Развитие биологической науки

Материал из Vladimir

Перейти к: навигация, поиск

Содержание

Развитие биологической науки.

Современная биология представляет собой комплекс наук, изучающих живую природу как особую форму движения материи, законы ее существования и развития. В настоящее время биология характеризуется высочайшей специализацией составляющих ее дисциплин и одновременно тесным их взаимодействием.

В процессе обобщения результатов биологических исследований формируется биологическая картина мира как система фактов, понятий, идей, концепций о строении, функционировании, развитии и самовоспроизведении живых систем. Интеграция наук помогает в решении самых сложных, синтетических по своей природе проблем.
Жирафы. Ламарк.
В результате объединения научных дисциплин произошло интенсивное обогащение биологии фактическим материалом и новыми теориями.

Кроме классических наук биологического цикла (физиология, анатомия, морфология, ботаника, зоология и др.) появился целый ряд молодых наук, которые изучают глубинные, физико-химические основы живого (например, биохимия).

Прогрессивное развитие биологии невозможно без связи с другими, небиологическими науками. Так, например, без знания физики невозможно понять закономерности работы нервной системы организма, без знания химии — разобраться в многообразии процессов, происходящих внутри клетки, без математики — грамотно обработать результаты биологических исследований и т. д. В настоящее время выделяют три направления в биологии:классическая,эволюционная,физико-химическая.

Фундамент современной биологии заложен учеными далекого прошлого.

Наука в современном понимании этого слова сформировалась в XVII веке, когда в нее повсеместно был введен научный метод. Однако некоторые фундаментальные представления о живой природе родились гораздо раньше.

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

Аристотель (384-322 гг. до н. э.) по праву считается «отцом зоологии». Он изучал не только видовое разнообразие животных, их внешний облик, повадки, но и достаточно детально исследовал внутреннее строение животного организма. При этом он анатомировал животных. Итогом многоаспектных исследований явилось открытие Аристотелем третьего века у птиц, рудиментарных глаз у крота, звуковых органов сверчка. Тщательно изучал Аристотель развитие зародышей. Им лично описано более 500 видов животных, создана первая в мире классификация животных.

Аристотель дал первое определение жизни, понимая под ней «всякое питание, рост и упадок тела, имеющие основания в нем самом». Ученый впервые выдвинул принцип «лестницы существ», в соответствии с которым представители различных систематических групп животных выстроены в порядке возрастания сложности. На самой верхней ступени этой лестницы находится человек, несколько ниже — «живородящие» (то есть млекопитающие), а на самой нижней ступени находятся «черепокожие» (то есть брюхоногие и двустворчатые моллюски).

Прогрессивные взгляды Аристотеля намного опередили свое время, однако и он не смог избежать некоторых наивных представлений о живой природе. В этом проявилось влияние на личность той эпохи, в которой она существует. Аристотель считал, что рыбы и моллюски могут самозарождаться из морского ила, а черви — из гниющего вещества. Он также был сторонником идеи «изначальной целесообразности», якобы присущей всем живым существам. Наблюдая природу в разных ее проявлениях, Аристотель, однако, не имел представления о целенаправленном научном эксперименте. В своих научных трудах он практически не применял математики, без которой исследования последних столетий просто немыслимы. Однако несомненно, что вклад Аристотеля в развитие представлений о живой природе был огромен и создал прочный фундамент для успешного и последовательного формирования впоследствии биологической картины мира.

Клавдий Гален (130-200 гг. н. э.) ввел в практику биологического познания физиологический эксперимент на живых подопытных животных Именно он впервые и достаточно убедительно для того времени доказал роль нервов как проводников неких сигналов, идущих к рабочим органам. В его исследованиях были установлены функции спинного и головного мозга. Галену удалось доказать ошибочность некоторых существовавших в то время представлений о жизнедеятельности живых организмов. Именно он развеял миф о том, что артерии якобы служат для проведения воздуха внутри организма. В то же время Гален ошибочно полагал, что вены и артерии — это две независимые системы, а сердце человека — это смеситель артериальной и венозной крови.

Исследования Аристотеля, Галена и многих других ученых античного этапа развития биологии легли в основу натурфилософских представлений, сущность которых можно изложить следующим образом:

1.Все живые и неживые тела построены в общем из одних и тех же элементов.
2.Живое отличается от неживого целесообразностью своего устройства, гармонией работы всех органов.
3.Любой природный объект в большей или меньшей степени обладает душой.
4.Вселение души непрерывно порождает организмы из гниющего ила, тины, грязи и т. д.

Уже в последний период античности, то есть в эпоху упадка Римской империи, естественнонаучные исследования практически прекратились. На протяжении всего средневековья в Европе естественные науки не развивались, так как любые формы изучения живой природы преследовались и могли стоить непокорному жизни.

Расцвет науки и искусства в эпоху Возрождения.

Интересно, что эти две сферы человеческого самовыражения тесно переплетаются друг с другом. История знает немало примеров, когда талантливая или гениальная личность удивительно продуктивно творит и в области науки, и в области искусства. Ярким примером такой личности является

Леонардо да Винчи (1452-1519 гг.). Мы знаем его как гениального художника, но его вклад в развитие естественных наук известен большинству людей в гораздо меньшей степени.Леонардо да Винчи впервые и с присущей ему гениальностью сделал точные изображения мускулов, костей, кровеносных сосудов человеческого тела. По существу, это был первый профессионально выполненный атлас анатомии человека.
Изображение зародышей.
Продолжительное время после смерти Леонардо выполненные им иллюстрации частей человеческого тела с успехом использовались для обучения врачей и будущих ученых, и даже в наше время они имеют не только чисто исторический интерес.

Удивительные многообразие и глубина интересов и склонностей Леонардо да Винчи позволили ему открыть явление гомологии у животных (гомологичные, например, крыло птицы и плавник кита), перистальтику кишечника, достаточно глубоко для того времени исследовать функции отдельных частей нервной системы, правильно понять сущность обмена веществ в организме. Он был одним из первых палеонтологов и считал, что Земля изменяется под действием геологических процессов.

Дальнейшее развитие естественнонаучных представлений связано с именем Андреаса Везалия (1514-1564 гг.), жившего в Брюсселе. Итогом его научного труда явился выход в 1543 году семи книг под общим названием «О строении человеческого тела».

Андреас Везалий получил фундаментальное медицинское образование в Париже. Длительное время он вскрывал и тщательно изучал человеческие трупы, принесенные с кладбищ. Именно он впервые обнаружил клапаны на стенках вен человека, а также исправил около 200 ошибок, в свое время допущенных Галеном. Признание заслуг Везалия коллегами пришло быстро: уже в возрасте 23 лет он был удостоен докторской степени и кафедры, читал лекции в качестве профессора хирургии. Свои лекции он сопровождал вскрытиями, гармонично сочетая при этом теоретические и практические аспекты медицины. Андреас Везалий создал таблицы по анатомии человека, а также впервые изготовил полный его скелет, скрепив кости проволокой. Выдающиеся заслуги Везалия позволяют признать его основоположником современной анатомии.

Английский врач Уильям Гарвей (1578-1657 гг.) выпустил книгу «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» (1628). Заслугой Гарвея, в частности, является то, что именно он экспериментально доказал наличие замкнутого круга кровообращения у человека, частями которого являются артерии и вены, а сердце — насосом. Уильям Гарвей впервые серьезно применил математику в биологии. Он вычислил количество крови, проходящее через сердце за один час. Получилась величина, сравнимая с весом человека. В конце жизни Гарвей был признан всеми врачами, в том числе даже своими первоначальными критиками и врагами.

Развитие методов биологического исследования тесно связано с историей изучения клеточного строения организмов и в первую очередь — с развитием микроскопической техники. Первый, кто понял и оценил огромное значение микроскопа, был английский физик и ботаник Роберт Гук (1635-1703 гг.). Именно он впервые применил микроскоп для исследования растительных и животных тканей.
Первое изображение живой клетки.
Изучая срез, приготовленный из пробки и сердцевины бузины, Р. Гук заметил, что в их состав входит множество мелких образований, похожих по форме на ячейки пчелиных сот. Это были клетки растительного организма (точнее — оболочки растительных клеток). Ввел термин «клетка».

Антони ван Левенгуком (1632-1723 гг.) Микроскоп, усовершенствованный знаменитым голландским исследователем позволил увидеть живые клетки при увеличении в 270 раз. Левенгук впервые рассмотрел эритроциты и сперматозоиды, обнаружил в капле воды разнообразных простейших животных, многих из них он зарисовал с натуры.

Важным этапом развития биологической науки стал период поиска системы в мире живого. В конце XVIII века возникла необходимость систематизировать накопленный фактический материал о живых организмах, появилась потребность в классификации живых существ. Становление систематики связано с именем шведского ученого Карла Линнея (1707-1778 гг.). Основные итоги его деятельности изложены в работах «Система природы» и «Философия ботаники». Он осуществил классификацию животных и растений на соподчиненные группы, ввел бинарную (двойную) систему названий биологических видов.

В основе деления растений на систематические группы лежало изучение их различий в генеративных органах (то есть в органах, отвечающих за половое размножение). Линней выделил 24 класса растений, причем первые 13 классов отличались друг от друга только по количеству тычинок. Ему удалось также выделить 67 порядков у растений, но интересно, что он при этом нередко ссылался на интуицию и «инстинкт натуралиста».

Линней искал только сходство, но не родство между видами, так как не верил в возможность эволюции. В основу классификации животных Линней положил строение кровеносной и дыхательной систем. Он выделил 6 классов животных: млекопитающие, птицы, гады (в современной трактовке — земноводные и пресмыкающиеся), рыбы, насекомые, черви. К классу червей Линней ошибочно отнес одноклеточных, губок, кишечнополостных, моллюсков, иглокожих.

Несмотря на ошибки, допущенные К. Линнеем, очевиден его гигантский вклад в развитие биологической науки. Он упорядочил представления о многообразии животного и растительного мира, вызвал своими работами интерес к систематике в научном мире, лично впервые описал около 10 000 видов растений и 4200 видов животных, внес много нового в концепцию биологического вида.
Систематика К. Линнея

Жизненный путь К. Линнея был необычен. Его отец был бедным сельским пастором. Возможно, под влиянием отца у Линнея началось формирование философских взглядов, соответствующих господствовавшим в то время метафизическим представлениям. Их суть сводилась к тому, что живая природа возникла в результате творческого акта, биологические виды неизменны, для всех живых существ характерна изначальная целесообразность.

В школе К. Линней считался одним из самых неспособных учеников, потому что мысли его были далеки от душного класса. С раннего детства мальчика околдовал загадочный мир цветов, которым он посвящал очень много времени. По физике и математике оценки у Кар¬ла были хорошие, но знание латыни, греческого и древнегреческого языков исключительно плохим. Многие учителя и одноклассники относились к Карлу с иронией из-за его нелепого увлечения.

К. Линней закончил гимназию с любопытной характеристикой, написанной в совершенно непривычном для нас стиле. Вот один из ее фрагментов. «Гимназист подобен дереву. Случается иногда, хотя редко, что дикая природа дерева, несмотря ни на какие заботы, не поддается культуре. Но, пересаженное в другую почву, дерево облагораживается и приносит хорошие плоды. Только в этой надежде юноша отпускается в университет» где, может быть, он попадет в климат, благоприятный его развитию». Карл поступает в университет, но на обучение катастрофически не хватает денег. Вскоре умирает мать, тяжело болеет отец. Карл собирается бросить обучение, но ему помогает женитьба. Карл просит у будущего тестя денег взаймы и едет в Голландию, чтобы получить степень доктора наук. По возвращении на родину Линней опять испытывает безденежье. Он издает «Систему природы» на деньги друзей. В дальнейшем Линней был избран президентом Шведской академии, стал главой кафедры в родном университете, а впоследствии — ректором, получил орден Полярной Звезды и дворянский титул. До конца своей жизни Карл Линней работал с полной самоотдачей. В его завещании было несколько пунктов. Не выполнен был только один из них — не присылать соболезнований.

Задачи современной биологичесой науки.

Изучение

• строения и закономерностей функционирования организмов;

• многообразия жизни;

• процессов индивидуального и исторического развития;

• характера взаимодействия организмов и среды обитания;

• наследственности и из¬менчивости.

В настоящее время знания в области эмбриологии, микробиологии, палеонтологии, биогеографии, биокибернетики, молекулярной биологии, генетики, экологии стали показателем общей культуры человека. Эволюционное учение, представления о развитии органического мира и происхождении человека, основы экологии и учения о биосфере, цитология, закономерности индивидуального развития организмов, основы генетики и селекции являются предметом изучения комплексной науки общей биологии.


История развития биологической науки.

Период Ученые-биологи Изучаемые проблемы и достижения
Древние века (античность) Аристотель, Гай Плиний Старший, Клавдий Гален Изучение видового разнообразия, внешнего облика, повадок, внутреннего строения животных. Первые представления о классификации организмов. Разработка методики физиологических опытов, изучение функций нервной системы
XV - XVII Л.да Винчи, А.Визалий, У. Гарвей Изучение строения тела человека, развитие представлений о физиологии нервной системы и обмене веществ у человека и животных. Первые попытки использования математики для характеристики биологических явлений
XVII - XVIII Р. Гук, М. Мальпиги, А. Левенгук, Дж. Рей, К. Линней Открытие и изучение клеточного строения растений, мира одноклеточных организмов, эритроцитов, сперматозоидов.

Формирование представлений о биологическом виде, создание классификации органического мира

XVIII - XIX Ж.Б. Ламарк,Ж. Кювье,К. Ф. Вольф, К. М. Бэр Обоснование эволюционных идей. Выдвижение в противовес эволюционной идее учения о катастрофах, основанного на данных сравнительной анатомии и палеонтологии.

Эмбриологические исследования, подтверждающие правильность эволюционных идей.

XX Т. Шванн, М. Шлейден, И.М.Сеченов,Л.Пастер,Ч. Дарвин,А. О. Ковалевский,И. Мечников,В. О. Ковалевский,Г. Мендель,Х. де Фриз,Т.Морган,Дж.Уотсон, Ф.Крик,И.П.Павлов,С.С.Четвериков, Р. Фишер,Дж, Хаксли, Э. Майр, И. И. Шмальгаузен,А.И.Опарин

В.И.Вернадский,В. Н. Сукачев, А. Тенсли, В. Шелфорд, Ч. Элтон и др.

Обоснование клеточной теории, приводящее к пониманию единства органического мира.

Заложение основ материалистического понимания процессов высшей нервной деятельности. Окончательное опровержение возможности самозарождения организмов. Создание эволюционного учения, убедительно раскрывающего механизмы исторического развития органического мира. Разработка проблем и методов эволюционной эмбриологии Разработка идей эволюционной палеонтологии Разработка идей эволюционной палеонтологии Открытие закономерностей наследственности. Создание мутационной теории, явившееся одним из отправных пунктов развития генетики. Обоснование и развитие хромосомной теории наследственности. Установление структуры ДНК, раскрытие принципа генетического кода. Учение об условных рефлексах и высшей нервной деятельности. Разработка синтетической теории эволюции, развивающей и до¬полняющей дарвинизм Первая научная теория происхождения жизни Разработка учения о биосфере. Заложение основ биогеоценологии, развитие идей экологии как науки о взаимосвязи организмов друг е другом и с внешней средой

Фото галерея

Ссылки на источники

[[1]]

[[http://ru.wikipedia.org/wiki/%C8%F1%F2%EE%F0%E8%FF_%E1%E8%EE%EB%EE%E3%E8%E8 ]]