Специфика биологии как науки

Раздел физики и современной биологии, изучающий физические аспекты существования живой природы на всех её уровнях, начиная от молекул и клеток и заканчивая биосферой в целом;

Это наука о физических процессах, протекающих в биологических системах разного уровня организации и о влиянии на биологические объекты различных физических факторов. Биофизика призвана выявлять связи между физическими механизмами, лежащими в основе организации живых объектов и биологическими особенностями их жизнедеятельности.

Проведение биофизических исследований требует знаний физики, биологии, химии  и медицины.

Бота́ника (др.-греч. βοτανικός — относящийся к растениям, βοτάνη — трава, растение), наука о растениях.

Основная ботаническая дисциплина — систематика растений — разделяет  многообразие растительного мира на соподчинённые друг другу естественные группы — таксоны (классификация), устанавливает  рациональную систему их наименований (номенклатура) и выясняет родственные (эволюционные) взаимоотношения между  ними .

Гене́тика (от греч. γενητως — происходящий от кого-то) — наука о законах и механизмах наследственности и изменчивости. Часть общей биологии.

Первоначально генетика изучала общие  законы наследственности и изменчивости на основании фенотипических данных.

Понимание механизмов наследственности, то есть роли генов как элементарных носителей наследственной информации, хромосомная теория наследственности и т. д. стало возможным с применением  к проблеме наследственности методов цитологии, молекулярной биологии и других смежных дисциплин.

Сегодня известно, что гены реально  существуют и являются специальным  образом отмеченными участками  ДНК или РНК — молекулы в  которой закодирована вся генетическая информация.

Геномика — раздел молекулярной генетики, посвященный изучению генома и генов живых организмов.

Геномика сформировалась как особое направление в 1980—1990-х гг. вместе с возникновением первых проектов по секвенированию геномов некоторых  видов живых организмов.

Её развитие стало возможно не только благодаря совершенствованию биохимических  методик, но и благодаря появлению  более мощной вычислительной техники, которая позволила работать с  огромными массивами данных.

Зоология — биологическая наука, предметом изучения которой являются представители царства Animalia (животные).

Характерные особенности животных организмов: 

1. Эукариотические организмы.

2. Наличие актин-миозинового комплекса в клетках (в отличие от растений и грибов).

3. Питание, как правило, связано с поглощением частиц пищевого субстрата организмом (в отличие от грибов).

4. Имеются митохондрии, но отсутствуют хлоропласты (в отличие от растений).

5. Способны (как правило) к активному движению.

Зоология имеет ряд ветвей, смежных с другими науками.

Зоология изучает физиологию, анатомию, эмбриологию, экологию, филогению животных.

Математическая  биология — теория математических моделей биологических процессов и явлений; исследует биологические задачи и проблемы методами современной математики.

Молекуля́рная биоло́гия — комплекс биологических наук, изучающих механизмы хранения, передачи и реализации генетической информации, строение и функции нерегулярных биополимеров (белков и нуклеиновых кислот).

Молекулярная биология исторически  появилась как раздел биохимии. Датой  рождения молекулярной биологии принято  считать апрель 1953 г., когда в английском журнале «Nature» появилась статья Джеймса Д. Уотсона и Фрэнсиса Крика с предложением пространственной модели молекулы ДНК.

Это основополагающее открытие было подготовлено длительным этапом исследований генетики и биохимии вирусов и  бактерий.

Физиология (от др.-греч. φύσις — природа и λόγος — знание) — наука, изучающая жизнедеятельность организма на различных уровнях организации (целого организма, его отдельных систем, отдельных органов и тканей, отдельных клеток) и регуляцию его физиологических функций. Также физиология изучает живые организмы в их взаимодействии с окружающей средой. Можно сказать, что физиология — это наука, изучающая механику, физику и биохимию жизнедеятельности живых организмов.

Физиологию традиционно делят  на физиологию растений и физиологию животных, но сами принципы физиологии универсальны и не зависят от изучаемого организма. Например, знания, полученные при изучении клеток дрожжей, могут  быть использованы при изучении клеток человека.

Экология (от греч. οικος — дом, обиталище и λόγος — учение) — совокупность понятий и явлений, связанных со взаимоотношениями между человеком и окружающей средой, а также наука, занимающаяся этой сферой. Термин предложил в 1866 г. немецкий биолог Эрнст Геккель.

Экология обычно рассматривается  как подотрасль биологии, общей науки  о живых организмах. Живые организмы  могут изучаться на различных  уровнях, начиная от отдельных атомов и молекул и кончая популяциями, биоценозами и биосферой в  целом. Экология связана со многими  другими науками именно потому, что  она изучает организацию живых  организмов на очень высоком уровне, исслудует связи между организмами  и их средой обитания. Экология тесно  связана с такими науками, как  биология, химия, математика, география, физика.

Этоло́гия — наука о всех видах врождённого поведения животных, в том числе человека.

Другое определение: этология —  это изучение жизни особи в  естественной для неё среде.

Основоположник этологии, лауреат  Нобелевской премии Конрад Лоренц, называл этологию «морфологией поведения животного».

Этология окончательно сформировалась в 30-е годы XX века на базе полевой зоологии и эволюционной теории как наука о сравнительном описании поведения особи. Становление этологии связывают главным образом с работами Конрада Лоренца и Николаса Тинбергена, хотя они сами первоначально не называли себя этологами. Затем этот термин стал употребляться для того, чтобы различать специалистов по изучению животных в естественных условиях от сравнительных психологов и бихевиористов в США, работавших преимущественно аналитическими методами в лабораториях.

 

 

 

 

Закономерности развития биологического знания.

Прежде чем говорить о зарождении и развитии биологии как науки, необходимо сформулировать признаки, отличающие науку от любой другой совокупности знаний, относящейся к окружающему  человека реальному миру.

Этими признаками можно считать:

1. Существование особого рода  деятельности – получения новых  знаний, и, соответственно, существование  определенной категории людей,  которые ею занимаются.

2. Научная деятельность по получению  новых знаний не может быть  направлена только на решение  практических задач, в последнем  случае она перестает быть  собственно наукой и попадает  в сферу прикладных дисциплин..

3. Переход к рациональному объяснению  любых явлений, который стал  шагом огромной важности в  развитии человеческого мышления  и человеческой цивилизации вообще.

4. Систематичность – обязательный  признак настоящей науки, без  которого нет внутреннего единства  разрозненных знаний, даже если  они относятся к одной области  реальной действительности.

Донаучные биологические представления

Первоначальные знания о живых  организмах стали формироваться, когда  человек наконец осознал свое отличие от окружающего его неподвижного, безжизненного мира. Люди пытались избавляться от недугов, облегчать  боль, восстанавливать здоровье, спасать  от смерти. Делали они это посредством  религиозных или магических обрядов  в надежде умилостивить доброго  или злого духа и тем самым  изменить ход событий.

Вскрывая туши животных, приносимых в жертву или используемых для  приготовления пищи, человек не мог  не обратить внимания на строение их внутренних органов, однако его целью при  этом было не изучение животных, а предсказание будущего. Поэтому первыми анатомами  следует считать жрецов, которые  по форме и внешнему виду органов  животных стремились предсказать судьбы властителей государств.

Несомненно, даже в те времена, когда  человек полностью находился  во власти суеверий, накапливалось  множество полезных сведений. Египтяне, умевшие искусно бальзамировать тела умерших и делать мумии, обладали практическими знаниями анатомии человека. В Кодексе Хаммурапи, составленном в XVIII в. до н. э. (Вавилон), был даже подробный устав, регулирующий деятельность врачей; их знания, основанные на бережно передаваемых из поколения в поколение наблюдениях, безусловно, приносили определенную пользу.

Однако  до тех пор, пока люди верили, что миром управляют злые силы, а природа находится во власти сверхъестественного, накапливание знаний и представлений о живой природе происходило стихийным образом и не носило характера сознательно направленной деятельности. Даже наиболее одаренные исследователи были заняты не изучением видимого мира, а попытками с помощью некоего откровения понять невидимый и управляющий всем мир.

Конечно, и тогда находились люди, которые отвергали подобную точку  зрения и сосредоточивали свое внимание на изучении реального, воспринимаемого  органами чувств мира. Однако в обстановке всеобщей вражды они не могли действовать  сколько-нибудь активно, даже имена  их до нас не дошли.

И только древние греки, этот умный, беспокойный и любознательный народ, подвергавший сомнению все и всяческие  авторитеты, изменили положение вещей.

Подавляющее большинство греков, равно  как и население других стран, жило в окружении невидимого мира богов и полубогов. Они, например, считали, что болезни вызываются стрелами бога Аполлона, которого можно и разгневать, и умилостивить жертвоприношением или лестью.

Однако примерно в 600 г. до н.э. на берегах  Эгейского моря, в Ионии, появилась  философская школа, которая внесла новую струю в господствовавшие до этого представления. По преданию одним из древнейших философов этой школы был Фалес (конец VII— начало VI вв. до н.э,). Философы ионийской школы отвергали сверхъестественное, полагая, что жизнь Вселенной течет по строго определенному и неизменному пути. Каждое явление имеет свою причину, в свою очередь каждая причина неизбежно вызывает определенный эффект без вмешательства чьей-либо воли извне.

Кроме того, философы допускали, что  «естественный закон», правящий миром, доступен разуму человека, его можно  вывести на основании определенных предпосылок или наблюдений. Подобная точка зрения определила дальнейший прогресс в изучении внешнего мира.

Более того, рационализм как философская  система (то есть вера в то, что мир  можно понять разумом, а не благодаря  откровению), который берет начало с философских воззрений древней  ионийской школы, можно считать  одним из первых камней в фундаменте будущей научной дисциплины.

Рационалистическое  начало в биологии. Ионийская школа

Рационализм вошел в биологию в  тот период, когда строение тела животных начали изучать по-настоящему, а не с целью разгадать божественную волю. По преданию первым стал вскрывать  животных, чтобы описать увиденное, Алкмеон (VI в. до н.э.). Он описал глазной нерв и наблюдал за развитием куриного эмбриона. Видимо, именно Алкмеона следует считать основоположником анатомии и эмбриологии. Алкмеону принадлежит также описание узкой трубки, соединяющей среднее ухо с глоткой. К сожалению, это открытие прошло незамеченным и вернулись к нему лишь через два тысячелетия.

Однако самым известным именем, связанным с рационалистическим началом в биологии, было имя Гиппократа (около 460—377 гг. до н.э.). О нем известно только, что он родился и жил  на острове Кос, против ионийского побережья.

На острове был храм Асклепия, или Эскулапа, греческого бога медицины. Храм был чем-то вроде современного медицинского факультета, а его жрецы - своеобразными врачами.

Большой заслугой Гиппократа перед  биологией было то, что он отвел  Асклепию почетное место чисто формально: по его мнению, боги не оказывают  никакого влияния на медицину. Гиппократ  считал, что в здоровом теле все  органы работают слаженно и гармонично, чего нельзя сказать о больном  организме. Задача врача и состоит  в том, чтобы внимательно следить  за изменениями в организме и  вовремя исправлять или устранять  их вредные последствия. Сама деятельность врача, исключающая молитвы и  жертвоприношения, изгнание злых духов  или умилостивление богов, заключается  в том, чтобы научить пациентов  отдыхать, соблюдать чистоту, как  можно дольше находиться на свежем воздухе и питаться простой, здоровой пищей.

Любое излишество так или иначе  нарушает равновесие в функционировании организма; поэтому рекомендовалось  во всем соблюдать умеренность.

Короче говоря, по Гиппократу, роль медика сводилась к тому, чтобы  предоставить свободу исцеляющим силам  организма. Для того времени эти советы были просто превосходными.

Традиции Гиппократа сохранились  и после его смерти. Долгие годы врачи считали за честь поставить  его имя на своих работах, поэтому  сейчас практически нельзя сказать, какие из дошедших до нас работ  действительно принадлежат Гиппократу. Так, например, «клятва Гиппократа», которую и по сей день произносят выпускники медицинских институтов, вероятнее всего, была составлена спустя шесть столетий после его смерти. С другой стороны, можно полагать, что один из древнейших трактатов, описывающих  эпилепсию, по- видимому, написан самим  Гиппократом. Он является отличным примером приложения философии рационализма к биологии.