Метод наблюдения в биологии примеры из жизни. Пути и методы исследования в биологии
Биология как наука. Связь биологии с другими областями знания
Введение
Вопросы лекции:
1.Предмет общей биологии.
2.Методы общей биологии.
3История развития биологии.
4.Связь общей биологии с естественными и другими науками.
5.Признаки живых организмов.
6. Уровни организации живой проироды.
Древние биографы рассматривали в своем герое только самого себя и приписывали все свои действия своему характеру или его гению. Мы вернулись, и именно к этому, сегодня, он попытается разгадать великим человеком то, что он должен своему окружению. История, надо признать, слишком часто попадает в заблуждение этих древних биографов. Он считает народы изолированными людьми. Она часто говорит о них, как если бы каждый из них был один в своем роде в мире и как будто его цивилизация была феноменом спонтанного поколения.
По крайней мере, он прилагает усилия, чтобы свести к минимуму то, что он должен своим соседям, как будто это был провал, принадлежащий человечеству. Естественные науки показывают нам путь здесь. Их объектом является вся природа? Почему историк - это не вся история? Было бы напрасно возражать, что один человек не может знать всю историю. Возможно ли физику или химику узнать не только всю природу, но даже всю физику или всю химию? Каждый из них обязан исследовать только один уголок огромного домена и, как говорится, специализироваться.
1. Предмет общей биологии. Методы общей биологии
Биология – наука о живых существах, их строении, процессах жизнедеятельности, взаимосвязях, закономерностях распространения на земном шаре, происхождении, эволюции, разнообразии. Предметом общей биологии являются наиболее общие закономерности, раскрывающие суть жизни, ее формы и закономерности развития.
Но каждый из них также знает, что его специализация действительна только для целого и что вся наука отражается и участвует в его скромной работе. Короче говоря, его точка зрения, в полном смысле этого слова, универсальна. Почему это не так с историком?
Обратите внимание, что это предпочтение относится к относительно недавней дате. Античность, средневековье, Возрождение, восемнадцатый век освобождены. От Геродота до Вольтера и Гердера мы знаем много синтезов, пытающихся представить или объяснить прошлое всего человечества. Не имеет значения, вдохновляют ли Дискурс на всемирную историю или «Эссе о манерах» разные идеи: по самому объекту истории они согласны. Является ли христианин признаком замыслов Провидения, или философ подчиняет их своему рационализму, они оба предполагают его в своей совокупности или, если говорить более правильно, в его единстве.
Биология - наука о жизни. Важнейшая задача биологии - изучение многообразия, строения, жизнедеятельности, индивидуального развития и эволюции живых организмов, их взаимоотношений со средой обитания.
Биология многогранна и поэтому нуждается в систематизированных и разносторонних методах изучения. Выделяют следующие методы исследования, которые изображены на
В этом единстве романтизм и национализм девятнадцатого века выступали против разнообразия. Так же, как они подталкивали художников искать местный колорит, они ориентировали историков на изучение конкретных характеристик, которые различают народы. История стала более живой, более живописной, более захватывающей, чем когда-либо. В то же время он стал более насыщенным и точным. Критика источников достигла замечательного прогресса, великолепные открытия выявили неизвестные цивилизации, ни одно из проявлений социальной активности не было забыто, ни закон, ни мораль, ни экономика.
Методы исследования биологии
описательный;
Для выяснения сути явления человеку надо сначала насобирать фактическую информацию, а потом описать ее и зложить для использования другими поколениями. На рисунке 2 иображена суть этого метода, как сбор информации, описание характеристик и поведенческих признаков исследуемого процесса или живого рганизма и исследование одновременно.
В ранний период развития биологии именно сбор и описание фактов являлись главными приемами изучения. Эти же методы актуальны и сегодня.
сравнительный;
Правильно, что только что закончившийся век был назван веком истории. Тем не менее его грандиозная работа кажется более узнаваемой, чем научная. Она не имеет себе равных в отношении изобилия материалов, которые были выявлены и для ухода, с которым они были подготовлены. Но можно ли сказать то же самое о синтезах, которые он произвел? Поразительно видеть, насколько национальное прошлое привлекает и поглощает внимание рабочих в каждой стране. И это, без сомнения, не зло. Но зло лежит в исключительном духе, с которым человек приближается к этому прошлому.
В XVIII в. стал популярным сравнительный метод. В его основе лежит соспоставление и изучение схожих и различных черт живих органи змов, их строения. Этот метод является основой систематики. Обратите внимание на риунок 3, на котором изображен сравнительный метод. Благодаря ему открыто крпнейшее обобщение и создана клеточная теория. Этот метод популярне и в наше время.
исторический;
Мы закрылись в нем, мы только видим его, и поэтому мы не можем его понять. По правде говоря, мы должны признать, что то, чего больше не хватает в наших национальных историях, столь блестящих, как они есть в других местах, является научной объективностью и, скажем, словом, беспристрастностью. Предрассудки в отношении расы, политических предрассудков, национальных предрассудков слишком сильны для того, чтобы человек мог бежать, если он не ставит себя вне пределов досягаемости. Чтобы освободиться от него, он должен подняться до этой высоты, откуда история предстает целиком в величии ее развития: временные страсти момента успокаиваются и успокаиваются перед возвышенностью жизни. шоу.
Этот метод изучает закономерности появления организмов, их развития, становления структуры и функций живих органи змов. Ч. Дарвин стал основоположником и главным пользователем этого метода. Ребята посмотрите на рисунок 4.
экспериментальный.
Такой метод исследования природных явлений связан с проведеним опытов и экспериментов в условиях, которые, точно необходимы для изкучения конкретных явлений. В результате експериментального опыта выявляют новые характеристики живих организмов. На рисунке 5 изображен пример метода эксперимента.
Экспериментальный метод дает нам возможность изолированно изучать природне явления, а, также, разрешает добиться их повторения, если соблюдать одинаковые условия. Этот метод гораздо глубже других методов позволяет нам постичь суть природных явлений.
Высшей формой эксперимента является Возможность моделирования процес сов, которые изучаются, является высшей формой такого метода исследования. Талантливый ученый-экспериментатор Павлов И.П. одним их ярых пользователей данного метода биологии.
Друзья, давайте посмотрим следующее видео про этого таланливого ученого.
Только она способна заставить историка избежать подводных камней, которые его окружают, позволить ему оценить их истинную ценность, их точную степень научной правды, факты, которые он изучает. Через него, и только в этом случае, история может стать наукой и освободиться от идолов чувства. Это станет настолько, насколько оно примет для национальной истории точку зрения на универсальную историю.
С этого момента он будет не только точным, но и человеческим. Научная выгода будет идти рука об руку с моральной выгодой, и никто не пожалуется, если однажды это вдохновит людей, показывая им солидарность их судьбы, патриотизм более братский, более сознательный и более чистый. Любой метод может быть охарактеризован целью, которую он стремится достичь, и процессом, посредством которого он может быть достигнут. В девятнадцатом веке, в контексте эволюционной биологии, цель генетического метода состоит в том, чтобы объяснить «взрослые» формы биологического или психологического явления путем изучения его генезиса.
Естественно, что общее использование всех вышеуказанных методов дает челочевеству возможность овладевания знаниями об объектах и явлениях природы. В наше время биология очень связана с такими науками, как химия, физика, математика и кибернетика. Именно совместные плоды их сотрудничества принесли нам саме огромные открытия.
Отправной точкой генетического метода Пиажец является как можно больше знаний об изученных концепциях, в частности, путем изучения определений или логических описаний современных наук. Именно тогда возникает вопрос об обнаружении или придумывании ситуаций - проблемах, которые позволят познакомиться с возможными этапами, по которым субъекты пройдут, чтобы овладеть соответствующими понятиями, при том понимании, что сравнительное исследование концепций или собранных таким образом решений может привести к оригинальное освещение этих понятий.
2. История развития биологии
Биология уходит своими корнями в глубокую древность.
Первобытный человек был первым, кто стал непроизвольно накапливать первые знания о живых организмах. Живые организмы были пищей, материалом для одежды и жилья первобытного человека. Уже тогда надо было знать все о растениях, животных, особенностях их поведения. Вот так потихоньку стали накапливаться знания о всем живом, что окружало человека.
Первоначально накапливающийся опыт передавали поколения людей на словах, без письменного закрепления. Появление письменности дало возможность лучше сохранять и передавать ценные знания. Знания становились полнее, богаче. Но еще очень долго биологии как науки не существовало.
Великий греческий врач Гиппократ (живший в 460 - 377 гг. до н.э.) внес фактический вклад в создание материалов о живых организмах. Он первым изучил строение животных, человека, состав и форму костей, мышц, сухожилий, головного и спинного мозга у человека. Ученики, посмотрите на рисунок 2. Так выглядел этот великий ученый.
Лучше всего естествознание и философия античного мира представил в своих трудах Аристотель (живший в 384-322 гг. до н. э.). Он выучил и дал описание более 500 видам животных, первым попытался их классифицировать. Он глубоко и тонко изучал строение и образ жизни животных и растений, что стало зарождением основ зоологии. Работы Аристотеля оказали огромное значение для последующего развития таких наук, как естествознание и философия.
Уже последователем Аристотеля стал Теофраст (живший в 372-287 гг. до н. э.), который изучил и систематизировал знания человека о растениях. Его еще называют "отцом ботаники".
Римский врач Гален (живший в 139-200 гг. н.э.) углубил и в занчительной степени увеличил знания человека о строении своего тела. Он все это изучал на трупах обезьян и свиней. Его трудами долгое время пользовались в естествознании и медицине.
В наше время существует даже Нобелевская премия Галена. Это премия в сфере прикладных медицинских исследований. Награда присуждается за разработку и выпуск на рынок продуктов, развивающих мировое здравоохранение.
Затем речь идет о сборе, анализе и сравнении как можно большего числа возможных решений или концепций для детей разного возраста, сталкивающихся с одной или несколькими из этих ситуаций. Предварительное исследование разъяснений ученых по элементарным научным концепциям предлагает здесь ценную сетку анализа концепций, разработанных субъектами во время их интеллектуального генезиса. Затем сравнительное исследование этих концепций приносит и, наконец, первоначальный свет на вопросы, поставленные под сомнение, путем предоставления этого генетического знания, которое психолог-эпистемолог стремился исходить из его исследований, знания затем полезны с точки зрения психологии. когнитивного развития только с точки зрения эпистемологии.
Поэт и философ Рима Тит Лукреций Кар (живший в I в. до н.э.) первым выступил против религиозных догм и изложил мысль о возникновении и развитии жизни естественным образом, что было зафиксировано в его поэме "О природе вещей".
Времена Средневековья привнесли упадок в развитие биологии, так как эта эпоха знаменита господством церкви с элементами мистики и реакционной идеологии. Церковь считала святыми истинами сочинения Аристотеля, Галена, хотя очень исказила их суть, и активно пропагандировала их в общество.
Было аксиомой то, что изучать живую природу не надо, так как древние ученые уже это сделали в полном объеме. Церковь всех учила, что чем больше мы знаем мир, тем больше грашим перед богом. Любые объяснения природных явлений не должны противоречить ни Библии, ни сочинениям древних ученых. Церковь жестоко карала всех мыслителей и исследователей, кто имел смелость заявлять что-то новое, и поэтому накопление знаний в эпоху Средневековья шло крайне медленно.
В эпоху Возрождения (XIV-XVI вв.) развитие биологии, как науки, стало самым активным и прогрессивным. В это время создан новый общественный класс – буржуазия. Развивающиеся производственные силы нуждались в конкретных и точных знаниях.
Это привело к созданию разных видов наук о природе. В XV-XVIII вв. обособились в отдельные науки ботаника, зоология, анатомия, физиология. В то же время активно развивающемуся естествознанию приходилось яро отстаивать свои права на существование, вести борьбу с церковью. 
Рис.6 Становление науки биологии
Так, например, Мигель Сервет (1511-1553 гг.) стал автором и новооткрывателем таких знаний, как малый круг кровообращения. Именно за это его объявили еретиком и сожгли на костре.
Характерной чертой естествознания этого периода было изучение объектов природы изолировано и обособлено друг от друга. Все это порождало представления человека о ее неизменности, неизменности видов. Этот период назывался метафизическим. Чуть позже в метафизических представлениях о создании мира произрастают ростки недоверия и прорехи несогласованности.
И. Кант (живший в 1724-1804 гг.) в 1755 г. создал труд «Всеобщая естественная история и теория неба", в котором дал развитие гипотезе о естественном происхождении Земли. Через 50 лет эта известная гипотеза была математичи обоснована в работе ученого П.С. Лапласа (живший в 1749-1827 гг.).
Французские материалисты XVIII в. - Ж. Ламетри (живший в 1709-1751 гг.), Д. Дидро (живший в 1713-1784 гг.) и многие другие ученые мужи очень много работали в этой сфере, что помогло обществу активно бороться с идеалистическими представлениями.
Результат поиска в «Презентации работы Пиаже»
Как видно из вышеизложенного, вся оригинальность и исключительная плодовитость использования Пиаже генетического метода исходит из постоянной диалектики психологических, логических и эпистемологических подходов изучаемых понятий.
Умное поведение
Сравнительные методы поведенческого исследования.Эти сравнения, очевидно, касаются таксонов с общим эволюционным происхождением, определяемым филогенетическими деревьями. Благодаря революционным достижениям в области анализа данных и методов сбора данных стало возможным точно проверить эволюционные гипотезы в сравнительных поведенческих исследованиях. Недавняя работа породила четкие филогенетические закономерности поведения, связанные с историческим происхождением, последовательными изменениями, ковариацией с другими признаками, нестабильностью и эволюционной скоростью.
Античный период
С. Аристотель – ввел термин «естествознание», издал трактат «Органон», предложил «лестницу живых существ», на которую поместил и человека.
Средневековье
Основная направленность – поиск иллюстраций к истинам морали и религии. К. Линней предложил иерархическую систему живых организмов, в которой пользовался бинарной номенклатурой. Десятое издание «Системы природы» К. Линнея – 1758 год.
Наиболее перспективными в этом исследовании являются способность проверять с помощью целенаправленных экспериментов надежность предлагаемых филогенетических моделей и использовать их для идентификации видов, находящихся под угрозой исчезновения, и для защиты биоразнообразия Земли.
«Каждый раз, когда биолог пытается понять, почему организм создан или действует определенным образом, он должен прибегать к сравнительному методу». Очевидно, что эта классификация не является произвольной, как классификация звезд в созвездиях. Тип информации, содержащейся в этих деревьях, является основой всех сравнительных поведенческих исследований. Построение дерева эволюционных отношений обычно носит название филогении. реконструкция исторических моделей происхождения и вариаций вдоль эволюционной линии.
Научная революция XVI–XVII вв. и становление классической науки
В области биологии сделаны следующие открытия:
теория эволюции живых организмов (Ж.-Б. Ламарк), он же ввел термины «биология» и «биосфера»;
функциональная морфология (Ж. Кювье);
основы эмбриологии (К. Бэр);
клеточная теория (М. Шлейден и Т. Шванн, 1838; Р. Вирхов, 1859);
Все сравнительные методы как в контексте поведенческого исследования, так и в других областях науки о жизни, таких как экология и нейробиология, основаны на информации, которая происходят из филогенетического систематического. Эта зависимость нова, но важна. Первые ученые-поведенцы по животным полностью понимали важность филогении, хотя в то время их было мало. В настоящее время область систематики приближается к революции, имеет новые методы и исходные данные для древообразования, но также использует различную информацию из морфометрии, молекулярной биологии и статистики, которые позволяют более детально описывать отношения эволюционных между таксонами, которые могут быть использованы для проверки гипотез эволюции поведения.
эволюционное учение (Ч. Дарвин, 1859 – выход книги «Происхождение видов путем естественного отбора»).
В дальнейшем последовали фундаментальные открытия, для которых характерны глубокая системность и междисциплинарный подход. Среди них – открытие основ научной физиологии (И. Сеченов, 1863).
В этот период Э. Геккель в одной из своих работ «Всеобщая морфология организмов» (1866) впервые применил термин «экология» как «наука о взаимоотношениях организмов между собой» и «физиология отношений организмов друг с другом», отождествляя новую науку с «экономикой природы».
Филогенез содержит информацию об общих родителях в разных органах; эта информация выражается как разветвленная диаграмма. Важно различать филогенетическую систему таксономии и линейную систему. Если они используются для определения положения таксона в иерархической структуре, они могут не предоставлять вводящую в заблуждение информацию или информацию об общем предке. Это, безусловно, нереалистичный взгляд на эволюционную историю. Вопросы, связанные с эволюционным происхождением, его скоростью и направлением, подразумевают принцип общего потомства и непосредственно зависят от топологии филогенетического дерева.
В 1887 г. А. Вейсман выдвинул теорию непрерывности зародышевой плазмы.
Открытые в это же время законы наследственности (Г. Мендель, 1865) остались незамеченными вплоть до 1900 г., когда их независимо друг от друга переоткрыли Г. де Фриз, К. Корренс и Э. Чермак.
При дальнейшем развитии исследований были обнаружены новые явления, недоступные объяснениям с позиций доминирующей парадигмы. Назрела необходимость в ее смене. Этот процесс происходил в три этапа и получил название Новейшая революция в науке.
Филогенетические деревья предоставляют конкретные типы информации. Узлы представляют предполагаемых предков, концы составляют окончание ветвления и обычно представляют собой виды в сравнительных исследованиях. Филиалы филогенетических деревьев - это линии, соединяющие узлы, или узел с концами, Корень является основой дерева, то есть его самой древней ветви. Субъекты или таксоны сравнительного исследования технически называются во всей своей группе или родительской группе, которая должна содержать более двух таксонов, чтобы иметь возможность вывести Филогенетические отношения: сестра-группа или группа сродства - это таксон, более тесно связанный с группой родства.
Первый этап связан с «переоткрытием» генетики (1900 г.) и возникновением противоречий между сторонниками классического дарвинизма и менделеевской генетики. В это время Т. Морган предложил хромосомную теорию наследственности (1912 г.)
Второй этап новейшей революции относят к середине 20-х годов. Были: сочетавшаяся с теорией относительности и новой квантово-релятивистской картиной мира. В эти же годы утвердилась популяционная генетика, примирившая противоречия классического дарвинизма с законами наследственности Г. Менделя. В экологии на основе популяционного учения активно разрабатывался биогеоценологический подход. Примечательно, что последние открытия были созданы на основе трудов отечественных ученых (в числе которых – профессора Харьковского университета С.И. Медведев и В.В. Станчинский), но впоследствии у себя на родине искусственно развенчаны тоталитарным режимом, вплоть до начала реабилитации с 50-х годов.
Это результат серии исторических событий, которые мы обычно не знаем и не можем восстановить. Сравнительные методы, которые обязательно зависят от филогении, всегда будут уязвимы для неопределенности исторической реконструкции. Однако, к счастью, ископаемые находки и аналитические проверки, полученные с помощью компьютерного моделирования, все более и более надежны. Использование и злоупотребление сравнительными данными.
Сравнительные исследования заканчиваются и расширяются со временем. С одной стороны, наборы данных для больших таксономических групп позволяют нам в целом проверить гипотезу и составить единственную прочную основу для филогенетического изучения поведенческих модулей. С другой стороны, подавляющее большинство сравнительных исследований основано на данных, независимо собранных разными исследователями, с различными методами и в разных условиях: данные низкого качества составляют пятку Ачилле сравнительных исследований.
В 1932 г. в работе Л. Берталанфи «Теория биологических объектов как открытых систем, находящихся в состоянии динамического равновесия» были заложены основы Общей теории систем.
Третий этап (40-вые годы) характеризуют многоплановость и интенсивность изучения, модернизация методов исследований. Развитие получают все естественнонаучные направления. В методы исследования внедряется кибернетика.
В конце 1940-х годов оформляется учение В.И. Вернадского о биосфере как среде и продукте жизнедеятельности живого вещества.
В биологии в это время расшифровывается структура ДНК (Ф. Крик и Дж. Уотсон, 1953) и триплетный код нуклеотидов, которым записываются аминокислоты (Ниренберг и Маттеи на основе гипотезы Ф. Крика).
Одним из интереснейших открытий ХХ века является обоснование нового направления в науке – синергетики, которая, кроме всего, показала, что действие системы в целом не является простой суммой действий ее компонентов. Открытие синергетики связывают с именами Дж. Хакена и И. Пригожина.
4. Связь общей биологии с естественными и другими науками
Современная биология связана в различных аспектах с другими науками, такими как:
по предмету изучения – с медициной, ветеринарией, экологией,
по методам исследований – с физикой, химией, математикой, информатикой,
по использованию данных в хозяйственной деятельности – с сельскохозяйственными, лесоводческими науками, биотехнологией, охраной окружающей среды.
Египетские и шумерские жрецы, учёные Индии и Китая накопили немалый опыт в науке о жизни. Живший в V веке до н. э. Гиппократ впервые поставил медицину на научную основу, за что его вполне заслуженно прозвали «отцом медицины». Спустя век Аристотель обобщил все биологическия знания, став по праву основателем биологии. В истории науки Аристотель первым разработал систематику животных; он разделил их на животных с кровью и бескровных. Во II веке н. э. Гален заложил фундамент анатомии.
Средневековье, пройдя тяжёлым сапогом по всей научной жизни Европы, существенно затормозило и развитие биологии. Хранителями знаний в эти мрачные века стали арабские учёные. Только в XVI веке с наступлением эпохи Возрождения развитие науки продолжилось. В начале XVII века Уильям Гарвей открыл кровообращение, а через 50 лет при помощи изобретённого незадолго до этого микроскопа Антони ван Левенгук открыл дверь в мир микроорганизмов.
К XVIII веку собралось огромное количество описаний различных животных и растений со всего света. Обобщил и систематизировал эти знания шведский ученый Карл Линней. Жан-Батист Ламарк предложил первую теорию эволюции, а Жорж Кювье доказал изменчивость живого экспериментально, создав новую науку – палеонтологию.
XIX и XX века стали временем потрясающих научных открытий. Доминировавшую почти век теорию катастроф сменила теория естественного отбора Чарльза Дарвина. Иван Павлов заложил основы современной физиологии, Владимир Вернадский стал создателем учения о биосфере. Луи Пастер и Александер Флеминг существенно продвинули вперёд медицину. И появилась наиболее динамичная в современной биологии наука – генетика.
В настоящее время биология условно разделяется на две большие группы наук. Биология организмов (сюда входит науки о растениях (ботаника), животных (зоология), грибах (микология), микроорганизмах (микробиология) изучает отдельные группы живых организмов, их внутреннее и внешнее строение, образ жизни, размножение и развитие. Общая биология изучает жизнь на различных уровнях: молекулярном (молекулярная биология, биохимия и молекулярная генетика), клеточном (цитология), тканевом (гистология), на уровне органов и их систем (физиология, морфология и анатомия), популяций и природных сообществ (экология).
Биология тесно связана с другими естественными науками. Так, на стыке между биологией и химией появились биохимия и молекулярная биология, между биологией и физикой – биофизика, между биологией и астрономией – космическая биология. Экология, находящаяся на стыке биологии и географии, в настоящее время часто рассматривается как самостоятельная наука.