Введение в биологию. Этапы развития биологии и выдающиеся биологи

Интерес к познанию мира живой природы сопровождает человечество на протяжении всей его истории. Уже в первобытном обществе, в эпоху верхнего палеолита (неоген) и неолита (антропоген), интерес к живому окружению отражал практические нужды людей.

Желание узнать, следует ли избегать встреч с теми или иными животными и растениями или, наоборот, использовать их в своих целях, объясняет, почему первоначально внимание к живым организмам выливалось в попытки их подразделения на полезные и опасные, болезнетворные, представляющие пищевую ценность, пригодные для изготовления одежды, орудий труда, жилищ, предметов обихода, удовлетворения эстетических запросов. Первобытный человек был пытлив и наблюдателен. После себя он оставил наскальные рисунки, прежде всего, животных, которые отличаются точностью изображения, динамизмом. В это время формируется первобытный антропоморфизм(человек не противопоставляет себя остальной природе), на его основе возникают различные религиозные верования в форме «анемизма» – «учение о душе». Возникает представление о «живом» и «мертвом»: все становится мертвым (человек, животные, растения, вода, камень) после того как «душа выходит из тела». В последствии анемизм приобретает различные формы. Например, по одной из версий, душа – самостоятельная сущность, их может быть множество и каждая находится в том или ином органе, управляет им. Однако уже в эпоху неолита, бронзы и железа возникает рациональное, материалестическое понимание природы, что в первую очередь, связано с практикой. Происходит одомашнивание собаки, что подсказывает идею приручения, что в свою очередь, дает начало скотоводству. Рядом с человеком уже жили овцы, Лошади, коровы, верблюды, свиньи и др. животные. Их содержание приводит к тому, что параллельно развивается земледелие. Так, в VI – V т до н.э. были культивированы пшеница, ячмень, рожь, кукуруза, огородные, плодовые и технические культуры. Центры их происхождения были открыты и описаны нашим великим соотечественником Н.И.Вавиловым(1921). Ч.Дарвин пишет: «Все культурные растения и домашние животные произошли от диких форм в результате бессознательного искусственного отбора в эпоху ранних рабовладельческих цивилизаций» (1839). В связи с этим принципиально важный факт констатирует Ф.Энгельс «В рабовладельческом обществе происходит переход от использования готовых продуктов к их производству».

Биология как наука формировалась длительное время. В ее развитии были различные периоды и события. Изучение истории биологии показывает, что длительность периодов плавного развития до очередного скачка, сокращается, чем ближе мы приближаемся к нашему времени. Т.Кун (американский историк науки) в своей работе «Структура научной революции»(1960) предложил выделять :

• · Периоды плавного развития науки
• · Революционные преобразования, завершающиеся формированием новой парадигмы (узловые моменты).
• Именно узловые моменты (ароморфозы) определяют ПЕРИОДЫ (ЭТАПЫ) развития той или иной науки. Так, в естественной истории, в последствии – естествознании и БИОЛОГИИ выделяют следующие ПЕРИОДЫ (ЭТАПЫ) РАЗВИТИЯ:

· Первоначальные представления о живой природе и первые попытки научных обобщений (с начала становления человека как социального существа – около 15 т. лет т.н.)

· Античный период (ок. VI в. до н.э. – III в.н.э.)

1. · Средние века (III – XIV вв)
2. · Эпоха Возрождения, развитие принципов естественнонаучного познания природы (XIV – XVII)
3. · Метафизический период (XVII – XVIII). Возникновение и развитие представлений об изменяемости живой природы
4. · Формирование эволюционных идей и теорий (эволюционный период) – первая половина XIX в. (1809, 1859)
5. · Период дифференциации биологических наук на основе эволюционного подхода (вторая половина XIX в.
6. · Период интеграции биологии с другими науками естественнонаучного цикла (XX в.)
7. · Новейшие направления биологических исследований – XXI в.

На определенной стадии знакомства с живой природой в умах людей, наряду с представлениями о разнообразии организмов, возникает идея единствавсего живого, включая людей. Одновременно проясняются роль и истоки разнообразия в живой природе. Возникает понимание непротиворечивости биологического единообразия и многообразия.

Решающим научным доказательством единства всего живого стала КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯТ.Шванна и М.Шлейдена (1838-39). Открытие клеточного принципа строения растительных и животных организмов положило начало плодотворному изучению ОБЩИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ, составляющих основу морфологии, физиологии, репродукции и индивидуального развития живых организмов.

Открытием фундаментальных ЗАКОНОВ НАСЛЕДСТВЕННОСТИбиология обязана Г.Менделю, описавшему правила наследования признаков на основе передачи в поколениях дискретных наследственных задатков (1865), Г.де Фризу, К.Корренсу и К.Чермаку, переоткрывшим независимо друг от друга в 1900 г. и сделавшим достоянием науки правила наследования Г.Менделя, Г.

де Фризу, открывшему мутационную изменчивость (1901), основателям популяционной генетики Г.Харди и В.Вайнбергу, сформулировавшим закон генетического равновесия в популяциях организмов (1908), Т.Моргану и его ученикам, создавшим хромосомную теорию наследственности (1910-1916), Дж.Уотсону, Ф.Крику, М.Уилкинс и Р.Франклин, открывшим двойную спираль ДНК (1953).

Названные законы раскрывают механизм передачи наследственной информации от клетки к клетке, а через клетки – от особи к особи и перераспределения ее в пределах вида в череде поколений, принципы структурно-функциональной организации генетического аппарата.

Благодаря этим открытиям становится понятной роль таких биологических явлений, как половое размножение, смена поколений, онтогенез и филогенез.

Единство всего живого также подтверждают исследования биохимических (обменных, метаболических) и биофизических механизмов жизнедеятельности клеток. Начало этих исследований датируется второй половиной XIX в., однако наиболее весомы достижения молекулярной биологии(вторая половина XX в.).

Благодаря молекулярно-биологическим исследованиям, уделяющим главное внимание закономерностям хранения, передачи и использования клетками биологической информации, были раскрыты физико-химические основы таких универсальных свойств живого, как наследственность и изменчивость, специфичность биологических макромолекул, структур и функций, закономерное воспроизведение в ряду поколений клеток и организмов определенного типа структурно-функциональной организации.

В контексте идеи единства живой природы важно то, что живые формы принципиально одинаковым образом хранят наследственную информацию, передают ее в ряду поколений или используют в своей жизнедеятельности, обеспечивают жизненные процессы энергией и переводят энергию в работу.

Клеточная теория, достижения генетики, биохимии, биофизики и молекулярной биологии обосновывают тезис о единстве органического мира в его современном состоянии. То, что живое на планете едино в историческом плане, обосновывается теорией эволюции (эволюционное учение).Естественнонаучные основы теории заложены Ч.

Дарвином (1859). Дальнейшее развитие, связанное с достижениями генетики и популяционной биологии, сравнительной эмбриологии и морфологии, палеонтологии, она получила в трудах А.Н.Северцова, Н.И.Вавилова, С.С.Четверикова, Ф.Р.Добжанского, Н.В.Тимофеева-Ресовского, И.И.Шмальгаузена, чья научная деятельность относится к первой половине – середине ХХ в.

Эволюционисты рубежа ХХ – ХХ1 вв. развивают идеи о новых, в том числе «недарвиновских» факторах, механизмах и формах эволюционного процесса.

Эволюционная идея называет НАПРАВЛЕНИЯ, ПУТИ, СПОСОБЫ и МЕХАНИЗМЫ, которые за несколько миллиардов лет привели к наблюдаемому ныне разнообразию живых форм, в одинаковой мере приспособленных к среде обитания и различающихся по уровню структурно-функциональной организации.

Другой важный итог эволюционной парадигмы состоит в признании, что живые формы связаны друг с другом общностью происхождения (генетическое родство).

Степень родства различается для представителей разных групп, а свое выражение оно находит в преемственности и общности фундаментальных молекулярных, клеточных и системных механизмов развития и жизнедеятельности.

Такая преемственность (наследственность) сочетается с изменчивостью, которая позволяет осваивать в пространстве и времени новые жизненные условия (эволюционная и экологическая пластичность), достигать высоких уровней структурно-функциональной организации.

Эволюционные идеи необходимо дополнить с учетом специфической функции живых форм в «экономике» природы как фактора интенсификации и стабилизации земных вещественно-энергетических круговоротов и потоков –планетарная геохимическая роль живого вещества (В.И.Вернадский).

В связи с этим эволюцию живого (или жизни) следует представлять не только как видообразование, но так же как преобразование биосферы, в ходе которого эволюционируют сообщества (экосистемы, биоценозы), историческая динамика которых обусловлена ЭВОЛЮЦИЕЙ ВИДОВ.

• Сближение двух эволюционных парадигм – эволюции видов (таксонов) и эволюции экосистем и биосферы делает вклад эволюционной идеи в обоснование тезиса о единстве мира живого особенно весомым.
• Теория эволюции обращает внимание на условность граней между неживой и живой природой планеты, между живой природой и человеком. В соответствии с геохимической гипотезой происхождения жизни обосновано допущение, чтоважнейшие атрибуты жизни:
• · Самовоспроизведение на базе аутокатализа (матричный синтез)
• · Использование высокомолекулярных соединений углерода (нуклеиновые кислоты, белки)
• · Сохранение во времени существующей и создание новой биологической информации
• · Прогрессивное усложнение структур на основе случайной изменчивости и отбора
• Могли возникнуть на «добиологическом» этапе истории планеты.

Закономерностям эволюции биологических форм не противоречит ПОЯВЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА – социального существа, жизнь которого неотделима от принципа клеточной организации структур и функций, молекулярно-БИОЛОГИЧЕСКИХ, ГЕНЕТИЧЕСКИХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАКОНОВ БЫТИЯ. ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТЕОРИЯ ПОКАЗЫВАЕТ ИСТОКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ РАЗВИТИЯ И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ, ПРЕДПОСЫЛКИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ И ТРУДОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛЮДЕЙ, ТО ЕСТЬ ТОГО, ЧТО ОТНОСИТСЯ К ИХ БИОЛОГИЧЕСКОМУ «НАСЛЕДСТВУ».

Развитие биологии как науки — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс)

Интерес к изучению живой природы появился у человека, как только он стал осознавать себя. Кратко рассмотрим, как происходило развитие науки биологии, и назовём имена некоторых выдающихся учёных, внёсших вклад в её развитие.

Этапы становления биологии

На первых этапах исследователи занимались изучением многообразия живых организмов. Они собирали коллекции и составляли описания обнаруженных растений и животных. Этот этап становления биологии как науки называют описательным, а саму дисциплину — естественной историей.

Гиппократ ((460) — ок. (370) г. до н. э.) — основоположник медицины. Первым подробно описал строение организмов человека и животных, обратил внимание на значение наследственности и окружающей среды в появлении болезней.

Аристотель ((384)–(322) гг. до н. э.) — заложил начала зоологии. Выполнил описание большого числа животных, предложил первую классификацию (выделял в природе четыре царства: неодушевлённое (земля, вода и воздух), растения, животные, человек.

Теофраст ((372)–(287) гг. до н. э.) — основоположник ботаники. Составил описание около (500) видов растений.

 

Гай Плиний Старший ((23)–(79) гг.)  — создатель многотомной энциклопедии «Естественная история», в которой были собраны все известные к тому времени сведения о природе. 

Клавдий Гален (ок. (130) — ок. (200) гг.) — первым сделал сравнительно-анатомическое описание человека и обезьяны.

Развитие биологии в Средние века

В Средние века господствующей идеологией была религия, но, несмотря на существовавший застой, знания о разных живых организмах продолжали накапливаться. Самый известный учёный эпохи Возрождения Леонардо да Винчи((1452)–(1519) гг.) занимался также и изучением биологических процессов. Он исследовал полёт птиц, работу сердца и органа зрения.

В эпоху Великих географических открытий (во второй половине (XV) в.) естественнонаучные знания начинают быстро развиваться, и биология подразделяется на отдельные науки.

В (XVI)–(XVII) веках стали стремительно развиваться ботаника и зоология.

Изобретение микроскопа в начале (XVII) в. позволило открыть невидимые для невооружённого глаза живые организмы (бактерии, простейшие).

Карл Линней ((1707)–(1778) гг.) предложил систему классификации животных и растений с использованием бинарной номенклатуры (двойных видовых названий). 

Карл Максимович Бэр ((1792)–(1876)) основал эмбриологию, сформулировал закон зародышевого сходства, ввёл представления о гомологичных органах.

Жан Батист Ламарк ((1774)–1(829) гг.) предложил первую теорию эволюции.

В (1839) году Теодором Шванном ((1818)–(1882) гг.) и Маттиасом Якобом Шлейденом ((1804)–(1881) гг.) была сформулирована первая клеточная теория, подтвердившая единство живой природы и ставшая одной из предпосылок появления теории эволюции Чарльза Дарвина ((1809)–(1882) гг.), опубликованной в (1859) г.

В (XIX) в. благодаря работам Луи Пастера ((1822)–(1895) гг.), Роберта Коха ((1843)–(1910) гг.), Ильи Ильича Мечникова ((1845)–(1)(916) гг.) в качестве самостоятельной науки оформилась микробиология.

К концу (XIX) в. в качестве самостоятельных наук сформировались паразитология и экология. Основателем экологии считается немецкий биолог Эрнст Геккель ((1834)–(1919) гг.), который впервые в (1866) г. использовал термин «экология».

Биология Новейшего времени

В (1900) году были переоткрыты законы Грегора Менделя ((1822)–(1884) гг.), что дало старт развитию генетики.

В (40)–(50)-е годы (XX) в. в качестве объектов исследования стали широко использоваться микроорганизмы, и начали активно развиваться молекулярная биология, биофизика, биохимия, бионика и др.

В (XX) в. появилось направление прикладных исследований — биотехнология, которое успешно развивается и в (XXI) в.

Урок 1: Введение в общую биологию

• План урока:
• Краткая история развития биологии
• Направления развития современной биологии
• Методы исследования в биологии

Краткая история развития биологии

История биологии начинается с древних времен и в ее развитии можно выделить несколько этапов. Остановимся подробнее на их характеристике.

С того момента как человек начал понимать, что он отличается от других существ, происходит накапливание биологических знаний. Люди пытались избавляться от болезней, залечивать раны и травмы. В основном это происходило с помощью различных обрядов.

Если вспомнить египтян, то они умели бальзамировать тела умерших, превращая их в мумий. Это говорит о том, что народ Египта обладал достаточными знаниями по анатомии. В Кодексе Хаммурапи есть свод правил для врачей.

Однако, родоначальником в биологии стал древний грек – Гиппократ. Это был философ и врач, причем происходил он из рода целителей. Вклад Гиппократа в развитие биологии значительный.

Именно он считается основоположником медицины, так как отделил ее от религии в самостоятельную науку. Он утверждал, что все болезни людей это не наказание богов. Причины кроются в образе жизни человека.

Вкладом Гиппократа в биологию является создание учения о темпераменте человека, а также им были разработаны принципы диетологии.

Немаловажной считается и роль другого греческого мыслителя в становлении биологии – Аристотеля. Он сделал значительные открытия в зоологии и его по праву считают основоположником этой науки.

Аристотель предложил все организмы разделить на группы. В результате получилась своеобразная система, получившая название «лестница существ».

Это был вклад Аристотеля в развитие еще одной области биологии – систематики.

Большое значение в биологии имеют труды Аристотеля: «Об истории животных», «О частях животных», «О размножении животных». Ученый обладал чрезвычайно обширными знаниями в области анатомии и эмбриологии животных. Ему, например, были известны факты живорождения у акул, он исследовал сердце зародыша цыпленка и наблюдал размножение пчел.

Осведомленность Аристотеля была настолько обширна и разносторонняя, что современники не понимали, какой вклад он внес в развитие биологии.

Изучением растений занимался Теофраст, ставший основоположником еще одной области биологии – ботаники. Он составил подробное описание примерно 500 видов растительных объектов. Древнегреческий философ изложил все свои исследования в двух трудах «История растений» и «Жизненные явления у растений».

Вклад Теофраста в развитие биологии был велик – он свел воедино все знания о растениях, которые были накоплены на тот момент.

Более чем через четыре века после Аристотеля зародилась наука анатомия. Первоначальная ее задача была – изучение строение тела человека. Основателем этой области биологии считают врача Клавдия Галена. 

Древнеримский медик занимался лечением гладиаторов после боев. Свои анатомические исследования проводил на животных. Вклад Клавдия Галена в биологию состоит еще и в том, что он выявил сходство в строении человека и обезьяны. Несмотря на это, он признавал божественное происхождение человека. Гален был последним знаменитым ученым древности.

1. Развитие биологии в средние века и эпоху Возрождения

В данный период времени наблюдается застой в развитии науки в европейских государствах. Однако, можно отметить арабского врача, известного как Авиценна.

Им было написано около 450 трудов в разных областях науки, из них большая часть по медицине. Авиценна обозначил роль физических упражнений для здоровья человека.

В его труде «Канон врачебной науки» описано значительное число лекарственных средств и способов их приготовления.

В эпоху Возрождения значительный вклад в развитие биологии внес Леонардо да Винчи.

Он изучал строение тела человека и делал подробные зарисовки. Имеется около 200 анатомических рисунков, принадлежащих перу великого художника.

Вклад Леонардо да Винчи в биологию не ограничивается этим. Им были описаны многие растения и явления, происходящие в их жизни. Он подробно изучил полет различных птиц и летучих мышей, делая зарисовки. Можно сказать, что это был самый великий ученый эпохи Средневековья.

Следует также отметить заслуги Конрада Геснера, профессора философии в Цюрихе. Им был написан значительный труд по зоологии «История животных», создан первый ботанический сад и естественно – исторический музей.

1. Зарождение современной биологии (17 – 19 вв.)

Семнадцатый век стал знаменательным в развитии биологии. Антони ван Левенгук изобрел микроскоп, что позволило изучать мельчайшие организмы, невидимые «невооруженным глазом».

Научная система живых организмов в биологии была создана шведским ученым Карлом Линнеем. Огромным достижением Линнея в биологии считается его труд «Система природы». Он описал очень много новых видов животных и растений, но не в этом его заслуга.

Главный вклад Карла Линнея в развитие биологии – это установление строгой научной классификации, а также использовании двойной номенклатуры. Линней по праву считается основоположником систематики.

Познакомиться более подробно с систематикой живых организмов можно с помощью урока Систематика органического мира – основа биологии.

В истории биологии следует отметить вклад русского натуралиста Карла Бэра. Им был опубликован труд «Развитие животных», который стал основой для эмбриологии как самостоятельной науки. В данной работе ученым были сформулированы основные закономерности эмбрионального развития животных, которые впоследствии стали называться в биологии законами Бэра.

Первая эволюционная теория появилась в биологии благодаря трудам Жана Батиста Ламарка. Он является автором знаменитой «Философии зоологии», в которой описывал процесс эволюции от простейших организмов к человеку. Вкладом Ламарка в историю науки является введение термина «биология», который с 1802 года стал использоваться повсеместно.

Большой вклад в развитие биологии внесла клеточная теория, создателями которой считаются Маттиас Якоб Шлейден и Теодор Шванн. Этих ученых принимают за авторов теории, однако следует выделить роль каждого из них.

Маттиас Шлейден в 1838 году выпускает в свет работу «Материалы по фитогенезу», в которой описывает роль ядра в клетке. Однако, в его работе было много неточностей. Теодор Шванн взял за основу его труд и переработал и внес свой вклад в развитие биологии в виде клеточной теории.

Деятельность Шванна и Шлейдена способствовала дальнейшему развитию такой области биологии как цитология.

Основой всей биологии стала эволюционная теория Чарльза Дарвина, которую он изложил в труде «Происхождение видов путем естественного отбора». Заслугой Дарвина в развитии биологии является теория происхождения человека от обезьяны. До него многие высказывали эти идеи, однако только он привел доказательства этого процесса.

Ученый подробно изучал проявление эмоций у людей и животных. Результаты исследований Дарвина были изложены в труде «Выражение эмоций у человека и животных», данная книга стала первым описанием поведения живых организмов в биологии.

В своем путешествии на корабле «Бигль» он собрал большую коллекцию морских беспозвоночных. Описание этих организмов было представлено в труде «Зоология путешествия».

Следующим этапом в истории биологии было появление микробиологии как отдельной науки. Большую роль в этом сыграли несколько ученых.

Луи Пастер в биологии занимался изучением инфекционных заболеваний, и ему удалось выявить их возбудителей. Для лечения он предложил использовать прививки с ослабленными микроорганизмами. Также вкладом Пастера в развитие биологии является изучение процесса брожения и способа пастеризации[1].

Значителен вклад Роберта Кохав развитие микробиологии. Он подробно исследовал такие заболевания как сибирская язва и туберкулез. Им был открыт возбудитель туберкулеза, названный впоследствии палочка Коха. 

Важное открытие в биологии было сделано русским ученым И.И.Мечниковым. Он стал основателем теории фагоцитоза, выяснил роль клеток-фагоцитов в жизни организма. Вкладом Мечникова в развитие биологии стала также теория происхождения многоклеточных организмов. Помимо этого он занимался проблемой старения людей и является основателем геронтологии[2].

Одним из основоположников такой области биологии как генетика считается Грегор Мендель. Им было разработано учение о наследственности, изучен гибридологический метод и его роль в передаче наследственных признаков. Данные закономерности наследственности позднее получили распространение в биологии как законы Менделя.

Однако при жизни Менделя вклад его в развитие биологии не был признан. Много позднее его исследования заново открыты другими учеными и только тогда получили признание, но это уже была другая эпоха.

1. Современная биология (20-21 вв.)

Данный период ознаменовался бурным развитием науки. Появилось много самостоятельных областей на стыке различных наук: биофизика, биохимия, радиобиология и другие. В 20 веке зарождается биотехнология, которая стремительно развивается в 21 веке. Остро стоят в настоящее время проблемы экологии. Более подробно на этом этапе развития науки остановимся в следующем пункте.

Направления развития современной биологии

Современное развитие биологии осуществляется быстрыми темпами. Все больше появляется смежных наук. Рассмотрим основные направления развития современной биологии:

1. Классическая биология занимается изучением многообразия органического мира. Представителями являются ученые-натуралисты, которые наблюдают за природой, описывают виды живых организмов и систематизируют их. Можно сказать, что до настоящего времени все важные события в классической биологии уже свершились. Однако, есть много уголков на земном шаре, где еще не ступала нога человека. Даже на сегодняшний день, возможно, найти еще неизученные организмы. Вот, например, гиппокампус – один из видов лучеперых рыб, открыт в 2008 году.

Новые открытия заставляют пересматривать все уже имеющиеся данные. Например, всем нам известны слоновые черепахи, обитающие на Галапагосских островах. В 2015 году проводилось изучение популяции черепах, и по всем полученным данным был выявлен новый вид, обитающий на острове Санта-Крус. Ранее их относили к слоновым черепахам как подвид.

Таким образом, даже классическая биология, которая берет свое начало в античном мире, развивается и в настоящее время.

1. Еще одним направлением развития современной биологии считается эволюционная биология.В предыдущем пункте мы уже остановились на ученых, внесших вклад в развитие эволюционной биологии. Самая первая в биологии -эволюционная теория, принадлежит Жану Батисту Ламарку.

В данных эволюционных идеях есть неверные положения, однако, значение этой теории в биологии огромное. Ламарк увидел главный принцип эволюционного процесса– развитие организмов от низших к высшим.

Развитие эволюционных идей в биологии продолжил Чарльз Дарвин. Именно он понял, что теория постоянства видов неверна. Изучая организмы, он пришел к выводу, что существуют движущие силы, в результате которых органический мир на Земле многообразен.

Чарльз Дарвин

Эволюционная биология Дарвина произвела ошеломляющий эффект. Были подорваны религиозные взгляды на происхождение всех живых организмов и человека.

Однако, данная теория не поставила последнюю точку в изучении эволюционной биологии. До сих пор остается много нерешенных вопросов. К примеру, в настоящее время очень много теорий о происхождении жизни на Земле, но они в основном теоретические. Самая известная из них теория Опарина А.И., с которой мы познакомимся в 11 классе.

В современном мире проводятся экспериментальные исследования данного вопроса, возможно, в ближайшем будущем ученые более точно смогут объяснить происхождение жизни на планете.

Дарвин привел достаточно много доказательств происхождения человека. Однако эволюционная биология человека до сих пор полна загадок. К примеру, не до конца понятен переход от животного мира к людям.

1. Быстро развивается в биологии физико-химическое направление. Название данного направления биологии говорит о том, что для исследований применяются физические и химические методы.На этих методах остановимся подробнее в следующем пункте.

Лаборатория физико-химических исследований

Следует сказать, что физико-химическая биология изучает существа на различных уровнях их организации: от молекулярного до биосферного. Развитие физико-химической биологии начинается с появления микробиологии. Такие ученые как Луи Пастер, Роберт Кох, И.И.Мечников в своих исследованиях применяли физические и химические методы.

Появление новой современной техники, а также сети Интернет продвинуло вперед развитие этой области биологии. С каждым днем все больше развивается биотехнология, генная инженерия, микробиология, биоинженерия, биофизика и другие.

Данное направление в будущем поможет решить многие проблемы, стоящие перед человечеством и сделать новые открытия.

Методы исследования в биологии

Биология,как и любая наука, для познания окружающего мира использует различные методы исследования.

Задача любой науки – это составление определенной системы знаний, которая основывается на фактах. Для этого в биологии применяются методы, которые получили название научные.

Рассмотрим суть научного метода в биологии.

Все научные методы исследования в биологии можно классифицировать по группам. Познакомимся с ними на схеме.

Познакомимся подробнее с каждым методом исследования в биологии:

1. Широко применялся описательный метод в древней биологии. Основой данного метода считается наблюдение. Изучая историю биологии, мы отмечали, что до 18 века ученые по большей части только составляли описание живых организмов. Присутствует ли в настоящее время такой метод исследования в биологии как описание? Конечно, да. Мы уже выявили, что открытие новых видов продолжается до сих пор. Этот метод может применяться и при изучении различных клеток с помощью микроскопа. Наблюдая за какими-либо процессами, мы также используем описание как научный метод изучения биологии.

1. Наблюдение широко используется в медицине при лечении пациентов наряду с другими методами.
2. Наблюдение в медицине
3. Использование описательного метода в биологии позволило накопить данные о живых организмах, которые в дальнейшем стали применяться для сравнительного анализа.

1. Сравнительный метод исследования в биологии способствовал выявлению сходства и различия между организмами. Данный метод был положен в основу систематики органического мира, использовался при разработке клеточной теории. Закон зародышевого сходства Карла Бэра был открыт в биологии также благодаря сравнительному методу.

1. Исторический метод исследований стал широко применяться в эволюционной биологии. Он предполагает сопоставление каких-либо результатов исследований с ранее полученными фактами. С помощью этого метода была сформулирована теория эволюции, представлены ее основные доказательства. К примеру, Ковалевский В.О. составил филогенетические ряды.

Исторический метод используется в биологии для выдвижения гипотез происхождения жизни на планете. Именно этот метод способствовал изменению сущности биологии. Из описательной науки она превратилась в объясняющую.

1. Впервые экспериментальные методы исследования в биологии были применены Уильямом Гарвеем.

Классический эксперимент в биологии предполагает проведение опыта для изучения какого-либо явления или процесса.

Широкое распространение этот метод получил в 20 веке, когда шло бурное развитие техники. Появлялись новые приборы, позволявшие ставить сложные эксперименты. К примеру, был сконструирован электронный микроскоп.

Электронный микроскоп

Экспериментальный метод в биологии открыл огромные перспективы для исследований и применения биологических знаний в различных отраслях промышленности.

Словарь

1. Пастеризация – процесс уничтожения микроорганизмов в пищевых продуктах путем их нагревания до определенной температуры.

2. Геронтология – наука, изучающая процессы старения организма и способы его омоложения.

Основные этапы развития биологии

Многовековую историю биологической науки можно разделить на несколько этапов. Ф. Энгельс выделял два основных периода в развитии биологии: метафизический и дарвиновский.

Для додарвиновского периода в истории биологии характерным было господство метафизических представлений о неизменности и изначальной целесообразности природы. Метафизики рассматривали явления и тела природы как раз и навсегда данные, неизменные, изолированные и не связанные между собой.

Они считали, что виды растений и животных являются продуктом творческого актами что с самого начала организмы уже имели в готовом виде все характерные для них приспособления. Метафизическое мышление является антидиалектическим, а метафизические представления о природе смыкаются с креационизмом (лат.

creatio — сотворение) и теологией.

Однако ив период господства метафизики и креационизма в биологии отдельные естествоиспытатели фиксировали внимание на фактах изменчивости, превращения форм растений и животных.

Зарождалось и развивалось течение, известное под названием трансформизма (лат. transformis — превращенный, изменяемый).

Трансформизм, подрывавший устои метафизики и креационизма, считают предшественником эволюционного учения.

Важным условием перехода на более высокий уровень познания объекта или процесса является применение нового метода исследования. В обосновании проблем эволюции Дарвин широко применял исторический метод и разработал новые подходы к познанию живой природы. Это создало большие возможности для развития биологии во второй половине XIX в. на принципах историзма, эволюционизма.

Под эволюцией (лат.

evolutio от — разворачиваю) понимают процесс исторического развития органического мира и увеличение разнообразия растений и животных путем новообразования, постепенного приспособления живых систем к беспрерывно меняющимся условиям существования под контролем естественного отбора. Вследствие эволюции в ряде последовательных поколений происходят количественные и качественные изменения формы и функции органов, способа жизни организмов.

В пределах названных Ф. Энгельсом двух периодов можно выделить еще несколько узловых точек в истории биологии, количество которых зависит от подходов к принципам периодизации истории науки.

Наиболее важные этапы истории биологии в основном совпадают со сдвигами в социально-экономической структуре общества.

Развитие науки в значительной степени обусловлено потребностями общественного производства и практической деятельности людей по освоению природы.

С этих позиций весь длительный путь развития биологии можно разделить на четыре основных эпохи.

1. Эпоха практических донаучных знаний (или умозрительный период) — от каменного века до XVI ст. Для этого времени характерно главным образом описание наблюдаемых биологических явлений, на основе которых еще не устанавливались закономерности их развития. Вместо них давались умозрительные и нередко религиозно-идеалистические трактовки.
2. Эпоха возникновения и оформления основных биологических наук (описательный период) — с XVI до середины XIX в. Это период аналитического развития биологии, когда появилась профессия натуралиста, ученые начали применять эксперимент и пытались давать биологическое обоснование практики медицины, растениеводства, животноводства. В это время формируется научная, система знаний о живой природе, быстро развиваются ботаника, зоология, систематика, морфология, физиология, эмбриология и другие биологические науки.
3. Эпоха синтеза научных биологических знаний (или каузальный период) — с середины XIX до середины XX в. Первым крупнейшим синтезом научных знаний была теория Ч. Дарвина, давшая причинное объяснение исторического развития органического мира.
4. Эпоха проникновения в биологический ультрамикромир и раскрытия сущности жизненных процессов (или реконструктивный период) — это биология настоящего и будущего времени. Современные технико-экономические и социально-идеологические возможности открывают широкие пути для дальнейшего развития биологической науки и практического использования ее достижений.

Перед современной биологией поставлены важные задачи в познании сущности явлений жизни № их осуществление подкреплено рядом правительственных постановлений: «О мерах по дальнейшему развитию биологической науки и укреплению ее связи с практикой» (1963), «О мерах по ускоренному развитию молекулярной биологии и генетики и использованию их достижений в народном хозяйстве» (1974), «О дальнейшем развитии физико-химической биологии и биотехнологии и использовании их достижений в медицине, сельском хозяйстве и промышленности» (1981).

Современная биология является теоретической основой медицины и сельского хозяйства. Она не только изучает окружающий мир, расширяя применение в производстве биологических агентов и процессов, но и стала средством изменения этого мира, вторгается в производство и становится одним из важных факторов научно-технического прогресса.

—Источник—

Богданова, Т.Л. Справочник по биологии/ Т.Л. Богданова [и д.р.]. – К.: Наукова думка, 1985.- 585 с.

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

Введение. История развития биологии

Биология – это наука о жизни. Ее название возникло из сочетания двух греческих слов bios – жизнь и logos – учение. Этот термин впервые был предложен выдающимся французским естествоиспытателем и эволюционистом Жаном Батистом Ламарком (1802 г.) для обозначения науки о жизни как особом явлении природы.

Биология изучает строение, проявления жизнедеятельности, среду обитания всех живых организмов: бактерий, грибов, растений, животных.

Живое на Земле представлено необычайным разнообразием форм, множеством видов живых существ. В настоящее время уже известно около 500 тыс. видов растений, более 1,5 млн видов животных, большим количеством видов грибов и прокариот, населяющих нашу планету.

• К основным задачам биологии относятся следующие:
• 1 Раскрытие общих свойств живых организмов;
• 2 Объяснение причин их многообразия;
• 3 Выявление связей между строением и условиями окружающей среды.

Важное место в этой науке занимают вопросы возникновения и законы развития жизни на Земле – эволюционное учение. Понимание этих вопросов служит не только основой научного мировоззрения, но и необходимо для решения практических задач.

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы. Расчет стоимостиГарантииОтзывы

Биология зародилась еще у древних греков и римлян, которые описали известные им растения и животные.

Аристотель (384 – 322 г.г. до н.э.) – основоположник многих наук – впервые попытался упорядочить знания о природе, разграничив ее на «ступени»: неорганический мир, растение, животное, человек. В труде древнеримского врача Галена (131-200 г.г. н.э.) «О частях человеческого тела» дано первое анатомо-физиологическое описание человека.

В средние века составлялись «травники», включавшие описания лекарственных растений.

В эпоху Возрождения интерес к живой природе усилился. Возникли ботаника и зоология.

Изобретение микроскопа в начале 17 века Галилеем (1564-1642) углубило представление о строении живых существ и положило начало изучению клеток и тканей.

А. Левенгук (1632-1723) увидел под микроскопом простейшие, бактерии и сперматозоиды, т.е. явился основоположником микробиологии.

Одним из главных достижений 18 века является создание Карлом Линнеем (1735 г.) системы классификации животных и растений. А в начале 19 века Ж.-Б. Ламарком в книге «Философия зоологии» (1809 г.) впервые была четко сформулирована мысль об эволюции органического мира.

Среди важнейших достижений 19 века – создание клеточной теории М. Шлейденом и Т. Шванном (1838-1839 г.г.), открытие закономерностей наследственности Менделем в 1859 г.

Переворот в биологии произвело учение Ч. Дарвина в 1859 г., который открыл движущие силы эволюции.

Начало 20 века ознаменовалось рождением генетики. Эта наука возникла в результате переоткрытия К. Корренсом, Э. Чермаком и Г. де Фризом законов наследственности, которые ранее были обнаружены Г. Менделем, но остались неизвестными биологам того времени, а также благодаря работа Т. Моргана, обосновавшего хромосомную теорию наследственности.

В 50-е годы значительных успехов достигли исследования тонкой структуры материи. В 1953 г. Д. Уотсон и Ф. Крик предложили модель структуры ДНК в виде двойной спирали и доказали, что она несет в себе наследственную информацию.

Для современной биологии наряду с детальным изучением отдельных структур и организмов характерна тенденция к целостному познанию живой природы, о чем свидетельствует развитие экологии.

Развитие биологии шло по пути последовательного упрощения предмета исследования. В результате возникли многочисленные биологические дисциплины, специализирующиеся на изучении структурно-функциональных особенностей определенных организмов.

Этот путь познания – от сложного к простому – называют редукционистским. Редукционизм сводит познание к изучению элементарнейших форм существования материи. Это относится и к живой, и к неживой природе.

При таком подходе человек познает законы природы, изучая вместо единого целого, отдельные его части.

Другой подход основан на виталистических принципах. В этом случае жизнь рассматривается как совершенно особое и уникальное явление, которое нельзя объяснить только действием законов физики или химии.

Поэтому основной задачей биологии как науки является истолкование всех явлений живой природы, исходя из научных законов и не забывая при этом, что целому организму присущи свойства, в корне отличающиеся от свойств частей, их составляющих.

Например, нейрофизиолог может описать работу отдельного нейрона языком физики и химии, но сам феномен сознания так описать нельзя.

Сознание возникает в результате коллективной работы и одновременного изменения электрохимического состояния миллионов нервных клеток, но мы до сих пор не знаем, как возникает мысль и каковы ее химические основы.

В настоящее время значение биологии возрастает с каждым годом. Возникло много биологических дисциплин и число их постоянно увеличивается.

Связано это с тем, что биологию подразделяют на отдельные науки по предмету изучения: микробиология, ботаника, зоология; выделились и развились области биологии, изучающие общие свойства живых организмов: генетика – закономерности наследования признаков; биохимия – пути превращения органических молекул; экология – взаимоотношения организмов с окружающей средой. Функции живых организмов изучает физиология.