Розвиток біології як науки

Біологія - це наука про життя. Зараз вона становить сукупність наук про живу природу. Біологія вивчає всі прояви життя: будова, функції, розвиток і походження живих організмів, їх взаємовідносини із середовищем проживання і з іншими живими організмами.
Біологія оформилася як самостійна наукова дисципліна лише протягом XIX століття. Це зв'язано з проблемами у встановленні фундаментальної відмінності між живими і неживими природними тілами. Нам відомі імена багатьох видатних учених, які зробили внесок у розвиток біології. Назвемо лише деяких з них.
Гіппократ (460 - бл. 370 до н. Е.) дав першим опис будови людини і тварин, вказав на роль середовища і спадковості у виникненні хвороб. Його вважають засновником медицини.

Мал. 1 Гіппократ

Арістотель (384-322 до н. Е.) Ділив навколишній світ на 4 царства: неживий світ землі, води і повітря; світ рослин; світ тварин і світ людини. Він описав багатьох тварин, поклав початок систематиці. У написаних ним 4-х біологічних трактатах містилися практично всі відомі на той час відомості про тварин. Заслуги Аристотеля настільки великі, що його вважають основоположником зоологіі. Давайте подивимось відео про цього вченого.

Теофраст (372-287 до н. Е.) вивчав рослини. Їм описано понад 500 видів рослин. Він пояснив будову і розмноження багатьох рослин, ввів у вжиток багато ботанічних термінів. Його вважають засновником ботаніки.
Гай Пліній Старший (23-79) зібрав відомі на той час відомості про живі організми і написав 37 томів енциклопедії «Естественная история». Майже до середньовіччя ця енциклопедія була головним джерелом знань про природу.


Мал. 2 Енциклопедія Гая Плінія, видання 1669р.

Клавдій Гален у своїх наукових дослідженнях широко використовував розтин ссавців. Він першим зробив порівняльно-анатомічний опис людини і мавпи. Вивчав центральну і периферичну нервову систему. Історики вважають його останнім великим біологом древніх часів.

 
Мал. 3 Клавдій Гален

В середні століття пануючою ідеологією була релігія. Подібно до інших наук, біологія в цей період ще не виділилася в самостійну область і існувала в загальному руслі релігійно-філософських поглядів. І хоча накопичення знань про живі організми тривали, про біологію як науку в той період можна говорити лише умовно.
Епоха Відродження є перехідною від культури середніх століть до культури нового часу. Корінні соціально-економічні перетворення того часу супроводжувалися новими відкриттями в науці. Найвідоміший учений цієї епохи Леонардо да Вінчі (1452 - 1519) вніс певний внесок і в розвиток біологіі. Він вивчав політ птахів, описав багато рослин, способи сполуки кісток у суглобах, діяльність серця та зорову функцію ока, схожість кісток людини і тварин.
У другій половині XV ст. природно-наукові знання починають швидко розвиватися. Цьому сприяли географічні відкриття, що дозволили істотно розширити відомості про тварин і рослини. Швидке накопичення наукових знань про живі організми вело до поділу біології на окремі наукі. В XVI-XVII ст. стали стрімко розвиватися ботаніка і зоологія.
Винахід мікроскопа (початок XVII ст.) дозволив вивчати мікроскопічну будову рослин і тварин. Були відкриті невидимі для неозброєного ока мікроскопічно малі живі організми - бактерії та найпростіші.


Мал. 4 Мікроскоп в сучасному виді

Великий внесок у розвиток біології вніс Карл Лінней, що запропонував систему класифікації тварин і рослин. Карл Бер (1792-1876) у своїх роботах сформулював основні положення теорії гомологічних органів і закону зародкової схожості, що заклали наукові основи ембріології.
У 1808 р. в роботі «Філософія зоології» Жан Батіст Ламарк порушив питання про причини і механізми еволюційних перетворень і виклав першу по часу теорію еволюціі.
Велику роль у розвитку біології зіграла клітинна теорія, яка науково довела єдність живого світу і стала однією з передумов виникнення теорії еволюції Чарльза Дарвіна.


Мал. 5 Чарльз Дарвін та його теорія природного добору

На основі численних спостережень Ч. Дарвін опублікував в 1859 р. свою основну працю «Про походження видів шляхом природного добору», в якому сформулював основні положення теорії еволюції, запропонував механізми еволюції та шляхи еволюційних перетворень організмов. Давайте проаналізуємо сучасне відео про теорі. Еволюції.


Відео  «Еволюція за 5 хвилин»

Авторами клітинної теорії вважають зоолога Теодора Шванна (1818-1882) і ботаніка Маттіаса Якоба Шлейдена (1804-1881).
У XIX ст. завдяки роботам Луї Пастера (1822-1895), Роберта Коха (1843-1910), І. І. Мечникова в якості самостійна науки оформилася мікробіологія. К кінцю XIX ст. як окремі науки виділилися паразитологія та екологія. XX століття почався з передового відкриття законів Грегора Менделя, що ознаменувало собою початок розвитку генетики як науки.
В середині XIX ст. були закладені підвалини науки про закономірності спадковості й мінливості організмів - генетики. Датою її народження вважають 1900 рік, коли три вчені, які робили досліди з гібридизації рослин. Нині генетика стрімко розвивається і посідає одне з центральних місць у біології.
В 40-50-ті роки XX ст. в біології стали широко використовуватися ідеї та методи фізики, хімії, математики, кібернетики та інших наук, а в якості об'єктів дослідження - мікроорганізми. В результаті виникли і стали бурхливо розвиватися як самостійна науки біофізика, біохімія, молекулярна біологія, радіаційна біологія, біоніка та ін.
Пропоную вам переглянути презентацію на тему «Історія розвитку біології» для глибшого та легшого засвоєння матеріалу.

Cкачати презентацію можна клікнувши на текст "Скачати презентацію" і встановивши Microsoft PowerPoint

Контролюючий блок № 1

1.    Що вивчає біологія?
2.    Які біологічні науки ви знаєте?
3.    Назвіть видатних вчених на кожному етапі розвитку науки біології?

Видатні вчені-біологи України

Важливий внесок у  розвиток   біології  належить українським ученим.
Зокрема, дослідження Олександра Онуфрійовича Ковалевського та Івана Івановича Шмальгаузена відіграли важливу роль у  розвитку  порівняльної анатомії тварин, філогенії та еволюційних поглядів. Дивись малюнки 6 та 7.
Ілля Ілліч Мечников відкрив явище фагоцитозу і розвинув теорію клітинного імунітету, за що йому було присуджено Нобелівську премію з фізіології та медицини в 1908 р. Дивись малюнок 8.
Він запропонував гіпотезу походження багатоклітинних тварин. О.О. Ковалевського та І.І. Мечникова, яких справедливо вважають засновниками еволюційної ембріології.


Мал. 6 Ковалевський О.О.


Мал. 7 Шмальгаузен І.І.


Мал. 8 Мечников І.І.

Всесвітню славу українській ботанічній школі приніс Сергій Гаврилович Навашин, який 1898 року відкрив процес подвійного запліднення у квіткових рослин.


Мал. 9 Навашин С.Г.


Мал.10 Вернадський В.І.

Важко уявити сучасний  розвиток  екології без праць Володимира Івановича Вернадського.

Він створив учення про біосферу - єдину глобальну екосистему планети Земля, а також ноосферу - новий стан біосфери, спричинений розумовою діяльністю людини. Ідеї В.І. Вернадського випередили свій час. Лише тепер його прогнози про ноосферу розглядають як своєрідну програму, покликану забезпечити гармонійне співіснування людини та навколишнього природного середовища, яке спирається на екологізацію всіх сфер діяльності людини: промисловості, транспорту, тваринництва та рільництва.
В.І. Вернадський започаткував нову науку - біогеохімію, що вивчає біохімічну діяльність живих організмів з перетворення геологічних оболонок нашої планети.
Великі досягнення в українській ботанічній науці належать Фоміну О.В., Холодному М.Г., Гришку М.М.(1901-1964), зоологічній - Кесслеру К.Ф.(1815-1881), Караваєву В.О.(1864-1939), Топачевському В.О.(1930-2004), біохімії – Палладіну О.В., Кучеренку М.Є.(1938-2008), гідробіології – Топачевському О.В.(1897-1975), радіобіології - Гродзинському Д.М., генетиці – Гершензону С.М., мікробіології – Заболотному Д.К. та Холодному М.Г., фізіології людини і тварин – Богомольцю О.О., Чаговцю В.Ю.(1873-1941), Костюку П.Г., паразитології – Маркевичу О.П.(1905-1999) та багатьом іншим.

Контролюючий блок № 2

1. Яких видатних вчених-біологів України ви знаєте?
2. Хто створив учення про біосферу та ноосферу?
3. Кого саме з українських вчених вважають засновниками ембріології?

Методи біологічних досліджень

Науковий метод - це сукупність прийомів і операцій, які використовуються при побудові системи наукових знань. Науковий метод завжди намагається роз`яснити щось нове та незрозуміле за допомогою вже існуючої системи знань.

Основними методами дослідження, вживаними у біологічних науках, є описовий, порівняльний, історичний і експериментальний..

 
Мал. 11 Науковий метод


Мал. 12 Описовий метод

Описовий метод, тобото спостереження і збор, опис фактичного матеріалу. До XVIII ст. біологи в основному займалися описом тварин і рослин, робили спроби первинної систематизації накопиченого матеріалу. Але такий метод існує і сьогодні. Він використовується при відкритті нових видів або вивченні клітин за допомогою сучасних методів дослідження. Дивись малюнок 12.
Порівняльний метод. Він дозволив виявляти схожість і відмінності між організмами і їх частинами і став застосовуватися в XVII ст. Використання порівняльного методу дозволило отримати дані, необхідні для систематизації рослин і тваринні. У XIX ст. він був використаний при розробці клітинної теорії і обгрунтуванні теорії еволюції, а також в перебудові ряду біологічних наук на основі цієї теорії. У наш час порівняльний метод також широко застосовується в різних біологічних науках. Проте якби в біології використовувалися лише описовий і порівняльний методи, то вона так і залишилася б у рамках констатуючої.



Мал. 13 Порівняльний метод


Мал.14 Історичний метод

Історичний метод. Цей метод допомагає осмислити отримані факти, зіставити їх раніше відомими результатами. Дивись малюнок 14. Він став широко застосовуватися в другій половині XIX ст. завдяки роботам Ч. Дарвіна, який з його допомогою науково обгрунтував закономірності появи і розвитку організмів, становлення їх структур і функцій в часі і просторі. Застосування історичного методу дозволило перетворити біологію з науки описової в науку, що пояснює, як сталися і як функціонують різноманітні живі системи.
Експериментальний метод. Застосування експериментального методу в біології зв`язують з ім'ям Уільяма Гарвея, який використовував його у своїх дослідженнях при вивченні кровообігу. Але широко обігу він надбав лише з початку XIX ст., передусім при вивченні фізіологічних процесів. Цей метод дозволяє вивчати те або інше явище життя за допомогою досвіду, а, також, призводить до виникнення нових і глобальних досягнень в науці.

Відео «Штучна жива клітина» 

Надзвичайно важливе значення мають екологічні дослідження. Перед людством стало грандіозне завдання - збереження біосфери метою підтримання умов існування і розвитку цивілізації. Без біологічних знань і спеціальних досліджень вирішити її неможливо. Таким чином, в даний час біологія стала реальною продуктивною силою і раціональної науковою основою відносин між людиною і природою.
Вся історія розвитку біології наочно свідчить про те, що вона визначалася розробкою і застосуванням нових методів дослідження.

Контролюючий блок № 3

1. Які сучасні методи біологічних  досліджень ви знаєте?
2. Коротко опишіть кожний метод дослідження в біології.
3. В чому полягає суть екологічних досліджень?