Biologija u modernom vremenu. Biologija u modernim prirodnim naukama. Karakteristike “slike” biologije (tradicionalne, fizičko-hemijske, evolucijske). Osnovne metode biologije
Predavanje br. 1 Moderna pozornica razvojna biologija
1. Uvod. Istorija razvoja biologije
Biologija je nauka o životu. Njegovo ime je proizašlo iz kombinacije dvije grčke riječi bios - život i logos - učenje. Ovaj termin je prvi predložio istaknuti francuski prirodnjak i evolucionista Jean Baptiste Lamarck (1802) da označi nauku o životu kao poseban prirodni fenomen.
Biologija proučava strukturu, manifestacije vitalne aktivnosti i stanište svih živih organizama: bakterija, gljiva, biljaka, životinja.
Život na Zemlji predstavljen je izuzetnom raznolikošću oblika, mnogo vrsta živih bića. Trenutno je poznato oko 500 hiljada vrsta biljaka, više od 1,5 miliona vrsta životinja i veliki broj vrsta gljiva i prokariota koji nastanjuju našu planetu.
Glavni zadaci biologije uključuju sljedeće:
1. Otkrivanje opštih svojstava živih organizama;
2 Objašnjenje razloga njihove raznolikosti;
3 Identifikacija veza između strukture i uslova okoline.
Važno mjesto u ovoj nauci zauzimaju pitanja nastanka i zakonitosti razvoja života na Zemlji – doktrina evolucije. Razumijevanje ovih pitanja ne samo da služi kao osnova naučnog pogleda na svijet, već je i neophodno za njihovo rješavanje praktični problemi.
Biologija je nastala od starih Grka i Rimljana, koji su opisali njima poznate biljke i životinje.
Aristotel (384 - 322 pne) - osnivač mnogih nauka - bio je prvi koji je pokušao organizirati znanje o prirodi, podijelivši ga na "faze": anorganski svijet, biljka, životinja, čovjek. U djelu starog rimskog ljekara Galena (131-200 AD) “O dijelovima ljudskog tijela” dat je prvi anatomski i fiziološki opis osobe.
U srednjem vijeku sastavljane su “biljne knjige” koje su uključivale opise ljekovitih biljaka.
Tokom renesanse, interesovanje za divlje životinje se pojačalo. Pojavile su se botanika i zoologija.
Pronalazak mikroskopa u ranom 17. vijeku od strane Galilea (1564-1642) produbio je naše razumijevanje strukture živih bića i označio početak proučavanja ćelija i tkiva.
A. Leeuwenhoek (1632-1723) vidio je protozoe, bakterije i spermu pod mikroskopom, tj. bio je osnivač mikrobiologije.
Jedno od glavnih dostignuća 18. stoljeća je stvaranje sistema za klasifikaciju životinja i biljaka od strane Carla Linnaeusa (1735). I početkom 19. vijeka J.-B. Lamarck je u svojoj knjizi "Filozofija zoologije" (1809) prvi jasno formulirao ideju evolucije. organski svijet.
Među najvažnijim dostignućima 19. veka je stvaranje ćelijska teorija M. Schleiden i T. Schwann (1838-1839), otkriće zakona naslijeđa od strane Mendela 1859.
Revoluciju u biologiji napravilo je učenje Charlesa Darwina 1859. godine, koji je otkrio pokretačke snage evolucije.
Početak 20. vijeka obilježio je rođenje genetike. Ova nauka je nastala kao rezultat ponovnog otkrivanja zakona naslijeđa od strane K. Corrensa, E. Čermaka i G. de Vriesa, koje je prethodno otkrio G. Mendel, ali su ostali nepoznati biolozima tog vremena, kao i zahvaljujući radu T. Morgana, koji je potkrepio hromozomsku teoriju nasljeđa.
Tokom 1950-ih, postignut je značajan napredak u proučavanju fine strukture materije. D. Watson i F. Crick su 1953. godine predložili model strukture DNK u obliku dvostruke spirale i dokazali da ona nosi nasljedne informacije.
Modernu biologiju, uz detaljno proučavanje pojedinačnih struktura i organizama, karakteriše težnja ka holističkom poznavanju žive prirode, o čemu svjedoči i razvoj ekologije.
Razvoj biologije išao je putem dosljednog pojednostavljivanja predmeta istraživanja. Kao rezultat toga, pojavile su se brojne biološke discipline koje su se specijalizirale za proučavanje strukturnih i funkcionalnih karakteristika određenih organizama. Ovaj put znanja - od složenog do jednostavnog - zove se redukcionistički. Redukcionizam svodi znanje na proučavanje najelementarnijih oblika postojanja materije. Ovo se odnosi i na živu i neživu prirodu. Ovakvim pristupom čovjek uči zakone prirode proučavajući njene pojedinačne dijelove umjesto jedne cjeline.
Drugi pristup se zasniva na vitalistički principi. U ovom slučaju, život se doživljava kao potpuno poseban i jedinstven fenomen, što se ne može objasniti samo zakonima fizike ili hemije.
Stoga je glavni zadatak biologije kao nauke da tumači sve pojave žive prirode, na osnovu naučnih zakona i ne zaboravljajući da cijeli organizam ima svojstva koja se bitno razlikuju od svojstava dijelova koji ga čine. Na primjer, neurofiziolog može jezikom fizike i hemije opisati rad pojedinog neurona, ali se sam fenomen svijesti ne može opisati na ovaj način. Svest nastaje kao rezultat kolektivnog rada i istovremenih promena u elektrohemijskom stanju miliona nervnih ćelija, ali još uvek ne znamo kako nastaje misao i koje su njene hemijske osnove.
Trenutno, značaj biologije raste svake godine. Pojavile su se mnoge biološke discipline i njihov broj se stalno povećava. To je zbog činjenice da je biologija podijeljena u zasebne nauke prema predmetu proučavanja: mikrobiologija, botanika, zoologija; Pojavile su se i razvile oblasti biologije koje proučavaju opšta svojstva živih organizama: genetika– obrasci nasljeđivanja osobina; biohemija - putevi transformacije organskih molekula; ekologija– odnosi između organizama i okruženje. Proučava funkcije živih organizama fiziologija.
U skladu sa nivoom organizacije žive materije, izdvajale su se sledeće discipline:
molekularna biologija, citologija- doktrina ćelije, histologija- proučavanje tkiva.
Kako se polje znanja o živim organizmima širi, pojavljuju se nove biološke grane nauke.
Virology Citologija Molekularno
biologija
Bakteriologija Microbiology Histology
mikologija fiziologija
Patologija biljaka Botanika BIOLOGIJA Anatomija
Ornitologija
Biohemija Enzimologija
Veterinarski Zoology Genetics Gennaya
Entomologija Ekologija inženjering
Embryology
2 Upotreba dostignuća bioloških nauka u ljudskim aktivnostima
Biologija je od velike važnosti u rješavanju praktičnih problema. Glavni zadaci UN-a su hrana, zdravlje, gorivo i energija i zaštita životne sredine.
Globalni problem modernost je proizvodnja hrane. Stanovništvo naše planete približava se 10 milijardi ljudi. Stoga, problem snabdijevanja stanovništva hranom i hranljivom hranom postaje sve akutniji.
U osnovi, ove probleme rješavaju tehnološke nauke: biljarstvo i stočarstvo, koje se zasnivaju na dostignućima fundamentalnih bioloških disciplina, kao što su genetika i selekcija, fiziologija i biohemija, molekularna biologija i ekologija.
Na osnovu metoda selekcije razvijenih i obogaćenih modernom genetikom, u cijelom svijetu u tijeku je intenzivan proces stvaranja produktivnijih sorti biljaka i životinjskih rasa. Važan kvalitet novih sorti poljoprivrednih kultura je njihova prilagodljivost uzgoju po intenzivnim tehnologijama. Poljoprivredne životinje, uz visoku produktivnost, moraju imati specifične morfološke, anatomske i fiziološke karakteristike koje im omogućavaju uzgoj na farmama peradi, farmama sa električnom mužnjom i štalom, te u krznarskim kavezima.
Svake godine raste deficit proteinske hrane, posebno životinjskih proteina, koji dostiže 2,5 milijardi tona godišnje. Već sada, prema WHO, 4% svjetske populacije je na rubu gladi, a 10% stanovništva planete je kronično pothranjeno.
Postoje 2 izvora hrane - životinjski i biljni. Mnogo je brže i lakše proizvoditi biljnu hranu nego životinjsku. Stoga se traže mogućnosti dobijanja proteina hrane neživotinjskog porijekla, prvenstveno iz biljaka – iz zelenih dijelova, kao i iz sjemena.
Soja zauzima vodeće mjesto u ekstrakciji proteina, glavna je uljarica u SAD-u i Japanu. Osim biljnog ulja, soja sadrži dosta biološki kompletnih proteina (oko 44%), koji se koriste u ishrani nakon što se ulje ekstrahira iz sjemena.
Proteinski proizvodi od soje postali su rasprostranjeni u zapadnim zemljama tek u posljednjih 20-30 godina, dok se u Kini i Japanu koriste kao hrana više od 2 milenijuma. U ovim zemljama tradicionalni proizvodi su tofu - sojina skuta, kori-tofu - smrznuta gruša od pasulja, sojino mlijeko, yuba - folije koje se sa sojinog mlijeka uklanjaju kuhanjem i drugi proizvodi.
Godine 1987., 330 novih proizvoda od sojinih proteina lansirano je na potrošačko tržište u Sjedinjenim Državama, s biljnim proteinima koji se koriste u širokom spektru proizvoda: od kobasica do sladoleda, sireva, jogurta i preljeva za salatu.
Biljni proteini se vrlo široko koriste u instant proizvodima koji ne zahtijevaju složenu kulinarsku ili prilično dugu toplinsku obradu. To se posebno odnosi na Sjedinjene Američke Države, gdje se sve više koristi hrana koja se može konzumirati bilo gdje i u bilo koje vrijeme - to su svakakvi gotovi doručak, jela za ručak, žitarice, štapići, jastučići itd. Štaviše, takva jela koriste se ne samo za uštedu vremena, već i iz razloga „zdrave prehrane“.
Biljni proteini se također široko koriste u pripremi analoga mlijeka i mliječnih proizvoda. U praksi Prehrambena industrija Poznato je da proizvodi rekonstituisano mleko od praha dobijenog od odmašćenog sojinog brašna. Na raspolaganju je i niz osvježavajućih hranljivih napitaka koji sadrže proteine. Na primjer, u Francuskoj, Švedskoj i Mađarskoj postoje potpuno automatizirani pogoni za proizvodnju tekućih proizvoda od soje, napitaka od soje ili desertnih jela s prirodnim okusom vanilije ili čokolade. Sastav ovih proizvoda odgovara uravnoteženoj prehrani, ali ne sadrže laktozu i kolesterol, što određuje namjenu za osobe koje pate od gastrointestinalnih i kardiovaskularnih bolesti.
Biljni proteini se takođe široko koriste kao ojačavači pšeničnog brašna u proizvodnji hleba i pekarskih proizvoda. Njihovom upotrebom poboljšavaju se svojstva tijesta tokom miješenja i produžavaju vijek trajanja svježeg tijesta.
Proteini se također koriste u konditorskoj industriji. Osim tradicionalnih aditiva sojinog brašna, proteini iz sjemenki suncokreta se koriste i u pripremi kolačića, žitarica za doručak i mješavina za kolače. Koriste se i proteini iz drugih biljaka - pamuka, vučije, pasulja, senfa, kikirikija, uljane repice i uljane repice. Ovi proteini imaju visoku biološku vrijednost, a njihov prinos iz otpada industrije ulja i masti dostiže 62%.
Biljni proteini se koriste u proizvodnji prehrambenih proizvoda kao:
1 protein za jačanje;
2 zamjene i analoga proizvoda od mesa;
3 zamjene za kravlje mlijeko bez alergena i laktoze za ishranu beba i dijete;
4 strukture i punila, kao i za stvaranje, stabilizaciju i uništavanje pjene, na primjer, kod pripreme imitacije mljevenog mesa, mesa, pri pripremi tijesta, kobasica, šlaga (dekoracije na konditorskim proizvodima), krema itd.;
5 razrjeđivača za regulaciju sadržaja kalorija i biološke vrijednosti dijetetskih namirnica za stvaranje niskokaloričnih “lakih” proizvoda.
U posljednje vrijeme, osim biljnih proteina, pokušavaju se koristiti i proteini mikrobnog porijekla, a istraživači posebno veliku pažnju poklanjaju kvascu. Rast i razvoj mikroorganizama ne zavisi od doba godine ili vremenskih uslova. Kao supstrat za razmnožavanje mikroorganizama može se koristiti otpad iz poljoprivrede, industrije alkohola, celuloze i papira, kao i nafta i gas. Po brzini reprodukcije, mikroorganizmi nemaju premca u svijetu živih bića. Na primjer, tijelo krave težine 500 kg dnevno uz pojačanu ishranu proizvodi 0,5 kg proteina, a 500 kg kvasca u isto vrijeme sintetizira više od 50 tona proteina, tj. 100 hiljada puta više.
Proizvodnja proteina za životinje i hrane, kako biljnih tako i mikrobnih, zasniva se na implementaciji principa biotehnologije u industrijskom obimu. Na osnovu principa biotehnologije, široko je uspostavljena mikrobiološka sinteza organskih kiselina, aminokiselina, enzima, vitamina, stimulansa rasta i sredstava za zaštitu bilja.
Za dobijanje produktivnijih oblika mikroorganizama koriste se metode genetskog inženjeringa, tj. direktna manipulacija pojedinačnim genima. Na primjer, zelena plijesan Penicillium glaucum proizvodi antibiotik penicilin u malim količinama, a plijesan Penicillium notatum koja se koristi u industriji proizvodi ovog antibiotika 1000 puta više, itd.
Koristeći transplantaciju gena, selekcioni biolozi rade na stvaranju biljaka s kontroliranim periodima cvjetanja, povećanom otpornošću na bolesti, salinitetom tla i sposobnošću fiksiranja atmosferskog dušika (na primjer, paradajz uz istovremeno sazrijevanje plodova, što osigurava mehaničku berbu).
Teorijska dostignuća biologije, posebno genetike, imaju široku primjenu u medicini. Proučavanje ljudskog naslijeđa omogućava razvoj metoda za ranu dijagnozu, liječenje i prevenciju nasljednih bolesti povezanih s genima, kao i hromozomskih mutacija i anomalija. Na primjer, hemofilija, anemija srpastih stanica - crvena krvna zrnca u obliku srpa, anemija, promjene kostiju itd.; fenilketonurija itd.
U kontekstu sve većeg uticaja čovjeka na prirodu, jedan od temeljnih problema je ozelenjavanje društva i ljudske svijesti. Zadatak nije samo da se identifikuju i eliminišu negativni efekti uticaja čoveka na prirodu, na primer, lokalno zagađenje životne sredine nekim supstancama, već uglavnom da se naučno potkrepe režimi za racionalno korišćenje rezervata biosfere. Negativne posljedice privredne aktivnosti su poslednjih decenija poprimile karakter ekološke krize i postale su opasne ne samo za zdravlje ljudi, već i za prirodnu sredinu u celini. Stoga je još jedan od zadataka s kojima se suočava biologija osiguravanje očuvanja biosfere i sposobnosti prirode da se razmnožava.
26. Biologija u savremenoj prirodnoj nauci. Karakteristike “slike” biologije (tradicionalne, fizičko-hemijske, evolucijske).
Biologija je nauka o živim bićima, njihovoj strukturi, oblicima njihovog djelovanja, njihovoj strukturi, zajednicama živih organizama, njihovoj distribuciji, razvoju, vezama između njih samih i okoline.
Savremena biološka nauka je rezultat dugog procesa razvoja. Ali tek u prvim drevnim civiliziranim društvima ljudi su počeli pažljivije proučavati žive organizme, sastavljati popise životinja i biljaka koje naseljavaju različite regije i klasificirati ih. Jedan od prvih antičkih biologa bio je Aristotel.
Trenutno je biologija čitav kompleks nauka o živoj prirodi. Njegova struktura se može posmatrati sa različitih tačaka gledišta.
Po predmetima proučavanja biologija se deli na virologija, bakteriologija, botanika, zoologija i antropologija.
Prema svojstvima ispoljavanja živih bića u biologiji postoje:
1) morfologija- nauka o građi živih organizama;
2) fiziologija- nauka o funkcionisanju organizama;
3) molekularnibiologija proučava mikrostrukturu živih tkiva i ćelija;
4) ekologija ispituje način života biljaka i životinja i njihov odnos sa okolinom;
5) genetika istražuje zakone naslijeđa i varijabilnosti.
Prema nivou organizacije živih objekata koji se proučavaju razlikuju se:
1) anatomija proučava makroskopsku građu životinja;
2) histologija proučava strukturu tkiva;
3) citologija proučava strukturu živih ćelija.
Ova raznolikost kompleksa bioloških nauka rezultat je izuzetne raznolikosti živog svijeta. Biolozi su do danas otkrili i opisali više od milion vrsta životinja, oko 500 hiljada biljaka, nekoliko stotina hiljada vrsta gljiva i više od 3 hiljade vrsta bakterija.
Štaviše, svijet divljih životinja nije u potpunosti istražen, a broj neopisanih vrsta procjenjuje se na najmanje milion.
U razvoju biologije postoje tri glavne faze:
1) taksonomija(C. Linnaeus);
2) evolucijski(C. Darwin);
3) biologijamikrosvet(G. Mendel).
Svaki od njih povezan je s promjenom ideja o živom svijetu i samim temeljima biološkog mišljenja.
Tri "slike" biologije.
Tradicionalna ili naturalistička biologija.
Predmet proučavanja tradicionalne biologije uvijek je bila i ostala živa priroda u svom prirodnom stanju i nepodijeljenom integritetu.
Tradicionalna biologija ima rano porijeklo. Oni sežu do srednjeg vijeka, a njeno formiranje u samostalnu nauku, nazvanu “naturalistička biologija”, dogodilo se u 18.-19. stoljeću.
Njen metod je bilo pažljivo posmatranje i opisivanje prirodnih pojava, glavni zadatak je bila njihova klasifikacija, a prava perspektiva je bila da se utvrde obrasci njihovog postojanja, značenja i značaja za prirodu u celini.
Prvi stupanj naturalističke biologije obilježile su prve klasifikacije životinja i biljaka. Predloženi su principi za njihovo grupisanje u taksone različitih nivoa. Ime C. Linnaeusa vezuje se za uvođenje binarne (oznaka roda i vrste) nomenklature, koja je gotovo nepromijenjena preživjela do danas, kao i principa hijerarhijske podređenosti svojti i njihovih naziva - klasa, redova, rodova. , vrste, sorte. Međutim, nedostatak Linnaeusovog vještačkog sistema bio je u tome što on nije davao nikakva uputstva u pogledu kriterijuma srodstva, što je umanjilo zasluge ovog sistema.
Više „prirodnije“, tj. Odraz porodičnih veza bili su sistemi koje su stvorili botaničari - A. L. Jussier (1748-1836), O. P. Decandolle (1778-1841) i, posebno, J. B. Lamarck (1744-1829).
Lamarckov rad je izgrađen na ideji razvoja od jednostavnog do složenog, a glavno pitanje bilo je pitanje porijekla pojedinih grupa i porodičnih veza među njima.
Treba napomenuti da je u periodu formiranja tradicionalne biologije postavljen sveobuhvatan, kako danas kažemo, sistematski pristup proučavanju prirode.
Fizičko-hemijska ili eksperimentalna biologija.
Termin „fizikohemijska biologija“ uveo je 1970-ih organski hemičar Yu. A. Ovčinikov, pristalica bliske integracije prirodnih nauka i uvođenja savremenih preciznih fizičkih i hemijskih metoda u biologiju radi proučavanja elementarnih nivoa. organizacije žive materije - molekularne i supramolekularne.
Koncept “fizikohemijske biologije” je dvodimenzionalan.
S jedne strane, ovaj koncept znači da su predmet proučavanja fizičko-hemijske biologije objekti žive prirode koji se proučavaju na molekularnom i supramolekularnom nivou.
Sa druge strane, očuvano je njegovo izvorno značenje: upotreba fizičkih i hemijskih metoda za dešifrovanje struktura i funkcija žive prirode na svim nivoima njene organizacije.
Iako je ova razlika prilično proizvoljna, glavnim se smatra sljedeće: fizička i hemijska biologija najviše su doprinijele približavanju biologije egzaktnim fizičkim i hemijskim naukama i uspostavljanju prirodne nauke kao jedinstvene nauke o prirodi.
To ne znači da je biologija izgubila svoju individualnost. Upravo suprotno. Proučavanje strukture, funkcija i samoreprodukcije osnovnih molekularnih struktura žive materije, čiji su se rezultati ogledali u formi postulata ili aksioma, nije lišilo biologiju njenog posebnog položaja u sistemu prirodnih nauka. Razlog za to je što ove molekularne strukture obavljaju biološke funkcije.
Treba napomenuti da se ni u jednoj drugoj oblasti prirodnih nauka, kao u biologiji, ne nalazi tako duboka veza između metoda i tehnika eksperimenta, s jedne strane, i pojave novih ideja, hipoteza i koncepata, s jedne strane. ostalo.
Kada se razmatra istorija metoda fizičke i hemijske biologije, može se izdvojiti pet faza, koje se međusobno nalaze u istorijskom i logičkom nizu. Drugim rečima, inovacije u jednoj fazi su uvek stimulisale prelazak u sledeću.
Koje su to metode?
| " |
Ministarstvo obrazovanja Ruska Federacija
St. Petersburg Državni institut Psihologija i socijalni rad
Po disciplini: Koncepti savremene prirodne nauke
Predmet: Biologija u modernim prirodnim naukama
Završio: student 1. godine
fakultet primijenjenu psihologiju
Hrabra Karina Yumovna
Provjereno:
dr, vanredni profesor, Katedra Psihofiziologija i BND
Bydanova. N.B.
Sankt Peterburg
Biologija i njen predmet. Istorija biologije.
Tradicionalna ili naturalistička biologija.
Savremena biologija i fizičko-hemijska metoda.
Evoluciona biologija. Istorija evolucionog učenja.
Biologija i njen predmet. Istorija biologije
Biologija (od grčkog bios - život, logos - nauka) je nauka o životu, opštim zakonima postojanja i razvoja živih bića. Predmet njenog proučavanja su živi organizmi, njihova struktura, funkcije, razvoj, odnosi sa okolinom i porijeklo. Poput fizike i hemije, spada u prirodne nauke čiji je predmet proučavanja priroda.
Iako je koncept biologije poseban prirodna nauka nastale u 19. veku, biološke discipline su nastale ranije u medicini i prirodnoj istoriji. Obično njihova tradicija potiče od drevnih naučnika kao što su Aristotel i Galen preko arapskih lekara al-Jahizhttp://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE % D0%B3 - cite_note-3, Ibn-Sinu, Ibn-Zuhra i Ibn-al-Nafiz.
Tokom renesanse, biološka misao u Evropi je revolucionisana pronalaskom štampe i širenjem štampanih radova, interesovanjem za eksperimentalna istraživanja i otkrićem mnogih novih vrsta životinja i biljaka tokom doba otkrića. U to vrijeme radili su izvanredni umovi Andrei Vesalius i William Harvey, koji su postavili temelje moderne anatomije i fiziologije. Nešto kasnije, Linnaeus i Buffon su obavili veliki posao u klasifikaciji oblika živih i fosilnih bića. Mikroskopija je otvorila do tada nepoznati svijet mikroorganizama za posmatranje, postavljajući temelje za razvoj ćelijske teorije. Razvoj prirodnih nauka, dijelom zbog pojave mehanističke filozofije, doprinio je razvoju prirodne istorije.
TO početkom XIX stoljeća, neke moderne biološke discipline, kao što su botanika i zoologija, dosegle su profesionalnom nivou. Lavoisier i drugi kemičari i fizičari počeli su okupljati ideje o živoj i neživoj prirodi. Prirodnjaci kao što je Alexander Humboldt istraživali su interakciju organizama s okolinom i njihovu ovisnost o geografiji, postavljajući temelje biogeografije, ekologije i etologije. U 19. stoljeću razvoj doktrine evolucije postepeno je doveo do razumijevanja uloge izumiranja i varijabilnosti vrsta, a ćelijska teorija je u novom svjetlu pokazala osnove strukture žive materije. U kombinaciji s podacima iz embriologije i paleontologije, ovaj napredak omogućio je Charlesu Darwinu da stvori holističku teoriju evolucije kroz prirodnu selekciju. TO kraj 19. veka stoljeća, ideje o spontanom nastanku konačno su ustupile mjesto teoriji infektivnog agensa kao uzročnika bolesti. Ali mehanizam nasljeđivanja roditeljskih karakteristika i dalje je ostao misterija.
Početkom 20. veka, Tomas Morgan i njegovi učenici ponovo su otkrili zakone koje je sredinom 19. veka proučavao Gregor Mendel, nakon čega je genetika počela da se brzo razvija. Do 1930-ih, kombinacija genetike populacije i teorije prirodne selekcije dovela je do moderne evolucijske teorije, odnosno neodarvinizma. Zahvaljujući razvoju biohemije, otkriveni su enzimi i započeo je grandiozan rad na opisivanju svih metaboličkih procesa. Otkriće strukture DNK od strane Watsona i Cricka dalo je snažan poticaj razvoju molekularne biologije. Usledilo je postavljanje centralne dogme, dešifrovanje genetskog koda, a do kraja 20. veka - kompletno dešifrovanje genetskog koda čoveka i nekoliko drugih organizama koji su najvažniji za medicinu i poljoprivredu. Zahvaljujući tome, pojavile su se nove discipline genomika i proteomika. Iako su porast broja disciplina i izuzetna složenost predmeta biologije izazvali i rađaju sve užu specijalizaciju među biolozima, biologija i dalje ostaje jedinstvena nauka, a podaci svake od bioloških disciplina, posebno genomika, primjenjivi su na sve ostale.
Tradicionalna ili naturalistička biologija
Njegov predmet proučavanja je živa priroda u njenom prirodnom stanju i nepodijeljenom integritetu – „Hram prirode“, kako ga je nazvao Erazmo Darvin. Počeci tradicionalne biologije sežu u srednji vijek, iako je sasvim prirodno podsjetiti se na djela Aristotela, koji je razmatrao pitanja biologije, biološkog napretka i pokušavao sistematizirati žive organizme („ljestve prirode“). Formiranje biologije u samostalnu nauku – naturalističku biologiju – datira od 18. i 19. stoljeća. Prva faza naturalističke biologije obilježena je stvaranjem klasifikacija životinja i biljaka. Ovo uključuje dobro poznatu klasifikaciju K. Linnaeusa (1707 - 1778), koja je tradicionalna sistematizacija biljnog svijeta, kao i klasifikaciju J.-B. Lamarck, koji je primijenio evolucijski pristup klasifikaciji biljaka i životinja. Tradicionalna biologija ni danas nije izgubila na značaju. Kao dokaz navode položaj ekologije među biološkim naukama, ali i u svim prirodnim naukama. Njegova pozicija i autoritet su trenutno izuzetno visoki, a prvenstveno se zasniva na principima tradicionalne biologije, budući da proučava međusobne odnose organizama (biotički faktori) i sa okolinom (abiotički faktori).
Savremena biologija i fizičko-hemijske metode
Kroz istoriju razvoja biologije fizičke i hemijske metode su bile najvažnije oruđe za proučavanje bioloških pojava i procesa žive prirode. Značaj uvođenja ovakvih metoda u biologiju potvrđuju eksperimentalni rezultati dobiveni korištenjem savremenim metodama istraživanja koja potiču iz srodne grane prirodnih nauka - fizika i hemija. S tim u vezi, nije slučajno što se 1970-ih u domaćem naučnom leksikonu pojavio novi termin „fizička i hemijska biologija“. Pojava ovog pojma ukazuje ne samo na sintezu fizičkog, hemijskog i biološkog znanja, već i na kvalitativno novi nivo razvoja prirodne nauke, u kojoj svakako postoji uzajamna podrška pojedinih njenih grana. Fizičko-hemijska biologija doprinosi zbližavanju biologije sa egzaktnim naukama – fizikom i hemijom, kao i uspostavljanju prirodne nauke kao jedinstvene nauke o prirodi.
Istovremeno, proučavanje strukture, funkcija i reprodukcije osnovnih molekularnih struktura žive materije ne lišava biologiju njene individualnosti i posebnog položaja u prirodnoj nauci, budući da su molekularne strukture obdarene biološkim funkcijama i imaju vrlo specifičnu specifičnost. .
Uvođenje fizičkih i hemijskih metoda doprinijelo je razvoju eksperimentalne biologije, čiji su začeci bili istaknuti naučnici: C. Bernard (1813-1878), G. Helmholtz (1821-1894), L. Pasteur (1822-1895), JA SAM. Sečenov (1829-1905), I.P. Pavlov (1849-1936), S.N. Vinogradsky (1856-1953), K.A. Timirjazev (1843-1920), I.I. Mečnikov (1845-1916) i mnogi drugi.
Eksperimentalna biologija shvaća suštinu životnih procesa uglavnom preciznim fizičkim i hemijskim metodama, a ponekad se pribjegava i rasparčavanju biološkog integriteta, odnosno živog organizma kako bi se proniklo u tajne njegovog funkcioniranja.
Moderna eksperimentalna biologija naoružala se najnovijim metodama koje nam omogućavaju da prodremo u submikroskopski, molekularni i supramolekularni svijet žive prirode. Možemo navesti nekoliko široko korišćenih metoda: metodu izotopskih indikatora, metode rendgenske difrakcijske analize i elektronske mikroskopije, frakcionacione metode, metode intravitalne analize, itd. kratak opis.
Metoda praćenja izotopa, koja se ranije zvala metoda praćenja, predložena je ubrzo nakon otkrića radioaktivnosti. Njegova suština leži u činjenici da se uz pomoć radioaktivnih (obilježenih) atoma unesenih u tijelo može pratiti kretanje i transformacija tvari u tijelu.
Koristeći ovu metodu, bilo je moguće utvrditi dinamiku metaboličkih procesa, pratiti njihove početne, srednje i završne faze, te identifikovati uticaj pojedinih struktura organizma na tok procesa. Metoda praćenja izotopa omogućava proučavanje metaboličkih procesa u živom organizmu. To je jedna od njegovih prednosti. Ovom metodom otkrivena je stalna obnova proteina i membrana, biosinteza proteina i nukleinskih kiselina, srednji metabolizam ugljikohidrata i masti, kao i mnogi drugi važni mikroprocesi.
Rentgenska strukturna analiza se pokazala vrlo efikasnom u proučavanju struktura makromolekula koje su u osnovi životne aktivnosti živih organizama. Omogućio je uspostavljanje dvolančane strukture (dvostruki heliks) molekula nosilaca informacija i filamentne strukture proteina. Pojavom studija difrakcije rendgenskih zraka, rođena je molekularna biologija.
Mogućnosti molekularne biologije značajno su se proširile upotrebom elektronskih mikroskopskih studija, koje su omogućile uspostavljanje višeslojne strukture ovojnice nervnih vlakana koja se sastoji od naizmeničnih proteinskih i lipidnih slojeva. Elektronsko mikroskopska opažanja omogućila su dešifriranje molekularne organizacije žive ćelije i mehanizma funkcionisanja membrane, na osnovu čega je početkom 50-ih stvorena moderna teorija membrane; njegovi osnivači su bili engleski fiziolozi A. Hodgkin (1914-1994), A. Huxley (r. 1917) i australijski fiziolog J. Eccles.
Teorija membrane ima važan opći biološki značaj. Njegova suština je sljedeća. Na obje strane membrane, zbog suprotnog toka jona kalija i natrijuma, stvara se razlika potencijala. Ovaj proces je praćen ekscitacijom i depolarizacijom prethodno mirne polarizovane membrane i promjenom predznaka njenog električnog potencijala. Promjena potencijalne razlike je ista za sve membranske sisteme. Istovremeno pruža funkcije barijera i osebujnih mehanizama za pumpanje. Takve funkcije membranskih sistema doprinose aktivnom prodiranju tvari unutar i izvan stanice. Zahvaljujući membranama postiže se i prostorna izolacija strukturni elementi tijelo.
Otkriće strukture membranskih sistema i mehanizma njihovog funkcionisanja veliko je dostignuće ne samo u biologiji, već iu prirodnim naukama uopšte.
U fizičko-hemijskoj biologiji široko se koriste različite metode frakcionisanja zasnovane na jednom ili drugom fizičkom ili hemijskom fenomenu. Prilično efikasan metod frakcionisanja predložio je ruski biolog i biohemičar M.S. Boja (1872-1919). Suština njegove metode je odvajanje mješavine tvari na osnovu apsorpcije površine čvrste materije komponenti izdvojene smjese, na ionsku izmjenu i na stvaranje precipitacije.
Radio spektroskopija, brza analiza difrakcije rendgenskih zraka, ultrazvučno sondiranje i mnogi drugi moderni istraživački alati čine arsenal intravitalnih metoda analize. Sve ove metode ne samo da se široko koriste u fizičkoj i hemijskoj biologiji, već ih je usvojila i moderna medicina. Danas ni jedna klinička ustanova ne može bez fluoroskopske, ultrazvučne i druge opreme koja omogućava utvrđivanje strukturnih, a ponekad i funkcionalnih promjena u tijelu bez štete za pacijenta.
Eksperimentalna tehnika moderne fizičke i kemijske biologije nužno uključuje određene računske alate koji uvelike olakšavaju radno intenzivan rad eksperimentatora i omogućavaju dobivanje pouzdanijih informacija o svojstvima živog objekta koji se proučava.
Feature savremena fizička i hemijska biologija - njen brzi razvoj. Teško je nabrojati sva njena dostignuća, ali neka od njih zaslužuju posebnu pažnju. Godine 1957. virus mozaika duhana je rekonstruiran iz njegovih sastavnih komponenti. Godine 1968-1971 Umjetna sinteza gena za jedan od transportnih molekula izvedena je uzastopnim uvođenjem novih nukleotida u epruvetu sa genom koji se sintetiše. Rezultati istraživanja dešifrovanja genetskog koda pokazali su se veoma važnim: pokazalo se da kada se veštački sintetizovani molekuli uvedu u sistem bez ćelija, odnosno sistem bez žive ćelije, otkrivaju se informacijske sekcije koje se sastoje od tri uzastopni nukleotidi, koji su diskretne jedinice genetskog koda. Autori ovog rada su američki biohemičari M. Nirenberg (r. 1927), X. Korana (r. 1922) i R. Holley (r. 1922).
Dekodiranje razne vrste samoregulacija je takođe važno dostignuće fizičko-hemijske biologije. Samoregulacija kao karakteristično svojstvo žive prirode manifestuje se u različitim oblicima, kao što je prenos naslednih informacija – genetski kod; regulacija biosintetskih procesa proteina (enzima) u zavisnosti od prirode supstrata i pod kontrolom genetskog mehanizma; regulacija brzine i smjera enzimskih procesa; regulacija rasta i morfogeneze, tj. formiranje struktura različitim nivoima organizacije; regulacija analitičkih i kontrolnih funkcija nervnog sistema.
Živi organizmi su veoma složen objekat za istraživanje. Ali ipak, savremena tehnička sredstva nam omogućavaju da prodremo sve dublje u tajne žive materije.
Evoluciona biologija. Istorija evolucionog učenja
Evolucijska biologija je grana biologije koja proučava porijeklo vrsta od zajedničkih predaka, naslijeđe i varijabilnost njihovih karakteristika, reprodukciju i raznolikost oblika u istorijskom kontekstu.
Evoluciona doktrina (biol.) - kompleks znanja o istorijskom razvoju (evoluciji) žive prirode. Evoluciona nastava se bavi analizom formiranja adaptacije (adaptacije), evolucije individualnog razvoja organizama, faktora koji usmeravaju evoluciju i specifičnih puteva. istorijski razvoj pojedinih grupa organizama i organskog svijeta u cjelini. Osnova evolucionog učenja je evoluciona teorija. Evolucijsko učenje također uključuje koncepte porijekla života i porijekla čovjeka.
Prve ideje o razvoju života, sadržane u djelima Empedokla, Demokrita, Lukrecija Kare i drugih antičkih filozofa, bile su u prirodi briljantnih nagađanja i nisu bile potkrijepljene biološkim činjenicama. U 18. veku se u biologiji formirao transformizam - doktrina o varijabilnosti životinjskih i biljnih vrsta, suprotstavljena kreacionizmu, zasnovana na konceptu božanskog stvaranja i nepromenljivosti vrsta. Najistaknutiji transformisti druge polovine 18. i prve polovine 19. vijeka - J. Buffon i E. J. Saint-Hilaire u Francuskoj, E. Darwin u Engleskoj, J. W. Goethe u Njemačkoj, C. F. Roulier u Rusiji - potkrepili su promjenjivost vrsta uglavnom dvije činjenice: prisustvo prijelaznih oblika između blisko povezanih vrsta i jedinstvo strukturnog plana organizama velikih grupa životinja i biljaka. Međutim, nisu razmatrali uzroke i faktore promjene vrsta.
Prvi pokušaj stvaranja holističkog evolucionu teoriju pripada francuskom prirodoslovcu J. B. Lamarcku, koji je svoje ideje o pokretačkim snagama evolucije iznio u svojoj “Filozofiji zoologije” (1809). Prema Lamarku, prijelaz iz nižih oblika života u više - Gradacija - nastaje kao rezultat imanentne i univerzalne želje organizama za savršenstvom. Lamark je objasnio raznolikost vrsta na svakom nivou organizacije uticajem uslova životne sredine koji menja gradaciju. Prema Lamarckovom prvom „zakonu“, vježbanje organa dovodi do njihovog progresivnog razvoja, a nedostatak vježbanja dovodi do smanjenja; Prema drugom “zakonu”, rezultati vježbanja i nevježbanja organa, uz dovoljno trajanje izloženosti, fiksiraju se u naslijeđu organizama i dalje se prenose s generacije na generaciju, bez obzira na uticaje okoline koji su ih izazvali. . Lamarckovi "zakoni" temelje se na pogrešnoj ideji da prirodu karakterizira želja za poboljšanjem i nasljeđivanje stečenih svojstava od strane organizama.
Istinske faktore evolucije otkrio je Charles Darwin, stvarajući na taj način naučno utemeljenu evolucijsku teoriju (izloženu u knjizi “Porijeklo vrsta putem prirodne selekcije, ili očuvanje omiljenih rasa u borbi za život”, 1859.) . Pokretačke snage evolucije, prema Darwinu, su: neodređena varijabilnost - nasljedno određena raznolikost organizama u svakoj populaciji bilo koje vrste, borba za postojanje, tokom koje slabije prilagođeni organizmi umiru ili bivaju eliminisani iz razmnožavanja, i prirodna selekcija - opstanak prilagođenijih jedinki, usled čega se one akumuliraju i sumiraju korisne nasledne promene i nastaju nove adaptacije. Lamarkizam i darvinizam u tumačenju evolucije su dijametralno suprotni: lamarkizam objašnjava evoluciju adaptacijom, a darvinizam objašnjava adaptaciju evolucijom. Pored lamarkizma, postoji niz drugih koncepata koji negiraju važnost selekcije, kao npr pokretačka snaga evolucija. Razvoj biologije potvrdio je ispravnost Darwinove teorije. Stoga se u modernoj biologiji pojmovi “darvinizam” i “evolucijsko učenje” često koriste kao sinonimi. Pojam "sintetička teorija evolucije" također je blizak po značenju, koji naglašava kombinaciju glavnih odredbi Darwinove teorije, genetike i niza evolucijskih generalizacija iz drugih područja biologije.
Razvoj genetike omogućio je razumijevanje mehanizma nastanka neizvjesne nasljedne varijabilnosti, koja daje materijal za evoluciju. Ovaj fenomen se zasniva na upornim promjenama u nasljednim strukturama - mutacijama. Mutacijska varijabilnost nije usmjerena: novonastale mutacije nisu adekvatne uvjetima okoline i, po pravilu, remete već postojeće adaptacije. Za organizme koji nemaju formirano jezgro, mutacijska varijabilnost služi kao glavni materijal za evoluciju. Za organizme čije ćelije imaju formirano jezgro, od velike je važnosti kombinativna varijabilnost - kombinacija gena tokom seksualnog razmnožavanja. Osnovna jedinica evolucije je Populacija. Relativna izolacija populacija dovodi do njihove reproduktivne izolacije – ograničavajući slobodu ukrštanja jedinki iz različitih populacija. Reproduktivna izolacija osigurava jedinstvenost genskog fonda – genetski sastav svake populacije – a time i mogućnost njene nezavisne evolucije. U procesu borbe za egzistenciju ispoljava se biološka raznolikost jedinki koje čine populaciju, određena kombinativnom i mutacionom varijabilnosti. U ovom slučaju, neke jedinke umiru, dok druge preživljavaju i razmnožavaju se. Kao rezultat prirodne selekcije, novonastale mutacije se kombinuju sa genima jedinki koje su već odabrane, menja se njihov fenotipski izraz i na njihovoj osnovi nastaju nove adaptacije. Dakle, selekcija je glavni pokretački faktor u evoluciji, uzrokujući pojavu novih adaptacija, transformaciju organizama i specijaciju. Selekcija se može manifestirati u različitim oblicima: stabilizacija, osiguravanje očuvanja već formiranih adaptacija u nepromijenjenim uvjetima okoline, poticanje, ili vođenje, dovodeći do razvoja novih adaptacija, i remećenje, ili razbijanje, uzrokujući pojavu polimorfizma sa višesmjernim promjenama u stanište populacije.
U savremenom evolucionom učenju, ideja o evolucionim faktorima je obogaćena identifikacijom populacije kao elementarna jedinica evolucija, teorija izolacije i produbljivanje teorije prirodne selekcije. U osnovi je analiza izolacije kao faktora koji obezbjeđuje povećanje raznolikosti životnih oblika moderne ideje o specijaciji i strukturi vrsta. Alopatrijska specijacija povezana s rasprostranjenjem vrsta i geografskom izolacijom marginalnih populacija je najpotpunije proučavana. Manje proučavana je simpatična specijacija uzrokovana ekološkom, hronološkom ili etološkom (bihejvioralnom) izolacijom. Evolucijski procesi koji se odvijaju unutar vrste i koji kulminiraju u specijaciji često se kombiniraju pod općim nazivom mikroevolucija. Makroevolucija je istorijski razvoj grupa organizama (taksona) supraspecifičnog ranga. Evolucija supraspecifičnih svojti rezultat je specijacije koja se odvija pod utjecajem prirodne selekcije. Međutim, korištenje različitih vremenskih skala (evolucija velikih taksona sastoji se od mnogih faza specijacije) i metoda proučavanja (upotreba paleontoloških podataka, komparativne morfologije, embriologije, itd.) omogućava identifikaciju obrazaca koji izmiču proučavanju mikroevolucija. Najvažniji zadaci koncepta makroevolucije su analiza odnosa između pojedinca i istorijskog razvoja organizama, analiza obrazaca filogeneze i glavnih pravaca evolucionog procesa. Njemački prirodnjak E. Haeckel je 1866. godine formulisao Biogenetski zakon, prema kojem se u ontogenezi nakratko ponavljaju faze filogeneze date sistematske grupe. Mutacije se pojavljuju u fenotipu odraslog organizma kao rezultat činjenice da mijenjaju procese njegove ontogeneze. Stoga prirodna selekcija odraslih jedinki dovodi do evolucije ontogenetskih procesa - međuzavisnosti organa u razvoju, koje I. I. Shmalgauzen naziva ontogenetskim korelacijama. Restrukturiranje sistema ontogenetskih korelacija pod uticajem pokretačke selekcije dovodi do pojave promena – filebriogeneze, kroz koje se tokom filogeneze formiraju nove karakteristike organizama. U slučaju da dođe do promjene u završnoj fazi razvoja organa, dolazi do daljnje evolucije organa predaka; Postoje i odstupanja u ontogenezi u srednjim fazama, što dovodi do restrukturiranja organa; promjene u formiranju i razvoju ranih rudimenata mogu dovesti do pojave organa koji su bili odsutni kod predaka. Međutim, evolucija ontogenetskih korelacija pod uticajem stabilizacijske selekcije dovodi do očuvanja samo onih korelacija koje najpouzdanije podržavaju procese ontogeneze. Ove korelacije su rekapitulacije - ponavljanja u ontogenezi potomaka filogenetskih stanja njihovih predaka; zahvaljujući njima, biogenetski zakon je osiguran. Pravac filogenije svake sistematske grupe određen je specifičnim odnosom između sredine u kojoj se odvija evolucija datog taksona i njegove organizacije. Divergencija (divergencija karaktera) dva ili više taksona koji potiču od zajedničkog pretka je zbog razlika u uslovima životne sredine; počinje na nivou populacije, uzrokuje povećanje broja vrsta i nastavlja se na nivou supraspecifičnih svojti. To je divergentna evolucija (koja određuje taksonomsku raznolikost živih bića. Paralelna evolucija je rjeđa. Javlja se u slučajevima kada prvobitno divergentne svojte ostaju u sličnim uvjetima okoline i razvijaju slične adaptacije na osnovu slične organizacije naslijeđene od zajedničkog pretka .Konvergencija (konvergencija karaktera) nastaje u slučajevima kada se nepovezani taksoni prilagođavaju istim uslovima.Biološki napredak se može postići opštim povećanjem nivoa organizacije, što izaziva prilagođavanje organizama na uslove sredine širim i raznovrsnijim od onih u kojima njihovi preci su živjeli. Takve promjene - aromorfoze - nastaju rijetko i nužno ustupaju mjesto alomorfozama - divergenciji i prilagođavanju specifičnijim uslovima u procesu ovladavanja novim staništem. Razvoj uskih adaptacija u filogeniji grupe dovodi do specijalizacije. 4 glavne vrste specijalizacije koje je identificirao Schmalhausen - telomorfoza, hipomorfoza, hipermorfoza i katamorfoza - razlikuju se po prirodi adaptacija, ali svi dovode do usporavanja tempa evolucije i, zbog gubitka multifunkcionalnosti od strane organa specijalizovanih životinja, do smanjenja evolucijske plastičnosti. Ako se održavaju stabilni uslovi životne sredine, specijalizovane vrste mogu postojati neograničeno. Tako nastaju "živi fosili", na primjer, mnogi rodovi mekušaca i brahiopoda koji su postojali od kambrija do danas. S naglim promjenama životnih uvjeta, specijalizirane vrste izumiru, dok se fleksibilnije uspijevaju prilagoditi tim promjenama.
Doktrina evolucije i uglavnom njeno teorijsko jezgro - evoluciona teorija - služe i kao važno prirodno naučno opravdanje za dijalektički materijalizam i kao jedno od metodološke osnove moderna biologija.
Bibliografija:
1. Biologija. Veliki enciklopedijski rječnik/ Glavni urednik GOSPOĐA. Gilyarov. 3rd ed. 1998
2. Big Sovjetska enciklopedija 1970
3. Kuznjecov V.I., Idlis G.M., Gutina V.N. Prirodna nauka. M., 1996
4. Karpenkov S.Kh. Koncepti savremene prirodne nauke. 6. izdanje, revidirano. i dodatne - M.: Više. škola, 2003.
Ovo je nauka o životu. Trenutno predstavlja sveukupnost nauka o živoj prirodi.
Biologija proučava sve manifestacije života: strukturu, funkcije, razvoj i porijeklo živi organizmi, njihove odnose u prirodnim zajednicama sa okolinom i drugim živim organizmima.
Otkako je čovjek počeo shvaćati svoju razliku od životinjskog svijeta, počeo je proučavati svijet oko sebe.
U početku mu je život zavisio od toga. Za primitivne ljude bilo je potrebno znati koji se živi organizmi mogu jesti, koristiti kao lijek, za izradu odjeće i stanovanja, a koji su od njih otrovni ili opasni.
Sa razvojem civilizacije, čovjek je mogao priuštiti luksuz bavljenja naukom u obrazovne svrhe.
Istraživanja Kulture starih naroda pokazale su da su posjedovali opsežna znanja o biljkama i životinjama i da su ih naširoko koristili u svakodnevnom životu.
Moderna biologija - kompleksna nauku, koju karakteriše međusobno prožimanje ideja i metoda različitih bioloških disciplina, ali i drugih nauka – prvenstveno fizike, hemije i matematike.
Glavni pravci razvoja moderne biologije. Trenutno se u biologiji mogu grubo razlikovati tri pravca.
Prvo, ovo je klasična biologija. Predstavljaju ga prirodni naučnici koji proučavaju raznolikost živih bića. priroda. Oni objektivno posmatraju i analiziraju sve što se dešava u živoj prirodi, proučavaju žive organizme i klasifikuju ih. Pogrešno je misliti da su u klasičnoj biologiji sva otkrića već napravljena.
U drugoj polovini 20. veka. opisane su ne samo mnoge nove vrste, već su otkrivene i velike taksone, sve do kraljevstava (Pogonophora) pa čak i nadkraljevstava (Archebacteria, ili Archaea). Ova otkrića natjerala su naučnike da iznova pogledaju cjelinu istorija razvojaživa priroda, Za prave prirodnjake priroda je sama po sebi vrijednost. Svaki kutak naše planete za njih je jedinstven. Zato su uvijek među onima koji oštro osjećaju opasnost za prirodu oko nas i aktivno se zalažu za njenu zaštitu.
Drugi pravac je evolucijska biologija.
U 19. vijeku autor teorije prirodne selekcije, Charles Darwin, počeo je kao običan prirodnjak: sakupljao je, posmatrao, opisivao, putovao, otkrivajući tajne žive prirode. Međutim, glavni rezultat toga rad Ono što ga je učinilo poznatim naučnikom bila je teorija koja je objašnjavala organsku raznolikost.
Trenutno se aktivno nastavlja proučavanje evolucije živih organizama. Sinteza genetike i evolucijske teorije dovela je do stvaranja takozvane sintetičke teorije evolucije. Ali čak i sada ima još mnogo toga neriješeni problemi, odgovore na koje evolucijski naučnici traže.
Nastao početkom 20. veka. naš izvanredni biolog Aleksandar Ivanovič Oparin bio je prvi naučna teorija nastanak života bio je čisto teorijski. Trenutno pod aktivnom eksperimentalne studije ovaj problem i zahvaljujući upotrebi naprednih fizičkih i hemijskih metoda su već napravljeni važna otkrića i možemo očekivati nove zanimljive rezultate.
Nova otkrića omogućila su dopunu teorije antropogeneze. Ali prijelaz iz životinjskog svijeta u ljude i dalje ostaje jedna od najvećih misterija biologije.
Treći pravac je fizička i hemijska biologija, koja proučava strukturu živih objekata savremenim fizičko-hemijskim metodama. Ovo je područje biologije koje se brzo razvija, važno i teoretski i praktično. Može se reći da nas očekuju nova otkrića u fizičkoj i hemijskoj biologiji koja će nam omogućiti da riješimo mnoge probleme s kojima se čovječanstvo suočava.
Razvoj biologije kao nauke. Moderna biologija ima svoje korijene u antici i povezana je s razvojem civilizacije u mediteranskim zemljama. Poznata su nam imena mnogih izuzetnih naučnika koji su doprinijeli razvoju biologije. Navedimo samo neke od njih.
Hipokrat (460 - oko 370 pne) dao je prvi relativno detaljan opis građe ljudi i životinja, te ukazao na ulogu sredine i nasljeđa u nastanku bolesti. Smatra se osnivačem medicine.
Aristotel (384-322 pne) podijeljen svijet u četiri kraljevstva: neživi svijet zemlje, vode i zraka; svijet biljaka; životinjski svijet i ljudski svijet. Opisao je mnoge životinje i postavio temelje za taksonomiju. Četiri biološke rasprave koje je napisao sadržavale su gotovo sve podatke o životinjama poznatim u to vrijeme. Aristotelove zasluge su tolike da se smatra osnivačem zoologije.
Teofrast (372-287 pne) proučavao je biljke. Opisao je više od 500 biljnih vrsta, pružio informacije o građi i reprodukciji mnogih od njih i uveo mnoge botaničke termine u upotrebu. Smatra se osnivačem botanike.
Gaj Plinije Stariji (23-79) prikupio je podatke o živim organizmima poznatim u to vrijeme i napisao 37 tomova Prirodnjačke enciklopedije. Gotovo do srednjeg vijeka ova enciklopedija je bila glavni izvor znanja o prirodi.
Klaudije Galen u svom naučno istraživanje je uveliko koristio disekcije sisara. On je prvi napravio uporedni anatomski opis čovjeka i majmuna. Proučavao centralno i periferno nervni sistem. Istoričari nauke ga smatraju posljednjim velikim biologom antike.
U srednjem vijeku dominantna ideologija bila je religija. Kao i druge nauke, biologija se tokom ovog perioda još nije pojavila kao samostalna oblast i postojala je u opštem toku religijskih i filozofskih pogleda. I iako se akumulacija znanja o živim organizmima nastavila, o biologiji kao nauci u tom periodu može se govoriti samo uslovno.
Renesansa je prijelaz iz kulture srednjeg vijeka u kulturu modernog doba. Radikalne društveno-ekonomske transformacije tog vremena bile su praćene novim otkrićima u nauci.
Najpoznatiji naučnik ovog doba, Leonardo da Vinci (1452 - 1519), dao je određeni doprinos razvoju biologije.
Proučavao je let ptica, opisao mnoge biljke, načine povezivanja kostiju u zglobovima, rad srca i vidnu funkciju oka, sličnost ljudskih i životinjskih kostiju.
U drugoj polovini 15. veka. prirodno-naučno znanje počinje da se brzo razvija. To su olakšala geografska otkrića, koja su omogućila značajno proširenje informacija o životinjama i biljkama. Brzo gomilanje naučnih saznanja o živim organizmima dovelo je do podjele biologije u zasebne nauke.
U XVI-XVII vijeku. Botanika i zoologija počele su se brzo razvijati.
Pronalazak mikroskopa (početak 17. stoljeća) omogućio je proučavanje mikroskopske strukture biljaka i životinja. Otkriveni su mikroskopski mali živi organizmi - bakterije i protozoe, nevidljivi golim okom.
Carl Linnaeus dao je veliki doprinos razvoju biologije, predlažući sistem klasifikacije životinja i biljaka,
Karl Maksimovič Baer (1792-1876) je u svojim djelima formulirao osnovne principe teorije homolognih organa i zakona germinativne sličnosti, koji su postavili znanstvene temelje embriologije.
Godine 1808., u svom djelu “Filozofija zoologije”, Jean Baptiste Lamarck je pokrenuo pitanje uzroka i mehanizama evolucijskih transformacija i iznio prvu teoriju evolucije.
Ćelijska teorija je odigrala ogromnu ulogu u razvoju biologije, koja je znanstveno potvrdila jedinstvo živog svijeta i poslužila kao jedan od preduvjeta za nastanak teorije evolucije Charlesa Darwina. Autorima ćelijske teorije smatraju se zoolog Theodor Ivann (1818-1882) i botaničar Matthias Jakob Schleiden (1804-1881).
Na osnovu brojnih zapažanja, Charles Darwin je 1859. objavio svoje glavno djelo „O poreklu vrsta prirodnom selekcijom ili očuvanju omiljenih pasmina u borbi za život“, u kojem je formulirao osnovne principe teorije evolucije, predložene mehanizmi evolucije i načini evolucijskih transformacija organizama.
U 19. vijeku Zahvaljujući radu Louisa Pasteura (1822-1895), Roberta Kocha (1843-1910) i Ilje Iljiča Mečnikova, mikrobiologija se oblikovala kao samostalna nauka.
20. vek je započeo ponovnim otkrivanjem zakona Gregora Mendela, što je označilo početak razvoja genetike kao nauke.
U 40-50-im godinama XX veka. u biologiji počele su se široko koristiti ideje i metode fizike, hemije, matematike, kibernetike i drugih nauka, a mikroorganizmi su korišćeni kao predmet istraživanja. Kao rezultat toga, nastale su i počele naglo da se razvijaju kao samostalne nauke biofizika, biohemija, molekularna biologija, radijaciona biologija, bionika itd. Istraživanja u svemiru doprinela su nastanku i razvoju svemirske biologije.
U 20. veku pojavio se pravac primijenjenih istraživanja - biotehnologija. Ovaj pravac će se nesumnjivo brzo razvijati u 21. vijeku. Više o ovom pravcu razvoja biologije saznat ćete u poglavlju „Osnove selekcije i biotehnologije“.
Trenutno se biološko znanje koristi u svim sferama ljudske djelatnosti: u industriji i poljoprivredi, medicini i energetici.
Ekološka istraživanja su izuzetno važna. Konačno smo počeli shvaćati da se krhka ravnoteža koja postoji na našoj maloj planeti može lako uništiti. Čovječanstvo je suočeno sa ogromnim zadatkom - očuvanjem biosfere kako bi se održali uslovi postojanja i razvoja civilizacije. Nemoguće ga je riješiti bez biološkog znanja i posebnih istraživanja. Tako je biologija sada postala prava proizvodna snaga i racionalna naučne osnove odnos čoveka i prirode.
Klasična biologija. Evoluciona biologija. Fizičko-hemijska biologija.
1. Koje pravce razvoja biologije možete istaknuti?
2. Koji su veliki naučnici antike dali značajan doprinos razvoju biološkog znanja?
3. Zašto se u srednjem vijeku o biologiji kao nauci moglo govoriti samo uslovno?
4. Zašto se moderna biologija smatra kompleksnom naukom?
5. Koja je uloga biologije u modernog društva?
6. Pripremite poruku na jednu od sljedećih tema:
7. Uloga biologije u modernom društvu.
8. Uloga biologije u svemirskim istraživanjima.
9. Uloga bioloških istraživanja u savremenoj medicini.
10. Uloga izvanrednih biologa - naših sunarodnika u razvoju svjetske biologije.
Koliko su se promijenili pogledi naučnika na raznolikost živih bića može se pokazati na primjeru podjele živih organizama na kraljevstva. Još 40-ih godina 20. veka svi živi organizmi bili su podeljeni u dva carstva: biljke i životinje. Biljno carstvo je takođe uključivalo bakterije i gljive. Kasnije, detaljnije proučavanje organizama dovelo je do identifikacije četiri carstva: prokariota (bakterije), gljive, biljke i životinje. Ovaj sistem daje se u školskoj biologiji.
Godine 1959. predloženo je da se svijet živih organizama podijeli na pet carstava: Prokarioti, Protisti (Protozoe), Gljive, Biljke i Životinje.
Ovaj sistem se često citira u biološkoj (posebno prevedenoj) literaturi.
Drugi sistemi su razvijeni i nastavljaju da se razvijaju, uključujući 20 ili više kraljevstava. Na primjer, predloženo je da se razlikuju tri nadkraljevstva: Prokarioti, Arheje (Arhebakterije) i Eukarioti.Svako nadkraljevstvo uključuje nekoliko kraljevstava.
Kamensky A. A. Biologija 10-11 razred
Poslali čitatelji sa web stranice
Online biblioteka sa učenicima i knjigama, planovi časova iz biologije 10. razreda, knjige i udžbenici prema kalendarskom planu za planiranje biologije 10. razreda
Sadržaj lekcije bilješke o nastavi i prateći okvir prezentacije lekcije interaktivne tehnologije akcelerator nastavne metode Vježbajte testovi, testiranje onlajn zadataka i vježbi domaće zadaće radionice i treninzi pitanja za razredne rasprave Ilustracije video i audio materijali fotografije, slike, grafikoni, tabele, dijagrami, stripovi, parabole, izreke, ukrštene riječi, anegdote, vicevi, citati DodaciUlogu biologije u modernoj stvarnosti teško je precijeniti, jer ona detaljno proučava sve njene manifestacije. Trenutno ova nauka kombinuje takve važnih koncepata poput evolucije, genetike, homeostaze i energije. Njegove funkcije uključuju proučavanje razvoja svih živih bića, odnosno: strukture organizama, njihovog ponašanja, kao i međusobnih odnosa i odnosa sa okolinom.
Važnost biologije u ljudskom životu postaje jasna ako povučemo paralelu između glavnih problema u životu pojedinca, na primjer, zdravlja, prehrane i izbora optimalnih životnih uvjeta. Danas postoje brojne nauke koje su se odvojile od biologije, postajući ništa manje važne i samostalne. To uključuje zoologiju, botaniku, mikrobiologiju i virologiju. Od njih je teško izdvojiti najznačajnije, svi oni predstavljaju kompleks vrijednih fundamentalnih znanja koje je civilizacija akumulirala.
U ovoj oblasti znanja radili su izuzetni naučnici, kao što su Klaudije Galen, Hipokrat, Karl Line, Čarls Darvin, Aleksandar Oparin, Ilja Mečnikov i mnogi drugi. Zahvaljujući njihovim otkrićima, posebno proučavanju živih organizama, pojavila se nauka morfologija, ali i fiziologija, koja je prikupila znanja o sistemima organizama živih bića. Genetika je odigrala neprocjenjivu ulogu u nastanku nasljednih bolesti.
Biologija je postala čvrst temelj u medicini, sociologiji i ekologiji. Važno je da ova nauka, kao i svaka druga, nije statična, već se stalno nadopunjuje novim saznanjima, koja se transformišu u obliku novih bioloških teorija i zakona.
Uloga biologije u savremenom društvu, a posebno u medicini, je neprocenjiva. Uz njegovu pomoć pronađene su metode liječenja bakterioloških i virusnih bolesti koje se brzo šire. Svaki put kada razmišljamo o ulozi biologije u modernom društvu, sjetimo se da su upravo zahvaljujući herojstvu medicinskih biologa sa planete Zemlje nestali žarišta strašnih epidemija: kuge, kolere, antraksa, velikih boginja i drugih ništa manje opasnih po život ljudi. bolesti.
Na osnovu činjenica možemo sa sigurnošću reći da uloga biologije u modernom društvu kontinuirano raste. To je nemoguće zamisliti savremeni život bez selekcije, genetskih istraživanja, proizvodnje novih prehrambenih proizvoda, kao i ekološki prihvatljivih izvora energije.
Glavni značaj biologije je u tome što ona predstavlja temelj i teorijsku osnovu za mnoge perspektivne nauke, poput genetskog inženjeringa i bionike. Ona posjeduje veliko otkriće - dekodiranje. Pravac kao što je biotehnologija također je stvoren na osnovu znanja spojenog u biologiji. Trenutno, tehnologije ove prirode omogućavaju stvaranje sigurnih lijekova za prevenciju i liječenje koji ne štete tijelu. Kao rezultat, moguće je povećati ne samo životni vijek, već i njegovu kvalitetu.
Uloga biologije u savremenom društvu leži u činjenici da postoje oblasti u kojima je njeno znanje jednostavno neophodno, na primer, farmaceutska industrija, gerontologija, kriminologija, Poljoprivreda, građevinarstvo i istraživanje svemira.
Nestabilna ekološka situacija na Zemlji zahtijeva preispitivanje proizvodnih aktivnosti, a značaj biologije u ljudskom životu prelazi na novi nivo. Svake godine postajemo svjedoci katastrofa velikih razmjera koje pogađaju i najsiromašnije zemlje i one visokorazvijene. Oni su u velikoj mjeri uzrokovani rastom nerazumnog korištenja izvora energije, kao i postojećim ekonomskim i društvenim kontradikcijama u savremenom društvu.
Sadašnjost nam jasno ukazuje da je samo nastavak postojanja civilizacije moguć samo ako postoji harmonija u samo poštivanje bioloških zakona, kao i široka upotreba progresivnih biotehnologija zasnovanih na ekološkom razmišljanju, osigurat će prirodni siguran suživot svih stanovnika planeta bez izuzetka.
Uloga biologije u savremenom društvu izražena je u činjenici da se ona sada transformisala u pravu snagu. Zahvaljujući njenom znanju moguć je prosperitet naše planete. Zato, na pitanje kakva je uloga biologije u savremenom društvu, odgovor može biti ovakav - ona je dragoceni ključ harmonije između prirode i čoveka.
Učitavanje...