История биологии кратко. §1
Интерес к познанию мира живой природы сопровождает человечество на протяжении всей его истории. Уже в первобытном обществе, в эпоху верхнего палеолита (неоген) и неолита (антропоген), интерес к живому окружению отражал практические нужды людей. Желание узнать, следует ли избегать встреч с теми или иными животными и растениями или, наоборот, использовать их в своих целях, объясняет, почему первоначально внимание к живым организмам выливалось в попытки их подразделения на полезные и опасные, болезнетворные, представляющие пищевую ценность, пригодные для изготовления одежды, орудий труда, жилищ, предметов обихода, удовлетворения эстетических запросов. Первобытный человек был пытлив и наблюдателен. После себя он оставил наскальные рисунки, прежде всего, животных, которые отличаются точностью изображения, динамизмом. В это время формируется первобытный антропоморфизм (человек не противопоставляет себя остальной природе), на его основе возникают различные религиозные верования в форме «анемизма » - «учение о душе ». Возникает представление о «живом» и «мертвом»: все становится мертвым (человек, животные, растения, вода, камень) после того как «душа выходит из тела». В последствии анемизм приобретает различные формы. Например, по одной из версий, душа – самостоятельная сущность, их может быть множество и каждая находится в том или ином органе, управляет им. Однако уже в эпоху неолита, бронзы и железа возникает рациональное, материалестическое понимание природы, что в первую очередь, связано с практикой. Происходит одомашнивание собаки, что подсказывает идею приручения, что в свою очередь, дает начало скотоводству. Рядом с человеком уже жили овцы, Лошади, коровы, верблюды, свиньи и др. животные. Их содержание приводит к тому, что параллельно развивается земледелие. Так, в VI – V т до н.э. были культивированы пшеница, ячмень, рожь, кукуруза, огородные, плодовые и технические культуры. Центры их происхождения были открыты и описаны нашим великим соотечественником Н.И.Вавиловым(1921). Ч.Дарвин пишет: «Все культурные растения и домашние животные произошли от диких форм в результате бессознательного искусственного отбора в эпоху ранних рабовладельческих цивилизаций» (1839). В связи с этим принципиально важный факт констатирует Ф.Энгельс «В рабовладельческом обществе происходит переход от использования готовых продуктов к их производству ».
Биология как наука формировалась длительное время. В ее развитии были различные периоды и события. Изучение истории биологии показывает, что длительность периодов плавного развития до очередного скачка, сокращается, чем ближе мы приближаемся к нашему времени. Т.Кун (американский историк науки) в своей работе «Структура научной революции»(1960) предложил выделять:
· Периоды плавного развития науки
· Революционные преобразования, завершающиеся формированием новой парадигмы (узловые моменты).
Именно узловые моменты (ароморфозы) определяют ПЕРИОДЫ (ЭТАПЫ) развития той или иной науки. Так, в естественной истории, в последствии – естествознании и БИОЛОГИИ выделяют следующие ПЕРИОДЫ (ЭТАПЫ) РАЗВИТИЯ:
· Первоначальные представления о живой природе и первые попытки научных обобщений (с начала становления человека как социального существа – около 15 т. лет т.н.)
· Античный период (ок. VI в. до н.э. – III в.н.э.)
· Средние века (III – XIV вв)
· Эпоха Возрождения, развитие принципов естественнонаучного познания природы (XIV – XVII)
· Метафизический период (XVII – XVIII). Возникновение и развитие представлений об изменяемости живой природы
· Формирование эволюционных идей и теорий (эволюционный период) – первая половина XIX в. (1809, 1859)
· Период дифференциации биологических наук на основе эволюционного подхода (вторая половина XIX в.
· Период интеграции биологии с другими науками естественнонаучного цикла (XX в.)
· Новейшие направления биологических исследований – XXI в.
На определенной стадии знакомства с живой природой в умах людей, наряду с представлениями о разнообразии организмов, возникает идея единства всего живого, включая людей. Одновременно проясняются роль и истоки разнообразия в живой природе. Возникает понимание непротиворечивости биологического единообразия и многообразия.
Решающим научным доказательством единства всего живого стала КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ Т.Шванна и М.Шлейдена (1838-39). Открытие клеточного принципа строения растительных и животных организмов положило начало плодотворному изучению ОБЩИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ, составляющих основу морфологии, физиологии, репродукции и индивидуального развития живых организмов.
Открытием фундаментальных ЗАКОНОВ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ биология обязана Г.Менделю, описавшему правила наследования признаков на основе передачи в поколениях дискретных наследственных задатков (1865), Г.де Фризу, К.Корренсу и К.Чермаку, переоткрывшим независимо друг от друга в 1900 г. и сделавшим достоянием науки правила наследования Г.Менделя, Г.де Фризу, открывшему мутационную изменчивость (1901), основателям популяционной генетики Г.Харди и В.Вайнбергу, сформулировавшим закон генетического равновесия в популяциях организмов (1908), Т.Моргану и его ученикам, создавшим хромосомную теорию наследственности (1910-1916), Дж.Уотсону, Ф.Крику, М.Уилкинс и Р.Франклин, открывшим двойную спираль ДНК (1953). Названные законы раскрывают механизм передачи наследственной информации от клетки к клетке, а через клетки – от особи к особи и перераспределения ее в пределах вида в череде поколений, принципы структурно-функциональной организации генетического аппарата. Благодаря этим открытиям становится понятной роль таких биологических явлений, как половое размножение, смена поколений, онтогенез и филогенез.
Единство всего живого также подтверждают исследования биохимических (обменных, метаболических) и биофизических механизмов жизнедеятельности клеток. Начало этих исследований датируется второй половиной XIX в., однако наиболее весомы достижения молекулярной биологии (вторая половина XX в.). Благодаря молекулярно-биологическим исследованиям, уделяющим главное внимание закономерностям хранения, передачи и использования клетками биологической информации, были раскрыты физико-химические основы таких универсальных свойств живого, как наследственность и изменчивость, специфичность биологических макромолекул, структур и функций, закономерное воспроизведение в ряду поколений клеток и организмов определенного типа структурно-функциональной организации.
В контексте идеи единства живой природы важно то, что живые формы принципиально одинаковым образом хранят наследственную информацию, передают ее в ряду поколений или используют в своей жизнедеятельности, обеспечивают жизненные процессы энергией и переводят энергию в работу.
Клеточная теория, достижения генетики, биохимии, биофизики и молекулярной биологии обосновывают тезис о единстве органического мира в его современном состоянии. То, что живое на планете едино в историческом плане, обосновывается теорией эволюции (эволюционное учение). Естественнонаучные основы теории заложены Ч.Дарвином (1859). Дальнейшее развитие, связанное с достижениями генетики и популяционной биологии, сравнительной эмбриологии и морфологии, палеонтологии, она получила в трудах А.Н.Северцова, Н.И.Вавилова, С.С.Четверикова, Ф.Р.Добжанского, Н.В.Тимофеева-Ресовского, И.И.Шмальгаузена, чья научная деятельность относится к первой половине – середине ХХ в.
Эволюционисты рубежа ХХ – ХХ1 вв. развивают идеи о новых, в том числе «недарвиновских» факторах, механизмах и формах эволюционного процесса.
Эволюционная идея называет НАПРАВЛЕНИЯ, ПУТИ, СПОСОБЫ и МЕХАНИЗМЫ , которые за несколько миллиардов лет привели к наблюдаемому ныне разнообразию живых форм, в одинаковой мере приспособленных к среде обитания и различающихся по уровню структурно-функциональной организации. Другой важный итог эволюционной парадигмы состоит в признании, что живые формы связаны друг с другом общностью происхождения (генетическое родство). Степень родства различается для представителей разных групп, а свое выражение оно находит в преемственности и общности фундаментальных молекулярных, клеточных и системных механизмов развития и жизнедеятельности. Такая преемственность (наследственность) сочетается с изменчивостью, которая позволяет осваивать в пространстве и времени новые жизненные условия (эволюционная и экологическая пластичность), достигать высоких уровней структурно-функциональной организации.
Эволюционные идеи необходимо дополнить с учетом специфической функции живых форм в «экономике» природы как фактора интенсификации и стабилизации земных вещественно-энергетических круговоротов и потоков – планетарная геохимическая роль живого вещества (В.И.Вернадский). В связи с этим эволюцию живого (или жизни) следует представлять не только как видообразование , но так же как преобразование биосферы, в ходе которого эволюционируют сообщества (экосистемы, биоценозы), историческая динамика которых обусловлена ЭВОЛЮЦИЕЙ ВИДОВ.
Сближение двух эволюционных парадигм – эволюции видов (таксонов) и эволюции экосистем и биосферы делает вклад эволюционной идеи в обоснование тезиса о единстве мира живого особенно весомым.
Теория эволюции обращает внимание на условность граней между неживой и живой природой планеты, между живой природой и человеком. В соответствии с геохимической гипотезой происхождения жизни обосновано допущение, чтоважнейшие атрибуты жизни:
· Самовоспроизведение на базе аутокатализа (матричный синтез)
· Использование высокомолекулярных соединений углерода (нуклеиновые кислоты, белки)
· Сохранение во времени существующей и создание новой биологической информации
· Прогрессивное усложнение структур на основе случайной изменчивости и отбора
Могли возникнуть на «добиологическом » этапе истории планеты.
Закономерностям эволюции биологических форм не противоречит ПОЯВЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА – социального существа, жизнь которого неотделима от принципа клеточной организации структур и функций, молекулярно-БИОЛОГИЧЕСКИХ, ГЕНЕТИЧЕСКИХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАКОНОВ БЫТИЯ. ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТЕОРИЯ ПОКАЗЫВАЕТ ИСТОКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ РАЗВИТИЯ И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ, ПРЕДПОСЫЛКИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ И ТРУДОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛЮДЕЙ, ТО ЕСТЬ ТОГО, ЧТО ОТНОСИТСЯ К ИХ БИОЛОГИЧЕСКОМУ «НАСЛЕДСТВУ».
Биология - наука о жизни. В настоящее время она представляет собой комплекс наук о живой природе. Объектом изучения биологии являются живые организмы - растения и животные. и изучают многообразие видов, строение тела и функции органов, развитие, распространение, их сообщества, эволюцию.
Первые сведения о живых организмах начал накапливать еще первобытный человек. Живые организмы доставляли ему пищу, материал для одежды и жилища. Уже в то время человек не мог обойтись без знаний о свойствах растений, местах их произрастания, сроках созревания плодов и семян, о местах обитания и повадках животных, на которых охотился, хищниках и ядовитых животных, которые могли угрожать его жизни.
Так постепенно накапливались сведения о живых организмах. Приручение животных и начало возделывания растений потребовали более глубоких сведений о живых организмах.
Первые основатели
Значительный фактический материал о живых организмах был собран великим врачом Греции - Гиппократом (460-377г. до н.э.). Им собраны сведения о строении животных и человека, дано описание костей, мышц, сухожилий, головного и спинного мозга.
Первый большой труд по зоологии принадлежит греческому естествоиспытателю Аристотелю (384-322г. до н.э.). Он описал более 500 видов животных. Аристотель интересовался строением и образом жизни животных, он заложил основы зоологии.
Первая работа по систематизации знаний о растениях (ботаника ) выполнена Теофрастом (372-287г. до н.э.).
Расширением знаний о строении человеческого тела (анатомия) древняя наука обязана врачу Галену (130-200г. до н.э.), производившему вскрытия обезьян и свиней. Труды его оказывали влияние на естествознание и медицину в течение нескольких веков.
В эпоху средневековья под гнетом церкви наука развивалась очень медленно. Важным рубежом в развитии науки явилась эпоха Возрождения, начавшаяся в XVв. Уже в XVIIIв. развивались как самостоятельные науки ботаника, зоология, анатомия человека, физиология.
Основные вехи в изучении органического мира
Постепенно накапливались сведения о многообразии видов, строении тела животных и человека, индивидуальном развитии, функциях органов растений и животных. На протяжении многовековой истории биологии крупнейшими вехами в изучении органического мира можно назвать:
- Введение принципов систематики, предложенных К.Линнеем;
- изобретение микроскопа;
- создание Т.Шванном клеточной теории;
- утверждение эволюционного учения Ч.Дарвина;
- открытие Г.Менделем основных закономерностей наследственности;
- применение электронного микроскопа для биологических исследований;
- расшифровка генетического кода;
- создание учения о биосфере.
К настоящему времени науке известно около 1 500 000 видов животных и около 500 000 видов растений. Изучение многообразия растений и животных, особенностей их строения и жизнедеятельности имеет большое значение. Биологические науки являются базой для развития растениеводства, животноводства, медицины, бионики, биотехнологии.
Одними из древнейших биологических наук являются анатомия и физиология человека, составляющие теоретический фундамент медицины. Каждому человеку следует иметь представление о строении и функциях своего организма, чтобы в случае необходимости уметь оказать первую помощь, сознательно беречь свое здоровье и выполнять гигиенические правила.
На протяжении веков ботаника, зоология, анатомия, физиология разрабатывались учеными как самостоятельные, изолированные науки. Лишь в XIXв. были обнаружены закономерности, общие для всех живых существ. Так возникли науки, изучающие общие закономерности жизни. К ним относятся:
- Цитология - наука о клетке;
- генетика - наука об изменчивости и наследственности;
- экология - наука о взаимоотношениях организма со средой и в сообществах организмов;
- дарвинизм - наука об эволюции органического мира и другие.
В учебном курсе они составляют предмет общей биологии.
Современная биология уходит корнями в древность и берет начало в странах Средиземноморья (Древний Египет, Древняя Греция). Крупнейшим биологом древности был Аристотель. В средние века накопление биологических знаний диктовалось в основном интересами медицины. В эпоху Возрождения (IV-III века до н. э.) врач Гиппократ описывает более 200 лекарственных растений, а философ Теофраст пишет десятитомный труд «Естественная история растений», в котором описывает 450 растений и предлагает свою классификацию их (начало развития науки о растениях - ботаники). В дальнейшем появляются оригинальные «травники» - краткие описания лекарств.
В Древнем Риме ученым Плинием Старшим, жившим в 1 веке н. э., был написан большой труд (37 книг) «Естественная история», в которой было описано около 1000 видов растений и свыше 500 животных. С введением анатомирования человеческого тела блестящих успехов добивается анатомия человека, что отражено в классическом труде А. Везалия «О строении человеческого тела» (1543).
Далее следуют великие открытия, имевшие большое значение для дальнейшего изучения живой природы. Среди них: учение Г. Гарвея о кровообращении (1628), плеяда микроскопистов открывает тонкое строение растений (Р. Гук, М. Мальпиги), А. Левенгук изучает строение и развитие насекомых (1673).
В XVIII веке фундаментальную «Систему природы» дал К. Линней, применив бинарную номенклатуру. Уже со второй половины XVIII в, и в начале XIX в. появляются идеи отдельных ученых об историческом развитии живой природы: Ш. Бонне (1745) и Ж. Б. Ламарк (1809). В этот период (1802) был предложен термин «биология» Ж. Б. Ламарком и Р. Г. "Гревиранусом независимо друг от друга.
В результате многочисленных исследований строения растительных и животных организмов под микроскопом в течение более 150 лет (со второй половины XVII в. и по первую треть XIX столетия) был накоплен обширный материал о строении организмов. Обнаружилось, что как растительные, так и животные организмы построены из клеток, что каждое растение и животное начинает свое развитие из одной клетки, что каждая клетка образуется вследствие деления предшествующей. Это основное биологическое обобщение принято называть клеточной теорией . В его утверждении сыграли определенную роль работы французского биолога Дютроше, русского ботаника П. Ф. Горянинова, немецких ученых Шлейдена и Шванна. Обоснованная ими (1838) клеточная теория сыграла огромную роль в понимании единства органического мира и в развитии новых наук цитологии и гистологии.
В середине JXIX в. установлены особенности питания растений и его отличие от питания животных, сформулирован принцип круговорота веществ в природе. В физиологии животных крупные успехи достигнуты работами Э. Дюбуа-Реймона, заложившего основы электрофизиологии, Г. Гельмгольца и К. Людвига о методах изучения нервно-мышечной системы и органов чувств, И. М. Сеченова, заложившего основы понимания высшей нервной деятельности, Л. Пасгера, опровергнувшего возможность самозарождения организмов. С, Н. Виноградский обнаружил бактерии (хемосинтез). Д. И. Ивановский открыл вирусы.
Крупнейшим открытием XIX в. было эволюционное учение Ч. Дарвина, изложенное им в труде «Происхождение видов» (1859), в котором он вскрыл механизм эволюционного процесса путем естественного отбора. Утверждение в биологии дарвинизма способствовало разработке ряда новых направлений в науке: сравнительной анатомии, эмбриологии, палеонтологии, в утверждении которых важную роль сыграли работы ученых: А. О. и В. О. Ковалевских, И. И. Мечникова, К. Гегенбаура.
Благоприятную почву для своего развития в России дарвинизм нашел благодаря выдающейся роли К. А. Тимирязева. Работая в области физиологии растений, К. А. Тимирязев открыл фотосинтез, имеющий огромное значение для всего органического мира на Земле.
В конце XIX в. начинает развиваться новая наука — генетика. В ее основу легли закономерности наследственности, обнаруженные Г. Менделем при скрещивании различных сортов гороха, а также мутационная теория X. Де Фриза (1865). Рождение генетики принято относить к 1900 г., когда Де Фриз и Э. Чермак вторично открыли законы Г. Менделя. Была сформулирована хромосомная теория наследственности, введены понятия ген, генотип, фенотип В. Иогансепом (1909). Химическая природа генов, установление структуры ДНК привели к раскрытию генетического кода и дали резкий толчок развитию молекулярной биологии (комплексу направлений, объединяемых понятием физико-химической биологии), а позднее - генетической инженерии и биотехнологии.
В области физиологии животных И. П. Павловым разработано учение об условных рефлексах и высшей нервной деятельности. Развивается новая наука нейрофизиология. Существенное развитие получила эволюционная теория. В 20-30-е гг. XX в. была вскрыта роль в эволюции мутационного процесса, колебаний численности и изоляции при направленном действии отбора. Теория эволюции дополнилась учениями о факторах эволюции (С. С. Четвериков, С. Райт, Дж. Хаксли, И. И. Шмальгаузеп), о микроэволюции и макроэволюции.
Крупнейшими достижениями биологии являются создание В. И. Вернадским биогеохимии и учения о биосфере (1926), В. Н. Сукачева — о биогеоценологии (1942), А. Тенсли — учения об экосистемах (1935), на основе которых научно разрабатывается стратегия взаимоотношений человека с природой. С середины XX в. успехи экологии, а также становящиеся все более серьезными проблемы охраны природы привели к «экологизации» многих биологических наук, способствовали утверждению современного системного подхода к развитию популяционной биологии.
Таким образом, исторический путь развития биологии привел к формированию системы биологических наук. Вследствие этого возникла биология - многогранная наука, включающая разнообразные направления и отрасли знаний, что и отображено на схеме ниже. Биологическую науку по праву «взывают царицей наук, ибо она является фундаментом для развития других отраслей знаний, особенно медицины и сельского хозяйства. В ее состав входит ряд самостоятельных наук. Охарактеризуем некоторые из них.
Систематика (от греч. слова «систематикос» - сложенный) распределяет разнообразные виды растений и животных по отдельным группам с учетом их родственных признаков и происхождения. Систематика производит как бы инвентаризацию (учет) массы разнообразнейших видов, классифицирует их, приводит в единую систему.
Морфология (от греч. «морфоо» - форма и «логос» - учение) изучает закономерности внешнего строения живых организмов.
Анатомия (от греч. слова «анатэмыэйн» - разрезать) изучает внутреннее строение организмов.
Цитология (от греч. «китос» — клетка) изучает строение и жизнедеятельность клеток.
Эмбриология (от греч. «эмбрион» - зародыш) изучает развитие зародыша, а также развитие органов размножения.
Физиология (от греч. «физио» - природа) изучает жизненные процессы, происходящие в живых организмах (рост и развитие, питание, дыхание, размножение и др.).
Биохимия - изучает происходящие в организмах химические процессы.
Генетика (от греч. «генезис» — происхождение) изучает наследственность и изменчивость организмов.
Экология (от греч. «ойкос» - дом, жилище, место обитания) изучает взаимосвязи и взаимозависимость организмов и условий среды, в которой они живут.
География (от греч. «геос» - земля) изучает закономерности распространения живых организмов на нашей Земле,
Все эти и ряд других паук представляют отдельные отрасли в биологической науке, самостоятельно существующие и разрабатывающие целый ряд проблем, решение которых позволяет открывать общие законы развития живой природы.
Широкое проникновение математики в разделы биологии вызвало к жизни математическую биологию, биометрию, бионику.
В целом для биологии сегодня характерно взаимопроникновение идей и методов различных биологических наук, а также других наук - химии, физики, математики. В XX в. возникли новые биологические дисциплины и направления на границах смежных наук, а также в связи с практическими потребностями (радиобиология, космическая биология, физиология труда, соцбиология, валеология и др.)
В развитие отдельных направлений биологической науки определенный вклад внесен отечественными учеными биологами, такими как Н. М. Амосов (физиология сердца, хирургическое лечение легочных и сердечных заболеваний, проблемы биологической и медицинской кибернетики, моделирование основных психических функций мозга и др.); А. А. Богомолец (патологическая физиология, эндокринология, онкология, проблемы долголетия и др.); Н. И. Вавилов (генетика и селекция, установил центры происхождения, сформулировал закон гомологических рядов); Н. Ф. Гамалея (общая патология, иммунология, создал противохолерную и противооспенную вакцины, разработал санитарно-гигиенические способы борьбы с чумой, холерой, тифом и др. заболеваниями); И. И. Мечников (открыл явление фагоцитоза, за что был удостоен Нобелевской премии, работал по проблемам иммунитета, долголетия, защиты растений, изучения инфекционных заболеваний); А. В. Палладии (основатель Института биохимии в Киеве АН Украины, изучал особенности обмена веществ); К. М. Ситник (молекулярная биология, цито физиология, биохимия и экология); Н. Г. Холодный (занимался вопросами физиологии растений); И. И. Шмальгаузен (эволюционная морфология и зоология, изучал закономерности роста, филогении животных).
Биология (от греч. bios - жизнь, logos - наука) - наука о жизни, об общих закономерностях существования и развития живых существ. Предметом ее изучения являются живые организмы, их строение, рост, функции, развитие, взаимоотношения со средой и происхождение. Подобно физике и химии, она относится к естественным наукам, предмет изучения которых - природа.
Биология - одна из старейших естественных наук, хотя термин «биология» для ее обозначения впервые был предложен лишь в 1797 г. немецким профессором анатомии Теодором Рузом (1771-1803), после чего этот термин использовали в 1800 г. профессор Дерптского университета (ныне Тартуский) К. Бурдах (1776-1847), а в 1802 г.
Ж.Б. Ламарк (1744-1829) и Л. Тревиранус (1779-1864).
Биология, как и другие науки, возникла и всегда развивалась в связи с материальными условиями жизни общества, развитием общественного производства, медициной, практическими потребностями людей.
В наше время она характеризуется исключительно широким перечнем разрабатываемых фундаментальных проблем, начиная с исследований элементарных клеточных структур и реакций, протекающих в клетках, и заканчивая познанием процессов, развернутых и развивающихся на глобальном (биосферном) уровне. В относительно короткие исторические сроки были разработаны принципиально новые методы исследований, вскрыты молекулярные основы строения и активности клеток, установлена генетическая роль нуклеиновых кислот, расшифрован генетический код и сформулирована теория генетической информации, появились новые обоснования теории эволюции, возникли новые биологические науки. Новейший революционный этап в развитии биологии - это создание методологии генетической инженерии, которая открыла принципиально новые возможности для проникновения в глубь биологических процессов с целью дальнейшей характеристики живой материи.
ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ БИОЛОГИИ
Самые первые сведения о живых существах человек стал собирать, вероятно, с тех пор, когда он осознал свое отличие от окружающего мира. Уже в литературных памятниках египтян, вавилонян, индийцев и других народов содержатся сведения о строении многих растений и животных, о применении этих знаний в медицине и сельском хозяйстве. В XIV в. до н. э. многие клинописные таблички, найденные в Месопотамии, содержали сведения о животных и растениях, о систематизации животных путем разделения их на плотоядных и травоядных, а растений - на деревья, овощи, лекарственные травы и т. д. В медицинских сочинениях, созданных в IV-I вв. до н. э. в Индии, содержатся представления о наследственности как причине сходства родителей и детей, а в памятниках «Махабхарата» и «Рамаяна» дано описание ряда особенностей жизни многих животных и растений.
В период рабовладельческого строя возникают ионийская, афинская, александрийская и римская школы в изучении животных и растений.
Ионийская школа возникла в Ионии (VII-IV вв. до н. э.). Не веря в сверхъестественное происхождение жизни, философы этой школы признавали причинность явлений, движение жизни по определенному пути, доступность для изучения «естественного закона», который, по их утверждению, управляет миром. В частности, Алкмеон (конец VI - начало V в. до н. э.) описал зрительный нерв и развитие куриного эмбриона, признавал мозг в качестве центра ощущений и мышления, а Гиппократ (460-370 гг. до н. э.) дал первое относительно подробное описание строения человека и животных, указал на роль среды и наследственности в возникновении болезней.
Афинская школа сложилась в Афинах. Наиболее выдающийся представитель этой школы Аристотель (384-322 гг. до н. э.) создал четыре биологических трактата, в которых содержались разносторонние сведения о животных. Аристотель подразделял окружающий мир на четыре царства (неодушевленный мир земли, воды и воздуха, мир растений, мир животных и мир человека), между которыми устанавливалась последовательность. В дальнейшем эта последовательность превратилась в «лестницу существ» (XVIII в.). Аристотелю принадлежит, вероятно, и самая первая классификация животных, которых он подразделял на четвероногих, летающих, пернатых и рыб. Китообразных он объединил с сухопутными животными,
но не с рыбами, которых классифицировал на костных и хрящевых. Аристотелю были известны основные признаки млекопитающих. Он дал описание наружных и внутренних органов человека, половых различий у животных, их способов размножения и образа жизни, происхождения пола, наследования отдельных признаков, уродств, многоплодия и т. д. Аристотеля считают основоположником зоологии. Другой представитель этой школы - Теофраст (372-287 гг. до н. э.) оставил сведения о строении и размножении многих расте- ний, о различиях между однодольными и двудольными растениями, ввел в употребление термины «плод», «околоплодник», «сердцевина». Его считают основоположником ботаники.
Александрийская школа вошла в историю биологии благодаря ученым, занимающимся в основном изучением анатомии. Герофил (расцвет творчества на 300-е гг. до н. э.) оставил сведения по сравнительной анатомии человека и животных, впервые указал на различия между артериями и венами, а Эразистрат (около 250 г. до н. э.) описал полушария головного мозга, его мозжечок и извилины.
Римская школа не дала самостоятельных разработок в изучении живых организмов, ограничившись коллекционированием сведений, добытых греками. Плиний Старший (23-79) - автор «Естественной истории» в 37 книгах, в которой содержались также и сведения о животных и растениях. Диоскорид (I в. н. э.) оставил описание около 600 видов растений, обращая внимание на их целебные свойства. Клавдий Гален (130-200) широко проводил вскрытия млекопитающих (крупный и мелкий рогатый скот, свиньи, собаки, медведи и др.), первым дал сравнительно-анатомическое описание человека и обезьяны. Он был последним великим биологом древности, оказавшим исключительно большое влияние на анатомию и физиологию.
В Средние века господствующей идеологией была религия. По образному выражению классика, наука в те времена превратилась в «служанку богословия». Биологические знания, основанные на описаниях Аристотеля, Плиния, Галена, были отражены в основном в энциклопедии Альберта Великого (1206-1280). На Руси сведения о животных и растениях были обобщены в «Поучении Владимира Мономаха» (XI в.). Выдающийся ученый и мыслитель Средних веков Абу-Али Ибн Сина (980-1037), известный в Европе под именем Авиценны, развивал взгляды о вечности и несотворенности мира, признавал причинные закономерности в природе.
В этот период биология еще не выделилась в самостоятельную науку, но отделилась от восприятия мира на основе искаженных религиозно-философских взглядов.
Начала биологии, как и всего естествознания, связаны с эпохой Возрождения (Ренессанса). В этот период происходит крушение феодального общества, уничтожение диктатуры церкви. Как отмечал Энгельс, настоящее «естествознание начинается со второй половины XV в., и с этого времени оно непрерывно делает все более быстрые успехи». Например, Леонардо да Винчи (1452-1519) открыл гомологию органов, описал многие растения, птиц в полете, щитовидную железу, способ соединения костей суставов, деятельность сердца и зрительной функции глаза, отметил сходство костей человека и животных. Андреас Везалий (1514-1564) создал анатомический труд «Семь книг о строении человеческого тела», заложивший основы научной анатомии. В. Гарвей (1578-1657) открыл кровообращение, а Д. Борели (1608-1679) описал механизм движения животных, что заложило научные основы физиологии. С того времени анатомия и физиология развивались вместе в течение многих десятков лет.
Чрезвычайно быстрое накопление научных данных о живых организмах вело к дифференциации биологических знаний, к разделению биологии на отдельные науки. В XVI-XVII вв. стала стремительно развиваться ботаника, с изобретением микроскопа (начало XVII в.) возникла микроскопическая анатомия растений, закладываются основы физиологии растений. С XVI в. стала быстрее развиваться зоология. Большое влияние на нее в последующем оказала система классификации животных, созданная К. Линнеем (1707-1778). Введя четырехчленные таксономические подразделения (класс - отряд - род - вид), К. Линней разделил животных на шесть классов (млекопитающие, птицы, амфибии, рыбы, насекомые, черви). Человека и человекообразных обезьян он отнес к приматам. Значительное влияние на биологию того времени оказал немецкий ученый Г. Лейбниц (1646-1716), который разработал учение о «лестнице существ».
В XVIII-XIX вв. закладываются научные основы эмбриологии - К.Ф. Вольф (1734-1794), К.М. Бэр (1792-1876). В 1839 г. Т. Шванн и М. Шлейден формулируют клеточную теорию.
В 1859 г. Ч. Дарвин (1809-1882) публикует «Происхождение видов». В этом труде была сформулирована теория эволюции.
В первой половине XIX в. возникает бактериология, которая благодаря трудам Л. Пастсра, Р. Коха, Д. Листера и И.И. Мечникова
В 1865 г. опубликована работа Г. Менделя (1822-1884) «Опыт над растительными гибридами», в которой обосновывалось существование генов и сформулированы закономерности, в настоящее время известные как законы наследственности. После повторного открытия законов в XX в. оформляется в качестве самостоятельной науки генетика.
Еще в первой половине XIX в. возникли идеи об использовании физики и химии для изучения явлений жизни (Г. Деви, Ю. Либих). Реализация этих идей привела к тому, что в середине XIX в. физиология обособилась от анатомии, причем физико-химическое направление заняло в ней ведущее место. На рубеже XIX-XX вв. сформировалась современная биологическая химия. В первой половине XX в. оформляется в качестве самостоятельной науки биологическая физика.
Важнейшим рубежом в развитии биологии в XX в. стали 40-50-е гг., когда в биологию хлынули идеи и методы физики и химии, а в качестве объектов стали использовать микроорганизмы. В 1944 г. была открыта генетическая роль ДНК, в 1953 г. выяснена ее структура, а в 1961 г. был расшифрован генетический код. С открытием генетической роли ДНК и механизмов синтеза белков из генетики и биохимии произошло вычленение молекулярной биологии и молекулярной генетики, которые часто называют физико-химической биологией, основным предметом изучения которых стали структура и функция нуклеиновых кислот (генов) и белков. Возникновение этих наук означало гигантский шаг в изучении явлений жизни на молекулярном уровне организации живой материи.
12 апреля 1961 г. впервые в истории человек поднялся в космос. Этим первым космонавтом был гражданин СССР Юрий Алексеевич Гагарин. В Советском Союзе этот день стал Днем космонавтики, а в мире - Всемирным днем авиации и космонавтики. Но можно сказать, что этот день является днем космической биологии, родиной которой по праву является Советский Союз.
В 1970-е гг. появляются первые работы по генетической инженерии, которая подняла на новый уровень биотехнологию и открыла новые перспективы перед медициной.
Биология - это комплексная наука, ставшая таковой в результате дифференцирования и интеграции разных биологических наук.
Процесс дифференциации начался с разделения зоологии, ботаники и микробиологии на ряд самостоятельных наук. В пределах зоологии возникли зоология позвоночных и беспозвоночных, протозоология, гельминтология, арахноэнтомология, ихтиология, орнитология и т. д. В ботанике выделились микология, альгология, бриология и другие дисциплины. Микробиология разделилась на бактериологию, вирусологию и иммунологию. Одновременно с дифференциацией шел процесс возникновения и оформления новых наук, которые расчленились на более узкие науки. Например, генетика, возникнув в качестве самостоятельной науки, разделилась на общую и молекулярную, на генетику растений, животных и микроорганизмов. В то же время появились генетика пола, генетика поведения, популяционная генетика, эволюционная генетика и т. д. В недрах физиологии возникли сравнительная и эволюционная физиология, эндокринология и другие физиологические науки. В последние годы отмечается тенденция оформления узких наук, получающих название по проблеме (объекту) исследования. Такими науками являются энзимология, мембранология, кариология, плазмидология и др.
В результате интеграции наук возникли биохимия, биофизика, радиобиология, цитогенетика, космическая биология и другие науки.
Ведущее положение в современном комплексе биологических наук занимает физико-химическая биология, новейшие данные которой вносят существенный вклад в представления о научной картине мира, в дальнейшее обоснование материального единства мира. Продолжая отражать живой мир и человека как часть этого мира, глубоко развивая познавательные идеи и совершенствуясь в качестве теоретической основы медицины, биология приобрела исключительно большое значение в научно-техническом прогрессе, стала произ- водительной силой.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Новые теоретические представления и продвижение биологического познания вперед всегда определялись и определяются созданием и использованием новых методов исследования.
Основными методами, используемыми в биологических науках, являются описательный, сравнительный, исторический и экспери- ментальный.
Описательный метод является самым старым и заключается в сборе фактического материала и его описании. Возникнув в самом начале биологического познания, этот метод долгое время оставался един- ственным в изучении строения и свойств организмов. Поэтому старая биология была связана с простым отражением живого мира в виде описания растений и животных, т. е. она являлась, по существу, описательной наукой. Использование этого метода позволило заложить основы биологических знаний. Достаточно вспомнить, насколько успешным оказался этот метод в систематике организмов.
Описательный метод широко используется и сейчас. Изучение клеток с помощью светового или электронного микроскопа и описание выявленных при этом микроскопических или субмикроскопических особенностей в их строении представляет собой один из примеров использования описательного метода в настоящее время.
Сравнительный метод заключается в сравнении изучаемых организмов, их структур и функций между собой с целью выявления сходств и различий. Этот метод утвердился в биологии в XVIII в. и оказался очень плодотворным в решении многих крупнейших проблем. С помощью этого метода и в сочетании с описательным методом были получены сведения, позволившие в XVIII в. заложить основы систематики растений и животных (К. Линней), а в XIX в. сформулировать клеточную теорию (М. Шлейден и Т. Шванн) и учение об основных типах развития (К. Бэр). Метод широко применялся в XIX в. в обосновании теории эволюции, а также в перестройке ряда биологических наук на основе этой теории. Однако использование этого метода не сопровождалось выходом биологии за пределы описательной науки.
Сравнительный метод широко применяется в разных биологических науках и в наше время. Сравнение приобретает особую цен- ность тогда, когда невозможно дать определение понятия. Например, с помощью электронного микроскопа часто получают изображения, истинное содержание которых заранее неизвестно. Только сравнение их со светомикроскопическими изображениями позволяет получить желаемые данные.
Во второй половине XIX в. благодаря Ч. Дарвину в биологию входит исторический метод, который позволил поставить на научные основы исследование закономерностей появления и развития организмов, становления структуры и функций организмов во времени и пространстве. С введением этого метода в биологию немедленно
произошли значительные качественные изменения. Исторический метод превратил биологию из науки чисто описательной в науку, объясняющую, как произошли и как функционируют многообразные живые системы. Благодаря этому методу биология поднялась сразу на несколько ступеней выше. В настоящее время исторический метод вышел, по существу, за рамки метода исследования. Он стал всеобщим подходом к изучению явлений жизни во всех биологических науках.
Экспериментальный метод заключается в активном изучении того или иного явления путем эксперимента. Нельзя не отметить, что вопрос об опытном изучении природы как новом принципе естественно-научного познания, т. е. вопрос об эксперименте как одной из основ в познании природы, был поставлен еще в XVII в. английским философом Ф. Бэконом (1561-1626). Его введение в биологию связано с работами В. Гарвея в XVII в. по изучению кровообращения. Однако экспериментальный метод широко вошел в биологию лишь в начале XIX в., причем через физиологию, в которой стали использовать большое количество инструментальных методик, позволявших регистрировать и количественно характе- ризовать приуроченность функций к структуре. Благодаря трудам Ф. Мажанди (1783-1855), Г. Гельмгольца (1821-1894), И.М. Сеченова (1829-1905), а также классиков эксперимента К. Бернара (1813-1878) и И.П. Павлова (1849-1936) физиология, вероятно, первой из биологических наук стала экспериментальной наукой.
Другим направлением, по которому в биологию вошел экспериментальный метод, оказалось изучение наследственности и изменчивости организмов. Здесь главнейшая заслуга принадлежит Г. Менделю, который, в отличие от своих предшественников, использовал эксперимент не только для получения данных об изучаемых явлениях, но и для проверки гипотезы, формулируемой на основе получаемых данных. Работа Г. Менделя явилась классическим образцом методологии экспериментальной науки.
В обосновании экспериментального метода важное значение имели работы, выполненные в микробиологии Л. Пастером (1822-1895), который впервые ввел эксперимент для изучения брожения и опро- вержения теории самопроизвольного зарождения микроорганизмов, а затем для разработки вакцинации против инфекционных болезней. Во второй половине XIX в. вслед за Л. Пастером значительный вклад в разработку и обоснование экспериментального метода в микробио-
логии внесли Р. Кох (1843-1910), Д. Листер (1827-1912), И.И. Мечников (1845-1916), Д.И. Ивановский (1864-1920), С.Н. Виноградский (1856- 1890), М. Бейерник (1851-1931) и др. В XIX в. биология обогатилась также созданием методических основ моделирования, которое явля- ется также высшей формой эксперимента. Изобретение Л. Пастером, Р. Кохом и другими микробиологами способов заражения лабораторных животных патогенными микроорганизмами и изучение на них патогенеза инфекционных болезней - это классический пример моделирования, перешедшего в XX в. и дополненного в наше время моделированием не только разных болезней, но и различных жизненных процессов, включая происхождение жизни.
Начиная, например, с 40-х гг. XX в. экспериментальный метод в биологии подвергся значительному усовершенствованию за счет повышения разрешающей способности многих биологических методик и разработки новых экспериментальных приемов. Так, была повышена разрешающая способность генетического анализа, ряда иммунологических методик. В практику исследований были введены культивирование соматических клеток, выделение биохимических мутантов микроорганизмов и соматических клеток и т. д. Экспериментальный метод стал широко обогащаться методами физики и химии, которые оказались исключительно ценными не только в качестве самостоятельных методов, но и в сочетании с биологическими методами. Например, структура и генетическая роль ДНК были выяснены в результате сочетанного использования химических методов выделения ДНК, химических и физических методов определения ее первичной и вторичной структуры и биологических методов (трансформации и генетического анализа бактерий), доказательства ее роли как генетического материала.
В настоящее время экспериментальный метод характеризуется исключительными возможностями в изучении явлений жизни. Эти возможности определяются использованием микроскопии разных видов, включая электронную с техникой ультратонких срезов, биохимических методов, высокоразрешающего генетического анализа, иммунологических методов, разнообразных методов культивирования и прижизненного наблюдения в культурах клеток, тканей и органов, маркировки эмбрионов, оплодотворения в пробирке, метода меченых атомов, рентгеноструктурного анализа, ультрацентрифугирования, спектрофотометрии, хроматографии, электрофореза, секвенирования, конструкции биологически активных рекомбинантных моле-
кул ДНК и т. д. Новое качество, заложенное в экспериментальном методе, вызвало качественные изменения и в моделировании. Наряду с моделированием на уровне органов в настоящее время развивается моделирование на молекулярном и клеточном уровнях.
Оценивая методологию изучения природы в XV-XIX вв., Ф. Энгельс отмечал, что «разложение природы на ее определенные части, разделение различных процессов и предметов природы на определенные классы, исследование внутреннего строения органических тел по их многообразным анатомическим формам - все это было основным условием тех исполинских успехов, которые были достигнуты в области познания природы за последние четыреста лет». Методология «разделения» перешла и в XX в. Однако в подходах к изучению жизни произошли несомненные изменения. Новое, заложенное в экспериментальном методе и его техническом оснащении, определило и новые подходы к изучению явлений жизни. Продвижение вперед биологических наук в XX в. во многом определилось не только экспериментальным методом, но и системно- структурным подходом к изучению организации и функций живых организмов, анализом и синтезом данных о структуре и функциях исследуемых объектов. Экспериментальный метод в современном оснащении и в сочетании со системно-структурным подходом в корне преобразил биологию, расширил ее познавательные возможности, еще больше связал ее с медициной, с производством.
БИОЛОГИЯ - ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА МЕДИЦИНЫ
Связи биологического познания с медициной уходят в далекое прошлое и датируются тем же временем, что и возникновение самой биологии. Многие выдающиеся медики прошлого были одновременно и выдающимися биологами (Гиппократ, Герофил, Эразистрат, Гален, Авиценна, Мальпиги и др.). Тогда и позднее биология стала обслуживать медицину путем «доставки» ей сведений о строении организма. Однако роль биологии как теоретической основы медицины в современном понимании стала формироваться лишь в XIX в.
Создание в XIX в. клеточной теории заложило подлинно научные основы связи биологии с медициной. В 1858 г. Р. Вирхов (1821-1902) опубликовал «Целлюлярную патологию», в которой было сформу-
лировано положение о связи патологического процесса с клетками, с изменениями в строении последних. Соединив клеточную теорию с патологией, Р. Вирхов прямым образом «подвел» биологию под медицину в качестве теоретической основы. Значительные заслуги в укреплении связей биологии и медицины в XIX в. и начале XX в. принадлежат К. Бернару и И.П. Павлову, которые раскрыли и общебиологические основы физиологии и патологии, Л. Пастеру, Р. Коху, Д.И. Ивановскому и их последователям, создавшим учение об инфекционной патологии, на основе которой возникли представления об асептике и антисептике, приведшие к ускорению развития хирургии. Исследуя процессы пищеварения у низших многоклеточных животных, И.И. Мечников заложил биологические основы учения об иммунитете, имеющего большое значение в медицине. В укреплении связей биологии и медицины существенный вклад принадлежит генетике. Исследуя биохимические проявления действия генов у человека, английский врач А. Гаррод в 1902 г. сообщил о «врожденных пороках метаболизма», чем было положено начало изучению наследственной патологии человека.
БИОЛОГИЯ И ПРОИЗВОДСТВО
Впервые практика стала формулировать свои заказы биологии с введением в эту науку экспериментального метода. Тогда биология оказывала влияние на практику опосредованно, через медицину. Прямое влияние на материальное производство началось с создания биотехнологии в тех областях промышленности, которые основываются на биосинтезирующей деятельности микроорганизмов. Уже давно в промышленных условиях осуществляется микробиологический синтез многих органических кислот, которые исполь-
зуются в пищевой и медицинской промышленности и медицине. В 40-50-е гг. XX в. была создана промышленность для производства антибиотиков, а в начале 60-х гг. XX в. - с целью производства аминокислот. Важное место в микробиологической промышленности занимает производство ферментов. Микробиологическая промышленность выпускает сейчас в больших количествах также витамины и другие вещества, необходимые в народном хозяйстве и медицине. На основе трансформирующей способности микроорганизмов основано промышленное производство веществ с фармакологическими свойствами из стероидного сырья растительного происхождения.
Наибольшие успехи в производстве различных веществ, в том числе лекарственных (инсулин, соматостатин, интерферон и др.), связаны с генетической инженерией, составляющей сейчас основу биотехнологии. Генетическая инженерия оказывает существенное влияние и на производство пищи, поиск новых источников энергии, сохранение окружающей среды. Развитие биотехнологии, теоретическую основу которой составляет биология, а методическую - генетическая инженерия, является новым этапом в развитии материального производства. Появление этой технологии есть один из моментов новейшей революции в производительных силах (А.А. Баев).
Учёные, их вклад в развитие биологии .
УчёныйЕго вклад в развитие биологии
Гиппократ 470-360 до н.э.
Первый учёный, создавший медицинскую школу. Древнегреческий врач, сформулировал учение о четырёх основных типах телосложения и темперамента, описал некоторые кости черепа, позвонки, внутренние органы, суставы, мышцы, крупные сосуды.
Аристотель
Один из основателей биологии как науки, впервые обобщил биологические знания, накопленные до него человечеством. Создал систематику животных, посвятил многие работы происхождению жизни.
Клавдий Гален
130-200 н.э.
Древнеримский учёный и врач. Заложил основы анатомии человека. Медик, хирург и философ. Гален внёс весомый вклад в понимание многих научных дисциплин, включая анатомию, физиологию, патологию, фармакологию и неврологию, а также философию и логику.
Авиценна 980-1048 г.
Выдающийся учёный в области медицины. Автор многих книг и работ по восточной медицине. Самый известный и влиятельный философ-учёный средневекового исламского мира. От того времени в современной анатомической номенклатуре сохранилось множество арабских терминов.
Леонардо да Винчи 1452-1519
Описал многие растения, изучал строение тела человека, деятельность сердца, зрительную функцию. Сделал 800 точных рисунков костей, мышц, сердца и научно описал их. Его рисунки – первые анатомически верные изображения тела человека, его органов, систем органов с натуры.
Андреас Везалий
1514-1564
Основоположник описательной анатомии. Создал труд «О строении человеческого тела».
Везалий исправил свыше 200 ошибок канонизированного античного автора. Также исправил ошибку Аристотеля о том, что мужчина имеет 32 зуба, а женщина 38. Классифицировал зубы на резцы, клыки и моляры. Трупы ему приходилось тайно добывать на кладбище, так как в то время вскрытие трупа человека было запрещено церковью.
Уильям Гарвей
Открыл круги кровообращения.
ГАРВЕЙ Уильям (1578-1657), английский врач, основатель современных наук физиологии и эмбриологии. Описал большой и малый круги кровообращения. 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. Впервые высказал мысль, что «все живое происходит из яйца».
Карл Линней 1707-1778
Линней - создатель единой системы классификации растительного и животного мира, в которой были обобщены и в значительной степени упорядочены знания всего предыдущего периода развития . Среди главных заслуг Линнея - введение точной терминологии при описании биологических объектов, внедрение в активное употребление , установление чёткого соподчинения между .
Карл Эрнст Бэр
Профессор Петербургской медико-хирургической академии. Открыл яйцеклетку у млекопитающих, описал стадию бластулы, изучил эмбриогенез цыпленка, установил сходство эмбрионов высших и низших животных, теорию последовательного появление в эмбриогенезе признаков типа, класса, отряда и т.п. Изучая внутриутробное развитие, установил, что зародыши всех животных на ранних этапах развития схожи. Основатель эмбриологии, сформулировал закон зародышевого сходства (установил основные типы эмбрионального развития).
Жан Батист Ламарк
Биолог, создавший первую целостную теорию эволюции живого мира.
Ламарк ввел термин " биология " (1802).
Ламарку принадлежат два закона эволюции:
1. Витализм. Живыми организмами управляет внутреннее стремление к совершенствованию. Изменения условий сразу вызывают изменения привычек и посредством упражнений соответствующие органы изменяются.
2. Приобретенные изменения наследуются.
Жорж Кювье
Создатель палеонтологии – науки об ископаемых животных и растениях. Автор «теории катастроф»: после катастрофических событий, уничтожавших животных, возникали новые виды, но проходило время, и снова происходила катастрофа, приводившая к вымиранию живых организмов, но природа возрождала жизнь, и появлялись хорошо приспособленные к новым условиям окружающей среды виды, затем снова погибавшие во время страшной катастрофы.
Т.Шванн и М. Шлейден
Ч. Дарвин
1809-1882г.
Создал теорию эволюции, эволюционное учение.
Сущность эволюционного учения заключается в следующих основных положениях:
Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда не были кем-то созданы.
Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями.
В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как наследственность и изменчивость, а также постоянно происходящий в природе естественный отбор. Естественный отбор осуществляется через сложное взаимодействие организмов друг с другом и с факторами неживой природы; эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой за существование.
Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям их обитания и многообразие видов в природе.
Г. Мендель
1822-1884г.
Основоположник генетики как науки.
1 закон
:
Единообразие
гибридов первого поколения. При скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, всё первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей.
2 закон
:
Расщепление
признаков. При скрещивании двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.
3 закон
: Закон
независимого наследования
. При скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.
Карл Максимович
Бэр
Основоположник сравнительной эмбриологии. Бэр установил сходство эмбрионов высших и низших , последовательное появление в эмбриогенезе признаков типа, класса, отряда и т. д.; описал развитие всех основных органов позвоночных.
Николай Алексеевич Северцов
Особенно много внимания он уделял изучению птиц- он был одним из крупнейших орнитологов своего времени.
А.И.Опарин
Теория происхождения жизни на Земле. «О возникновении жизни», в котором предложил теорию возникновения жизни из бульона органических веществ. В середине XX века были экспериментально получены сложные органические вещества при пропускании электрических зарядов через смесь газов и паров, которая гипотетически совпадает с составом атмосферы древней Земли.
Луи Пастер
Основоположник микробиологии. Разработал методы прививок против заразных болезней.(сибирская язва, краснуха, бешенство)
С.Г. Навашин
Открыл двойное оплодотворение у растений
Р. Кох 1843-1910
Один из основателей микробиологии. В 1882 году Кох сообщил о своем открытии возбудителя туберкулеза, за которое был удостоен Нобелевской премии и мировой славы. В 1883 году опубликована еще одна классическая работа Коха – о возбудителе холеры. Этот выдающийся успех был достигнут им в результате изучения холерных эпидемий в Египте и Индии.
Д. И. Ивановский 1864-1920г.
Русский физиолог растений и микробиолог, основоположник вирусологии. Открыл вирусы.
Установил наличие фильтрующихся вирусов, являвшихся причинами болезни наряду с видимыми в микроскоп микробами. Это дало начало новой отрасли науки - вирусологии, которая получила бурное развитие в 20 в.
И. Мечников
1845-1916г.
Заложил основы иммунологии. Российский биолог и патолог, один из основоположников сравнительной патологии, эволюционной эмбриологии и отечественной микробиологии, иммунологии, создатель учения о фагоцитозе и теории иммунитета, создатель научной школы, член-корреспондент (1883), почетный член (1902) Петербургской АН. Совместно с Н. Ф. Гамалеей основал (1886) первую в России бактериологическую станцию. Открыл (1882) явление фагоцитоза. В трудах «Невосприимчивость в инфекционных болезнях» (1901) изложил фагоцитарную теорию иммунитета. Создал теорию происхождения многоклеточных организмов.
Л. Пастер 1822-1895г.
Заложил основы иммунологии.
Л. Пастер является основоположником научной иммунологии, хотя и до него был известен метод предупреждения оспы путем заражения людей коровьей оспой, разработанный английским врачом Э. Дженнером. Однако этот метод не был распространен на профилактику других болезней.
И. Сеченов
1829-1905г.
Физиолог. Заложил основы изучения высшей нервной деятельности. Сеченов открыл так называемое центральное торможение - особые механизмы в головном мозге лягушки, подавляющие или угнетающие рефлексы. Это было совершенно новое явление, которое получило название "сеченовского торможения". Открытое Сеченовым явление торможения позволило установить, что вся нервная деятельность складывается из взаимодействия двух процессов - возбуждения и торможения.
И. Павлов 1849-1936г.
Физиолог. Заложил основы изучения высшей нервной деятельности. Создал учение об условных рефлексах. Далее идеи И. М. Сеченова получили развитие в трудах И.П. Павлова, который открыл пути объективного экспериментального исследования функций коры, разработал метод выработки условных рефлексов и создал учение о высшей нервной деятельности. Павлов в своих трудах ввел деление рефлексов на безусловные, которые осуществляются врожденными, наследственно закрепленными нервными путями, и условные, которые, осуществляются посредством нервных связей, формирующихся в процессе индивидуальной жизни человека или животного.
Гуго
де
Фриз
Создал мутационную теорию. Гуго де Фриз (1848–1935) - голландский ботаник и генетик, один из основателей учения об изменчивости и эволюции, провёл первые систематические исследования мутационного процесса. Исследовал явление плазмолиза (сокращения клеток в растворе, концентрация которого выше концентрации их содержимого) и в итоге разработал метод определения осмотического давления в клетке. Ввёл понятие «изотонический раствор».
Т. Морган 1866-1943г.
Создал хромосомную теорию наследственности.
Основным объектом, с которым работали Т. Морган и его ученики, была плодовая мушка дрозофила, имеющая диплоидный набор из 8 хромосом. Эксперименты показали что гены, находящиеся в одной хромосоме при мейозе попадают в одну гамету, т. е. наследуются сцепленно. Это явление получило название закона Моргана. Было также показано что у каждого гена в хромосоме есть строго определенное место - локус.
В. И. Вернадский
1863-1945
Основал учение о биосфере. Идеи Вернадского сыграли выдающуюся роль в становлении современной научной картины мира. В центре его естественнонаучных и философских интересов - разработка целостного учения о биосфере, живом веществе (организующем земную оболочку) и эволюции биосферы в ноосферу, в которой человеческий разум и деятельность, научная мысль становятся определяющим фактором развития, мощной силой, сравнимой по своему воздействию на природу с геологическими процессами. Учение Вернадского о взаимоотношении природы и общества оказало сильное влияние на формирование современного экологического сознания.
1884-1963
Разработал учение о факторах эволюции. Ему принадлежат многочисленные труды по вопросам эволюционной морфологии, по изучению закономерностей роста животных, по вопросам о факторах и закономерностях эволюционного процесса. Ряд работ посвящен истории развития и сравнительной анатомии. Предложил свою теорию роста животных организмов, в основе к-рой лежит представление об обратном соотношении между скоростью роста организма и скоростью его дифференцировки. В ряде исследований разработал теорию стабилизирующего отбора как существенного фактора эволюции. С 1948 занимается изучением вопроса о происхождении наземных позвоночных.
Дж. Уотсон (1928г.) и Ф. Крик (1916- 2004г)
1953г. Установили структуру ДНК. Джеймс Дьюи Уотсон – американский специалист по молекулярной биологии, генетик и зоолог; более всего известен участием в открытии структуры ДНК в 1953-м. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине.
После успешного окончания Университета Чикаго и Университета Индианы Уотсон некоторое время вел исследования по химии вместе с биохимиком Германом Калькаром в Копенгагене. Позже он перебрался в лабораторию Кэвендиша при Университете Кембриджа, где ему впервые довелось встретить его будущего коллегу и товарища Фрэнсиса Крика.
