Стр.
Жизнь. Уровни организации жизни. Биологические системы.
Основные свойства живого. Связь биологии с другими науками.
В зависимости от взглядов на жизнь и её закономерности различают два философских течения – идеализм и материализм. Идеалисты считают, что материя вторична, сознание (дух) первично. Материалисты – наоборот.
Направление идеализма – витализм. Представители считают, что во всем живом есть некоторая нематериальная субстанция – жизненная сила (vis vitalis).
Материалисты:
Жизнь (по Ф. Энгельсу) – способ существования белковых тел, основным существенным моментом которого является постоянный обмен в-вом и энергией с окружающей средой. С прекращением этого обмена прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка.
1-й уровень организации жизни – молекулярно-генетический (органич. в-ва (белки, жиры, углеводы), ДНК)
2-й уровень – субклеточный (органоиды и основные части клетки (мембрана, цитоплазма, ядро))
3-й уровень – клеточный
4-й уровень – тканевый
5-й уровень – органный. Системы органов, взаимосвязанные и взаимозависимые образуют организм.
6-й уровень – организменный
7-й уровень – популяционно-видовой. Популяция – структурная единица вида. Сообщества живых организмов разных видов в совокупности с их географической средой обитания образуют биогеоценоз.
8-й уровень – биогеоценотический. Совокупность биогеоценозов образует биосферу.
9-й уровень – биосфера (живая оболочка Земли)
1,2,3 уровни – биологические микросистемы
4,5,6 уровни – биологические мезосистемы
7,8,9 уровни – биологические макросистемы
На молекулярно-генетическом уровне все организмы сходны.
Вывод: Все живое на Земле имеет общее происхождение.
Основные атрибуты живого и фундаментальные свойства.
Св-ва: Самообновление, самовоспроизведение, саморегуляция.
Самообновление происходит за счет биохимических процессов, лежащих в основе жизнедеятельности ( деление клеток, синтез энергии в ходе дыхания, синтез белков, липидов, распад отмерших клеток, расщепление отмерших в-в).
Самовоспроизведение – воспроизведение себе подобных на основе генетич. информации.
Происходит сохранение видовых признаков, поддержание численности.
Современная биология представляет собой комплекс биологических наук, изучающих живую природу как особую форму движения материи, законы её существования и развития. В настоящее время биология характеризуется высочайшей специализацией составляющих её дисциплин и одновременно тесным их взаимодействием. Перспективные направления биологии – молекулярная биология, биохимия, биофизика, генная инженерия, биокибернетика и др. В результате объединения наук произошло интенсивное обогащение биологии фактическим материалом, новыми теориями, обобщениями.
М Экспериментальный Моделирование етоды биологических наук
Исторический
(закономерности
появления и развития организмов,
становления их структуры и функций)
Описательный
Сравнительный
Общенаучные методы: 1) анализ (от общих закономерностей к частным)
2) синтез (от частного к общему)
Предметом изучения общей биологии являются живые организмы, их строение, функционирование и закономерности, описывающие все проявления жизни.
Эволюционное учение
Додарвиновский период развития биологии.
Биологическая наука начала развиваться в Древнем мире на востоке (Индия, Др. Китай, Япония). В индийских трактатах «аюрведах» указывалось на происхождение всего живого из праматерии (пракритри). Тем не менее, творение Мира приписывалось верховному божеству. В ведах (главах) говорилось о том, что человек берет свое начало от животных. В ведах приводятся описания некоторых заболеваний и способы их лечения. В Древнем Китае широкое развитие получила нетрадиционная медицина, основанная на глубоком знании человеческого тела и влиянии на организм человека различных растений, минералов, описывалась возможность влияния на функции организма через определенные точки. В Древнем Китае начала развиваться селекция декоративных пород собак, золотых рыбок, хризантем. Эти открытия соответствуют отвлеченно-умозрительному подходу в науке. Развитие науки происходит стихийно. Данный этап развития биологии называют утилитарным, т.е. с точки зрения полезности или вредности процесса, явления, объекта для человека.
Древняя Греция (VI-IV в.в. до н.э.) Гераклит Эфесский – представитель ионийской школы философов. Стоял на позициях стихийного материализма, считал, что все живое берет начало из первичной материи, а развитие живого происходит за счет естественного отбора.
Эмпедокл – по его мнению Земля с момента происхождения представляла собой раскаленный шар, застывала корка, которая в некоторых местах под давлением лавы прорывалась и наружу вылетали частицы лавы и формообразующие части в виде отдельных частей тела. Они соединялись между собой, нежизнеспособные погибали, жизнеспособные выживали.
В Древней Греции впервые возникла мысль о существовании атомов. Основоположник атомистического учения - Демокрит. Он считал, что все живое есть совокупность атомов.
Аристотель (IV в. до н.э.) Работы: «О частях животных», «История животных», «О возникновении животных». Занимался исследованием развития куриного эмбриона. Стал основоположником сравнительной анатомии, впервые обратил внимание на существование гомологии (сходное строение и происхождение, но разные функции) и корреляции (сходные функции, но разное строение и происхождение) органов. Аристотель открыл переходную форму между животным и растением – хламидомонаду. Выявил единый план строения многих групп животных и создал одну из первых классификаций живых организмов – «Лестницу живых существ». В основе лестницы помещались минералы, а на самой высокой ступени – человек. Однако в этой системе не прослеживалось развития от простого к сложному, не обнаруживалось родственных связей между организмами. Аристотель считал, что жизнь возникла путем самозарождения из ила и тины под действием солнечного света (например, речные угри). Таким образом, жизнь имеет материальную основу, но зарождение жизни происходит под действием нематериальных факторов.
Древний Рим. Тит Лукреций Кар создал стихотворное произведение «О природе вещей», в котором описал происхождение человека «растительным» путем из «маток», произрастающих на Земле.
Вывод: отвлеченно-умозрительный подход не позволил объединить идеи единства природы с идеей общности происхождения и развития от простого к сложному.
Долгое время авторитет Аристотеля являлся догмой, что во многом тормозило развитие науки. После распада Византийской и Римской империй с распространением христианства наступает эпоха господства религиозного мировоззрения. Основное философское направление в естественных науках – креационизм: мир создан Богом ~ 6.000 лет назад, поэтому совершенен и неизменен. В это время начинается следующий этап развития биологии – описательный. Ведущими идеями были идеи самозарождения жизни, научные трактаты изобиловали описаниями фантастических животных и растений. С VI по XIV в.в. наступает эпоха мрачного средневековья. Центры науки перемещаются в монастыри. За крамольные мысли люди уничтожались, например в Испании за 100 лет 35.000 человек были сожжены, а 300.000 были подвержены пыткам. Тем не менее, предпринимались попытки объективного изучения жизни. В Европе монах Альберт Больштедский (XIII в.) опубликовал многотомную энциклопедию, в которой были разделы, посвященные растениям и животным, была дана основа их классификации, описывалось поведение животных. С его работой во многом схожа книга Вежена де Бове «Зеркало природы».
В X-XII в.в. область Испании – Кордова находилась под влиянием Мавритании. В это время в Кордове работали два известных ученых: Ибн Сина (Авицена) и Ибн Рошда (Аверроэс). Они проводили исследования в области медицины, фармакологии, химии, математики, астрономии и др. Их работы по медицине и фармакологии считаются классикой.
Английский монах Роджер Бэкон (XII в.) впервые предложил изучение природы путем наблюдения, опыта и эксперимента. Он первым решился поставить под сомнение исключительную правоту Аристотеля и философов древности.
На Руси в XI в. в списках среди просвещенных людей ходила книга «Поучения Владимира Мономаха», одна из глав этой книги была посвящена описаниям растений и животных.
К середине XV в. в Европе, благодаря началу разложения феодального строя, возникновению зачатков капитализма, стало развиваться мореплавание (эпоха «Великих Географических открытий»). В это время бурно стало развиваться искусство и наука, началась эпоха Возрождения. Таким образом, сложились благоприятные условия для развития всех наук, особенно, естествознания.
Леонардо да Винчи. Его исследования в области анатомии и физиологии дали начало целому направлению - пластической анатомии. Да Винчи - основатель науки бионики (рассматривал возможность применения изобретений природы в конструировании различных инженерных изобретений).
Английский ученый Френсис Бэкон (XVI в.) признан наукой основоположником экспериментального метода. Этот метод получил широкое развитие в изучении анатомии и физиологии человека, особенно с момента снятия запрета на препарирование мертвых тел.
Андреас Везалий (ХV в, Франция). Занимался изучением топографической анатомии, стал создателем одного из первых атласов.
Вильям Гарвей (XVI в, Англия) . Основоположник кардиологии, изучал строение сердца, движение крови по сосудам, особенности кровеносной системы.
В конце XVI в. Голландия дала миру микроскоп, который изобрел Янсенс (1590 год) и в 1650 году Антони Ван Левенгук его усовершенствовал и впервые рассмотрел животные и бактериальные клетки. С помощью микроскопа Марчело Мальпиги проследил движение крови по капиллярам.
До середины XVII в. в биологии бытовало мнение о возможности самозарождения жизни. Попытки доказательства были многочисленны. Голландский ученый Антони Ван Хельмонт пытался доказать это экспериментальным путем. Он взял пропотевшую рубашку, немного пшеницы, положил все это в темное место (шкаф). Через некоторое время появились мыши. Был сделан вывод о том, что мыши появились путем самозарождения за счет жизненной силы, содержащейся в человеческом поте.
В противовес эксперимент был проведен итальянцем Франческо Реди. Он взял несколько сосудов, в которые поместил разные сорта мяса. Часть сосудов он закрыл холщовой тканью. Через некоторое время в открытых сосудах появились личинки мух, а в закрытых – нет. Он сделал вывод о том, что личинки появились из яиц, отложенных в мясо мухами, то есть, имеется возможность зарождения живого только из живого.
К XVI в. накопилось большое количество описаний и животных, и они требовали классификации. В 1583 г. итальянский философ и естествоиспытатель Дж.Чезальпино предпринял попытку классификации растений на основе строения семян, цветков и плодов. До него большинство классификаций основывалось на полезности или вредности растений и животных для человека (утилитарный подход).
Английский биолог Дж. Рей в 1686 г. в книге «История растений» описал 18600 видов растений. Впервые употребил понятия «вид» и «род». Он допускал возможность образования разновидностей под влиянием внешних условий, но отрицал возможность изменения вида в целом.
Для ученых того времени самым распространенным было мнение о том, что все на Земле создано Богом и поэтому видов столько, сколько их создал Всевышний. Они неизменны и отражают реализацию замыслов Творца, т.е. они изначально целесообразны. Эти взгляды соответствуют метафизическому мировоззрению – одному из направлений идеализма. Для метафизиков характерна констатация факта и отсутствие попыток доказать или объяснить этот факт или явление естественными причинами.
Метафизиком по своим взглядам был шведский ученый Карл Линней. Заслуги Линнея перед биологией огромны и неоценимы:
Им была предложена бинарная номенклатура (родовое, видовое названия) и латинские названия для классификации растений и животных.
Создал наиболее совершенную, на тот момент, классификации растений и животных.
Описал более 10.000 видов растений и 4.200 видов животных. Давал четкую характеристику объектов каждой группы
Утвердил вид как реально существующую структуру и как единицу классификации.
Основные работы Линнея: «Система природы», «Ботаническая библиотека», «Основание ботаники».
Особого внимания заслуживает линнеевская классификация растений. В ее основе – наличие и форма цветка, кол-во и вид тычинок. Всего он выделил 24 класса: 23 - цветковые и 24-ый - тайнобрачные (мхи, водоросли, папоротниковые). Система была несовершенна, о чем говорит тот факт, что к 21-му классу относились ольха, дуб, ель, ряска, стрелолист. Таким образом, система растений Линнея была искусственной по ряду причин:
За основу бралось малое кол-во признаков.
Признаки были несущественными.
Признаки брались произвольно.
В системе не прослеживалось родство и связь между отдельными группами растений, т.е. не отмечалась общность их происхождения.
В системе отсутствовала иерархичность (Соподчиненность таксонов, т.е. отсутствовала сама идея эволюции)
Классификация животных также была искусственной. Линней выделял 3 группы и 6 классов на основании особенностей строения кровеносной системы.
Сердце имеет 2 желудочка, кровь красная, горячая (птицы и млекопитающие или четвероногие, сюда же были отнесены приматы и человек, их Линней объединил в один род).
Один желудочек сердца, кровь красная, холодная (рыбы и гады (амфибии и рептилии)).
Кровь белая, холодная, сердца нет (насекомые и черви (почти все беспозвоночные)).
Линней признавал вид как реально существующую в природе структуру. Он признавал, что внутри вида возможны постепенные изменения признаков так, что их возможно выстроить в ряд, но между двумя разными видами эта постепенность прерывается. Такой перерыв называется хиатус. Линней не выделял отдельных семейств в классификации, но его род можно было рассматривать по уровню как семейство. Систематика, по мнению Линнея, была призвана отражать порядок вещей, заведенный Богом, а вид – единица данной системы. Линней считал, что за исключением постепенных изменений внутри вида, виды неизменны, т.к. целесообразно задуманы и созданы Богом.
Недостатки работ К. Линнея:
Искусственность приведенной системы растений и животных.
Креационизм во взглядах, т.е. неприятие идей эволюции.