Biologi i moderne tid. Biologi i moderne naturvitenskap. Kjennetegn på biologiens "bilder" (tradisjonelle, fysisk-kjemiske, evolusjonære). Grunnleggende metoder for biologi
Forelesning nr. 1 Moderne scene utviklingsbiologi
1. Introduksjon. Historien om utviklingen av biologi
Biologi er vitenskapen om livet. Navnet oppsto fra kombinasjonen av to greske ord bios - liv og logos - undervisning. Dette begrepet ble først foreslått av den fremragende franske naturforskeren og evolusjonisten Jean Baptiste Lamarck (1802) for å betegne vitenskapen om livet som et spesielt naturfenomen.
Biologi studerer strukturen, manifestasjonene av vital aktivitet og habitatet til alle levende organismer: bakterier, sopp, planter, dyr.
Livet på jorden er representert av et ekstraordinært utvalg av former, mange typer levende vesener. For tiden er rundt 500 tusen arter av planter, mer enn 1,5 millioner dyrearter og et stort antall arter av sopp og prokaryoter som bor på planeten vår allerede kjent.
Biologiens hovedoppgaver inkluderer følgende:
1 Avsløring av de generelle egenskapene til levende organismer;
2 Forklaring av årsakene til deres mangfold;
3 Identifisering av sammenhenger mellom struktur og miljøforhold.
En viktig plass i denne vitenskapen er okkupert av spørsmålene om opprinnelsen og lovene for utviklingen av livet på jorden - læren om evolusjon. Å forstå disse problemene tjener ikke bare som grunnlaget for et vitenskapelig verdensbilde, men er også nødvendig for å løse praktiske problemer.
Biologien oppsto med de gamle grekerne og romerne, som beskrev plantene og dyrene som var kjent for dem.
Aristoteles (384 - 322 f.Kr.) - grunnleggeren av mange vitenskaper - var den første som prøvde å organisere kunnskap om naturen ved å dele den inn i "stadier": uorganisk verden, plante, dyr, menneske. I arbeidet til den gamle romerske legen Galen (131-200 e.Kr.) "On the Parts of the Human Body", er den første anatomiske og fysiologiske beskrivelsen av en person gitt.
I middelalderen ble det satt sammen "urtebøker", som inkluderte beskrivelser av medisinplanter.
Under renessansen ble interessen for dyrelivet intensivert. Botanikk og zoologi dukket opp.
Oppfinnelsen av mikroskopet på begynnelsen av 1600-tallet av Galileo (1564-1642) utdypet vår forståelse av strukturen til levende ting og markerte begynnelsen på studiet av celler og vev.
A. Leeuwenhoek (1632-1723) så protozoer, bakterier og sædceller under et mikroskop, d.v.s. var grunnleggeren av mikrobiologi.
En av hovedprestasjonene på 1700-tallet er opprettelsen av Carl Linnaeus (1735) av et system for klassifisering av dyr og planter. Og på begynnelsen av 1800-tallet J.-B. Lamarck, i sin bok "Philosophy of Zoology" (1809), var den første som klart formulerte ideen om evolusjon organisk verden.
Blant de viktigste bragdene på 1800-tallet er skapelsen celleteori M. Schleiden og T. Schwann (1838-1839), oppdagelse av arveloven av Mendel i 1859
En revolusjon innen biologi ble gjort av læren til Charles Darwin i 1859, som oppdaget evolusjonens drivkrefter.
Begynnelsen av det 20. århundre var preget av fødselen av genetikk. Denne vitenskapen oppsto som et resultat av gjenoppdagelsen av K. Correns, E. Cermak og G. de Vries av arveloven, som tidligere var blitt oppdaget av G. Mendel, men forble ukjent for datidens biologer, samt takket være arbeidet til T. Morgan, som underbygget den kromosomale teorien om arvelighet.
På 1950-tallet ble det gjort betydelige fremskritt i studiet av materiens fine struktur. I 1953 foreslo D. Watson og F. Crick en modell av strukturen til DNA i form av en dobbel helix og beviste at den bærer arvelig informasjon.
Moderne biologi, sammen med en detaljert studie av individuelle strukturer og organismer, er preget av en tendens til en helhetlig kunnskap om levende natur, noe som fremgår av utviklingen av økologi.
Utviklingen av biologi fulgte veien til konsekvent forenkling av forskningsemnet. Som et resultat har det dukket opp en rekke biologiske disipliner som spesialiserer seg på studiet av de strukturelle og funksjonelle egenskapene til visse organismer. Denne kunnskapens vei – fra kompleks til enkel – kalles reduksjonistisk. Reduksjonisme reduserer kunnskap til studiet av de mest elementære formene for eksistens av materie. Dette gjelder både levende og livløs natur. Med denne tilnærmingen lærer en person naturlovene ved å studere dens individuelle deler i stedet for en enkelt helhet.
En annen tilnærming er basert på vitalistisk prinsipper. I dette tilfellet blir livet sett på som helt spesielt og unikt fenomen, som ikke kan forklares bare av fysikkens eller kjemiens lover.
Derfor er hovedoppgaven til biologi som vitenskap å tolke alle fenomener av levende natur, basert på vitenskapelige lover og ikke glemme at hele organismen har egenskaper som er fundamentalt forskjellige fra egenskapene til delene som utgjør dem. For eksempel kan en nevrofysiolog beskrive arbeidet til et individuelt nevron på språket fysikk og kjemi, men selve bevissthetsfenomenet kan ikke beskrives på denne måten. Bevissthet oppstår som et resultat av kollektivt arbeid og samtidige endringer i den elektrokjemiske tilstanden til millioner av nerveceller, men vi vet fortsatt ikke hvordan tanken oppstår og hva dens kjemiske baser er.
For tiden øker betydningen av biologi hvert år. Mange biologiske disipliner har dukket opp og antallet øker stadig. Dette skyldes det faktum at biologi er delt inn i separate vitenskaper i henhold til studieemnet: mikrobiologi, botanikk, zoologi; områder av biologi som studerer de generelle egenskapene til levende organismer dukket opp og utviklet: genetikk- mønstre for arv av egenskaper; biokjemi - transformasjonsveier av organiske molekyler; økologi– forhold mellom organismer og miljø. Studerer funksjonene til levende organismer fysiologi.
I samsvar med organiseringsnivået for levende materie ble følgende disipliner skilt:
molekylbiologi, cytologi- læren om cellen, histologi- studiet av vev.
Etter hvert som kunnskapsfeltet om levende organismer utvides, dukker det opp nye biologiske grener av vitenskapen.
Virologi Cytologi Molekylær
biologi
Bakteriologi Mikrobiologi Histologi
Mykologi Fysiologi
Plantepatologi Botanikk BIOLOGI Anatomi
Ornitologi
Biokjemi Enzymologi
Veterinær Zoologi genetikk Gennaya
Entomologi Økologi engineering
Embryologi
2 Bruk av resultater fra biologiske vitenskaper i menneskelige aktiviteter
Biologi er av stor betydning for å løse praktiske problemer. FNs hovedoppgaver er mat, helse, drivstoff og energi, og miljøvern.
Et globalt problem modernitet er matproduksjon. Befolkningen på planeten vår nærmer seg 10 milliarder mennesker. Derfor blir problemet med å gi befolkningen mat, og næringsrik mat, stadig mer akutt.
I utgangspunktet løses disse problemene av teknologiske vitenskaper: plantedyrking og dyrehold, som er basert på prestasjonene til grunnleggende biologiske disipliner, som genetikk og seleksjon, fysiologi og biokjemi, molekylærbiologi og økologi.
Basert på seleksjonsmetoder utviklet og beriket av moderne genetikk, pågår en intensiv prosess med å skape mer produktive varianter av planter og dyreraser over hele verden. En viktig kvalitet ved nye varianter av landbruksvekster er deres tilpasningsevne til dyrking under intensive teknologier. Landbruksdyr må, sammen med høy produktivitet, ha spesifikke morfologiske, anatomiske og fysiologiske egenskaper som gjør at de kan avles i fjørfefarmer, gårder med elektrisk melking og oppstalling, og i pelsfarmbur.
Hvert år øker underskuddet på proteinmat, spesielt animalsk protein, og dette underskuddet når 2,5 milliarder tonn per år. Allerede, ifølge WHO, er 4 % av verdens befolkning på randen av sult, og 10 % av planetens befolkning er kronisk underernært.
Det er 2 matkilder - dyr og planter. Det er mye raskere og enklere å produsere plantemat enn animalsk mat. Det søkes derfor muligheter for å skaffe matprotein av ikke-animalsk opprinnelse, først og fremst fra planter - fra grønne deler, så vel som fra frø.
Soyabønner inntar den ledende plassen innen proteinutvinning; det er den viktigste oljefrøavlingen i USA og Japan. I tillegg til vegetabilsk olje inneholder soyabønner mye biologisk komplett protein (ca. 44%), som brukes i mat etter at oljen er utvunnet fra frøene.
Proteinprodukter fra soyabønner har blitt utbredt i vestlige land bare de siste 20-30 årene, mens de i Kina og Japan har blitt brukt som mat i mer enn 2 årtusener. I disse landene er tradisjonelle produkter som tofu - soyaost, kori-tofu - frossen ostemasse, soyamelk, yuba - filmer fjernet fra soyamelk når den er kokt, og andre produkter.
I 1987 ble 330 nye soyaproteinprodukter lansert på forbrukermarkedet i USA, med planteproteiner brukt i en lang rekke produkter: fra pølser til iskrem, oster, yoghurt og salatdressinger.
Planteproteiner er svært mye brukt i øyeblikkelige produkter som ikke krever komplisert kulinarisk eller ganske lang varmebehandling. Dette gjelder spesielt i USA, hvor det i økende grad brukes mat som kan konsumeres hvor som helst og når som helst – dette er alle slags ferdige frokoster, lunsjretter, frokostblandinger, pinner, puter osv. Dessuten er slike retter. brukes ikke bare for å spare tid, men også av hensyn til "sunn kost".
Planteproteiner er også mye brukt i fremstillingen av analoger av melk og meieriprodukter. I praksis Mat industri Det er kjent å produsere rekonstituert melk fra pulver oppnådd fra avfettet soyamel. Det finnes også en rekke forfriskende, proteinholdige næringsrike drikker tilgjengelig. For eksempel er det i Frankrike, Sverige og Ungarn helautomatiske anlegg for produksjon av flytende soyaprodukter, soyadrikker eller dessertretter med naturlig vanilje- eller sjokoladesmak. Sammensetningen av disse produktene tilsvarer et balansert kosthold, men de inneholder ikke laktose og kolesterol, som bestemmer det tiltenkte formålet for personer som lider av gastrointestinale og kardiovaskulære sykdommer.
Planteproteiner er også mye brukt som hvetemelforsterkere i produksjon av brød og bakeriprodukter. Bruken deres forbedrer egenskapene til deigen under elting og forlenger holdbarheten til fersk deig.
Proteiner brukes også i godteriindustrien. I tillegg til tradisjonelle tilsetningsstoffer til soyamel, brukes proteiner fra solsikkefrø også i tilberedning av informasjonskapsler, frokostblandinger og kakeblandinger. Proteiner fra andre planter brukes også - bomull, lupin, bønner, sennep, peanøtter, raps og raps. Disse proteinene har høy biologisk verdi; i tillegg når utbyttet fra olje- og fettindustriavfall 62%.
Planteproteiner brukes i produksjonen av matvarer som:
1 proteinforsterkende midler;
2 erstatninger og analoger av kjøttprodukter;
3 allergenfrie og laktosefrie kumelkserstatninger for baby- og diettnæring;
4 strukturdannere og fyllstoffer, samt for dannelse, stabilisering og ødeleggelse av skum, for eksempel ved tilberedning av imitert kjøttdeig, kjøtt, ved tilberedning av deig, pølser, piskede produkter (dekorasjoner på godteriprodukter), kremer, etc.;
5 fortynningsmidler for å regulere kaloriinnholdet og den biologiske verdien av kostholdsmat for å lage "lette" produkter med lavt kaloriinnhold.
Nylig har man i tillegg til planteproteiner forsøkt å bruke proteiner av mikrobiell opprinnelse, hvor forskere har lagt spesielt stor vekt på gjær. Veksten og utviklingen av mikroorganismer avhenger ikke av årstid eller værforhold. Som substrat for spredning av mikroorganismer kan avfall fra landbruk, alkohol, tremasse- og papirindustri, samt olje og gass brukes. Når det gjelder reproduksjonshastighet, har mikroorganismer ingen like i verden av levende vesener. For eksempel produserer kroppen til en ku som veier 500 kg per dag med forbedret ernæring 0,5 kg protein, og 500 kg gjær i løpet av samme tid syntetiserer mer enn 50 tonn protein, dvs. 100 tusen ganger mer.
Produksjonen av fôr- og matproteiner, både plante- og mikrobielle, er basert på implementering av prinsippene for bioteknologi i industriell skala. Basert på prinsippene for bioteknologi, har mikrobiologisk syntese av organiske syrer, aminosyrer, enzymer, vitaminer, vekststimulerende midler og plantevernmidler blitt bredt etablert.
For å oppnå mer produktive former for mikroorganismer brukes genteknologiske metoder, d.v.s. direkte manipulering av individuelle gener. For eksempel produserer grønnskimmelen Penicillium glaucum antibiotikumet penicillin i små mengder, og muggsoppen Penicillium notatum som brukes i industrien produserer dette antibiotikumet 1000 ganger mer osv.
Ved hjelp av gentransplantasjon jobber avlsbiologer med å skape planter med kontrollerte blomstringsperioder, økt motstand mot sykdommer, jordsaltholdighet og evne til å fikse atmosfærisk nitrogen (for eksempel tomater med samtidig fruktmodning, noe som sikrer mekanisk høsting).
Teoretiske prestasjoner innen biologi, spesielt genetikk, er mye brukt i medisin. Studiet av menneskelig arvelighet gjør det mulig å utvikle metoder for tidlig diagnostisering, behandling og forebygging av arvelige sykdommer knyttet til gener, samt kromosomale mutasjoner og anomalier. For eksempel hemofili, sigdcelleanemi - sigdformede røde blodlegemer, anemi, beinforandringer, etc.; fenylketonuri, etc.
I sammenheng med økende menneskelig innvirkning på naturen, er et av de grunnleggende problemene grønnere samfunnet og menneskelig bevissthet. Oppgaven er ikke bare å identifisere og eliminere de negative effektene av menneskelig påvirkning på naturen, for eksempel lokal forurensning av miljøet med enkelte stoffer, men hovedsakelig å vitenskapelig underbygge regimene for rasjonell bruk av biosfærereservater. Negative konsekvenserøkonomiske aktiviteter har fått karakter av en miljøkrise de siste tiårene og har blitt farlig ikke bare for menneskers helse, men også for det naturlige miljøet som helhet. Derfor er en annen av oppgavene biologi står overfor å sikre bevaring av biosfæren og naturens evne til å reprodusere.
26. Biologi i moderne naturvitenskap. Kjennetegn på biologiens "bilder" (tradisjonelle, fysisk-kjemiske, evolusjonære).
Biologi er vitenskapen om levende ting, deres struktur, former for deres aktivitet, deres struktur, samfunn av levende organismer, deres fordeling, utvikling, forbindelser mellom dem selv og deres miljø.
Moderne biologisk vitenskap er resultatet av en lang utviklingsprosess. Men først i de første eldgamle siviliserte samfunnene begynte folk å studere levende organismer mer nøye, kompilerte lister over dyr og planter som bodde i forskjellige regioner og klassifiserte dem. En av antikkens første biologer var Aristoteles.
For tiden er biologi et helt kompleks av vitenskaper om levende natur. Strukturen kan sees fra forskjellige synsvinkler.
Etter studieobjekter biologi er delt inn i virologi, bakteriologi, botanikk, zoologi og antropologi.
I henhold til egenskapene til manifestasjonen av levende ting i biologi er det:
1) morfologi- vitenskapen om strukturen til levende organismer;
2) fysiologi- vitenskapen om hvordan organismer fungerer;
3) molekylærtbiologi studerer mikrostrukturen til levende vev og celler;
4) økologi undersøker livsstilen til planter og dyr og deres forhold til miljøet;
5) genetikk utforsker lovene om arv og variasjon.
I henhold til organisasjonsnivået til de levende objektene som studeres, skilles følgende:
1) anatomi studerer den makroskopiske strukturen til dyr;
2) histologi studerer strukturen til vev;
3) cytologi studerer strukturen til levende celler.
Dette mangfoldet av komplekset av biologiske vitenskaper skyldes det ekstraordinære mangfoldet i den levende verden. Til dags dato har biologer oppdaget og beskrevet mer enn 1 million arter av dyr, rundt 500 tusen planter, flere hundre tusen arter av sopp og mer enn 3 tusen arter av bakterier.
Dessuten er dyrelivets verden ikke fullt ut utforsket. Antall ubeskrevne arter er estimert til minst 1 million.
I utviklingen av biologi er det tre hovedstadier:
1) taksonomi(C. Linné);
2) evolusjonær(C. Darwin);
3) biologimikroverden(G. Mendel).
Hver av dem er assosiert med en endring i ideer om den levende verden og selve grunnlaget for biologisk tenkning.
Tre "bilder" av biologi.
Tradisjonell eller naturalistisk biologi.
Studieobjektet for tradisjonell biologi har alltid vært og forblir levende natur i sin naturlige tilstand og udelte integritet.
Tradisjonell biologi har tidlig opprinnelse. De går tilbake til middelalderen, og dens dannelse til en uavhengig vitenskap, kalt "naturalistisk biologi", skjedde på 1700- og 1800-tallet.
Metoden var nøye observasjon og beskrivelse av naturfenomener, hovedoppgaven var deres klassifisering, og det virkelige utsiktene var å etablere mønstrene for deres eksistens, mening og betydning for naturen som helhet.
Den første fasen av naturalistisk biologi ble preget av de første klassifiseringene av dyr og planter. Prinsipper for å gruppere dem i taxa på ulike nivåer ble foreslått. Navnet på C. Linnaeus er assosiert med introduksjonen av binær (betegnelse på slekt og art) nomenklatur, som har overlevd nesten uendret til i dag, samt prinsippet om hierarkisk underordning av taxa og deres navn - klasser, ordener, slekter , arter, varianter. Ulempen med Linnés kunstige system var imidlertid at han ikke ga noen instruksjoner angående kriteriene for slektskap, noe som reduserte verdien av dette systemet.
Mer "naturlig", dvs. reflekterende familiebånd var systemer skapt av botanikere - A. L. Jussier (1748-1836), O. P. Decandolle (1778-1841) og spesielt J. B. Lamarck (1744-1829).
Lamarcks arbeid var bygget på ideen om utvikling fra enkel til kompleks, og hovedspørsmålet var spørsmålet om opprinnelsen til individuelle grupper og familiebåndene mellom dem.
Det skal bemerkes at i løpet av dannelsen av tradisjonell biologi ble det lagt ned en omfattende, som vi sier i dag, systematisk tilnærming til studiet av naturen.
Fysisk-kjemisk eller eksperimentell biologi.
Begrepet "fysiskkjemisk biologi" ble introdusert på 1970-tallet av den organiske kjemikeren Yu. A. Ovchinnikov, en tilhenger av den tette integrasjonen av naturvitenskapene og introduksjonen av moderne presise fysiske og kjemiske metoder i biologien for å studere de elementære nivåene av organiseringen av levende materie - molekylær og supramolekylær .
Konseptet "fysiskkjemisk biologi" er todimensjonalt.
På den ene siden betyr dette konseptet at emnet for studier av fysisk-kjemisk biologi er gjenstander av levende natur studert på molekylært og supramolekylært nivå.
På den annen side er dens opprinnelige betydning bevart: bruk av fysiske og kjemiske metoder for å dechiffrere strukturene og funksjonene til den levende naturen på alle nivåer i organisasjonen.
Selv om denne forskjellen er ganske vilkårlig, anses hovedsaken å være følgende: fysisk og kjemisk biologi bidro mest til biologiens tilnærming til de eksakte fysiske og kjemiske vitenskapene og etableringen av naturvitenskapen som en enhetlig naturvitenskap.
Dette betyr ikke at biologien har mistet sin individualitet. Det motsatte. Studiet av strukturen, funksjonene og selvreproduksjonen av de grunnleggende molekylære strukturene til levende materie, hvis resultater ble reflektert i form av postulater eller aksiomer, fratok ikke biologien sin spesielle posisjon i naturvitenskapens system. Grunnen til dette er at disse molekylære strukturene utfører biologiske funksjoner.
Det skal bemerkes at det ikke finnes en så dyp forbindelse mellom eksperimentelle metoder og teknikker på den ene siden og fremveksten av nye ideer, hypoteser og konsepter på ingen annen naturvitenskapelig område, som i biologi. annen.
Når man vurderer historien til metoder for fysisk og kjemisk biologi, kan man skille mellom fem stadier, som er lokalisert seg imellom i både historisk og logisk rekkefølge. Med andre ord, innovasjoner på ett stadium stimulerte alltid overgangen til det neste.
Hva er disse metodene?
| " |
Kunnskapsdepartementet Den russiske føderasjonen
St. Petersburg Statens institutt Psykologi og sosialt arbeid
Etter disiplin: Konsepter om moderne naturvitenskap
Emne: Biologi i moderne naturvitenskap
Fullført av: 1. års student
Fakultet anvendt psykologi
Modige Karina Yumovna
Krysset av:
Ph.D., førsteamanuensis, avdeling Psykofysiologi og GNI
Bydanova. N.B.
Saint Petersburg
Biologi og dens fag. Biologiens historie.
Tradisjonell eller naturalistisk biologi.
Moderne biologi og fysisk-kjemisk metode.
Evolusjonsbiologi. Historie om evolusjonær undervisning.
Biologi og dens fag. Biologiens historie
Biologi (fra det greske bios - liv, logos - vitenskap) er vitenskapen om livet, de generelle lovene for eksistens og utvikling av levende vesener. Emnet for studien er levende organismer, deres struktur, funksjoner, utvikling, forhold til miljøet og opprinnelse. I likhet med fysikk og kjemi hører den til naturvitenskapene, hvis studiefag er natur.
Selv om begrepet biologi som en spesiell naturvitenskap oppstod på 1800-tallet, biologiske disipliner oppsto tidligere i medisin og naturhistorie. Vanligvis kommer tradisjonen deres fra så gamle vitenskapsmenn som Aristoteles og Galen gjennom de arabiske legene 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 og Ibn-al-Nafiz.
Under renessansen ble den biologiske tanken i Europa revolusjonert av oppfinnelsen av trykking og spredning av trykte verk, interesse for eksperimentell forskning og oppdagelsen av mange nye arter av dyr og planter i løpet av oppdagelsens tidsalder. På denne tiden jobbet fremragende sinn Andrei Vesalius og William Harvey, som la grunnlaget for moderne anatomi og fysiologi. Noe senere gjorde Linnaeus og Buffon en god jobb med å klassifisere formene til levende og fossile skapninger. Mikroskopi åpnet en tidligere ukjent verden av mikroorganismer for observasjon, og la grunnlaget for utviklingen av celleteori. Utviklingen av naturvitenskap, delvis på grunn av fremveksten av mekanistisk filosofi, bidro til utviklingen av naturhistorien.
TIL tidlig XIXårhundre har noen moderne biologiske disipliner, som botanikk og zoologi, nådd faglig nivå. Lavoisier og andre kjemikere og fysikere begynte å samle ideer om levende og livløs natur. Naturforskere som Alexander Humboldt utforsket samspillet mellom organismer og miljøet og dets avhengighet av geografi, og la grunnlaget for biogeografi, økologi og etologi. På 1800-tallet førte utviklingen av evolusjonslæren gradvis til en forståelse av rollen til utryddelse og variabilitet av arter, og celleteorien viste i et nytt lys det grunnleggende i strukturen til levende materie. Kombinert med data fra embryologi og paleontologi, tillot disse fremskrittene Charles Darwin å lage en helhetlig teori om evolusjon gjennom naturlig utvalg. TIL slutten av 1800-talletårhundrer, ga ideene om spontan generering endelig plass til teorien om et smittestoff som et årsak til sykdommer. Men mekanismen for arv av foreldrenes egenskaper forble fortsatt et mysterium.
På begynnelsen av 1900-tallet gjenoppdaget Thomas Morgan og studentene lovene studert på midten av 1800-tallet av Gregor Mendel, hvoretter genetikken begynte å utvikle seg raskt. På 1930-tallet ga kombinasjonen av populasjonsgenetikk og teorien om naturlig utvalg opphav til moderne evolusjonsteori, eller nydarwinisme. Takket være utviklingen av biokjemi ble enzymer oppdaget og et storslått arbeid begynte å beskrive alle metabolske prosesser. Oppdagelsen av DNA-strukturen av Watson og Crick ga en kraftig drivkraft til utviklingen av molekylærbiologi. Det ble fulgt av postuleringen av det sentrale dogmet, dechiffreringen av den genetiske koden, og ved slutten av det 20. århundre - den fullstendige dechiffreringen av den genetiske koden til mennesker og flere andre organismer som er viktigst for medisin og jordbruk. Takket være dette har de nye fagområdene genomikk og proteomikk dukket opp. Selv om økningen i antall disipliner og den ekstreme kompleksiteten til biologifaget har gitt opphav og fortsetter å gi opphav til stadig snevrere spesialisering blant biologer, fortsetter biologi å forbli en enkelt vitenskap, og dataene til hver av de biologiske disiplinene, spesielt genomikk, gjelder for alle andre.
Tradisjonell eller naturalistisk biologi
Dets studieobjekt er levende natur i dens naturlige tilstand og udelte integritet - "Naturens tempel", som Erasmus Darwin kalte det. Opprinnelsen til tradisjonell biologi går tilbake til middelalderen, selv om det her er ganske naturlig å minne om verkene til Aristoteles, som vurderte spørsmål om biologi, biologisk fremgang og prøvde å systematisere levende organismer ("naturstigen"). Dannelsen av biologi til en selvstendig vitenskap - naturalistisk biologi - går tilbake til 1700- og 1800-tallet. Den første fasen av naturalistisk biologi var preget av opprettelsen av klassifiseringer av dyr og planter. Disse inkluderer den velkjente klassifiseringen til K. Linnaeus (1707 - 1778), som er en tradisjonell systematisering av planteverdenen, samt klassifiseringen av J.-B. Lamarck, som brukte en evolusjonær tilnærming til klassifiseringen av planter og dyr. Tradisjonell biologi har ikke mistet sin betydning selv i dag. Som bevis siterer de økologiens posisjon blant de biologiske vitenskapene og også i alle naturvitenskapene. Dens posisjon og autoritet er for tiden ekstremt høy, og den er først og fremst basert på tradisjonell biologis prinsipper, siden den studerer organismenes forhold til hverandre (biotiske faktorer) og med miljøet (abiotiske faktorer).
Moderne biologi og fysiokjemiske metoder
Gjennom historien til utviklingen av biologi har fysiske og kjemiske metoder vært de viktigste verktøyene for å studere biologiske fenomener og prosesser i levende natur. Betydningen av å introdusere slike metoder i biologien bekreftes av eksperimentelle resultater oppnådd vha moderne metoder forskning med opphav i relaterte grener av naturvitenskap - fysikk og kjemi. I denne forbindelse er det ingen tilfeldighet at et nytt begrep "fysisk og kjemisk biologi" på 1970-tallet dukket opp i det innenlandske vitenskapelige leksikonet. Utseendet til dette begrepet indikerer ikke bare syntesen av fysisk, kjemisk og biologisk kunnskap, men også et kvalitativt nytt nivå av utvikling av naturvitenskap, der det absolutt er gjensidig støtte for dens individuelle grener. Fysisk-kjemisk biologi bidrar til biologiens tilnærming til de eksakte vitenskapene - fysikk og kjemi, samt etablering av naturvitenskap som en enhetlig naturvitenskap.
Samtidig fratar ikke studiet av strukturen, funksjonene og reproduksjonen av de grunnleggende molekylære strukturene til levende materie biologien dens individualitet og spesielle posisjon i naturvitenskapen, siden molekylære strukturer er utstyrt med biologiske funksjoner og har en veldig spesifikk spesifisitet. .
Innføringen av fysiske og kjemiske metoder bidro til utviklingen av eksperimentell biologi, hvis opprinnelse var fremtredende forskere: C. Bernard (1813-1878), G. Helmholtz (1821-1894), L. Pasteur (1822-1895), JEG ER. Sechenov (1829-1905), I.P. Pavlov (1849-1936), S.N. Vinogradsky (1856-1953), K.A. Timiryazev (1843-1920), I.I. Mechnikov (1845-1916) og mange andre.
Eksperimentell biologi forstår essensen av livsprosesser hovedsakelig ved å bruke presise fysiske og kjemiske metoder, mens de noen ganger tyr til oppdeling av biologisk integritet, det vil si en levende organisme for å trenge inn i hemmelighetene til dens funksjon.
Moderne eksperimentell biologi har bevæpnet seg med de nyeste metodene som lar oss trenge inn i den submikroskopiske, molekylære og supramolekylære verden av levende natur. Vi kan nevne flere mye brukte metoder: metoden for isotopindikatorer, metoder for røntgendiffraksjonsanalyse og elektronmikroskopi, fraksjoneringsmetoder, metoder for intravital analyse, etc. La oss gi dem Kort beskrivelse.
Isotopsporingsmetoden, tidligere kalt tracermetoden, ble foreslått kort tid etter oppdagelsen av radioaktivitet. Dens essens ligger i det faktum at ved hjelp av radioaktive (merkede) atomer introdusert i kroppen, kan bevegelsen og transformasjonen av stoffer i kroppen spores.
Ved å bruke denne metoden var det mulig å etablere dynamikken til metabolske prosesser, overvåke deres innledende, mellomliggende og siste stadier og identifisere påvirkningen av individuelle strukturer i kroppen på prosessforløpet. Isotopsporingsmetoden lar en studere metabolske prosesser i en levende organisme. Dette er en av fordelene. Konstant fornyelse av proteiner og membraner, biosyntese av proteiner og nukleinsyrer, intermediær metabolisme av karbohydrater og fett, samt mange andre viktige mikroprosesser ble oppdaget ved hjelp av denne metoden.
Røntgenstrukturanalyse har vist seg å være svært effektiv for å studere strukturene til makromolekyler som ligger til grunn for livsaktiviteten til levende organismer. Han gjorde det mulig å etablere den dobbelttrådete strukturen (dobbel helix) til informasjonsbærermolekyler og den filamentøse strukturen til proteiner. Med bruken av røntgendiffraksjonsstudier ble molekylærbiologi født.
Mulighetene for molekylærbiologi har utvidet seg betydelig ved bruk av elektronmikroskopiske studier, som har gjort det mulig å etablere flerlagsstrukturen til kappen av nervefibre bestående av alternerende protein- og lipidlag. Elektronmikroskopiske observasjoner gjorde det mulig å dechiffrere den molekylære organisasjonen til en levende celle og mekanismen for membranfunksjon, på grunnlag av hvilken den moderne membranteorien ble skapt på begynnelsen av 50-tallet; dens grunnleggere var de engelske fysiologene A. Hodgkin (1914-1994), A. Huxley (f. 1917) og den australske fysiologen J. Eccles.
Membranteorien har viktig generell biologisk betydning. Dens essens er som følger. På begge sider av membranen, på grunn av motstrømmen av kalium- og natriumioner, skapes en potensiell forskjell. Denne prosessen er ledsaget av eksitasjon og depolarisering av den tidligere hvilende polariserte membranen og en endring i tegnet på dets elektriske potensial. Endringen i potensialforskjell er den samme for alle membransystemer. Det gir samtidig funksjonene til barrierer og særegne pumpemekanismer. Slike funksjoner til membransystemer bidrar til aktiv penetrasjon av stoffer både i og utenfor cellen. På grunn av membranene oppnås også romlig isolasjon strukturelle elementer kropp.
Oppdagelsen av strukturen til membransystemer og mekanismen for deres funksjon er en stor prestasjon ikke bare innen biologi, men også innen naturvitenskap generelt.
I fysiokjemisk biologi er ulike fraksjoneringsmetoder basert på et eller annet fysisk eller kjemisk fenomen mye brukt. En ganske effektiv fraksjoneringsmetode ble foreslått av den russiske biologen og biokjemikeren M.S. Farge (1872-1919). Essensen av metoden hans er separasjon av en blanding av stoffer basert på absorpsjon av overflaten faste stoffer komponenter i den separerte blandingen, på ionebytting og på dannelsen av utfelling.
Radiospektroskopi, høyhastighets røntgendiffraksjonsanalyse, ultralydsondering og mange andre moderne forskningsverktøy utgjør arsenalet av intravitale analysemetoder. Alle disse metodene er ikke bare mye brukt i fysisk og kjemisk biologi, men også tatt i bruk av moderne medisin. I dag kan ikke en eneste klinisk institusjon klare seg uten fluoroskopisk, ultralyd og annet utstyr som gjør det mulig å bestemme strukturelle og noen ganger funksjonelle endringer i kroppen uten å skade pasienten.
Den eksperimentelle teknikken til moderne fysisk og kjemisk biologi inkluderer nødvendigvis visse beregningsverktøy som i stor grad letter det arbeidskrevende arbeidet til eksperimentøren og lar en få mer pålitelig informasjon om egenskapene til det levende objektet som studeres.
Trekk moderne fysisk og kjemisk biologi - dens raske utvikling. Det er vanskelig å liste opp alle prestasjonene hennes, men noen av dem fortjener spesiell oppmerksomhet. I 1957 ble tobakksmosaikkviruset rekonstruert fra dets bestanddeler. I 1968-1971 Kunstig syntese av et gen for ett av transportmolekylene ble utført ved å sekvensielt introdusere nye nukleotider i reagensrøret med genet som ble syntetisert. Resultatene fra studier på dechiffrering av den genetiske koden viste seg å være svært viktig: det ble vist at når kunstig syntetiserte molekyler introduseres i et cellefritt system, det vil si et system uten en levende celle, oppdages informasjonsseksjoner bestående av tre påfølgende nukleotider, som er diskrete enheter av den genetiske koden. Forfatterne av dette arbeidet er amerikanske biokjemikere M. Nirenberg (f. 1927), X. Korana (f. 1922) og R. Holley (f. 1922).
Dekoding forskjellige typer selvregulering er også en viktig prestasjon av fysiokjemisk biologi. Selvregulering som en karakteristisk egenskap ved levende natur manifesterer seg i ulike former, for eksempel overføring av arvelig informasjon - den genetiske koden; regulering av proteinbiosyntetiske prosesser (enzymer) avhengig av substratets natur og under kontroll av en genetisk mekanisme; regulering av hastigheter og retninger av enzymatiske prosesser; regulering av vekst og morfogenese, dvs. dannelse av strukturer ulike nivåer organisasjoner; regulering av analyse- og kontrollfunksjonene til nervesystemet.
Levende organismer er et svært komplekst objekt for forskning. Men likevel lar moderne tekniske midler oss trenge dypere og dypere inn i hemmelighetene til levende materie.
Evolusjonsbiologi. Historie om evolusjonær undervisning
Evolusjonsbiologi er en gren av biologien som studerer arters opprinnelse fra felles forfedre, arv og variasjon av deres egenskaper, reproduksjon og mangfold av former i en historisk kontekst.
Evolusjonslære (biol.) - et kompleks av kunnskap om den historiske utviklingen (evolusjonen) av levende natur. Evolusjonær undervisning omhandler analyse av dannelsen av tilpasning (tilpasninger), utviklingen av individuell utvikling av organismer, faktorer som styrer evolusjonen og spesifikke veier historisk utvikling individuelle grupper av organismer og den organiske verden som helhet. Grunnlaget for evolusjonslære er evolusjonsteori. Evolusjonslære inkluderer også begrepene om livets opprinnelse og menneskets opprinnelse.
De første ideene om utviklingen av livet, inneholdt i verkene til Empedocles, Demokritos, Lucretius Cara og andre eldgamle filosofer, var i naturen av strålende gjetninger og ble ikke underbygget av biologiske fakta. På 1700-tallet ble transformisme dannet i biologien - læren om variabiliteten til dyre- og plantearter, i motsetning til kreasjonisme, basert på konseptet om guddommelig skapelse og arters uforanderlighet. De mest fremtredende transformistene i andre halvdel av 1700- og første halvdel av 1800-tallet - J. Buffon og E. J. Saint-Hilaire i Frankrike, E. Darwin i England, J. W. Goethe i Tyskland, C. F. Roulier i Russland - underbygget hovedsakelig foranderlighetsarter av to fakta: tilstedeværelsen av overgangsformer mellom nært beslektede arter og enheten i strukturplanen til organismer av store grupper av dyr og planter. Imidlertid vurderte de ikke årsakene og faktorene til artsendringer.
Det første forsøket på å skape en helhetlig evolusjonsteori tilhører den franske naturforskeren J.B. Lamarck, som skisserte ideene hans om evolusjonens drivkrefter i sin «Zoologiens filosofi» (1809). I følge Lamarck skjer overgangen fra lavere livsformer til høyere – Gradering – som et resultat av organismenes immanente og universelle ønske om perfeksjon. Lamarck forklarte mangfoldet av arter på hvert organisasjonsnivå ved graderingsmodifiserende påvirkning av miljøforhold. I følge Lamarcks første «lov» fører trening av organer til deres progressive utvikling, og mangel på trening fører til reduksjon; I henhold til den andre "loven" er resultatene av trening og ikke-trening av organer, med tilstrekkelig varighet av eksponering, fiksert i arven til organismer og overføres videre fra generasjon til generasjon, uavhengig av miljøpåvirkningene som forårsaket dem . Lamarcks "lover" er basert på den feilaktige ideen om at naturen er preget av et ønske om forbedring og arv av ervervede egenskaper av organismer.
De sanne evolusjonsfaktorene ble avslørt av Charles Darwin, og skapte dermed en vitenskapelig basert evolusjonsteori (satt i boken "The Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favored Breeds in the Struggle for Life," 1859) . Drivkreftene til evolusjonen, ifølge Darwin, er: ubestemt variasjon - det arvelig bestemte mangfoldet av organismer i hver populasjon av enhver art, kampen for tilværelsen, der mindre tilpassede organismer dør eller elimineres fra reproduksjon, og naturlig utvalg - overlevelse av mer tilpassede individer, som et resultat av at de akkumuleres og fordelaktige arvelige endringer oppsummeres og nye tilpasninger oppstår. Lamarckisme og darwinisme i tolkningen av evolusjon er diametralt motsatte: Lamarckisme forklarer evolusjon ved tilpasning, og darwinisme forklarer tilpasning ved evolusjon. I tillegg til lamarckismen er det en rekke andre begreper som benekter viktigheten av seleksjon, som f.eks drivkraft utvikling. Utviklingen av biologi bekreftet riktigheten av Darwins teori. Derfor, i moderne biologi, blir begrepene "darwinisme" og "evolusjonær lære" ofte brukt som synonymer. Begrepet "syntetisk evolusjonsteori" har også nær betydning, noe som understreker kombinasjonen av hovedbestemmelsene i Darwins teori, genetikk og en rekke evolusjonære generaliseringer fra andre områder av biologien.
Utviklingen av genetikk har gjort det mulig å forstå mekanismen for fremveksten av usikker arvelig variasjon, som gir materiale for evolusjon. Dette fenomenet er basert på vedvarende endringer i arvelige strukturer - Mutasjoner. Mutasjonsvariabilitet er ikke rettet: nye mutasjoner er ikke tilstrekkelige for miljøforhold og forstyrrer som regel allerede eksisterende tilpasninger. For organismer som ikke har en dannet kjerne, fungerer mutasjonsvariabilitet som hovedmaterialet for evolusjon. For organismer hvis celler har en dannet kjerne, er kombinativ variasjon - kombinasjonen av gener under seksuell reproduksjon - av stor betydning. Den elementære enheten for evolusjon er befolkningen. Den relative isolasjonen av populasjoner fører til deres reproduktive isolasjon – begrenser friheten til avling av individer fra forskjellige populasjoner. Reproduktiv isolasjon sikrer det unike ved Gene Pool - den genetiske sammensetningen av hver populasjon - og dermed muligheten for dens uavhengige evolusjon. I prosessen med kamp for tilværelsen manifesteres det biologiske mangfoldet til individene som utgjør en populasjon, bestemt av kombinativ og mutasjonsvariabilitet. I dette tilfellet dør noen individer, mens andre overlever og formerer seg. Som et resultat av naturlig seleksjon blir nye mutasjoner kombinert med genene til individer som allerede er selektert, deres fenotypiske uttrykk endres, og nye tilpasninger oppstår på grunnlag av dem. Dermed er det seleksjon som er den viktigste drivende faktoren i evolusjonen, som forårsaker fremveksten av nye tilpasninger, transformasjon av organismer og artsdannelse. Utvelgelse kan manifestere seg i forskjellige former: stabilisere, sikre bevaring av allerede dannede tilpasninger under uendrede miljøforhold, kjøring, eller ledende, som fører til utvikling av nye tilpasninger, og forstyrrende, eller bryte, forårsaker fremveksten av polymorfisme med flerveis endringer i befolkningens habitat.
I moderne evolusjonær undervisning har ideen om evolusjonære faktorer blitt beriket ved å identifisere befolkningen som elementær enhet evolusjon, teorien om isolasjon og utdypingen av teorien om naturlig utvalg. Analyse av isolasjon som en faktor som gir en økning i mangfoldet av livsformer ligger til grunn moderne ideer om arter og artsstruktur. Allopatrisk spesiasjon assosiert med spredning av arten og geografisk isolasjon av marginale populasjoner har blitt mest fullstendig studert. Mindre studert er sympatrisk artsdannelse forårsaket av økologisk, kronologisk eller etologisk (atferdsmessig) isolasjon. Evolusjonsprosesser som forekommer innenfor en art og kulminerer med artsdannelse, kombineres ofte under det generelle navnet mikroevolusjon. Makroevolusjon er den historiske utviklingen av grupper av organismer (taxa) av supraspesifikk rang. Utviklingen av supraspesifikke taxa er resultatet av artsdannelse som skjer under påvirkning av naturlig utvalg. Imidlertid gjør bruken av ulike tidsskalaer (utviklingen av store taxaer består av mange stadier av artsdannelse) og studiemetoder (bruk av paleontologiske data, komparativ morfologi, embryologi, etc.) det mulig å identifisere mønstre som unngår studiet av mikroevolusjon. De viktigste oppgavene til begrepet makroevolusjon er analysen av forholdet mellom den individuelle og historiske utviklingen av organismer, analysen av fylogenesens mønstre og hovedretningene i evolusjonsprosessen. I 1866 formulerte den tyske naturforskeren E. Haeckel den biogenetiske loven, ifølge hvilken stadiene av fylogenese til en gitt systematisk gruppe gjentas kort i ontogenesen. Mutasjoner vises i fenotypen til en voksen organisme som et resultat av det faktum at de endrer prosessene for dens ontogenese. Derfor fører naturlig utvalg av voksne individer til utviklingen av ontogenetiske prosesser - gjensidig avhengighet av utviklende organer, kalt ontogenetiske korrelasjoner av I. I. Shmalgauzen. Omstruktureringen av systemet med ontogenetiske korrelasjoner under påvirkning av drivende seleksjon fører til forekomsten av endringer - fylembryogenese, gjennom hvilke nye egenskaper til organismer dannes under fylogenese. I tilfelle det skjer en endring på det siste stadiet av organutvikling, skjer videre utvikling av forfedres organer; Det er også avvik i ontogenese på mellomstadier, som fører til omstrukturering av organer; endringer i dannelsen og utviklingen av tidlige rudimenter kan føre til fremveksten av organer som var fraværende i forfedrene. Imidlertid fører utviklingen av ontogenetiske korrelasjoner under påvirkning av stabiliserende seleksjon til bevaring av bare de korrelasjonene som mest pålitelig støtter ontogeniprosessene. Disse korrelasjonene er rekapitulasjoner - repetisjoner i ontogenesen til etterkommere av de fylogenetiske tilstandene til deres forfedre; takket være dem er den biogenetiske loven sikret. Retningen til fylogeni for hver systematisk gruppe bestemmes av det spesifikke forholdet mellom miljøet der utviklingen av et gitt takson finner sted og dets organisering. Divergens (divergens av tegn) av to eller flere taxa som oppstår fra en felles stamfar skyldes forskjeller i miljøforhold; den begynner på populasjonsnivå, forårsaker en økning i antall arter og fortsetter på nivå med supraspesifikke taxa. Det er divergerende evolusjon (som bestemmer det taksonomiske mangfoldet av levende vesener. Parallell evolusjon er mindre vanlig. Det forekommer i tilfeller der de opprinnelig divergerende taxaene forblir i lignende miljøforhold og utvikler lignende tilpasninger på grunnlag av en lignende organisasjon arvet fra en felles stamfar Konvergens (konvergens av karakterer) oppstår i tilfeller der ikke-relaterte taxa tilpasser seg de samme forholdene. Biologisk fremgang kan oppnås gjennom en generell økning i organisasjonsnivået, noe som fører til at organismer tilpasses miljøforhold bredere og mer mangfoldig enn de der deres forfedre levde. Slike endringer - aromorfoser - forekommer sjelden og nødvendigvis viker for Allomorphoses - divergens og tilpasning til mer spesifikke forhold i prosessen med å mestre et nytt habitat. Utviklingen av smale tilpasninger i fylogenien til en gruppe fører til spesialisering. 4 hovedtyper av spesialisering identifisert av Schmalhausen - Telomorphosis, Hypomorphosis, Hypermorphosis og Catamorphosis - skiller seg i arten av tilpasninger, men alle fører til en nedgang i utviklingstakten og, på grunn av tap av multifunksjonalitet av organene til spesialiserte dyr, til en reduksjon i evolusjonær plastisitet. Hvis stabile miljøforhold opprettholdes, kan spesialiserte arter eksistere på ubestemt tid. Dette er hvordan "levende fossiler" oppstår, for eksempel mange slekter av bløtdyr og brachiopoder som har eksistert fra Kambrium til i dag. Ved plutselige endringer i levekår dør spesialiserte arter ut, mens mer fleksible klarer å tilpasse seg disse endringene.
Evolusjonslæren og hovedsakelig dens teoretiske kjerne - evolusjonsteori - tjener både som en viktig naturvitenskapelig begrunnelse for dialektisk materialisme og en av metodisk grunnlag moderne biologi.
Bibliografi:
1. Biologi. Stor encyklopedisk ordbok/ Ansvarlig redaktør M.S. Gilyarov. 3. utg. 1998
2. Stor Sovjetisk leksikon 1970
3. Kuznetsov V.I., Idlis G.M., Gutina V.N. Naturvitenskap. M., 1996
4. Karpenkov S.Kh. Konsepter om moderne naturvitenskap. 6. utg., revidert. og tillegg - M.: Høyere. skole, 2003.
Dette er vitenskapen om livet. For tiden representerer det helheten av vitenskaper om levende natur.
Biologi studerer alle livets manifestasjoner: struktur, funksjoner, utvikling og opprinnelse levende organismer, deres forhold i naturlige samfunn med miljøet og med andre levende organismer.
Siden mennesket begynte å innse sin forskjell fra dyreverdenen, begynte han å studere verden rundt seg.
Til å begynne med var livet hans avhengig av det. Til primitive mennesker det var nødvendig å vite hvilke levende organismer som kunne spises, brukes som medisin, til å lage klær og boliger, og hvilke av dem som var giftige eller farlige.
Med utviklingen av sivilisasjonen, var mennesket i stand til å tillate seg luksusen av å engasjere seg i vitenskap for pedagogiske formål.
Forskning Kulturene til gamle folkeslag viste at de hadde omfattende kunnskap om planter og dyr og brukte dem mye i hverdagen.
Moderne biologi - kompleks vitenskapen, som er preget av gjensidig gjennomtrenging av ideer og metoder fra ulike biologiske disipliner, så vel som andre vitenskaper - først og fremst fysikk, kjemi og matematikk.
Hovedretninger for utvikling av moderne biologi. For tiden kan tre retninger innen biologi grovt skilles.
For det første er dette klassisk biologi. Det er representert av naturvitere som studerer mangfoldet av levende ting. natur. De observerer og analyserer objektivt alt som skjer i den levende naturen, studerer levende organismer og klassifiserer dem. Det er feil å tro at i klassisk biologi er alle oppdagelser allerede gjort.
I andre halvdel av 1900-tallet. ikke bare mange nye arter ble beskrevet, men også store taxa ble oppdaget, opp til riker (Pogonophora) og til og med superriker (Archebacteria eller Archaea). Disse oppdagelsene tvang forskerne til å ta et nytt blikk på helheten utviklingshistorie levende natur, For ekte naturvitere er naturen sin egen verdi. Hvert hjørne av planeten vår er unikt for dem. Derfor er de alltid blant dem som akutt føler faren for naturen rundt oss og aktivt tar til orde for beskyttelsen av den.
Den andre retningen er evolusjonsbiologi.
På 1800-tallet forfatteren av teorien om naturlig utvalg, Charles Darwin, begynte som en vanlig naturforsker: han samlet, observerte, beskrev, reiste og avslørte hemmelighetene til levende natur. Imidlertid er hovedresultatet av det arbeid Det som gjorde ham til en kjent vitenskapsmann var teorien som forklarte organisk mangfold.
For tiden fortsetter studiet av utviklingen av levende organismer aktivt. Syntesen av genetikk og evolusjonsteori førte til opprettelsen av den såkalte syntetiske evolusjonsteorien. Men selv nå er det fortsatt mye uløste problemer, svarene som evolusjonsforskere leter etter.
Opprettet på begynnelsen av 1900-tallet. vår fremragende biolog Alexander Ivanovich Oparin var den første vitenskapelig teori livets opprinnelse var rent teoretisk. Foreløpig under aktiv eksperimentelle studier dette problemet og takket være bruken av avanserte fysiske og kjemiske metoder har allerede blitt gjort viktige funn og vi kan forvente nye interessante resultater.
Nye oppdagelser gjorde det mulig å supplere teorien om antropogenese. Men overgangen fra dyreverdenen til mennesker er fortsatt et av biologiens største mysterier.
Den tredje retningen er fysisk og kjemisk biologi, som studerer strukturen til levende objekter ved hjelp av moderne fysiske og kjemiske metoder. Dette er et område av biologi i rask utvikling, viktig både teoretisk og praktisk. Det er trygt å si at nye funn venter på oss innen fysisk og kjemisk biologi som vil tillate oss å løse mange problemer menneskeheten står overfor.
Utvikling av biologi som vitenskap. Moderne biologi har sine røtter i antikken og er assosiert med utviklingen av sivilisasjonen i middelhavslandene. Vi kjenner navnene på mange fremragende forskere som har bidratt til utviklingen av biologi. La oss nevne noen av dem.
Hippokrates (460 - ca. 370 f.Kr.) ga den første relativt detaljerte beskrivelsen av strukturen til mennesker og dyr, og pekte på miljøets og arvelighetens rolle i forekomsten av sykdommer. Han regnes som grunnleggeren av medisinen.
Aristoteles (384-322 f.Kr.) delte seg verden inn i fire riker: den livløse verden av jord, vann og luft; verden av planter; dyreverdenen og menneskeverdenen. Han beskrev mange dyr og la grunnlaget for taksonomi. De fire biologiske avhandlingene han skrev inneholdt nesten all informasjon om dyr kjent på den tiden. Aristoteles sine fortjenester er så store at han regnes som zoologiens grunnlegger.
Theophrastus (372-287 f.Kr.) studerte planter. Han beskrev mer enn 500 plantearter, ga informasjon om strukturen og reproduksjonen til mange av dem, og introduserte mange botaniske termer i bruk. Han regnes som grunnleggeren av botanikken.
Guy Plinius den eldste (23-79) samlet informasjon om levende organismer kjent på den tiden og skrev 37 bind av Natural History encyclopedia. Nesten fram til middelalderen var dette leksikonet hovedkilden til kunnskap om naturen.
Claudius Galen i sin Vitenskapelig forskning gjort utstrakt bruk av pattedyrdisseksjoner. Han var den første som laget en komparativ anatomisk beskrivelse av menneske og ape. Studerte sentralt og perifert nervesystemet. Vitenskapshistorikere anser ham som antikkens siste store biolog.
I middelalderen var den dominerende ideologien religion. Som andre vitenskaper, hadde biologi i denne perioden ennå ikke dukket opp som et selvstendig felt og eksisterte i den generelle hovedstrømmen av religiøse og filosofiske synspunkter. Og selv om akkumuleringen av kunnskap om levende organismer fortsatte, kan biologi som vitenskap i den perioden kun snakkes betinget.
Renessansen er en overgang fra middelalderens kultur til moderne tids kultur. Datidens radikale sosioøkonomiske transformasjoner ble ledsaget av nye oppdagelser innen vitenskapen.
Den mest kjente vitenskapsmannen i denne epoken, Leonardo da Vinci (1452 - 1519), ga et visst bidrag til utviklingen av biologi.
Han studerte fuglenes flukt, beskrev mange planter, måter å forbinde bein i leddene, hjertets aktivitet og øyets visuelle funksjon, likheten mellom menneske- og dyrebein.
I andre halvdel av 1400-tallet. naturvitenskapelig kunnskap begynner å utvikle seg raskt. Dette ble tilrettelagt av geografiske funn, som gjorde det mulig å utvide informasjonen om dyr og planter betydelig. Den raske akkumuleringen av vitenskapelig kunnskap om levende organismer førte til oppdelingen av biologi i separate vitenskaper.
I XVI-XVII århundrer. Botanikk og zoologi begynte å utvikle seg raskt.
Oppfinnelsen av mikroskopet (begynnelsen av 1600-tallet) gjorde det mulig å studere den mikroskopiske strukturen til planter og dyr. Mikroskopisk små levende organismer - bakterier og protozoer - ble oppdaget, usynlige for det blotte øye.
Carl Linnaeus ga et stort bidrag til utviklingen av biologi, og foreslo et system for klassifisering av dyr og planter,
Karl Maksimovich Baer (1792-1876) formulerte i sine arbeider de grunnleggende prinsippene for teorien om homologe organer og loven om germinal likhet, som la det vitenskapelige grunnlaget for embryologi.
I 1808 reiste Jean Baptiste Lamarck i sitt arbeid "Zoologiens filosofi" spørsmålet om årsakene og mekanismene til evolusjonære transformasjoner og skisserte den første evolusjonsteorien.
Celleteorien spilte en enorm rolle i utviklingen av biologi, som vitenskapelig bekreftet enheten i den levende verden og fungerte som en av forutsetningene for fremveksten av Charles Darwins evolusjonsteori. Forfatterne av celleteorien regnes for å være zoologen Theodor Ivann (1818-1882) og botanikeren Matthias Jakob Schleiden (1804-1881).
Basert på en rekke observasjoner publiserte Charles Darwin sitt hovedverk i 1859, "On the Origin of Species by Natural Selection or the Preservation of Favored Breeds in the Struggle for Life", der han formulerte de grunnleggende prinsippene for evolusjonsteorien, foreslått. evolusjonsmekanismer og måter for evolusjonære transformasjoner av organismer.
På 1800-tallet Takket være arbeidet til Louis Pasteur (1822-1895), Robert Koch (1843-1910) og Ilya Ilyich Mechnikov, tok mikrobiologien form som en uavhengig vitenskap.
Det 20. århundre begynte med gjenoppdagelsen av Gregor Mendels lover, som markerte begynnelsen på utviklingen av genetikk som vitenskap.
På 40-50-tallet av XX-tallet. i biologi begynte ideer og metoder innen fysikk, kjemi, matematikk, kybernetikk og andre vitenskaper å bli mye brukt, og mikroorganismer ble brukt som gjenstander for forskning. Som et resultat oppsto biofysikk, biokjemi, molekylærbiologi, strålingsbiologi, bionikk etc. og begynte raskt å utvikle seg som selvstendige vitenskaper Forskning i verdensrommet bidro til fremveksten og utviklingen av rombiologi.
På 1900-tallet en retning av anvendt forskning dukket opp - bioteknologi. Denne retningen vil utvilsomt utvikle seg raskt i det 21. århundre. Du vil lære mer om denne retningen for utvikling av biologi når du studerer kapittelet "Grunnleggende for seleksjon og bioteknologi."
For tiden brukes biologisk kunnskap i alle sfærer av menneskelig aktivitet: i industri og landbruk, medisin og energi.
Økologisk forskning er ekstremt viktig. Vi begynte endelig å innse at den skjøre balansen som finnes på vår lille planet lett kan ødelegges. Menneskeheten står overfor en enorm oppgave - å bevare biosfæren for å opprettholde betingelsene for eksistens og utvikling av sivilisasjonen. Det er umulig å løse det uten biologisk kunnskap og spesiell forskning. Dermed har biologi nå blitt en reell produktiv kraft og rasjonell vitenskapelig grunnlag forholdet mellom menneske og natur.
Klassisk biologi. Evolusjonsbiologi. Fysisk-kjemisk biologi.
1. Hvilke retninger i utviklingen av biologi kan du trekke frem?
2. Hvilke store vitenskapsmenn fra antikken ga et betydelig bidrag til utviklingen av biologisk kunnskap?
3. Hvorfor kunne man i middelalderen kun snakke betinget om biologi som vitenskap?
4. Hvorfor regnes moderne biologi som en kompleks vitenskap?
5. Hva er biologiens rolle i Moderne samfunn?
6. Forbered en melding om ett av følgende emner:
7. Biologiens rolle i det moderne samfunn.
8. Biologiens rolle i romforskning.
9. Den biologiske forskningens rolle i moderne medisin.
10. Rollen til fremragende biologer - våre landsmenn i utviklingen av verdensbiologien.
Hvor mye forskernes syn på mangfoldet av levende ting har endret seg, kan demonstreres ved eksemplet med inndelingen av levende organismer i riker. Tilbake på 40-tallet av 1900-tallet ble alle levende organismer delt inn i to riker: Planter og dyr. Planteriket omfattet også bakterier og sopp. Senere førte en mer detaljert studie av organismer til identifiseringen av fire riker: Prokaryoter (bakterier), sopp, planter og dyr. Dette systemet gis i skolebiologi.
I 1959 ble det foreslått å dele verden av levende organismer i fem riker: prokaryoter, protister (protozoer), sopp, planter og dyr.
Dette systemet er ofte sitert i biologisk (spesielt oversatt) litteratur.
Andre systemer har blitt utviklet og fortsetter å bli utviklet, inkludert 20 eller flere riker. For eksempel er det foreslått å skille mellom tre superriker: Prokaryoter, Archaea (Arkebakterier) og Eukaryoter. Hvert superrike inkluderer flere riker.
Kamensky A. A. Biologi 10-11 klasse
Innsendt av lesere fra nettsiden
Nettbibliotek med studenter og bøker, timeplaner fra 10. klasse biologi, bøker og lærebøker i henhold til kalenderplanen for planlegging av biologi 10. klasse
Leksjonens innhold leksjonsnotater og støtteramme leksjonspresentasjon interaktive teknologier akselerator undervisningsmetoder Øve på tester, testing av nettbaserte oppgaver og øvelser med lekseverksteder og treningsspørsmål for klassediskusjoner Illustrasjoner video- og lydmaterialer fotografier, bilder, grafer, tabeller, diagrammer, tegneserier, lignelser, ordtak, kryssord, anekdoter, vitser, sitater TilleggBiologiens rolle i moderne virkelighet er vanskelig å overvurdere, fordi den studerer i detalj alle dens manifestasjoner. For tiden kombinerer denne vitenskapen slike viktige konsepter som evolusjon, genetikk, homeostase og energi. Dens funksjoner inkluderer studiet av utviklingen av alle levende ting, nemlig: strukturen til organismer, deres oppførsel, samt forhold til hverandre og forholdet til miljøet.
Betydningen av biologi i menneskelivet blir tydelig hvis vi trekker en parallell mellom hovedproblemene i et individs liv, for eksempel helse, ernæring og valg av optimale levekår. I dag er det mange vitenskaper som har skilt seg fra biologi, og blitt ikke mindre viktige og uavhengige. Disse inkluderer zoologi, botanikk, mikrobiologi og virologi. Av disse er det vanskelig å skille ut de mest betydningsfulle; de representerer alle et kompleks av verdifull grunnleggende kunnskap akkumulert av sivilisasjonen.
Fremragende forskere arbeidet innen dette kunnskapsfeltet, som Claudius Galen, Hippokrates, Carl Linnaeus, Charles Darwin, Alexander Oparin, Ilya Mechnikov og mange andre. Takket være deres oppdagelser, spesielt studiet av levende organismer, dukket vitenskapen om morfologi opp, så vel som fysiologi, som samlet kunnskap om systemene til organismer til levende vesener. Genetikk har spilt en uvurderlig rolle i utviklingen av arvelige sykdommer.
Biologi har blitt et solid fundament innen medisin, sosiologi og økologi. Det er viktig at denne vitenskapen, som enhver annen, ikke er statisk, men hele tiden oppdateres med ny kunnskap, som transformeres i form av nye biologiske teorier og lover.
Biologiens rolle i det moderne samfunnet, og spesielt i medisinen, er uvurderlig. Det var med dens hjelp at metoder for å behandle bakteriologiske og raskt spredende virussykdommer ble funnet. Hver gang vi tenker på biologiens rolle i det moderne samfunn, husker vi at det var takket være heltemoten til medisinske biologer at sentre for forferdelige epidemier forsvant fra planeten Jorden: pest, kolera, miltbrann, kopper og andre ikke mindre livstruende mennesker sykdommer.
Vi kan trygt si, basert på fakta, at biologiens rolle i det moderne samfunnet vokser kontinuerlig. Det er umulig å forestille seg moderne liv uten seleksjon, genetisk forskning, produksjon av nye matprodukter, samt miljøvennlige energikilder.
Hovedbetydningen av biologi er at den representerer grunnlaget og det teoretiske grunnlaget for mange lovende vitenskaper, som genteknologi og bionikk. Hun eier en stor oppdagelse - avkoding En retning som bioteknologi ble også skapt på grunnlag av kunnskap kombinert i biologi. For tiden gjør teknologier av denne art det mulig å lage trygge medisiner for forebygging og behandling som ikke skader kroppen. Som et resultat er det mulig å øke ikke bare forventet levealder, men også kvaliteten.
Biologiens rolle i det moderne samfunn ligger i det faktum at det er områder hvor kunnskapen rett og slett er nødvendig, for eksempel farmasøytisk industri, gerontologi, kriminologi, Jordbruk, konstruksjon og romutforskning.
Den ustabile miljøsituasjonen på jorden krever en nytenkning av produksjonsaktiviteter, og biologiens betydning i menneskelivet beveger seg til et nytt nivå. Hvert år blir vi vitner til store katastrofer som rammer både de fattigste og høyt utviklede landene. De er i stor grad forårsaket av veksten av urimelig bruk av energikilder, samt eksisterende økonomiske og sosiale motsetninger i det moderne samfunnet.
Nåtiden indikerer tydelig for oss at selve sivilisasjonens fortsatte eksistens bare er mulig hvis det er harmoni i. Bare overholdelse av biologiske lover, samt den utbredte bruken av progressiv bioteknologi basert på økologisk tenkning, vil sikre naturlig trygg sameksistens for alle innbyggere i planeten uten unntak.
Biologiens rolle i det moderne samfunnet kommer til uttrykk ved at den nå har forvandlet seg til en reell kraft. Takket være hennes kunnskap er velstanden til planeten vår mulig. Det er derfor, på spørsmålet om hvilken rolle biologi har i det moderne samfunn, kan svaret være dette - det er den dyrebare nøkkelen til harmoni mellom natur og menneske.
Laster inn...