigt werden. Nach dem Erscheinen des primären sich selbst reproduzierenden Systems ist seine weitere Entwicklung weniger schwer vorstellbar – hier beginnen die bereits von Darwin entdeckten Prinzipien zu wirken, die die Evolution komplexerer Organismen bestimmen. Da der Mechanismus, durch den Leben auf der Erde entstand, unbekannt ist, ist es schwierig, die Wahrscheinlichkeit abzuschätzen, dass Leben unter außerirdischen Bedingungen entsteht. Basierend auf astronomischen Daten über die Vielfalt der Planetensysteme im Universum und auf der relativ hohen Wahrscheinlichkeit des Auftretens lebensverträglicher Bedingungen geben viele Wissenschaftler die mehrfache Entstehung von Leben zu. Es gibt jedoch einen anderen Standpunkt, dass terrestrisches Leben ein äußerst seltenes, fast einzigartiges Phänomen im beobachtbaren Teil der uns umgebenden Galaxie ist (siehe Astrobiologie, Exobiologie).

Biosphäre und Menschheit. Das rasante Wachstum der Weltbevölkerung wirft die Frage nach den Grenzen der biologischen Produktivität der Biosphäre der Erde auf. In 100 bis 200 Jahren würde bei Beibehaltung moderner Landwirtschaftsmethoden und den gleichen Wachstumsraten der Menschheit fast die Hälfte der Menschen nicht nur nicht genug Nahrung und Wasser, sondern auch Sauerstoff zum Atmen haben. Aus diesem Grund wird es in kurzer Zeit, im Laufe des Lebens von 2-3 Generationen von Menschen, als notwendig erkannt, erstens einen strengen Naturschutz zu organisieren (siehe Naturschutz) und viele Fischereien und darüber hinaus in angemessenen Grenzen einzuschränken alles, die Zerstörung von Wäldern; zweitens, umfangreiche Maßnahmen einzuleiten, die darauf abzielen, die biologische Produktivität der Biosphäre der Erde deutlich zu steigern und biologische Kreisläufe sowohl in natürlichen als auch kulturellen Biogeozänosen zu intensivieren. Eine normal funktionierende Biosphäre der Erde versorgt die Menschheit nicht nur mit Nahrung und wertvollen organischen Rohstoffen, sondern hält auch die Gaszusammensetzung der Atmosphäre, Lösungen natürlicher Gewässer und den Wasserkreislauf auf der Erde im Gleichgewicht. Somit verringert der quantitative und qualitative Schaden, den der Mensch der Arbeit der Biosphäre zufügt, nicht nur die Produktion organischer Stoffe auf der Erde, sondern stört sie auch chemisches Gleichgewicht in der Atmosphäre und natürlichen Gewässern. Wenn die Menschen das Ausmaß der Gefahr erkennen und eine vernünftige Einstellung zu ihrem Lebensraum – der Biosphäre der Erde – haben, sieht die Zukunft anders aus. Die wissenschaftliche und industrielle Kraft der Menschen ist bereits groß genug, um nicht nur die Biosphäre zu zerstören, sondern auch Rekultivierungs-, Wasserbau- und andere Arbeiten jeglicher Größenordnung durchzuführen. Die primäre biologische Produktivität der Erde hängt mit der Nutzung der bei der Photosynthese absorbierten Sonnenenergie und der durch Chemosynthese von Primärproduzenten gewonnenen Energie zusammen. Wenn die Menschheit versucht, die durchschnittliche Dichte der Grünfläche der Erde zu erhöhen (wofür es technische Möglichkeiten gibt), kann auf diese Weise bei der Energiezufuhr in die Biosphäre die biologische Produktivität der Erde stark um das Zwei- bis Dreifache gesteigert werden. Dies kann erreicht werden, wenn im Zuge der Rekultivierung und Erhöhung der Dichte der Gründecke die Beteiligung grüner Pflanzenarten mit einem hohen „Effizienzfaktor“ der Photosynthese erhöht wird. Für die Einführung nützlicher Arten in Pflanzengemeinschaften ist es unbedingt erforderlich, die Bedingungen für die Aufrechterhaltung und Störung des biogeozänotischen Gleichgewichts zu kennen, da sonst biologische Katastrophen möglich sind: wirtschaftlich gefährliche „Ausbrüche“ der Bestände einiger Arten, ein katastrophaler Rückgang der Bestände von anderen usw. Durch die Rationalisierung der biogeochemischen Arbeit natürlicher und kultureller Biogeozänosen, die Schaffung einer vernünftigen Grundlage für Jagd, Fallenstellen, Fischerei, Forstwirtschaft und andere Industriezweige sowie die Einführung neuer Gruppen von Mikroorganismen, Pflanzen und Tieren aus einem riesigen Wildtierreservat in die Kultur ist es möglich, die biologische Produktivität und die biologische Produktivität der für den Menschen nützlichen Biosphäre zu steigern. Auch die Auswahl kultivierter Mikroorganismen und Pflanzen eröffnet enorme Chancen. In naher Zukunft, wenn Pflanzenzüchter von der sich schnell entwickelnden modernen Molekulargenetik und Phänogenetik profitieren können, werden Fortschritte in dieser Forschung durch die Entwicklung und Nutzung der „experimentellen“ Evolution angeregt Kulturpflanzen, basierend auf Fernhybridisierung, der Schaffung polyploider Formen, der Erzeugung künstlicher Mutationen usw. Auch die Agrartechnologie steht vor einem Übergang zu neuen Formen, die die Erträge dramatisch steigern (eine der wirklichen Richtungen ist der Übergang von Monokulturen zu Polykulturen). Schließlich müssen die Menschen der nahen Zukunft lernen, an den Ausgängen biologischer Kreisläufe nicht minderwertige, kleinmolekulare Produkte der Endmineralisierung organischer Rückstände, sondern großmolekulare organische Stoffe (wie Sapropel) einzufangen. Alle diese Wege und Methoden zur Steigerung der Produktivität der Biosphäre liegen in der absehbaren Zukunft von Wissenschaft und Technik und veranschaulichen einerseits deutlich die enormen Potenzialmöglichkeiten einer sich entwickelnden menschlichen Gesellschaft und die Bedeutung biologischer Forschung unterschiedlicher Größenordnung und Richtung für das menschliche Leben auf der Erde andererseits. Alle transformativen Maßnahmen, die ein Mensch in der Biosphäre durchführen muss, sind ohne Kenntnis des Reichtums der Hauptformen und ihrer Beziehungen nicht möglich, was die Notwendigkeit einer Bestandsaufnahme von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen in verschiedenen Regionen der Erde impliziert noch lange nicht abgeschlossen. Bei vielen großen Organismengruppen ist sogar die qualitative Zusammensetzung der in der Gruppe enthaltenen Organismenarten unbekannt. Die Entwicklung eines Inventars erfordert die Wiederbelebung und starke Intensivierung der Arbeiten in der Taxonomie, der Feldbiologie (Botanik, Zoologie, Mikrobiologie) und der Biogeographie.

Eine wichtige praktische Richtung der biologischen Forschung in diesem Zusammenhang ist das Studium der menschlichen Umwelt im weitesten Sinne und die auf dieser Grundlage rationelle Organisation der Volkswirtschaft. Dieser Forschungsbereich steht im Zusammenhang mit dem Naturschutz und wird hauptsächlich im biogeozenologischen Aspekt betrieben. Die Aufmerksamkeit fortschrittlicher Biologen auf der ganzen Welt – Zoologen und Botaniker, Genetiker und Ökologen, Physiologen und Biochemiker usw. – wurde auf die Durchführung solcher Forschungen gelenkt, die darauf abzielen, die biologische Produktivität der Erde zu steigern und optimale Lebensbedingungen auf unserer Erde zu gewährleisten Planet für die immer größer werdende Zahl der Menschheit; Ihre Aktivitäten in dieser Richtung werden vom Internationalen Biologischen Programm koordiniert.

Ein weiterer wichtiger praktischer Aspekt der Biologie ist die Nutzung ihrer Errungenschaften in der Medizin. Die Erfolge und Entdeckungen von B. bestimmten das moderne Niveau medizinische Wissenschaft. Weitere Fortschritte in der Medizin basieren auch auf der Entwicklung der Biologie. Vorstellungen über den makro- und mikroskopischen Aufbau des menschlichen Körpers, die Funktionen seiner Organe und Zellen basieren hauptsächlich auf biologischen Forschungen. Histologie und menschliche Physiologie, die als Grundlage medizinischer Disziplinen dienen – pathologische Anatomie, Pathophysiologie usw. – werden sowohl von Ärzten als auch von Biologen studiert. Die Lehre von den Ursachen und der Ausbreitung von Infektionskrankheiten sowie den Prinzipien ihrer Bekämpfung basiert auf mikrobiologischer und virologischer Forschung. Vermutlich wurden die meisten pathogenen Bakterien bereits isoliert, die Wege ihrer Übertragung und ihres Eindringens in den menschlichen Körper untersucht und Methoden zu ihrer Bekämpfung durch Asepsis (siehe Asepsis), Antiseptika (siehe Antiseptika) und Chemotherapie (siehe) entwickelt Chemotherapie). Viele pathogene Viren wurden isoliert und untersucht, die Mechanismen ihrer Vermehrung werden untersucht und es werden Mittel zur Bekämpfung vieler von ihnen entwickelt.

Auch Vorstellungen über die Mechanismen der Immunität, die der Widerstandskraft des Körpers gegen Infektionen zugrunde liegen, basieren auf biologischer Forschung. Die chemische Struktur von Antikörpern wurde untersucht und die Mechanismen ihrer Synthese werden untersucht. Besondere Bedeutung Für die Medizin gewinnt die Untersuchung der Gewebeinkompatibilität zunehmend an Bedeutung – das Haupthindernis für Organ- und Gewebetransplantationen. Röntgenstrahlen und Chemikalien werden eingesetzt, um das Immunsystem des Körpers zu unterdrücken. Die Überwindung der Gewebeinkompatibilität, die nicht mit solch lebensbedrohlichen Auswirkungen verbunden ist, wird mit der Entdeckung der Mechanismen der Immunität möglich, was nur mit einer breiten biologischen Herangehensweise an das Problem möglich ist. Mit der Entdeckung der Antibiotika ist eine wahre Revolution in der Behandlung von Infektionskrankheiten verbunden, die in der Vergangenheit die Haupttodesursache waren. Die Verwendung von Substanzen, die von Mikroorganismen abgesondert werden, um sich gegenseitig zu bekämpfen, in der Medizin ist das größte Verdienst des 20. Jahrhunderts. Die Massenproduktion billiger Antibiotika wurde erst durch die Züchtung hochproduktiver Stämme von Antibiotikaproduzenten möglich, die mit den Methoden der modernen Genetik erreicht wurden. Mit dem Anstieg der durchschnittlichen Lebenserwartung der Menschen, der vor allem auf Fortschritte in der Medizin zurückzuführen ist, ist der Anteil älterer Erkrankungen – Herz-Kreislauf-Erkrankungen, bösartige Neubildungen sowie Erbkrankheiten – gestiegen. Dies hat die moderne Medizin vor neue Probleme gestellt, bei deren Lösung B eine wichtige Rolle spielt. So werden viele Gefäßerkrankungen durch Störungen des Fett- und Cholesterinstoffwechsels erklärt, die von der Biochemie und Physiologie noch nicht vollständig untersucht wurden. Zytologen, Embryologen, Genetiker, Biochemiker, Immunologen und Virologen arbeiten gemeinsam an der Krebsproblematik. Auf diesem Gebiet (Chirurgie, Strahlen- und Chemotherapie) konnten bereits einige Erfolge erzielt werden. Eine radikale Lösung der Probleme des bösartigen Wachstums sowie der Regeneration von Geweben und Organen hängt jedoch eng mit der Untersuchung der allgemeinen Muster der Zelldifferenzierung zusammen.

Die Ergebnisse der Forschung von Biologen werden nicht nur in den Bereichen Landwirtschaft und Medizin genutzt, sondern auch in anderen Bereichen der menschlichen Praxis, die bisher weit von der Biologie entfernt waren. Ein markantes Beispiel dafür ist der weit verbreitete Einsatz der Mikrobiologie in der Industrie: die Herstellung neuer hochwirksamer Arzneimittel, die Erschließung von Erzvorkommen mit Hilfe von Mikroorganismen.

Die Humangenetik, einschließlich der medizinischen Genetik, die Erbkrankheiten untersucht, wird mittlerweile zu einem wichtigen Gegenstand der biomedizinischen Forschung. Krankheiten, die mit einer Verletzung der Chromosomenzahl einhergehen, können bereits heute genau diagnostiziert werden. Durch genetische Analysen können schädliche Mutationen beim Menschen erkannt werden. Der Kampf gegen sie erfolgt durch Behandlung sowie medizinisch-genetische Beratungen und Empfehlungen. In der biologischen Literatur werden vernünftige Wege diskutiert, die Menschheit von schädlichen Mutationen zu befreien. Das Problem der psychischen Gesundheit der Menschheit erregt zunehmende Aufmerksamkeit, dessen Lösung ohne eine tiefgreifende naturgeschichtliche und biologische Analyse der Entstehung höherer Formen bei Tieren nicht möglich ist nervöse Aktivität zur Psyche führen. Die Identifizierung der Ethologie – der Wissenschaft des Verhaltens – unter den biologischen Disziplinen bringt die Lösung dieses äußerst komplexen und komplexen Problems deutlich näher das wichtigste Problem, die nicht nur theoretische, sondern auch philosophische und methodische Bedeutung hat.

Die Verbindung von B. mit Landwirtschaft und Medizin bestimmt nicht nur deren Entwicklung, sondern auch die Entwicklung von B. Die praktisch erfolgversprechenden Bereiche von B. werden von der Gesellschaft am großzügigsten finanziert. Zukünftig soll die Verbindung der Biologie mit der Medizin und der Landwirtschaft, für die die Biologie als wissenschaftliche Grundlage dient, gestärkt und weiterentwickelt werden.

Die Tradition der Durchführung allrussischer Bevölkerungsseminare wurde 1997 an der Mari-Staatsuniversität begründet. Die ersten drei Seminare fanden in Joschkar-Ola und dann in verschiedenen Städten Russlands (Moskau, Kasan, Nischni Tagil, Syktywkar, Nischni Nowgorod, Ufa, Ischewsk, Toljatti) statt. Die Seminare behandeln ein breites Spektrum an Problemen der Populationsbiologie: natürliche und Modellpopulationen von Pflanzen, Pilzen, Tieren und Menschen, Populationsgenetik, Populationstoxikologie, molekulargenetische Methoden, mathematische Modelle und statistische Methoden in Bevölkerungsstudien.

Das zwölfte Seminar kehrte nach Joschkar-Ola zurück und fand vom 11. bis 14. April an der Mari State University zum Gedenken an den ideologischen Inspirator und einen der Gründer der Bevölkerungsseminare, Dr. biologische Wissenschaften, Ehrenarbeiter des Höheren Berufsausbildung RF, ordentliches Mitglied der Russischen Akademie der Naturwissenschaften, Honorarprofessor der MarSU Nikolai Glotov. Nikolai Wassiljewitsch ist ein berühmter russischer Genetiker, einer der Begründer der Populationsbiologie in unserem Land, ein Spezialist auf dem Gebiet der Biometrie, ein brillanter Dozent, ein wunderbarer Lehrer, talentierter Organisator Wissenschaft. Er war mehr als 45 Jahre im System tätig höhere Bildung: Moskau staatliche Universität ihnen. M. V. Lomonosov, Staatliche Universität Leningrad (St. Petersburg), Staatliche Mari-Universität, hielt als Gastdozent Vorträge in verschiedenen Bereichen Russische Universitäten. Wo immer er arbeitete, gründete er wissenschaftliche Teams, in denen er seine Studenten und Anhänger vereinte. Professor N.V. Glotov ist Autor von mehr als 280 wissenschaftliche Arbeiten, veröffentlicht in in- und ausländischen Publikationen. Die Ergebnisse der wissenschaftlichen Forschung von N.V. Glotov werden in Lehrbüchern der Genetik zitiert.

An dem XII. Seminar nahmen Wissenschaftler aus 29 Regionen Russlands teil, darunter auch Wissenschaftler, die in wissenschaftlichen Kreisen bereits große Anerkennung gefunden hatten (Mitarbeiter akademischer Institute und Universitäten, Akademiker, korrespondierende Mitglieder der Russischen Akademie der Wissenschaften, Professoren, außerordentliche Professoren). ) und Doktoranden, die noch am Anfang ihrer wissenschaftlichen Karriere stehen. MarSU-Studenten hatten eine wunderbare Gelegenheit, nicht nur am Seminar teilzunehmen, sondern auch den Plenarvorträgen bedeutender Wissenschaftler aus dem ganzen Land zuzuhören.