Тема: Краткая история развития биологии. Система биологических наук

Цель: познакомиться сосновными этапами развития биологии; охарактеризовать объект и методы биологии; выявить ее связи с другими науками и влияние биологических теорий, идей, гипотез на формирование современной естественнонаучной системы мира.

Основные понятия: биология, жизнь.

1. Объект изучения биологии. Система биологических наук

Объект изучения биологии – живая природа.

Современная биология – это совокупность естественных наук, изучающих жизнь как особую форму существования материи.

Одними из первых в биологии сложились комплексные науки: зоология, ботаника, анатомия и физиология.

Позднее внутри них сформировались более узкие дисциплины, например, внутри зоологии появились:

Ихтиология (наука о рыбах),

Энтомология (о насекомых),

Арахнология (о пауках) и т. д.

Многообразие организмов изучает систематика, историю живого мира – палеонтология.

Различные свойства живого являются предметом исследования таких наук, как:

Генетика (закономерности изменчивости и наследственности);

Этология (поведение);

Эмбриология (индивидуальное развитие);

Эволюционное учение (историческое развитие).

В середине XX века в биологию начали активно проникать методы и идеи других естественных наук. На границах смежных дисциплин возникали новые биологические направления: биохимия, биофизика, биогеография, молекулярная биология, космическая биология и многие другие. Широкое внедрение математики в биологию вызвало рождение биометрии. Успехи экологии, а также все более актуальные проблемы охраны природы способствовали развитию экологического подхода в большинстве отраслей биологии.

На рубеже XX и XXI веков с огромной скоростью начала развиваться биотехнология – направление, которому, несомненно, принадлежит будущее. Последние достижения в этой области открывают широкие перспективы для создания биологически активных веществ и новых лекарственных препаратов, для лечения наследственных заболеваний и осуществления селекции на клеточном уровне.

В настоящее время биология стала реальной производительной силой, по развитию которой можно судить об общем уровне развития человеческого общества (параграф 1.1., на страницах 10-11 учебника).

2. Методы познания живой природы

Исследуя системы разной степени сложности, биология использует разнообразные методы и приемы. Одним из наиболее древних является метод наблюдения , на котором основывается описательный метод . Сбор фактического материала и его описание были основными приемами исследования на раннем этапе развития биологии. Но и в настоящее время они не утратили своего значения. Эти методы широко используют зоологи, ботаники, микологи, экологи и представители многих других биологических специальностей.

В XVIII веке в биологии стал широко применяться сравнительный метод , который позволял в процессе сопоставления объектов выявлять сходство и различия организмов и их частей. Благодаря этому методу были заложены основы систематики растений и животных, создана клеточная теория. Применение этого метода в анатомии, эмбриологии, палеонтологии способствовало утверждению в биологии эволюционной теории развития.

Исторический метод позволяет сравнить существующие факты с данными, известными ранее, выявить закономерности появления и развития организмов, усложнения их структуры и функций.

Огромное значение для развития биологии имел экспериментальный метод , его первое применение связывают с именем римского врача Галена (II век нашей эры). Гален впервые продемонстрировал участие нервной системы в организации поведения и в работе органов чувств. Однако широко использоваться этот метод начал лишь с XIX века. Классическим образцом применения экспериментального метода являются работы И. М. Сеченова по физиологии нервной деятельности и Г. Менделя по изучению наследования признаков.

В настоящее время биологи все чаще используют метод моделирования , позволяющий воспроизвести такие экспериментальные условия, которые в реальности воссоздать порой не представляется возможным. С помощью компьютерного моделирования, например, можно рассчитать последствия постройки плотины для определенной экосистемы или воссоздать эволюцию определенного вида живых организмов. Меняя параметры, можно выбрать оптимальный путь развития агроценоза или подобрать наиболее безопасное сочетание лекарственных препаратов при лечении конкретного заболевания.

Любое научное исследование , использующее разные методы, состоит из нескольких этапов . Сначала в результате наблюдений собирают данные – факты , на основе которых выдвигают гипотезу . Для того чтобы оценить вероятность этой гипотезы, осуществляют серии экспериментов с целью получения новых результатов. Если гипотеза подтверждается, она может стать теорией , включающей в себя определенные правила и законы .

При решении биологических задач используется самая разнообразная техника: световые и электронные микроскопы, центрифуги, химические анализаторы, термостаты, компьютеры и множество других современных приборов и инструментов.

Настоящую революцию в биологических исследованиях произвело появление электронного микроскопа, в котором вместо светового пучка используется пучок электронов. Разрешающая способность такого микроскопа в 100 раз выше, чем светового.

Одним из видов электронного микроскопа является сканирующий. В нем электронный луч не проходит через образец, а отражается от него и преобразуется в изображение на телеэкране. Это позволяет получать трехмерное изображение исследуемого объекта (параграф 1.3. на страницах 19-20 учебника).

3. Краткая история развития биологии

Используя текст параграфа 1.1. на страницах 8-10 учебника заполнить таблицу «Ученые и их достижения в изучении биологии

Таблица «Ученые и их достижения в изучении биологии»

	Ученый	Достижения в изучении биологии
	Гиппократ
	Аристотель
	Клавдий Гален
	Авиценна
	Леонардо да Винчи
	Андреас Везалий
	Уильям Гарвей
	Карл Линней
	Жан Батист Ламарк
	Жорж Кювье
	Теодор Шванн, Матиас Якоб Шлейден
	Чарлз Дарвин
	Грегор Иоганн Мендель
	Роберт Кох
	Луи Пастер, Илья Ильич Мечников
	Иван Михайлович Сеченов
	Иван Петрович Павлов
	Гуго де Фриз
	Томас Хант Морган
	Иван Иванович Шмальгаузен
	Владимир Иванович Вернадский
	Александр Флеминг
	Джеймс Уотсон, Френсис Крик

Современная биология уходит корнями в глубокую древность, мы находим ее истоки в цивилизациях прошлых тысячелетий: в Древнем Египте, Древней Греции.

Первым ученым, создавшим научную медицинскую школу, был древнегреческий врач Гиппократ (около 460 - около 370 до нашей эры). Он считал, что у каждой болезни есть естественные причины, и их можно узнать, изучая строение и жизнедеятельность человеческого организма. С древних времен и по сей день врачи торжественно произносят «клятву Гиппократа», обещая хранить врачебную тайну и ни при каких обстоятельствах не оставлять больного без медицинской помощи.

Великий энциклопедист древности Аристотель (384-322 до н.э.) стал одним из основателей биологии как науки, впервые обобщив биологические знания, накопленные до него человечеством. Он разработал систематику животных, определив в ней место и человеку, которого он назвал «общественным животным, наделенным разумом». Многие труды Аристотеля были посвящены происхождению жизни.

Древнеримский ученый и врач Клавдий Гален (около 130 – около 200), изучая строение млекопитающих, заложил основы анатомии человека. В течение следующих пятнадцати веков его труды были основным источником знаний по анатомии.

В Средние века в Европе воцарился период застоя во всех областях знаний. В это время традиции античных авторов нашли свое продолжение в странах Передней и Средней Азии, где жили и творили такие выдающиеся ученые, как Абу Али Ибн Сина (Авиценна ) (XI век) и Абу Рейхан Мухаммед Ибн Ахмет аль-Бируни (973-1048). От того времени в современной анатомической номенклатуре сохранилось множество арабских терминов.

Наступление эпохи Возрождения ознаменовало начало нового периода в развитии биологии.

Резко возрос интерес к биологии в эпоху Великих географических открытий (XV век). Открытие новых земель, налаживание торговых отношений между государствами расширяли сведения о животных и растениях. Ботаники и зоологи описывали множество новых, неизвестных ранее видов организмов, принадлежащих к различным царствам живой природы.

Один из самых замечательных людей этой эпохи Леонардо да Винчи (1452-1519) описал многие растения, изучил строение человеческого тела, деятельность сердца и зрительную функцию.

После того как был снят церковный запрет на вскрытие человеческого тела, блестящих успехов достигла анатомия человека, что получило отражение в классическом труде Андреаса Везалия (1514-1564) «О строении человеческого тела». Величайшее научное достижение – открытие кровообращения – совершил в XVII веке английский врач и биолог Уильям Гарвей (1578-1657).

Новую эру в развитии биологии ознаменовало изобретение в конце XVI века микроскопа. Уже в середине XVII века была открыта клетка, а позднее обнаружен мир микроскопических существ – простейших и бактерий, изучено развитие насекомых и принципиальное строение сперматозоидов.

В XVIII веке шведский натуралист Карл Линней (1707-1778) предложил систему классификации живой природы и ввел бинарную (двойную) номенклатуру для наименования видов.

Карл Эрнст Бэр (Карл Максимович Бэр) (1792-1876), профессор Петербургской медико-хирургической академии, изучая внутриутробное развитие, установил, что зародыши всех животных на ранних этапах развития схожи, сформулировал закон зародышевого сходства и вошел в историю науки как основатель эмбриологии.

Первым биологом, который попытался создать стройную и целостную теорию эволюции животного мира, стал французский ученый Жан Батист Ламарк (1774-1829). Палеонтологию, науку об ископаемых животных и растениях, создал французский зоолог Жорж Кювье (1769-1832).

Огромную роль в понимании единства органического мира сыграла клеточная теория зоолога Теодора Шванна (1818-1882) и ботаника Матиаса Якоба Шлейдена (1804-1881).

Крупнейшим достижением XIX века стало эволюционное учение Чарлза Дарвина (1809-1882), которое имело определяющее значение в формировании современной естественнонаучной картины мира.

Основоположником генетики, науки о наследственности и изменчивости, стал Грегор Иоганн Мендель (1822-1884), работы которого настолько опередили свое время, что были не поняты современниками и открыты заново спустя 35 лет.

Одним из основателей современной микробиологии стал немецкий ученый Роберт Кох (1843-1910), а труды Луи Пастера (1822-1895) и Ильи Ильича Мечникова (1845-1916) определили появление иммунологии.

Развитие физиологии связано с именами великих российских ученых Ивана Михайловича Сеченова (1829-1905), заложившего основы изучения высшей нервной деятельности, и Ивана Петровича Павлова (1849-1936), создавшего учение об условных рефлексах.

XX век ознаменовался бурным развитием биологии. Мутационная теория Гуго де Фриза (1848-1935), хромосомная теория наследственности Томаса Ханта Моргана (1866-1943), учение о факторах эволюции Ивана Ивановича Шмальгаузена (1884-1963), ученее о биосфере Владимира Ивановича Вернадского (1863-1945), открытие антибиотиков Александром Флемингом (1881-1955), установление структуры ДНК Джеймсом Уотсоном (родился в 1928) и Френсисом Криком (1916-2004) – невозможно перечислить всех тех, кто своим самоотверженным трудом создавал современную биологию, которая в настоящее время является одной из наиболее бурно развивающихся областей человеческого знания.

Закрепление

Вопросы:

1. Расскажите о вкладе в развитие биологии древнегреческих и древнеримских философов и врачей.

2. Охарактеризуйте особенности воззрений на живую природу в Средние века, эпоху Возрождения.

3. Какое изобретение XVII века дало возможность открыть и описать клетку?

4. Каково значение для биологической науки работ Л. Пастера и И.И.Мечникова?

5. Перечислите основные открытия, сделанные в биологии в XX веке.

6. Назовите известные вам естественные науки, составляющие биологию. Какие из них возникли в конце XX века?

7. Какие методы исследования живой материи вы знаете?

Обобщение

Сформулируйте вывод по уроку.

Домашнее задание:

1. Параграф 1.1 на страницах 8-11 учебника, параграф 1.3. на страницах 19-20 учебника (закончить и выучить конспект).

2. Вопросы 1-6 на странице учебника, вопрос 5 на странице 20 учебника устно.

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

Это наука о жизни. В настоящее время она представляет совокупность наук о живой природе.

Биология изучает все проявления жизни: строение, функции, развитие и происхождение живых организмов , их взаимоотношения в природных сообществах со средой обитания и с другими живыми организмами.

С тех пор как человек стал осознавать свое отличие от животного мира, он начал изучать окружающий его мир.

Сначала от этого зависела его жизнь. Первобытным людям необходимо было знать, какие живые организмы можно употреблять в пищу, использовать в качестве лекарств, для изготовления одежды и жилищ, а какие из них ядовиты или опасны.

С развитием цивилизации человек смог позволить себе такую роскошь, как занятие наукой в познавательных целях.

Исследования культуры древних народов показали, что они имели обширные знания о растениях, животных и широко их применяли в повседневной жизни.

Современная биология - комплексная наука , для которой характерно взаимопроникновение идей и методов различных биологических дисциплин, а также других наук - прежде всего физики, химии и математики.
Основные направления развития современной биологии. В настоящее время условно можно выделить три направления в биологии.

Во-первых, это классическая биология. Ее представляют ученые-натуралисты, изучающие многообразие живой природы . Они объективно наблюдают и анализируют все, что происходит в живой природе, изучают живые организмы и классифицируют их. Неправильно думать, что в классической биологии все открытия уже сделаны.

Во второй половине XX в. не только описано много новых видов, но и открыты крупные таксоны, вплоть до царств (Погонофоры) и даже надцарств (Архебактерии, или Археи). Эти открытия заставили ученых по-новому взглянуть на всю историю развития живой природы, Для настоящих ученых-натуралистов природа -- это самоценность. Каждый уголок нашей планеты для них уникален. Именно поэтому они всегда среди тех, кто остро чувствует опасность для окружающей нас природы и активно выступает в ее защиту.

Второе направление - это эволюционная биология.

В XIX в. автор теории естественного отбора Чарлз Дарвин начинал как обычный натуралист: он коллекционировал, наблюдал, описывал, путешествовал, раскрывая тайны живой природы. Однако основным результатом его работы , сделавшим его известным ученым, стала теория, объясняющая органическое разнообразие.

В настоящее время изучение эволюции живых организмов активно продолжается. Синтез генетики и эволюционной теории привел к созданию так называемой синтетической теории эволюции. Но и сейчас еще есть много нерешенных вопросов, ответы на которые ищут ученые-эволюционисты.

Созданная в начале XX в. нашим выдающимся биологом Александром Ивановичем Опариным первая научная теория происхождения жизни была чисто теоретической. В настоящее время активно ведутся экспериментальные исследования данной проблемы и благодаря применению передовых физико-химических методов уже сделаны важные открытия и можно ожидать новых интересных результатов.

Новые открытия позволили дополнить теорию антропогенеза. Но переход от животного мира к человеку и сейчас еще остается одной из самых больших загадок биологии.

Третье направление - физико-химическая биология, исследующая строение живых объектов при помощи современных физических и химических методов. Это быстро развивающееся направление биологии, важное как в теоретическом, так и в практическом отношении. Можно с уверенностью говорить, что в физико-химической биологии нас ждут новые открытия, которые позволят решить многие проблемы, стоящие перед человечеством.

Развитие биологии как науки. Современная биология уходит корнями в древность и связана с развитием цивилизации в странах Средиземноморья. Нам известны имена многих выдающихся ученых, внесших вклад в развитие биологии. Назовем лишь некоторых из них.

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

Аристотель (384-322 до н. э.) делил окружающий мир на четыре царства: неодушевленный мир земли, воды и воздуха; мир растений; мир животных и мир человека. Он описал многих животных, положил начало систематике. В написанных им четырех биологических трактатах содержались практически все известные к тому времени сведения о животных. Заслуги Аристотеля настолько велики, что его считают основоположником зоологии.

Теофраст (372-287 до н. э.) изучал растения. Им описано более 500 видов растений, даны сведения о строении и размножении многих из них, введены в употребление многие ботанические термины. Его считают основоположником ботаники.

Гай Плиний Старший (23-79) собрал известные к тому времени сведения о живых организмах и написал 37 томов энциклопедии «Естественная история». Почти до средневековья эта энциклопедия была главным источником знаний о природе.

Клавдий Гален в своих научных исследованиях широко использовал вскрытия млекопитающих. Он первым сделал сравнительно-анатомическое описание человека и обезьяны. Изучал центральную и периферическую нервную систему. Историки науки считают его последним великим биологом древности.

В средние века господствующей идеологией была религия. Подобно другим наукам, биология в этот период еще не выделилась в самостоятельную область и существовала в общем русле религиозно-философских взглядов. И хотя накопление знаний о живых организмах продолжалось, о биологии как науке в тот период можно говорить лишь условно.

Эпоха Возрождения является переходной от культуры средних веков к культуре нового времени. Коренные социально-экономические преобразования того времени сопровождались новыми открытиями в науке.

Самый известный ученый этой эпохи Леонардо да Винчи (1452 - 1519) внес определенный вклад и в развитие биологии.

Он изучал полет птиц, описал многие растения, способы соединения костей в суставах, деятельность сердца и зрительную функцию глаза, сходство костей человека и животных.

Во второй половине XV в. естественнонаучные знания начинают быстро развиваться. Этому способствовали географические открытия, позволившие существенно расширить сведения о животных и растениях. Быстрое накопление научных знаний о живых организмах вело к разделению биологии на отдельные науки.

В XVI-XVII вв. стали стремительно развиваться ботаника и зоология.

Изобретение микроскопа (начало XVII в.) позволило изучать микроскопическое строение растений и животных. Были открыты невидимые для невооруженного глаза микроскопически малые живые организмы - бактерии и простейшие.

Большой вклад в развитие биологии внес Карл Линней, предложивший систему классификации животных и растений,

Карл Максимович Бэр (1792-1876) в своих работах сформулировал основные положения теории гомологичных органов и закона зародышевого сходства, заложившие научные основы эмбриологии.

В 1808 г. в работе «Философия зоологии» Жан Батист Ламарк поставил вопрос о причинах и механизмах эволюционных преобразований и изложил первую по времени теорию эволюции.

Огромную роль в развитии биологии сыграла клеточная теория, которая научно подтвердила единство живого мира и послужила одной из предпосылок возникновения теории эволюции Чарлза Дарвина. Авторами клеточной теории считают зоолога Теодора Iванна (1818-1882) и ботаника Маттиаса Якоба Шлейдена (1804-1881).

На основе многочисленных наблюдений Ч. Дарвин опубликовал в 1859 г. свой основной труд «О происхождении видов путем естественного отбора или Сохранении благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», в котором сформулировал основные положения теории эволюции, предложил механизмы эволюции и пути эволюционных преобразований организмов.

В XIX в. благодаря работам Луи Пастера (1822-1895), Роберта Коха (1843-1910), Ильи Ильича Мечникова в качестве самостоятельной науки оформилась микробиология.

XX век начался с переоткрытия законов Грегора Менделя, что ознаменовало собой начало развития генетики как науки.

В 40-50-е годы XX в. в биологии стали широко использоваться идеи и методы физики, химии, математики, кибернетики и других наук, а в качестве объектов исследования - микроорганизмы. В результате возникли и стали бурно развиваться как самостоятельные науки биофизика, биохимия, молекулярная биология, радиационная биология, бионика и др. Исследования в космосе способствовали зарождению и развитию космической биологии.
В XX в. появилось направление прикладных исследований - биотехнология. Это направление, несомненно, будет стремительно развиваться и в XXI в. Более подробно об этом направлении развития биологии вы узнаете при изучении главы «Основы селекции и биотехнологии».

В настоящее время биологические знания используются во всех сферах человеческой деятельности: в промышленности и сельском хозяйстве, медицине и энергетике.

Чрезвычайно важное значение имеют экологические исследования. Мы, наконец, стали осознавать, что хрупкое равновесие, существующее на нашей маленькой планете, легко разрушить. Перед человечеством встала грандиозная задача - сохранение биосферы с целью поддержания условий существования и развития цивилизации. Без биологических знаний и специальных исследований решить ее невозможно. Таким образом, в настоящее время биология стала реальной производительной силой и рациональной научной основой отношений между человеком и природой.

Классическая биология. Эволюционная биология. Физико-химическая биология.

1. Какие направления в развитии биологии вы можете выделить?
2. Какие великие ученые древности внесли заметный вклад в развитие-биологических знаний?
3. Почему в средние века о биологии как науке можно было говорить лишь условно?
4. Почему современную биологию считают комплексной наукой?
5. Какова роль биологии в современном обществе?
6. Подготовьте сообщение на одну из следующих тем:
7. Роль биологии в современном обществе.
8. Роль биологии в космических исследованиях.
9. Роль биологических исследований в современной медицине.
10. Роль выдающихся биологов - наших соотечественников в развитии мировой биологии.

Насколько изменились взгляды ученых на разнообразие живого, можно продемонстрировать на примере разделения живых организмов на царства. Еще в 40-е годы XX столетия все живые организмы делились на два царства: Растения и Животные. В царство растений включались также бактерии и грибы. Позднее более детальное изучение организмов привело к выделению четырех царств: Прокариоты (Бактерии), Грибы, Растения и Животные. Данная система приводится в школьной биологии.

В1959 г. было предложено делить мир живых организмов на пять царств: Прокариоты, Протисты (Простейшие), Грибы, Растения и Животные.

Данная система часто приводится в биологической (особенно переводной) литературе.

Разработаны и продолжают разрабатываться и другие системы, включающие 20 и более царств. Например, предложено выделить три надцарства: Прокариоты, Археи (Архебактерии) и Эукариоты, Каждое надцарство включает несколько царств.

Каменский А. А. Биология 10-11 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта

Онлайн библиотека с учениками и книгами, плани-конспекти уроков с Биологии 10 класса, книги и учебники согласно календарного плана планирование Биологии 10 класса

Содержание урока конспект урока и опорный каркас презентация урока интерактивные технологии акселеративные методы обучения Практика тесты, тестирование онлайн задачи и упражнения домашние задания практикумы и тренинги вопросы для дискуссий в классе Иллюстрации видео- и аудиоматериалы фотографии, картинки графики, таблицы, схемы комиксы, притчи, поговорки, кроссворды, анекдоты, приколы, цитаты Дополнения

Биология - одна из важнейших наук, напрямую связанная с многими другими дисциплинами и способная рассказать о человеке не меньше, чем история. Предметом изучения являются живые организмы, закономерности их существования и развития, взаимоотношений со средой и происхождения. Вместе с физикой и химией наука относится к естественным, направленным на работу с природой. Изучая основные этапы развития биологии, можно получить представление о том, какой внушительный путь проделала эта дисциплина. Кроме того, стоит ознакомиться и с дальнейшими ее перспективами.

Появление термина

Безусловно, наука является одной из старейших в естественном направлении. Но термин появился не так давно. Краткая начинается лишь с 1797 года, когда немецкий профессор анатомии по имени Теодор Руз предложил такое обозначение для этой науки. В 1800 году им пользовался также профессор Дерптского университета Бурдах, а в 1802 его можно было обнаружить в важных работах Ламарка и Тревирануса. Напрямую связанная с условиями жизни общества, биология стала стремительно развиваться. Новые методы исследований появляются регулярно, современные знания позволяют иначе смотреть на старые теории, но без изучения предыдущих этапов развития знания о науке будут неполными.

Древнейший период

Собирать сведения о живых существах люди начали сразу после того, как стали воспринимать себя одной из уникальных частей окружающего мира. В древних литературных памятниках Египта, Индии и Вавилона можно найти разнообразные данные о строении животных или растений, о их свойствах и применении в медицине или сельском хозяйстве. В четырнадцатом веке до нашей эры жители Месопотамии использовали клинописные таблички, на которых содержалась систематизация видов организмов. Развитие эволюционных идей в биологии было на тот момент еще в далеком будущем, но уже тогда люди научились разделять животных на плотоядных и травоядных, определили, что растения могут быть лекарственными и сельскохозяйственными, даже смогли проследить некоторые причины наследственного сходства детей и родителей. В частности, индийские медицинские сочинения, датированные четвертым веком до нашей эры, описывают особенности жизни разнообразных организмов и передачи информации из поколения в поколение. Полезные сведения есть и в «Махабхарате» и «Рамаяне».

Возникновение научных школ

Историческое развитие биологии напрямую связано с появлением определенных течений. Научные школы возникли в период рабовладельческого строя в Греции, Александрии и Риме. Ионийская школа разрабатывала «естественные законы», управляющие миром - уже тогда философы отрицали сверхъестественное происхождение жизни. Более того, Алкмеону удалось изучить развитие эмбрионов у птиц и определить важную роль мозга как центра мышления. Гиппократ впервые в истории описал строение человека и животных, указал на воздействие среды и наследственности на организм при возникновении болезней. Это во многом определило перспективы развития биологии. В трудился Аристотель, создавший четыре важных трактата с разнообразными сведениями о животных. Он впервые выделил несколько царств, взаимосвязанных между собой. В будущем эта система превратится в «лестницу существ» и предопределит классификацию организмов, выделяющую четвероногих, пернатых, летающих и рыб.

Изучение анатомии человека

Краткое развитие биологии в рабовладельческий период может быть описано не только как время изучения всевозможных классификаций, но и как момент важнейших работ по анатомии. Ученый Герофил сравнил устройство организмов животных и человека, указав различие вен и артерий. Эразистрату удалось детально описать полушария головного мозга, выделить наличие извилин и мозжечка. Систематизировали эти данные ученые из Рима, например Плиний Старший, ставший автором «Естественной истории». В этот додарвинский период развития биологии ведущие специалисты уже заметили сходство человека и обезьяны. К примеру, Клавдий Гален проводил вскрытия млекопитающих и составлял сравнительно-анатомические описания людей и приматов. Эти работы серьезно повлияли на развитие физиологии и анатомии, поэтому краткая история развития биологии будет без них неполной.

Средневековый период

Средние века связаны с господством религии. Краткая история развития биологии не включает в себя практически никаких новых достижений, связанных с этим периодом. Знания основывались на работах Аристотеля, Галена и Плиния. Восприятие мира было искажено религиозно-философскими взглядами. Главный ученый и мыслитель Абу-Али Ибн Сина, известный также как Авиценна, занимался изучением причинных закономерностей в природе и философствовал о вечности. Научных прорывов не происходило, и в следующий исторический период биология вошла в своем античном виде.

Ренессанс или Возрождение

После долгих лет диктатуры теологов пришло время крушения прежних устоев и норм феодального общества. Краткая история развития биологии отмечает этот период как серьезный скачок в развитии науки, тогда называвшейся естествознанием. Выдающимся ученым Возрождения стал Леонардо да Винчи. Он описывал растения и технику полета птиц, изучил деятельность сердца и принцип соединения костей и суставов, работал над зрительной функцией глаза и гомологией органов, подчеркнул сходство устройства человека и некоторых животных. Важной работой стал также труд так называемые «Семь книг о строении человеческого тела». Гарвеем было открыто кровообращение, а Борели изучил механизмы движения. Перед людьми открылись совершенно новые перспективы развития биологии, недоступные во время религиозного господства.

Значительный прорыв

Возрождение дало ученым новые возможности. Результатом стал скачок в научных знаниях, который привел к их дифференциации. Краткая история биологии может отметить этот период как момент разделения на несколько отдельных дисциплин. Например, стала развиваться ботаника, а изобретение микроскопа позволило продвинуться в анатомии и физиологии. Карл Линней стал создателем подробной классификации животных, введя подразделения на классы, отряды, роды и виды. Именно он выделил млекопитающих, птиц, амфибий, рыб, насекомых и червей. Человека он отнес к приматам. Еще одним видным деятелем стал Лейбниц, разработавший учение о «лестнице существ», теории, которая во многом опиралась на прошлые данные, но при этом была достаточно инновационной.

Появление клеточных теорий

Описывая краткое развитие биологии, можно отметить девятнадцатый век как время появления эволюционных трактатов и основ эмбриологии. Ученые Шванн и Шлейден сформулировали клеточную теорию, благодаря трудам Пастера, Мечникова, Коха и Листера развилась бактериология. Главным событием стал трактат «Происхождение видов», предопределивший дальнейшее развитие науки. Вклад сделал не только Дарвин, но и Мендель, описывавший существование генов и законы их воздействия на наследственность. Тогда же стали появляться идеи о применении физики и химии для изучения жизненных явлений.

Двадцатый век

Последнее столетие стало самым насыщенным новой информацией временем, которое только переживала наука биология, 9 класс любой современной школы теперь изучает данные, не доступные даже передовым умам девятнадцатого века. В сороковые была открыта роль ДНК, в 1953 ученым удалось определить ее структуру, а в 1961 - расшифровать ее. Механизмы позволили появиться молекулярной генетике, работающей с нуклеиновыми кислотами. Все это стало гигантским шагом, позволившим человеку перейти к новому способу изучения явлений жизни. В апреле 1961 человек впервые оказался в космосе. Этот день можно назвать моментом появления космической отрасли науки. В додарвинский период развития биологии такое было невозможно и представить. Уже в семидесятые ученые стали работать над генетической инженерией, что позволило медицине открыть для себя совершенно новые перспективы.

Современный период и будущее науки

Двадцать первый век сделал знания невероятно доступными для человека. Повсеместно изучается биология, 9 класс средней школы позволяет детям узнавать о зоологии, ботанике и анатомии больше, чем прежде удавалось изучить за столетие, а перспективы науки кажутся по-настоящему блестящими. Продолжается разделение отдельных направлений на новые дисциплины - развиваются гельминтология, арахноэнтомология, орнитология, микология, бриология, иммунология, бактериология и множество других наук. Такая дифференциация позволяет специалистам сконцентрироваться на каждой конкретной задаче, ускоряя ход получения информации о тех или иных явлениях. Вместе с тем происходит отчего возникают биохимия, цитогенетика и другие направления.

Тем не менее современные методы работы напрямую связаны с историей. Ученые применяют те же способы, что и несколько веков назад, но преобразовать полученные данные им помогают новые технологии. Уникальное оборудование позволяет совершенно иначе проводить эксперименты, которые раньше были лишь простыми опытами, а теперь могут приводить к революционным результатам. Дальнейшие перспективы предполагают впечатляющий научно-технический прогресс, который позволит еще лучше изучить генетику, физиологию и многие другие ответвления биологии, что дает возможность также надеяться на максимальное развитие медицины, которая сможет изменить как продолжительность, так и условия человеческой жизни.