Что особенное характеризует современную биологию. Краткая история развития биологии — Гипермаркет знаний

Что такое наука биология? Говоря простым языком, это изучение жизни во всем ее разнообразии и величии. От микроскопических водорослей и бактерий до больших слонов и гигантских синих китов, жизнь на нашей планете представляет невероятное многообразие. Беря это во внимание, откуда мы заем, что является живым? Каковы основные характеристики жизни? Все это очень важные вопросы с одинаково важными ответами!

Характеристики жизни

К живым существам относиться, как видимый , и , так и невидимый мир бактерий и вирусов. На базовом уровне мы можем сказать, что жизнь упорядочена. Организмы имеют чрезвычайно сложную организацию. Мы все знакомы с замысловатыми системами основной - клеткой.

Жизнь может «работать» . Имеется введу не ежедневное разнообразие работы, а поддержание метаболических процессов, путем получения энергии в виде пище из окружающей среды.

Жизнь растет и развивается . Это означает больше, чем просто копирование или увеличение размера. Живые организмы также имеют возможность восстанавливаться при определенных типах повреждений.

Жизнь может воспроизводиться . Вы когда-нибудь видели размножение грязи или камней? Вероятней всего нет! Жизнь способна происходить только от других живых существ.

Жизнь может реагировать . Вспомните о том, как в последний раз вы ударялись какой-нибудь частью своего тела. Почти мгновенно следует болевая реакция. Жизнь характеризуется реакцией на различные стимулы и внешние раздражители.

Наконец, жизнь может адаптироваться и отвечать требованиям, предъявляемым окружающей средой.

Существует три основных типа приспособлений, которые могут возникать у высших организмов:

• Обратимые изменения происходят как ответ на изменения в окружающей среде. Предположим, вы живете вблизи уровня моря и отправляетесь в горную местность. Вы можете начать испытывать затрудненное дыхание и увеличение частоты сердечных сокращений в результате изменения высоты. Эти симптомы исчезают, когда вы возвращаетесь к уровню моря.
• Соматические изменения происходят в результате продолжительных изменений в окружающей среде. Используя предыдущий пример, если вы долго будете оставаться в горной местности, вы заметите, что ваш сердечный ритм начнет замедляться, и вы начнете нормально дышать. Соматические изменения также обратимы.
• Окончательный тип адаптации называется генотипическим (вызванным генетической мутацией). Эти изменения происходят в генетическом составе организма и не обратимы. Примером может служить развитие устойчивости к пестицидам у насекомых и пауков.

Таким образом, жизнь организована, «работает», растет, размножается, реагирует на стимулы и приспосабливается. Эти характеристики лежат в основе изучения науки общей биологии.

Основные принципы современной биологии

Фундамент науки биологии, которая существует сегодня, основан на пяти основных принципах. Это теория клеток, теория генов, эволюция, гомеостаз и законы термодинамики.

• : все живые организмы состоят из клеток. является основной единицей жизни.
• : черты наследуются посредством передачи генов. расположены на и состоят из ДНК.
• : любое в популяции, которое унаследована в течение нескольких поколений. Эти изменения могут быть небольшими или большими, заметными или не столь заметными.
• : способность поддерживать постоянную внутреннюю среду в ответ на изменения окружающей среды.
• : энергия постоянна и энергетическое преобразование не является полностью эффективным.

Разделы биологии

Область науки биологии очень широка и может быть разделена на несколько дисциплин. В самом общем смысле эти дисциплины классифицируются по типу изучаемого организма. Например, занимается исследованиями животных, ботаника занимается изучением растений, а микробиология изучает микроорганизмы. Эти области исследований, также можно разбить на несколько специализированных поддисциплин. Некоторые из них включают анатомию, генетику и физиологию.

Биология – это наука о живом, его строении, формах активности, природных сообществ живых организмов, их распространение и развитие, связях друг с другом и связах с неживой природой.

i) По объектам исследования биологическая наука делится на: вирусологию, бактериологию, ботаника, зоология, антропология.

II) По свойствам проявления живого: морфология (наука о строении живых организмов), физиология (функционирование живых организмов), молекулярная биология (структурах живых тканей), генетика (исследует законы изменчивости и наследственности).

III) По структурным уровням организации систем живой природы: цитология (изучает клетки), гистология (строение ткани), анатомия (макроскопическое строение живых организмов).

Выделяют 3 основных этапа в развитии биологии:

1) Этап систематики. Связан с именем Карла Линнея.

2) Эволюционный этап. Связан с именем Чарльза Дарвина.

3) Биология микромира. Связан с работа Грегора Менделя.

Современная биология развивается в 3 основных направлениях:

1) В рамках натуралистической биологии.

2) В рамках эволюционной биологии.

3) В рамках Физико-химическая.

Традиционная (натуралистическая) биология. Биологическая систематика Карла Линнея.

Объект изучения – природа в её естественном состоянии. Основные метод – наблюдение и классификация.

Задача: классификация наблюдаемых явлений. Вершины искусственной классификации, стала система Карла-Линнея. Прежде всего, согласно этой классификации, все растительные организмы делятся на группы. Группы он навал – таксоны. С именем этого ученого связана бинарная система классификации рода и вида. Его вторая заслуга – он указал, что между таксонами существует принцип иерархичной соподчиненности: Таксоны делятся на классы, отряды, род, вид, разновидность.

В наши дни, традиционная биология не утратила своего значения по следующим основаниям:

1) Описано всего лишь только 2/3 животного и растительного вида. То есть не все виды описаны и классифицированы в рамках современной биологии.

2) Наличие экологических проблем.

Физико-химическая биология. Прежде всего, с одной стороны, название обусловлено тем, что изучает объекты живой природы на физико-химическом уровне организации. Обусловлено применение физико-химических методов для исследования живых систем:

1) Метод меченых атомов. Его используют при наблюдении за перемещением и превращением веществ внутри живых организмов. Благодаря этому методу, по сути, все обменные процессы живых организмов были изучены.

2) Метод рентгено-структурного анализа и электронной микроскопии. Этот метод позволяет исследовать крупные молекулярные компоненты и микроскопические структуры живых организмов.

3) Хроматографические методы. Используют при биохимических исследований.

4) Спектральные методы. И методы зондирования в ткани. Например, ЯМР томография, УЗИ томографы, оптические зонды.

5) Компьютеризированная. Привели к созданию томографов, которые позволяют провести послойный анализ ткани.

Эволюционная биология. Теория Ч. Дарвина. Развитие живых систем (изменение во времени). Развитие во времени, неотъемлемое свойство живой природы.

Основные положения были сформулированы в рамках теории Дарвина 1859 год. В этой работе он сформулировал движущие силы эволюции:

1) Наследственность.

2) Изменчивость.

3) Естественный отбор.

Основной вывод: весь ход эволюции видов ведет к тому, что генетические и иные признаки, обеспечивающие выживание вида, от поколения к поколению все чаще. Современная эволюционная теория базируется на синтетической теории эволюции.

Современная теория эволюции базируется на:

1) На эволюционные теории Дарвина.

2) На выводах современной генетики.

В рамках синтетической теории эволюции (СТЭ) существенные изменения претерпели понятия изменчивости и естественного отбора. В настоящее время выделяют 3 типа изменчивости:

1) Наследственная изменчивость. Является аналогом неопределенной изменчивости Ч. Дарвин, которая обусловлена возникновением новых генотипов.

2) Ненаследственная изменчивость. Отражает изменение фенотипа, а не генотипа. Их еще называют фенотипическими изменениями. У Дарвина, такой тип изменчивости назывался – определенная изменчивость.

3) Онтогенетическая изменчивость. Отражает изменения в ходе индивидуального развития организма.

Сущность живого, его основные признаки.

Жизнь – это форма существования сложных открытых систем., способных к самоорганизации и к самовоспроизведению. Одна из форм движения материи.

Свойства живых организмов:

1) Наличие сложной упорядоченной структуры.

2) Способность к изменению и усложнению.

3) Способность к самовоспроизведению на основе генетического кода.

4) Высокая приспособляемость к внешней среде.

5) Получение энергии извне для поддержания собственного упорядочения.

6) Активная реакция на окружающую среду

7) Способность сохранять и передавать информацию.

8) Молекулярная хиральность (диссимметрия).

Киплинг: «Я определяю жизнь как некую закодированную информацию, сохраняемую естественным отбором».

Структурные уровни организации живого:

1) Молекулярно-генетический уровень.

2) Клеточный уровень.

3) Организменный (органо-тканевый уровень).

4) Популяционно-биоценотический.

5) Биосферный.

Молекулярно-генетический уровень организации живой природы. 3 основные проблемы, которые решает биология на этом уровне организации материи:

1) Проблема происхождения жизни. Охватывает 5 основных парадигмальных концепций происхождения жизни. 1) Концепция креационизма. Объясняется божественным началом. Согласно Библии, сначала были созданы растения и животные из воды, а затем в соответствии со своим замыслом, Бог создает звери и их земные породы. Суть – создается сразу. 2) Концепция панспермий. Основывается на том, что жизнь на землю привнесена извне с других планет. Слабым местом данной концепции является, что любые формы жизни под действием жесткого ультрафиолетового погибают, а на земле защищает озоновый слой, а за пределами нет. Это и есть слабое место этой теории. 3) Концепция самопроизвольного зарождения жизни. Считается, что жизнь многократна, может возникать из неживого вещества. Данная концепция существовала в Древнем Египте, Китае, Греции, Индии. Данной концепции придерживались Фалес, Демокрит, Аристотель, Ламарк, Гегель, Галилей, Декарт. На этой концепции поговорим подробнее. Считалось, что жизнь может многократно зарождаться из неживого вещества. Данная концепция была опровергнута 1688 году, Франческо Реди. Он сформулировал основную концепцию благодаря силе опытов, которыми он провел с закрытыми сосудами. Опытным путем показал, что живое вещество может иметь только от живого вещества. Была сформулирована основная концепция биогенеза, суть которой сводилась к следующему: Все живое из живого.

В 1860 году Луи Пастер, опытным путем показал, что бактерии вездесущи и могут зарождаться в рамках неживого вещества. Кроме того, он показал, что чтобы избавиться от них, нужна пастеризация – нагревание продукта до 100 градусов Цельсия.

Таким образом, Луи Пастер обосновал справедливость теории биогенеза и окончательно опроверг концепцию спонтанного зарождения жизни, которому придерживалось большинство великих ученых. 4) Концепция стационарного состояния. Жизнь на земле существовала всегда. Сильная сторона этой теории: разрывы в палеонтологической летописи. Слабая сторона: не вписывается в биогеохимическую концепцию происхождению земли. Данной концепции придерживался В. И. Вернадский. 5) Биогеохимическая концепция происхождения жизни. Он придумал - А. И. Опарин. 1924 год. «Происхождение жизни». Основная идея – зарождение жизни – это длительный эволюционный процесс становление жизни в недрах неживой материи. В рамках этого процесса ряд неорганических соединений самопроизвольно, под действием физико-химических факторов превращаются в так называемые «кирпичики жизни», превращаются в аминокислоты, нуклеотиды и нуклеозиды, АТФ, ДНК, РНК. Сильная сторона теории: данная теория согласуется с гипотезой до биологической эволюции. Кроме того, данная теория имеет эмпирическое подтверждение. Оно было получено 1953 году. Миллер Стейли Лойд провел следующий эксперимент. В запаянный сосуд были помещены газы первичной атмосферы земли, а именно – водород, аммиак, метан, газообразная вода. Через эту газовую смесь пропускали электрические заряды при высокой температуре. После вскрытия ампул были обнаружены аминокислоты и другие органические кислоты, которые являются составными частями живого. Слабая сторона теории Опарина: уязвимость, Не может ответить на вопрос – Что произошло раньше аминокислоты или белки. Гипотезы: 1) Утверждают первичность аминокислот, объединяют под общим названием голобиоз. 2) Утверждает генобиоз, первичность происхождения органических систем генетического кода. Концепция Опарина достаточно точно описывает происхождение первичных клеток. Первичные клетки называются коацерваты. Как они возникают? Первые органические соединения под действием мощных физических факторов образуются молекулы жирных кислот – липиды. Данные молекулы имеют 2 полярности, один из которых смачивается молекулами воды, а другой нет. Гидрофильные и гидрофобные концы липидов. Гидрофильные концы липидов обращаются к внешней среде, а гидрофобные образуют замкнутое пространство. Образуются коацерваты. Пространственно-обособленная целостная система. Она поглощает из внешней среды вещества и процессы жизнедеятельности выбрасываются продукты. В результате, начинается обмен веществ.

2) Молекулярно-генетический подход к изучению эволюции. Классическая менделевская генетика поставила перед современной 2 основных вопроса:

1) Что такое ген и генотип?

2) Каким образом происходит развитие популяций и возникновение новых биологических видов?

Классическая генетика базируется на 3 основных законах. Первый закон Менделя – закон единообразия первого поколения. Второй закон Менделя – закон расщепления. Этот закон отражает появление доминантных и рецессивных признаков. Третий закон фиксирует независимое комбинирование признаков.

С точки зрения современного естествознания. Носителями наследственной информации являются хромосомы и гены, открытые в конце 19 века. 1953, Д. Уотсон открывают молекулу ДНК, раскрывают структуру носителя. Позже были открыты РНК, в своем составе имеют водород, азот, кислород и фосфор. Имеют универсальное распространение в живой природе.

ДНК – двойная спираль, состоящая из аминокислот, которые выполняют 3 функции:

1) Хранение информации.

2) Реализация информации в процессе роста новых клеток.

3) Самовоспроизведение.

Ген, геном – это совокупность генов, содержавшихся в одинарном наборе хромосом.

Генотип – это совокупность всех генов организма.

С точки зрения современной генетики существует несколько уровней организации. Несколько типов изменчивости на молекулярном уровне. Важнейшим механизмом являются мутации.

Мутации генов – это преобразование генов под действием внешних факторов среды.

Мутаген – это внешне факторы, вызывающие мутации. Являются, прежде всего, радиация, токсичные химические соединения, вирусы – это мутагены.

Еще один механизм изменчивости – это рекомбинация генов.

Неклассическая комбинация генов. В этом типе происходит общее увеличение генетической информации. Приносятся вирусами.

3) Изучение молекулярных основ воспроизводства жизни и процессов жизнедеятельности. 3 типа обмена веществ катаболизм (диссимиляция), анаболизм, метаболизм. Катаболизм – это процесс расщепления сложных органических соединений, которые сопровождаются выделением химической энергии, при наличии химической связи. Избыток энергии запасается в АТФ.

Амфоболизм – это процесс образования в ходе катаболизма мелких органических молекул. Они являются кирпичиками в построении более сложных. Анаболизм –это представляет собой разветвленную систему процессов синтеза сложных молекул с расходованием молекул АТФ.

Все 3 типа обмена полностью расшифрованы. Концепции биохимического единства возникла во второй половине 19 века. Суть: единство состава и механизма функционирования всех систем живой природы.

Клеточный уровень живого.

Клетка- это основной элементарный уровень жизни, способный к воспроизводству. В клетке протекают все обменные процессы. История открытия клетки посмотреть самостоятельно. Связана с развитием микроскопии. С именем Гука и Галилея. Разделили на прокариотную и эукариотные формы жизни. С точки зрения строения клеток.

Прокариот - безъядерный ствол жизни.

Эукариоты – имеют ядро.

Самые ранние формы жизни были прокариотные формы жизни. Живут в бескислородной среде. Для эукариот необходим кислород. В результате появления в атмосфере кислорода, форма обмена энергии с окружающей средой в рамках эукариотной формы жизни, становится более выгодной, чем в рамках прокариотной. Центральным элементом у прокариот – брожение. А у эукариот – дыхание.

В рамках дыхания передается в 18 раз больше энергии, чем в рамках брожении.

Крупнейшим шагом в развитии эволюции стало возникновение фотосинтеза. Суть фотосинтеза является то, что берутся не органические вещества, а углекислый газ и вода. В результате образуется Органическое вещество + кислород. Данная реакция идет в прямом и в обратном направлении. Процессы окисления. Сильнейший антиоксидант – этиловый спирт, оливковое масло. Процесс обратной реакции сопровождается энергией дыхания.

Организменный уровень живой системы.

Возникновение многоклеточных организмов. Промежуточная стадия – это возникновение…

Биология (греч. bios – жизнь, logos – слово, учение) – совокупность наук о жизни, о живой природе. Предмет биологии - строение живых организмов, их функции, происхождение, развитие, взаимоотношения со средой. Наряду с физикой, химией, астрономией, геологией и т.д. относится к естественным наукам .

Биология - одна из старейших естественных наук, хотя термин «биология » для ее обозначения впервые был предложен лишь в 1797 г. немецким профессором анатомии Теодором Рузом (1771-1803), после чего этот термин использовали в 1800 г. профессор Дерптского университета (ныне г. Тарту) К.Бурдах (1776-1847), а в 1802 г. Ж.-Б. Ламарк (1744-1829) и Л. Тревиранус (1779-1864).

"Отцом биологии" часто называют Аристотеля (384-322 до н.э.), которому принадлежит первая классификация животных.

Каковы особенности биологии как науки?

1.1 Биология тесно связана с философией . Это связано с тем, что из 3-х фундаментальных проблем естествознания 2 являются предметом биологических исследований.

1. Проблема происхождения Вселенной, космоса, природы вообще (ей занимается физика, астрономия).

2. Проблема происхождения жизни , т.е. живого из неживого.

3. Проблема происхождения разума и человека как его носителя.

Решение этих вопросов тесно связано с решением основного вопроса философии : что первично – материя или сознание? Поэтому значительное место в биологии занимают философские аспекты.

1.2. Связь биологии с социальными и этическими проблемами.

Социал-дарвинизм, например, переносит на человеческое общество понятие "естественный отбор", различия между классами объясняются биологическими факторами. Другие примеры: расизм, пересадка органов, проблема старения.

1.3. Многоотраслевый (мультидисциплинарный) характер современной биологии.

В результате дифференциации биологии по объекту изучения возникли частные биологические науки: ботаника, зоология, микробиология (бактериология, вирусология, микология и др.).

Другое подразделение биологических наук - по уровням организации и свойствам живой материи : генетика (наследственность), цитология (клеточный уровень), анатомия и физиология (строение и функционирование организмов), экология (взаимоотношения организмов с окружающей средой).

В результате интеграции с другими науками возникли: биохимия, биофизика, радиобиология, космическая биология и др.

Т.е. биология – комплекс наук, среди них общая биология занимается изучением наиболее общих закономерностей строения, жизнедеятельности, развития, происхождения живых организмов. Главный вопрос, на который пытается ответить общая биология, – что такое жизнь?

1.4. В настоящее время биология, оставаясь теоретической основой познания живого, стала непосредственно производительной силой , рождает новые технологии: биотехнологию, генную и клеточную инженерию и др.

Прямое влияние биологии на материальное производство основано на использовании биосинтезирующей способности микроорганизмов. Уже давно в промышленных условиях осуществляется микробиологический синтез многих органических кислот, которые широко используются в народном хозяйстве и медицине. В 40-50-е годы было создано промышленное производство антибиотиков, а в начале 60-х годов - производство аминокислот. Важное место в микробиологической промышленности сейчас занимает производство ферментов, витаминов, фармпрепаратов.

Исключительно важное значение биологические науки имеют для сельскохозяйственного производства. Например, теоретической основой селекции растений и животных является генетика.

В 1972 – 1973 гг. в недрах биологической науки возникла генетическая инженерия, которая помогает решать многие жизненные проблемы: производство пищи, поиск новых источников энергии, новых путей сохранения окружающей среды, очистки ее от различных загрязнений. Всё это – примеры произошедшей революции в производительных силах.

26. Биология в современном естествознании. Характеристика «образов» биологии (традиционная, физико-химическая, эволюционная).

Биология - это наука о живом, его строении, формах его активности, его строении, сообществах живых организмов, их распространении развитии, связях между собой и средой обитания.

Современная биологическая наука - результат длительного процесса развития. Но только в первых древних цивилизованных обществах люди стали изучать живые организмы более тщательно, составлять перечни, животных и растений, населяющих разные регионы и классифицировать их. Одним из первых биологов древности был Аристотель.

В настоящее время биология представляет собой целый комплекс наук о живой природе. Структуру его можно рассматривать с разных точек зрения.

По объектам исследования биология подразделяется навирусологию, бактериологию, ботанику, зоологию и антропологию.

По свойствам проявления живого в биологии выделяются:

1) морфология - наука о строении живых организмов;

2) физиология - наука о функционировании организмов;

3) молекулярная биология изучает микроструктуру живых тканей и клеток;

4) экология рассматривает образ жизни растений и животных и их взаимосвязи с окружающей средой;

5) генетика исследует законы наследственности и изменчивости.

По уровню организации исследуемых живых объектов выделяются:

1) анатомия изучает макроскопическое строение животных;

2) гистология изучает строение тканей;

3) цитология исследует строение живых клеток.

Эта многоплановость комплекса биологических наук обусловлена чрезвычайным многообразием живого мира. К настоящему времени биологами обнаружено и описано более 1 млн. видов животных, около 500 тыс. растений, несколько сот тысяч видов грибов, более 3 тыс. видов бактерий.

Причем мир живой природы исследован далеко не полностью Число неописанных видов оценивается по меньшей мере в 1 млн.

В развитии биологии выделяют три основных этапа:

1) систематики (К.Линней);

2) эволюционный (Ч.Дарвин);

3) биологии микромира (Г.Мендель).

Каждый из них связан с изменением представлений о мире живого и самих основ биологического мышления.

Три «образа» биологии.

Традиционная, или натуралистская биология.

Объектом изучения традиционной биологии всегда была и остается живая природа в ее естественном состоянии и нерасчлененной целостности.

Традиционная биология имеет ранние истоки своего зарождения. Они идут к средним векам, а становление ее в самостоятельную науку, получившую название «натуралистская биология», приходится на XVIII-XIX века.

Её методом стало тщательное наблюдение и описание явлений природы, главной задачей - их классифицирование, а реальной перспективой - установление закономерностей их существования, смысла и значения для природы в целом.

Первый этап натуралистской биологии ознаменовался первыми классификациями животных и растений. Были предложены принципы их группирования в таксоны различных уровней. С именем К.Линнея связано введение бинарной (обозначение рода и вида) номенклатуры, почти в неизменном виде дошедшей до наших дней, а также принцип иерархического соподчинения таксонов и их наименования - классы, отряды, роды, виды, разновидности. Однако недостатком искусственной системы Линнея было то, что он не дал никаких указаний относительно критериев родства, чем и снизил достоинство этой системы.

Более «естественными», т.е. отражающими родственные связи, были системы, созданные ботаниками - А. Л. Жюссье (1748-1836), О. П. Декандолем (1778-1841) и, в особенности, Ж. Б. Ламарком (1744-1829).

Труд Ламарка был построен на идее развития от простого к сложному, и главным вопросом был вопрос о происхождении отдельных групп и родственных связях между ними.

Следует отметить, что в период становления традиционной биологии закладывался комплексный, как мы сегодня говорим, системный подход к исследованию природы.

Физико-химическая, или экспериментальная биология.

Термин «физико-химическая биология» был введен в 1970-е годы химиком-органиком Ю. А. Овчинниковым - сторонником тесной интеграции естественных наук и внедрения в биологию современных точных физико-химических методов в целях изучения элементарных уровней организации живой материи - молекулярного и надмолекулярного.

Понятие «физико-химическая биология» является двуплановым.

С одной стороны, понятие это означает, что предметом изучения физико-химической биологии являются объекты живой природы, исследуемые на молекулярном и надмолекулярном уровнях.

С другой, сохраняется и первоначальное его значение: использование физико-химических методов для расшифровки структур и функций живой природы на всех уровнях ее организации.

Хотя различение это и достаточно условно, главным считают следующее: физико-химическая биология в наибольшей степени содействовала сближению биологии с точными физико-химическими науками и становлению естествознания как единой науки о природе.

Это не означает, что биология утратила свою индивидуальность. Как раз наоборот. Изучение структуры, функций и саморепродукции фундаментальных молекулярных структур живой материи, результаты которого получили отражение в виде постулатов или аксиом не лишило биологию ее особого положения в системе естествознания. Причина этого в том, что эти молекулярные структуры выполняют биологические функции.

Следует отметить, что ни в какой другой области естествознания, как в биологии, не обнаруживается столь глубокая связь между методами и техникой эксперимента, с одной стороны, и появлением новых идей, гипотез, концепций, с другой.

При рассмотрении истории методов физико-химической биологии можно выделить пять этапов, которые находятся между собой как в исторической, так и в логической последовательности. Иными словами, нововведения на одном этапе неизменно стимулировали переход к следующему.

Какие же это методы?

Это наука о жизни. В настоящее время она представляет совокупность наук о живой природе.

Биология изучает все проявления жизни: строение, функции, развитие и происхождение живых организмов , их взаимоотношения в природных сообществах со средой обитания и с другими живыми организмами.

С тех пор как человек стал осознавать свое отличие от животного мира, он начал изучать окружающий его мир.

Сначала от этого зависела его жизнь. Первобытным людям необходимо было знать, какие живые организмы можно употреблять в пищу, использовать в качестве лекарств, для изготовления одежды и жилищ, а какие из них ядовиты или опасны.

С развитием цивилизации человек смог позволить себе такую роскошь, как занятие наукой в познавательных целях.

Исследования культуры древних народов показали, что они имели обширные знания о растениях, животных и широко их применяли в повседневной жизни.

Современная биология - комплексная наука , для которой характерно взаимопроникновение идей и методов различных биологических дисциплин, а также других наук - прежде всего физики, химии и математики.
Основные направления развития современной биологии. В настоящее время условно можно выделить три направления в биологии.

Во-первых, это классическая биология. Ее представляют ученые-натуралисты, изучающие многообразие живой природы . Они объективно наблюдают и анализируют все, что происходит в живой природе, изучают живые организмы и классифицируют их. Неправильно думать, что в классической биологии все открытия уже сделаны.

Во второй половине XX в. не только описано много новых видов, но и открыты крупные таксоны, вплоть до царств (Погонофоры) и даже надцарств (Архебактерии, или Археи). Эти открытия заставили ученых по-новому взглянуть на всю историю развития живой природы, Для настоящих ученых-натуралистов природа -- это самоценность. Каждый уголок нашей планеты для них уникален. Именно поэтому они всегда среди тех, кто остро чувствует опасность для окружающей нас природы и активно выступает в ее защиту.

Второе направление - это эволюционная биология.

В XIX в. автор теории естественного отбора Чарлз Дарвин начинал как обычный натуралист: он коллекционировал, наблюдал, описывал, путешествовал, раскрывая тайны живой природы. Однако основным результатом его работы , сделавшим его известным ученым, стала теория, объясняющая органическое разнообразие.

В настоящее время изучение эволюции живых организмов активно продолжается. Синтез генетики и эволюционной теории привел к созданию так называемой синтетической теории эволюции. Но и сейчас еще есть много нерешенных вопросов, ответы на которые ищут ученые-эволюционисты.

Созданная в начале XX в. нашим выдающимся биологом Александром Ивановичем Опариным первая научная теория происхождения жизни была чисто теоретической. В настоящее время активно ведутся экспериментальные исследования данной проблемы и благодаря применению передовых физико-химических методов уже сделаны важные открытия и можно ожидать новых интересных результатов.

Новые открытия позволили дополнить теорию антропогенеза. Но переход от животного мира к человеку и сейчас еще остается одной из самых больших загадок биологии.

Третье направление - физико-химическая биология, исследующая строение живых объектов при помощи современных физических и химических методов. Это быстро развивающееся направление биологии, важное как в теоретическом, так и в практическом отношении. Можно с уверенностью говорить, что в физико-химической биологии нас ждут новые открытия, которые позволят решить многие проблемы, стоящие перед человечеством.

Развитие биологии как науки. Современная биология уходит корнями в древность и связана с развитием цивилизации в странах Средиземноморья. Нам известны имена многих выдающихся ученых, внесших вклад в развитие биологии. Назовем лишь некоторых из них.

Гиппократ (460 - ок. 370 до н. э.) дал первое относительно подробное описание строения человека и животных, указал на роль среды и наследственности в возникновении болезней. Его считают основоположником медицины.

Аристотель (384-322 до н. э.) делил окружающий мир на четыре царства: неодушевленный мир земли, воды и воздуха; мир растений; мир животных и мир человека. Он описал многих животных, положил начало систематике. В написанных им четырех биологических трактатах содержались практически все известные к тому времени сведения о животных. Заслуги Аристотеля настолько велики, что его считают основоположником зоологии.

Теофраст (372-287 до н. э.) изучал растения. Им описано более 500 видов растений, даны сведения о строении и размножении многих из них, введены в употребление многие ботанические термины. Его считают основоположником ботаники.

Гай Плиний Старший (23-79) собрал известные к тому времени сведения о живых организмах и написал 37 томов энциклопедии «Естественная история». Почти до средневековья эта энциклопедия была главным источником знаний о природе.

Клавдий Гален в своих научных исследованиях широко использовал вскрытия млекопитающих. Он первым сделал сравнительно-анатомическое описание человека и обезьяны. Изучал центральную и периферическую нервную систему. Историки науки считают его последним великим биологом древности.

В средние века господствующей идеологией была религия. Подобно другим наукам, биология в этот период еще не выделилась в самостоятельную область и существовала в общем русле религиозно-философских взглядов. И хотя накопление знаний о живых организмах продолжалось, о биологии как науке в тот период можно говорить лишь условно.

Эпоха Возрождения является переходной от культуры средних веков к культуре нового времени. Коренные социально-экономические преобразования того времени сопровождались новыми открытиями в науке.

Самый известный ученый этой эпохи Леонардо да Винчи (1452 - 1519) внес определенный вклад и в развитие биологии.

Он изучал полет птиц, описал многие растения, способы соединения костей в суставах, деятельность сердца и зрительную функцию глаза, сходство костей человека и животных.

Во второй половине XV в. естественнонаучные знания начинают быстро развиваться. Этому способствовали географические открытия, позволившие существенно расширить сведения о животных и растениях. Быстрое накопление научных знаний о живых организмах вело к разделению биологии на отдельные науки.

В XVI-XVII вв. стали стремительно развиваться ботаника и зоология.

Изобретение микроскопа (начало XVII в.) позволило изучать микроскопическое строение растений и животных. Были открыты невидимые для невооруженного глаза микроскопически малые живые организмы - бактерии и простейшие.

Большой вклад в развитие биологии внес Карл Линней, предложивший систему классификации животных и растений,

Карл Максимович Бэр (1792-1876) в своих работах сформулировал основные положения теории гомологичных органов и закона зародышевого сходства, заложившие научные основы эмбриологии.

В 1808 г. в работе «Философия зоологии» Жан Батист Ламарк поставил вопрос о причинах и механизмах эволюционных преобразований и изложил первую по времени теорию эволюции.

Огромную роль в развитии биологии сыграла клеточная теория, которая научно подтвердила единство живого мира и послужила одной из предпосылок возникновения теории эволюции Чарлза Дарвина. Авторами клеточной теории считают зоолога Теодора Iванна (1818-1882) и ботаника Маттиаса Якоба Шлейдена (1804-1881).

На основе многочисленных наблюдений Ч. Дарвин опубликовал в 1859 г. свой основной труд «О происхождении видов путем естественного отбора или Сохранении благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», в котором сформулировал основные положения теории эволюции, предложил механизмы эволюции и пути эволюционных преобразований организмов.

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

XX век начался с переоткрытия законов Грегора Менделя, что ознаменовало собой начало развития генетики как науки.

В 40-50-е годы XX в. в биологии стали широко использоваться идеи и методы физики, химии, математики, кибернетики и других наук, а в качестве объектов исследования - микроорганизмы. В результате возникли и стали бурно развиваться как самостоятельные науки биофизика, биохимия, молекулярная биология, радиационная биология, бионика и др. Исследования в космосе способствовали зарождению и развитию космической биологии.
В XX в. появилось направление прикладных исследований - биотехнология. Это направление, несомненно, будет стремительно развиваться и в XXI в. Более подробно об этом направлении развития биологии вы узнаете при изучении главы «Основы селекции и биотехнологии».

В настоящее время биологические знания используются во всех сферах человеческой деятельности: в промышленности и сельском хозяйстве, медицине и энергетике.

Чрезвычайно важное значение имеют экологические исследования. Мы, наконец, стали осознавать, что хрупкое равновесие, существующее на нашей маленькой планете, легко разрушить. Перед человечеством встала грандиозная задача - сохранение биосферы с целью поддержания условий существования и развития цивилизации. Без биологических знаний и специальных исследований решить ее невозможно. Таким образом, в настоящее время биология стала реальной производительной силой и рациональной научной основой отношений между человеком и природой.

Классическая биология. Эволюционная биология. Физико-химическая биология.

1. Какие направления в развитии биологии вы можете выделить?
2. Какие великие ученые древности внесли заметный вклад в развитие-биологических знаний?
3. Почему в средние века о биологии как науке можно было говорить лишь условно?
4. Почему современную биологию считают комплексной наукой?
5. Какова роль биологии в современном обществе?
6. Подготовьте сообщение на одну из следующих тем:
7. Роль биологии в современном обществе.
8. Роль биологии в космических исследованиях.
9. Роль биологических исследований в современной медицине.
10. Роль выдающихся биологов - наших соотечественников в развитии мировой биологии.

Насколько изменились взгляды ученых на разнообразие живого, можно продемонстрировать на примере разделения живых организмов на царства. Еще в 40-е годы XX столетия все живые организмы делились на два царства: Растения и Животные. В царство растений включались также бактерии и грибы. Позднее более детальное изучение организмов привело к выделению четырех царств: Прокариоты (Бактерии), Грибы, Растения и Животные. Данная система приводится в школьной биологии.

В1959 г. было предложено делить мир живых организмов на пять царств: Прокариоты, Протисты (Простейшие), Грибы, Растения и Животные.

Данная система часто приводится в биологической (особенно переводной) литературе.

Разработаны и продолжают разрабатываться и другие системы, включающие 20 и более царств. Например, предложено выделить три надцарства: Прокариоты, Археи (Архебактерии) и Эукариоты, Каждое надцарство включает несколько царств.

Каменский А. А. Биология 10-11 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта

Онлайн библиотека с учениками и книгами, плани-конспекти уроков с Биологии 10 класса, книги и учебники согласно календарного плана планирование Биологии 10 класса