1 Биология как наука

Биология (от био… ,и логия), совокупность наук о живой природе Предмет биологии –все проявления  жизни: строение и функции живых существ и их природных сообществ , распространение , происхождение и развитие , связи друг с другом и с неживой природой Задачи биологии-изучение закономерностей этих проявлений , раскрытие сущности жизни , систематизация живых существ Термин «биология» предложен в 1802 Ж.Б. Ламарком и Г.Р. Тревиранусом  независимо друг от друга Он упоминается  также в сочинении Т. Роозе (1797)и К. Бурдаха (1800)

Исторический очерк Современная биология  уходит корнями в древность и берет начало в странах Средиземноморья (Древний Египет , Древняя Греция) Крупнейшим биологом древности был Аристотель В средние века накопление биологических знаний диктовалось в основном  интересами медицины Однако вскрытия  человеческого тела были запрещены, и преподававшаяся  по Галену анатомия  была в действительности анатомией животных, главным образом свиньи и обезьяны  В эпоху Возрождения  широко распространяются  и комментируются  сочинения  античных философов и натуралистов (первыми ботаническими трудами были комментарии к сочинениям  Теофраста , Плиния  Старшего и др)

В дальнейшем появляются  оригинальные «травники» -краткие описания  лекарственных растений А. Чезальпино сделал попытку (1583) создания  классификации растений на основе строения  семян ,цветков и плодов С введением анатомирования   человеческого тела блестящих успехов добивается  анатомия  человека , что отражено в классическом труде А. Везалия « О строении человеческого тела» (1543) Работы анатомов подготовили великое открытие 17в-учение У. Гарвея  о кровообращении (1628), применившего для физиологических исследований количественного измерения  и законы гидравлики Плеяда  микроскопистов  открывает тонкое строение растений (Р. Гук, 1665;М. Мальпиги ,1675-79; Н. Грю 1671-82)и их половые различия (Р. Камерариус ,1694 и др) ,мир микроскопических существ , эритроциты и сперматозоиды (А. Левенгук , 1673 и сл) , изучает строение и развитие насекомых

(Мальпиги , 1669; Я. Сваммердам , 1669 и сл) Эти открытия  привели к возникновению противоположных направлений в эмбриологии-овизма  и анималькулизма  и к борьбе концепций  преформизма  и эпигенеза  В области систематики Дж. Рей описал в «Истории растений» (1686-1704) свыше 18 тыс видов , сгруппированных  в 19 классов Он же определил  понятие «вид» и создал  классификацию позвоночных , основанную на анатомо-физиологических признаках (1693)Ж. Турнефор распределил растения  по 22 классам (1700)

В 18 веке фундаментальную «Систему природы»(1735 и позже) основанную на признании неизменности изначально сотворенного мира, дал К. Линней , применив бинарную номенклатуру  Сторонник ограниченного трансформизма Ж. Бюффон  построил смелую гипотезу о прошлой истории Земли , разделив ее на ряд периодов, и в отличие от креационистов  относил появление растений , животных и человека к последним периодам  Опытами по гибридизации И. Кельрейтер  окончательно доказал наличие полов у растений и показал участие в оплодотворении и развитии как яйцеклеток ,так и пыльцы растений (1761 и позже) Ж Сенебье (1782) и Н. Соссюр (1804) установили роль солнечного света в способности зеленых листьев выделять кислород и использовать для этого углекислый газ воздуха  В конце 18века Л. Спалланцани  осуществил опыты, опровергающие господствовавшую  до тех пор в биологии идею возможности самозарождения организмов

Уже со 2й половины 18 века и в начале 19века  все настойчивее в той или иной форме возникают идеи исторического развития живой природы Ш. Бонне развил (1745, 1764) идею «лестницы  существ», которую эволюционно истолковал Ж. Б. Ламарк (1809) Эволюционные идеи Ламарка в то время успеха не имели и подвергались критике со стороны  многих ученых , среди которых был Ж. Кювье –основоположник сравнительной анатомии и палеонтологии животных , выдвинувший (1825) учение о катастрофах  Антиэволюционные концепции Кювье утвердились  в 1830 в результате дискуссии с Э. Жоффруа Сент-Илером , пытавшимся  обосновать натуральное философское  учение о «единстве плана строения»  животных и допускавшим  возможность эволюционных изменений под прямым воздействием внешней  среды Идея развития  организмов нашла убедительное подтверждение в эмбриологических  исследованиях К.Ф. Вольфа (1759, 1768),Х. Пандера (1817)и К.М. Бэра (1827)в установлении Бэром принципов сравнительной  эмбриологии  позвоночных (1828-37) Обоснованная  Т. Шванном (1839) клеточная  теория  сыграла огромную роль в понимании единства  органического мира и в развитии цитологии и гистологии

В середине 19 века установлены особенности и питания  растений и его отличие от питания  животных , сформулирован принцип круговорота  веществ в природе (Ю. Либих ,Ж.Б. Буссенго) В физиологии животных крупные успехи достигнуты работами Э. Дюбуа-Реймона , заложившего  основы электрофизиологии  , К. Бернара , выяснившего  роль ряда  секреторных органов в пищеварении (1845,1847) и доказавшего синтез гликогена  в печени (1848), Г. Гельмгольца  и К. Людвига, разработавших  методы изучения нервно-мышечной системы и органов чувств И.М. Сеченов заложил основы материалистического понимания  высшей нервной деятельности («Рефлексы головного мозга»,1863)Л. Пастер окончательно опроверг возможность самозарождения  современных организмов (1860-1864) С.Н. Виноградский обнаружил  (1887-91) бактерии , способные путем хемосинтеза образовывать органические вещества из неорганических Д.И. Ивановский открыл (1892) вирусы

Крупнейшим  завоеванием  19 века было эволюционное  учение Ч. Дарвина , изложенное им в труде «Происхождение видов…» (1859) , в котором он вскрыл механизм эволюционного  процесса путем естественного отбора Утверждение в биологии дарвинизма  способствовало разработке ряда новых направлений: эволюционной  сравнительной анатомии (К. Гегенбаур), эволюционной эмбриологии (А.О. Ковалевский ,И.И. Мечников)эволюционной палеонтологии (В.О. Ковалевский )Большие успехи , достигнутые в 70-80хх гг. 19 века  в изучении сложных процессов клеточного деления (Э. Страсбургер ,1875; В. Флемминг ,1882,и др.), созревания  половых клеток и  оплодотворения  (О. Гертвиг ,1875 и позже; Г. Фоль 1877; Э.ван Бенеден , 1884; Т. Бовери 1887; 1888) и связанных с ними закономерностей распределения  хромосом в митозе и мейозе , породили множество теорий , искавших в ядре половых клеток носителей наследственности (Ф. Гальтон , 1875; К. Негели , 1884; Э. Страсбургер   1884; А. Вейсман  , 1885-1892; Х. Де Фриз , 1889)Однако закономерности наследственности , обнаруженные Г. Менделем(1865), остались незамеченными вплоть до 1900, когда они были подтверждены и легли в основу генетики

Отправными пунктами развития  генетики в начале 20 века стали менделизм и мутационная  теория   (Х. Де Фриз , 1901-03), способствовавшие в дальнейшем  синтезу генетики и дарвинизма Была сформулирована  хромосомная  теория  наследственности (Т. Бовери , 1902-07;У. Сеттон ,1902), однако лишь Т. Морган и его школа(1910 и позже) обосновали и разработали ее полностью На основе учения  В. Иогансена  о чистых линиях (1903)им были введены понятия  ген, генотип ,фенотип

Химическая природа генов и матричный принцип их воспроизведения  сначала постулировались  чисто теоритически в форме  представления  о «наследственных  молекулах»(Н.К. Кольцов, 1927) В дальнейшем было показано , что носителями генетической информации являются  молекулы ДНК (1944)Установление структуры ДНК (Дж. Уотсон и Ф. Крик , 1953)привило к раскрытию генетического кода, дало резкий толчок  развитию молекулярной биологии (в широком смысле –комплексу направлений , объединяемых  понятием физико-химическая биология), а позднее- генетической  инженерии и биотехнологии

В области физиологии животных И.П. Павловым разработано учение об условных рефлексах и высшей нервной деятельности ; бурно развивается  нейрофизиология  Физиология  растений добилась успехов в изучении фотосинтеза

Существенное развитие в 20 веке получила эволюционная теория  В 20-30х гг. была вскрыта роль в эволюции мутационного процесса , колебаний численности и изоляции при направленном действии  отбора Это позволило разработать  синтетическую теорию эволюции , развивающую  дарвинизм (С.С. Четвериков , Дж. Б.С. Холдейн , Р. Фишер , С. Райт, Дж. Хаксли, Ф.Г. Добржанский , Э.Майр и др.) и включающую учения  о факторах эволюции (И.И. Шмальгаузен и др.), о микроэволюции  и  макроэволюции

Крупнейшим достижением биологии является  создание В.И. Вернадским  биогеохимии  и учения о биосфере (1926) , В.Н. Сукачевым –биогеоценологии  (1942), А. Тенсли-учения  об экосистемах (1935),на основе которых научно разрабатывается  стратегия  взаимоотношений человечества с природой Трудами В. Шелфорда (1912,1939),Ч. Элтона (1934)и многими другими разработаны  основы экологии как науки о взаимосвязи между организмами и окружающей средой С середины 20 века успехи экологии, а также становящиеся  все более серьезными проблемы охраны природы привели к «экологизации»  многих биологических наук,  способствовали утверждению  современного системного подхода к развитию популяционной  биологии

Система биологических наук Одними из первых в биологии сложились комплексные науки по объектам исследования –о животных –зоология , растениях – ботаника , анатомия  и физиология  человека –основа медицины В пределах зоологии  сформировались  более узкие дисциплины , например протозоология , энтомология , орнитология , термология и др.; в ботанике –альгология , бриология , дендрология  и т.д. В самостоятельные науки выделились  микробиология , микология , лихенология, вирусология  Многообразие  организмов и распределение  их по группам изучают систематика животных и систематика  растений Изучением прошлой истории органического мира занимается  палеонтология и ее разделы –палеозоология , палеоботаника , палеэкология и др

Другой аспект классификации биологических дисциплин –по исследуемым  свойствам и проявлениям (механизмам) живого Форму и строение организмов изучают морфологические дисциплины –цитология , гистология, анатомия ; состав и ультраструктуру тканей и клеток –биохимия , биофизика , молекулярная биология ; образ жизни животных и растений и их взаимоотношения  с условиями среды обитания –экология и более специально –гидробиология , биогеография , биогеоценология и т.д.; функции живых существ изучают физиология  животных и физиология  растений; закономерности поведения животных- этология ; закономерности наследственности  и изменчивости- предмет  исследований генетики; закономерности индивидуального  развития  изучает эмбриология или в более широком современном понимании –биология  развития ; историческое развитие –эволюционное учение Широкое проникновение математики в разделы биологии вызвало к жизни математической биологии, биометрию

В целом для биологии характерно взаимопроникновение  идей и методов различных биологических дисциплин ,а также других наук –химии, физики, математики В 20 веке возникли новые биологические дисциплины и направления  на границах смежных наук, а также в связи с практическими  потребностями (радиобиология , космическая  биология, физиология  труда, социобиология  и др)

Уровни организации и изучения  жизненных  явлений Для живой природы характерно сложное, иерархическое  соподчинение  уровней организации ее структур Вся совокупность  органического мира Земли вместе с окружающей средой образует  биосферу (биосферный  уровень) ,которая  складывается  из биогеоценозов (биогеоценотический) ; свободно скрещивающиеся  между собой особи одного и того же вида образуют популяции (популяционно-видовой); составляющие их особи (организменный)у многоклеточных состоят из органов и тканей (органно-тканевой), образованных различными клетками (клеточный),а те, как и одноклеточные   организмы ,-из внутриклеточных  структур (субклеточный), которые строятся  из молекул (молекулярный)Для  каждого из названных уровней характерны специфические закономерности , связанные с различными масштабами явлений, принципами образования  и организации, особенностями взаимоотношений  с выше-и нижележащими уровнями

Значение биологии для сельского ,лесного ,промыслового хозяйства и медицины Необходимые для питания  белки, жиры, углеводы, витамины человек получает главным образом от культурных растений и  прирученных  животных Знание законов генетики и селекции ,а также физиологических особенностей культурных и одомашненных  видов  позволяет совершенствовать  агротехнику  и зоотехнику  ,выводить более продуктивные сорта растений и породы животных Уровень знаний в области биогеографии и экологии определяет  возможность  и эффективность интродукции  и акклиматизации  Биохимические  исследования  позволяют полнее использовать получаемые органические вещества растительного и животного происхождения ,а также их лабораторного и промышленного синтеза Развитие в последние годы генетической инженерии открывает широкие перспективы  для биотехнологии   биологически активных  и лекарственных веществ Исключительно  важное значение имеет биология как теоритическая  основа ведения  сельского ,лесного и промыслового хозяйства Познание закономерностей размножения  и распространения  болезнетворных  вирусов и бактерий ,а также паразитических  организмов необходимо для успешной борьбы с инфекционными и паразитарными заболеваниями человека и животных

Заключение Прогресс биологии в 20 веке ее возросшая  роль среди других наук и для существования человечества  определяют и иной облик биологии, сравнительно  с тем, какой она имела 40-50 лет назад По уровню биологических исследований  ныне можно судить о материально-техническом развитии общества, так как биология становится  реальной  производительной силой ,а также рациональной  научной основой  отношений между человеком и природой Только на основе биологических исследований возможно решение одной из самых грандиозных  и насущных задач, вставших перед человечеством ,- управление эволюцией биосферы  с целью сохранения  и поддержания  условий существования  и развития  человечества

 

Рубрики: Биология

Комментарии

No Комментарии

Leave a reply

Союз образовательных сайтов