Биология

14

• План
• 1. Введение............................................................................................... 3
• Содержание...........................................................................................5
• Исторический очерк становления биологи как науки......................5
• Система биологических наук...........................................................12
• Биография ученого, внесшего существенный вклад в биологии..................................................................................................14
• Заключение..........................................................................................16
• Список литературы.............................................................................18
• Введение
• Биология, совокупность наук о живой природе. Термин «биология» предложен был в 1802 г. Ж.Б. Ламарком и Г.Р. Тревиранусом независимо друг от друга. Предмет биологии - все проявления жизни: строение и функции живых существ и их природных сообществ, распространение, происхождение и развитие, связи друг с другом и с неживой природой. Прежде чем коснуться темы разберем этапы формирования процесса познания, направленные на развитие знания человечества (естествознания), параллельно моменты становления биологии как науки:
• Формирование рациональных знаний о природе в системе первобытного сознания.
• Неолитическая революция (9000 до н. э.). На Древнем Востоке развивается медицинские, биологические и географические знания, в Древнем Египте закладываются предпосылки системы счисления, формулы для вычисления усеченного объема конуса, пирамиды.
• Создание первой естественно-научной картины мира в Древней Греции. Складываются предпосылки развития научно-рационального познания, доказательства теорем. Концепция самозарождения живого и неживого.
• Естествознание в эпоху средневековья. Религия играла везде главную роль. Шло разделение науки на три ветви:
• - опытно-эмпирическое направление (создание пороха, развитие физики);
• - религиозное направление (решались вопросы о происхождении Земли, человека-);
• - ритуальное направление (получили развитие алхимия, астрология).
• Мировозренчиская революция эпохи Возрождения. Зарождение научной биологии.
• Научная революция физики 17в. Возникновение классической механики.
• Естествознание 18в. - первая половина 19в. Становление основных отраслей классической физики, развитие научной химии, классической биологии. возникновение идей эволюции природы. Создание внегалактической астрономии.
• Естествознание второй половины 19в.: на пути к новой научной революции. Возникновение термодинамики, статистической физики, открытие радиоактивности, революция в биологии Дарвина, становление генетики.
• Научная революция в физике начала 20в.: возникновение релятивистской и квантовой физики. Создание теории относительности.
• Вторая половина 20в. Новая астрономическая революция - открытие черных дыр, новых галактик. Создание синтетической теории эволюции и молекулярной биологии
• Итак, остановимся на втором этапе развития естествознания, где происходит становление производящего хозяйства (земледелия и скотоводства), что и стимулировало развитие биологических знаний.
• Содержание
• Исторический очерк
• Современная биология уходит корнями в древность и берет начало в странах Средиземноморья (Древний Египет, Древняя Греция). Первые систематические попытки познания живой природы были сделаны античными врачами и философами - Гиппократ (ок. 460-ок. 370 до н.э.), Аристотель (384-322 до н. э.), Гален (129 - ок. 201). В трудах Гиппократа, ставших основой дальнейшего развития клинической медицины, отражены представление о целостности организма; индивидуальный подход к больному и лечение больного, а не болезни; понятие об анамнезе; учения об этиологии и др. Крупнейшим биологом древности был Аристотель. Его сочинения охватывают все отрасли тогдашнего знания. Итак, в средние века накопление биологических знаний диктовалось в основном интересами медицины. Однако вскрытия человеческого тела были запрещены, и преподававшаяся по Галену анатомия была в действительности анатомией животных, главным образом свиньи и обезьяны.
• В эпоху Возрождения широко распространяются и комментируются сочинения античных философов и натуралистов (первыми ботаническими трудами были комментарии к сочинениям Теофраста (327-287)).
• В дальнейшем появляются оригинальные «травники» - краткие описания лекарств, растений, А. Цезальпино (1519-1603) сделал попытку создания классификации растений в 1583 г., на основе строения семян, цветков и плодов.
• С введением анатомирования человеческого тела блестящих успехов добивается анатомия человека, что отражено в классическом труде А. Везалия (1514-1564) «О строении человеческого тела» в 1543 г. работы анатомов подготовили великое открытие 17 в. - учение У. Гарвея (1578-1657) о кровообращении в 1628 г., применившего для физиологических исследований количественные измерения и законы гидравлики. Плеяда микроскопистов открывает тонкое строение растений - Р. Гук (1635-1703) в 1665 г., М. Мальпиги (1628-1694) с 1675 по 1679 г.г., Н. Грю (1641-1712) с 1671 по 1682г.г. и их половые различия - Р. Камерариус (1665-1721) в 1694 г., мир микроскопических существ, эритроциты и сперматозоиды - А. Левенгук (1632-1723) в 1673 г., изучает строение и развитие насекомых - Мальпиги в 1669 г. , Я. Сваммердам (1637-1680) в 1669 г. Эти открытия привели к возникновению противоположных направлений в эмбриологии - овизма и анималькулизма и к борьбе концепций преформизма и эпигенеза.
• В 18 в. фундаментальную «Систему природы» (1735 и позже), основанную на признании изначально сотворенного мира, дал К. Линней (1707-1778), применив бинарную номенклатуру. Сторонник ограниченного трансформизма Ж. Бюффон (1707-1788) построил смелую гипотезу о прошлой истории Земли, разделив ее на ряд периодов, и в отличие от креацианистов относил появление растений, животных и человека к последним периодам. Опытами по гибридизации И. Кельрейтер (1733-1806) окончательно доказал наличие полов у растений и показал участие в оплодотворении и развитии как яйцеклеток, так и пыльцы растений (1761 и позже). В конце 18 в. Л. Спалланцани (1729-1799) осуществил опыты, опровергающие господствовавшую до тех пор в биологии идею возможности самозарождения организмов.
• Уже со 2-й половины 18 в. и в начале 19 в. все настойчивее в той или иной форме возникают идеи исторического развития живой природы. Ш. Бонне (1720-1793) развил (1745, 1764) идею «лестницы существ», которую эволюционно истолковал Ж. Б. Ламарк (1744-1829) в 1809 г. Эволюционные идеи Ламарка в то время успеха не имели и подвергались критике со стороны многих ученых, среди которых был Ж. Кювье (1769-1832) - основоположник сравнительной анатомии и палеонтологии животных, выдвинувший в 1812 г. учение о катастрофах. Антиэволюционные концепции Кювье утвердились в 1830 г. в результате дискуссии с Э. Жоффруа Сент - Илером (1772-1844), пытавшимся обосновать натурфилософское учение о «единстве плана строения» животных и допускавшим возможность эволюционных изменений под прямым воздействием внешней среды. Идея развития организмов нашла подтверждение в эмбриологических исследованиях К. Ф. Вольфа (1759, 1768), Х. Пандера (1817) и К. М. Бэра (1828-1837). Обоснованная Т. Шванном (1810-1882) в 1839 г. клеточная теория сыграла огромную роль в понимании единства органического мира и в развитии цитологии и гистологии.
• В середине 19 в. установлены особенности питания растений и его отличие от питания животных, сформулирован принцип круговорота веществ в природе (Ю. Либих, Ж. Б. Буссенго). В физиологии животных крупные успехи достигнуты работами Э. Дюбуа - Реймона (1818-1896), заложившего основы электрофизиологии, К. Бернара, выяснившего роль ряда секреторных органов в пищеварении (1845, 1847) и доказавшего синтез гликогена в печени (1848), Г. Гельмгольца (1821-1894) и К. Людвига (1816-1895), разработавших методы изучения нервно-мышечной системы и органов чувств. И. М. Сеченов (1829-1905) заложил основы материалистического понимания высшей нервной деятельности («рефлексы головного мозга», 1863 г.). Л. Пастер (1822-1895) окончательно опроверг возможность самозарождения современных организмов (1860-1864). С. Н. Виноградский (1856-1953) обнаружил (1887-1891) бактерии, способные путем хемосинтеза образовывать органические вещества из неорганических. Д. И. Ивановский (1864-1920) открыл в 1892 г. вирусы.
• Крупнейшим завоеванием 19 в. было эволюционное учение Ч. Дарвина (1809-1882), изложенное им в труде «Происхождение видов» в 1859 г., в котором он вскрыл механизм эволюционного процесса путем естественного отбора. Утверждение в биологии дарвинизма способствовало разработке ряда новых направлений: эволюционной сравнительной анатомии (К. Гегенбаур), эволюционной эмбриологии (А. О. Ковалевский, И. И. Мечников), эволюционной палеонтологии (В. О. Ковалевский).
• В 1860 г. найдено перо древнейшего вымершего рода птиц-археоптерикс, первоптица в верхнегорских (титонских) литоградских сланцах в Баварии (Германия), где затем в 1861 был найден первый скелет. Сейчас известно пять таких скелетов археоптерикса, причем два были обнаружены недавно в музеях (Нидерланды и ФРГ), где хранились как скелеты птерозавра и динозавра.
• Археоптерикс ( ) ископаемая древнейшая птица подкласса ящерохвостые. Размером с ворону. В строении археоптерикса сочетаются признаки пресмыкающихся (череп с 2 височными дугами, зубы в альвеолах, небольшой мозг рептильного типа, имеются брюшные ребра, позвонки амфицельные, длинный хвост состоит примерно из 20 позвонков, отсутствует роговой чехол клюва и др.) и птиц (тело покрыто перьями, маховые перья крыльев крупные, асимметричного строения, кости конечностей частично пневматизированы).
• Предполагают, что археоптерикс не был способен к свободному полету, а мог только перепархивать с дерева на дерево; при передвижении на деревьях возможно использовал и пальцы крыла. Согласно другой точке зрения, вел главным образом наземный бегающий образ жизни, а при надобности мог перелетать на короткие дистанции.
• Большие успехи достигнутые в 70-80-х г.г. 19в. в изучении сложных процессов клеточного деления (Э.Страсбургер, 1875; В.Флемминг, 1882, и др.), созревания половых клеток и оплодотворения (О.Гертвиг, 1875 и позже; Г.Фоль, 1877; Э. ван Бенеден, 1884; Т.Бовери, 1887,1888) и связанных с ними закономерностей распределения хромосом в митозе и мейозе, породили множество теорий, искавших в ядре половых клеток носителей наследственности (.Гальтон,1875; К.Негели,1884; Э.Страсбургер. 1884; А.Вейсман,188501892; Х.Де Фриз, 1889). Однако закономерности наследственности, обнаруженные Г.Менделем (1822-1884) в 1865, остались незамеченными вплоть до 1900, когда они были подтверждены и легли в основу генетики.
• Отправными пунктами развития генетики в начале 20 в. стали менделизм и мутационная теория (Х.Де Фриз, 1901-1903), способствовавшие в дальнейшем синтезу генетики и дарвинизма. Была сформулирована хромосомная теория наследственности (Т.Бовери, 1902-1907; У.Сетон, 1092). В дальнейшем было показано , что носителями генетической информации являются молекулы ДНК (1944). Установление структуры ДНК Дж.Уотсоном и Ф.Крик в 1953г. привело к раскрытию генетического кода, дало резкий толчок развитию молекулярной биологии, а позднее - генетической инженерии и биотехнологии.
• В области физиологии животных И.П.Павловым (1849-1936) разработано учение об условных рефлексах и высшей нервной деятельности; бурно развивается нейрофизиология.
• Существенное развитие в 20 в. получила эволюционная теория. В 20-30-х г.г. была вскрыта роль в эволюции мутационного процесса. Колебаний численности и изоляции при направленном действии отбора. Это позволило разработать синтетическую теорию эволюции, развивающую дарвинизм (С.С.Четвериков, Дж.Б.С.Холдейн, Р.Фишер, С.Райт, Дж.Хаксли и др.) и включающую учения о факторах эволюции (И.И.Шмальгаузен и др.), о микроэволюции и макроэволюции.
• Крупнейшими достижениями Биологии является создание В.И.Вернадским (1863-1945) биогеохимии и учения о биосфере (1926), В.Н.Сукачевым (1880-1967) - биогеоценологии (1942), на основе которых научно разрабатывается стратегия взаимоотношений человечества с природой. Трудами В.Шелфорда (1912, 1939). Ч.Элтона (1934) и мн. Др. Разработаны основы экологии как науки о взаимосвязи между организмами и окружающей средой.
• Методические установки биологии 20 в. значительно отличаются от методических регулятивов биологии 18 - 19 в.в. основные направления, по которым произошло их размежевание, следующие:
• 1). качественно новое представление объекта познания (полисистемное видение биологического объекта).
• 2). качественно новая гносеологическая ситуация, требующая явного указания на условия познания, на особенности субъект-объектных отношений; невозможность пренебречь ролью и позицией субъекта познания в окончательном результате биологического исследования.
• 3). установление диалектического единства ранее противопоставлявшихся друг другу методологических подходов. На этом этапе формируются методологические установки, предполагающие: единство описательно-класифицирующего и объяснительно-номотетического подходов; единство операций расчленения, математизацию, аксиоматизацию и др.
• 4). заметно преобразовывается мировоззренческая функция биологии. К концу века мировоззренческая нацеленность биологии, ориентированность ее результатов на конкретизацию наших представлений об отношении человек - мир реализуется в двух направлениях:
• - на человека, на выявление взаимосвязей биологического и социального в человеке; определение функционирования биологического в общественном (социуме).
• -на мир, на выявление закономерностей включенности живого в эволюцию Вселенной, перспектив биологического мира в развитии мира космического.
• Система биологических наук
• Основные методы биологии: наблюдение, позволяющее описать биологические явления; сравнение, дающее возможность найти закономерности (строение, функции, происхождение, распространение и развитие), общие для разных явлений - эксперимент или опыт, в ходе которого исследователь искусственно создает ситуацию, помогающую выявить глубже лежащие свойства биологических объектов; наконец, исторический метод, позволяющий на основе данных о современном органическом мире и его прошлом познавать процессы развитии живой природы.
• Биология тесно связана со многими науками и с практической деятельностью человек.
• Одними из первых в биологии сложились комплексные науки по объектам исследования - о животных - зоология, растениях - ботаника; анатомия и физиология человека - основа медицины. В пределах зоологии сформировались более узкие дисциплины. Например, протозоология, энтомология, орнитология и др.; в ботанике - альгология, дендрология и т.д. В самостоятельные науки выделились микробиология, микология, вирусология Многообразие организмов и распределение их по группам изучают систематика животных и систематика растений. Изучением прошлой истории органического мира занимается палеонтология и ее разделы - палеозоология, палеоботаника и др.
• Другой аспект классификации биологических дисциплин - по исследуемым свойствам и проявлениям (механизмам) живого. Форму и строение организмов изучают морфологические дисциплины - цитология, гистология, анатомия; состав и ультраструктуру тканей и клеток - биохимия, биофизика, молекулярная биология; образ жизни животных и растений и их взаимоотношения с условиями среды обитания - экология и более специально - гидробиология, биогеография и т.д.; функции живых существ изучают физиология животных и физиология растений; закономерности наследственности и изменчивости - предмет исследований генетики; закономерности индивидуального развития изучает эмбриология; историческое развитие - эволюционное учение. Глубокое проникновение математики в разделы биологии вызвало к жизни математическую биологию, биометрию. В целом для биологии характерно взаимопроникновение идей и методов различных биологических дисциплин, а также других наук - химии, физики, математики. В 20 в. возникли новые биологические дисциплины и направления на границах смежных наук, а также в связи с практическими потребностями (радиобиология, космическая биология, физиология труда, социобиология и др.).
• Современная биология изобилует проблемами, решение которых может оказать революционизирующее влияние на естествознание в целом и прогресс человечества. Это многие вопросы молекулярной биологии и генетики, физиологии и биохимии, энергетика, коренные философско-методологические проблемы (форма и содержание, целостность).
• 2.3. Биография ученого, внесшего существенный вклад в биологии
• Ламарк Жан Батист Пьер Антуан де Моне (01.08.1744-18.12.1829) - Французский естествоиспытатель, создатель первой целостной эволюционной теории (развитие живой природы), член Парижской АН (1783г.).
• В 1772-1776г.г. в Высшей медицинской школе в Париже изучал главным образом ботанику. В 1778г. вышла работа Ламарка о флоре Франции (в 3-х томах), в которой им впервые был предложен дихотомичный принцип определения растений. Ламарк горячо приветствовал Великую Французскую революцию; по его предложению в 1793г. Королевский ботанический сад был реорганизован в Музей естественной истории. Где Ламарк стал профессором по кафедре зоологии насекомых, червей и микроскопических животных; руководил ею в течение 24 лет.
• К 1820г. Ламарк полностью ослеп, свои труды диктовал дочерям. Жил и умер в бедности.
• Ламарк впервые в 1794г. разграничил животный мир на 2 основные группы - позвоночных и беспозвоночных, ему принадлежит и термин «беспозвоночные». В пределах беспозвоночных он выделил 10 классов, распределив их в порядке введенного им принципа совершенствования - градации - между четырьмя последовательно усложняющимися ступенями организации. Вначале Ламарк понимал градации как прямолинейный ряд живых существ от простейших до самых совершенных, представил в виде лестницы существ. Ламарк ввел термин «биология» в 1802г.
• В трактовке жизненных явлений был деистом. Согласно Ламарку, материя, лежащая в основе всех природных тел и явлений, абсолютно инертна. Для ее «оживления» необходимо внесение в нее движения извне. Отсюда обращение Ламарка к «верховному творцу» как источнику «первого толчка», пустившего в ход «мировою машину». Живое, по Ламарку, возникло из неживого и далее развивалось на основе строгих объективных причинных зависимостей, в которых нет места случайности (механический детерминизм). Наиболее простые организмы появились и ныне возникают из «неорганизованной» материи (самозарождение) под влиянием проникающих в нее флюидов (например, электричество). Ламарк описал много форм ископаемых беспозвоночных, связав их с системой ныне живущих. Помимо ботанических и зоологических работ, Ламарк - автор публикаций по геологии, гидрологии и метеорологии. В «Гидрогеологии» (1802г.) выдвинул принцип историзма и актуализма в трактовке геологических явлений.
• Заключение
• В 20 в. динамичное развитие биологического познания позволило открыть молекулярные основы живого и непосредственно приблизиться к решению величайшей проблемы науки-раскрытию сущности жизни. Радикально изменилась и сама биология, и ее место, роль в системе наук, отношение биологической науки и практики. Биология постепенно становиться лидером естествознания. Вскрываемые биологией закономерности - важная составная часть современного естествознания. Они служат укреплением связи биологии с точными и гуманитарными науками; развитие комплексных и междисциплинарных исследований; увеличение каналов взаимосвязи с теоретическим познанием и со сферой практической деятельности, прежде всего с глобальными проблемами современности; явное участие запросов практики в актуализации тех или иных проблем биологического познания; возрастание ответственности ученых-биологов за судьбы человечества (прежде всего в связи с перспективами генной инженерии); связь биологии с аграрной, медицинской, экологической и другими видами практической деятельности обуславливает не только их развитие, но и развитие биологии.
• Все возрастающее значение биологических исследований для медицины, сельского хозяйства, разумного использования естественных ресурсов и охраны природы, а также проникновение в эти исследования идей и методов точных наук выдвинули биологию с середины 20 в. на передовые рубежи естествознания. Данные биологии - естественнонаучная основа материалистического познания природы и места человека в ней.
• Список литературы:
• Мамонтов С.Г. Биология. Учебник.-М.: Дрофа, 1994.
• Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учеб. Пособие.-М.: Гардарики, 2003.
• Биология. Большой энциклопедический словарь / Гл.ред. М.С. Гиляров.-3-е изд.-М.:1998.
• Большая советская энциклопедия / Т.14, - М.: 1970.