Представители классической биологии. Краткая история развития биологии. Методы исследования биологии
Концепция - это взаимосвязанная группа понятий, гипотез, теорий, объясняющих какое-нибудь фундаментальное явление или свойство природы. Основные биологические концепции объясняют феномен и свойства жизни .
1. Концепция системной многоуровневой организации жизни : все живые объекты являются системами разного уровня сложности, они образуют непрерывную иерархию уровней структурно-функциональной организации.
Требования к бакалавриату искусств
Единицы: 5-10, Повторяется до 20 единиц. Учебный учет - Вариант биологии. А. в Естественных Науках выступает в качестве программы отказа от единого предмета обучения в области науки. Эта программа предназначена для студентов, желающих стать учителями естественных наук.
Обратите внимание: дорожные карты не являются гарантией доступности курса. Биология - это научное исследование жизни: ее процессы, сложность и невероятное разнообразие. Кафедра биологии Калифорнийского государственного университета, Фресно предлагает разнообразное высшее и высшее образование, которое охватывает широту современной биологии - от внутренней работы клеток до структуры целых экосистем.
2. Концепция материальной сущности жизни : жизнь материальна, ее физико-химическую основу составляет обмен веществ и энергии. В философском смысле это означает первичность материи и вторичность сознания (материализм).
Материя – совокупность вещества и поля. Вещество обладает массой покоя, а поле – нет. Живая материя представляет собой особо сложное вещество и сложное многофакторное поле. Именно уровень сложности делает материю живой, хотя внутри нее действуют простые физические и химические законы .
Сначала одно оплодотворенное яйцо, затем две результирующие клетки, затем четыре, восемь и так далее. Он работал один в своем крошечном офисе в Лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований в Кембридже, Великобритания. Между двумя наблюдениями он был занят кубиком Рубика. «Я нашел отвлекающие факторы», - вспоминал получатель биолога-лауреата Нобелевской премии. Его сотни рисунков показали балет ранних этапов развития червей, связанных с рождением 671 клетки и смертью 111. Каждая клетка могла быть связана с ее материнской клеткой и с ее «бабушкой» в одном ряд неизменных шагов.
3. Концепция биологической информации и самовоспроизведения жизни : живые организмы воспроизводятся на основе собственной (генетической) информации при взаимодействии с внешней (эпигенетической) информацией. Результатом этого взаимодействия является индивидуальное развитие организмов (онтогенез).
4. Концепция саморегуляции живых систем : живые системы поддерживают относительное постоянство своих внутренних связей и условий функционирования (гомеостаз) на основе сочетания прямых положительных и обратных отрицательных связей.
Благодаря этому картографированию и другим, которые они создали, Сулстон и его сотрудники смогли построить первое и до сих пор единственное, полное «генеалогическое дерево» многоклеточного организма. Хотя желание точно зафиксировать развитие организма в деталях было уже столетие до Сулстона, возможность сделать это на более сложном животном всегда была ограничена. Никто не может следить за судьбой миллиардов человеческих клеток или мышей с помощью всего лишь микроскопа и кубика Рубикса, чтобы пройти время.
Но сегодня существуют другие средства. Революции в редактировании и секвенировании клетки в геноме привели к оживлению картирования клеточной линии. Эта область привлекает не только биологических исследований, но и генетиков, которые убеждены, что понимание истории клетки - от того, где она происходит и даже от того, что с ней произошло, - является одним из следующих великих границ для биологии. На данный момент результаты показали захватывающие подсказки о том, как люди «построены». Например, отдельные клетки в организме, например мозг, например, были бы более связаны с некоторыми клетками других органов, чем с окружающими тканями.
5. Концепция самоорганизации и биологической эволюции : живой мир возник в результате самоорганизации из неживых химических систем и претерпевает необратимое историческое развитие (филогенез) на основе наследственной изменчивости и естественного отбора организмов, наиболее приспособленных к меняющимся условиям среды.
Это, несомненно, усложняет усилия по пониманию работы. Но даже неполная, клеточная генеалогия может быть полезна. Новые сопоставления клеточной линии могут помочь исследователям выяснить роль стволовых клеток в регенерации тканей или в борьбе с раком - болезнь, вызванная неконтролируемым расширением определенных клеточных линий. «Существует реальное ощущение, что открывается новая эра», - говорит Александр Шир, биолог развития Гарвардского университета в Кембридже, штат Массачусетс, который использует редактирование генома для отслеживания истории линии клеток рыбок данио и другие виды.
4. Основные направления современных биологических исследований
В современной биологии существуют три – четыре фундаментальных проблемы , решение которых может привести к революции в естествознании и в жизни человечества в целом. Это происхождение жизни, эволюция живых организмов, взаимоотношения биосферы и человечества, здоровье человека и, возможно, некоторые другие. Несмотря на огромный объем знаний о молекулярных и генетических механизмах жизни, мы не можем полно ответить ни на один из поставленных вопросов. Наоборот, чем больше мы узнаем о жизни, тем больше возникает вопросов и сомнений в правильности, казалось бы, незыблемых догм. И в этом нет ничего парадоксального – такова логика развития естествознания.
История клетки написана в ее геноме: каждая мутация, приобретенная клеткой и передаваемая ее дочери, является защитой. Но дисциплина не была готова к такому прогрессу. Когда мы предложили это видение, не было ни области исследований, ни термина клеточной геномики. Для получения такой пленки необязательно исследовать весь геном.
Эти последовательности, как правило, мутируют чаще, чем остальная часть генома. Элеганс. Но незавершенное картографирование уже станет важным шагом вперед. Я изучаю клеточные линии в коре в течение 25 лет, и идея проследить их непосредственно в человеческий мозг была немыслимой мечтой.
Происхождение жизни - одна из важнейших проблем биологии. Её не снимает маловероятное предположение о занесении жизни на Землю из других миров (теория панспермии ). Необходимо выяснить, в каких условиях зарождалась жизнь на Земле (это произошло несколько млрд лет назад), и попытаться моделировать процессы, которые при этом могли происходить, реконструируя экспериментально последовательные этапы возникновения жизни.
Теперь это реальность, - говорит он. Реконструкция взаимосвязи между клетками мозга показала, что тесно связанные клетки могут быть рассеяны по всей коре, в то время как соседние области могут содержать много разных линий. Кажется, что последовательные поколения клеток выходят далеко за пределы области, где жили их предки. Например, кортикальный нейрон был более тесно связан с сердечной клеткой того же самого человека, чем с тремя четвертями окружающих нейронов. «Мы не ожидали такого результата», - сказал Уолш.
Например, исследователи выявили формы эпилепсии, которые возникают, даже если только несколько процентов клеток в очень небольшой части мозга несут мутацию, ответственную за болезнь. Они также обнаружили, что нейроны здорового человека могут выдержать мутации, которые приведут к эпилептическим припадкам и развитию шизофрении, если они будут присутствовать в большем количестве. Эта работа говорит о том, что точная ячейка, где происходит мутация, является важным фактором. Последствия не будут одинаковыми, если мутация происходит в другой ячейке. «Генетическая линия определяет, какие заболевания возможны», - резюмирует Уолш.
Так, на основании данных о физическом и химическом состоянии атмосферы и поверхности Земли в ту эпоху получены теоретические и экспериментальные доказательства возможности синтеза в первичном океане аминокислот и мононуклеотидов, установлена принципиальная возможность их полимеризации в короткие цепочки - пептиды и олигонуклеотиды. Однако следующий этап происхождения жизни пока не изучен.
Другие ученые отслеживают события, которые произошли в начале жизни, в геномах взрослых клеток. Исследование выявило мутации, которые произошли очень рано в развитии, возможно, даже во время эмбриональной стадии с двумя клетками. Они также заметили, что потомство этих клеток не способствовало равномерному проникновению в систему крови взрослых.
Это может быть связано с тем, что одна клетка может размножаться более эффективно, чем другая, или, как предлагает Страттон, что клетка более склонна к развитию плода, чем к развитию плаценты или еще одна опорная ткань. В будущей работе Страттон хочет изучить барьеры развития, которые ограничивают вклад определенных клеточных линий. «Мы начинаем видеть правила нормального развития человека», - отмечает он.
Естественный отбор может играть роль в эволюции только по отношению к саморазмножающимся структурам, способным хранить и многократно воспроизводить содержащуюся в них информацию. Этим требованиям удовлетворяют только нуклеиновые кислоты (преимущественно ДНК), способные к репликации. Самокопирование других химических соединений пока неизвестно. Основная трудность теории , т. о., состоит в том, что для удвоения нуклеиновых кислот нужны ферменты, а для создания белков нужны нуклеиновые кислоты.
От кластеров ячеек до штрихкодов
Джей Шендуре, генетик из Университета Вашингтона в Сиэтле, все еще помнит тот день, когда он начал восхищаться клеточной историей. В 14 лет, интересуясь биологией и информатикой, он написал программу для моделирования кластера клеток, которые размножались. Он хотел произвести впечатление на своего дядю, специалиста по восстановительной хирургии, который приехал из Индии, чтобы навестить его. Он сказал: Это фантастика. Однажды вы сделаете то же самое, но вместо кластера клеток это будет целый ребенок, - вспоминает ученый.
Как только появляется пробионт (первичная саморазмножающаяся систем), начинают действовать уже открытые Дарвином принципы. Поскольку существуют пробелы в теории возникновения жизни на Земле, трудно оценить вероятность возникновения жизни во внеземных условиях. Исходя из астрономических данных о множественности планетных систем во Вселенной и из достаточно высокой вероятности возникновения условий, совместимых с жизнью, многие учёные допускают множественное возникновение жизни. Однако существует и иная точка зрения, что земная жизнь чрезвычайно редкое, практически уникальное явление в обозримом участке окружающей нас части Галактики.
Почти десять лет спустя Шендур, затем аспирант, работал на генетика церкви Гарвард Джордж. Церковь представила ему список идей.; один из них состоял в том, чтобы восстановить линию нескольких ячеек за один раз в одном эксперименте. Система, разработанная молодым человеком, прежде всего выдвинула несколько треков для изучения.
Шендуре в конечном счете изменили планы, но идея вернулась спустя несколько лет, когда к его лаборатории в Сиэтле присоединились двое учеников: Аарон МакКенна и Грег Финдли. Затем они обнаружили присутствие этих штрих-кодов в клетках взрослого животного и использовали мутации, введенные в этих последовательностях, чтобы восстановить их происхождение.
Теория эволюции . Почти за 150 лет, прошедших со времени появления книги Ч. Дарвина «Происхождение видов...», огромная сумма фактов подтвердила принципиальную правильность построенного им эволюционного учения. На основе дарвинизма и генетики создана синтетическая теория эволюции. Однако на многие важные вопросы ещё нет ответов. Так, известны понятия микроэволюция и макроэволюция . Популяция считается элементарной единицей эволюционного процесса, а мутационный процесс, изоляция, волны численности, естественный отбор рассматриваются как основные эволюционные факторы. Однако неясно, действуют ли только эти факторы на макроэволюционном уровне, т. е. «выше» видообразования, или в возникновении крупных групп организмов (родов, семейств, отрядов и т.д.) участвуют иные, пока неизвестные факторы и механизмы.
Затем, анализируя ячейки один за другим, можно проследить их ссылки в соответствии с разделяемыми последовательностями «штрих-кода». Родственники, которых они установили, показывают, что небольшое количество эмбриональных линий, которые формируются в начале развития, порождают большинство клеток данного органа. И даже если эти 5 линий также способствовали другим тканям, это было в гораздо меньшей пропорции. Они, например, полностью отсутствовали в мышечных клетках сердца, которые в основном построены из собственного небольшого количества предшественников. «Меня это действительно удивило», - отмечает Шендур.
Возможно, что все макроэволюционные явления сводятся к изменению на внутривидовом уровне, а может быть существуют некие специфические факторы макроэволюции . В пользу этого говорит то, что иногда наблюдается как бы направленное развитие групп, что, возможно, зависит от существования «запретов », накладываемых строением и генетической конституцией организма.
Его коллега Шиер объяснил, что он все еще пытается понять данные. Ян Филипп Юнкер, биолог, специализирующийся на количественном развитии в Центре молекулярной медицины Макса Дельбрюка в Берлине, объясняет, что деревья клеточной линии, вероятно, сильно различаются у индивидуумов и что доминирование некоторых линий, наблюдаемых командой в Шендуре и Шейер может быть результатом случайных событий. Клетки эмбриона перемещаются, и лишь часть их вносит вклад в конечный организм. Было бы более уместно, добавляет он, следить за событиями, происходящими позже в развитии, такими как образование трех прорастающих слоев, которые генерируют органы, поскольку эти события менее управляются удачей.
Так, первоначально непринципиальное изменение, связанное с приобретением предками хордовых спинной струны - хорды , впоследствии определило разные пути развития крупных ветвей животного мира: 1) возникновение внутреннего скелета и централизованной нервной системы, развитие головного мозга с преобладанием условных рефлексов над безусловными у позвоночных; 2) возникновение наружного скелета и развитие нервной системы иного типа с преобладанием чрезвычайно сложных безусловных рефлексов у беспозвоночных. Исследование подобных «запретов», механизмов их появления и исчезновения в ходе эволюции - важная задача, которая позволит решить проблему так называемой «канализации развития ».
С Александром Ван Оденаарденом, системным биологом из Университета Ультрехта в Нидерландах, он использовал такой подход, чтобы следить за регенерацией поврежденного плавника у рыбок данио. Затем они обнаружили, что регенерация протекает аналогично развитию. Некоторые из клеточных линий, которые появились из исходного плавника, были потеряны, когда они были воссозданы из стволовых клеток.
Майкл Еловиц и Лонг Цай, оба из Технологического института Пасадены, разработали линейный трассировщик, который создает флуоресцентный зонд для наблюдения за историей клеток во время их развития. Трио планирует разработать синтетические хромосомы, которые выступают в качестве регистраторов истории клеточных линий и молекулярных событий. Борьба с раком - это поле, в котором новые методы отслеживания клеточных линий, скорее всего, проявят себя. «Рак - это болезнь родословных - болезнь стволовых клеток», - говорит Уолш.
Другие нерешённые проблемы: творческая роль естественного отбора, прогрессивный характер исторического развития и др.
Биосфера и человечество . Проблема состоит в том, что биосфера Земли имеет недостаточную продуктивность, чтобы обеспечить продовольствием и кислородом растущее население земного шара. Прогнозы таковы: к 2025 г. население Земли составит 8,3 млрд человек, затем наступит стабилизационный период, и к концу ХХI в. ожидается 11 млрд человек, т.е. почти удвоение популяции по сравнению с сегодняшним днем. При этом почти 70% прироста населения ожидается в развивающихся странах, т.е. там, где ситуация с продовольствием наиболее напряженная. Т.е. через 100 лет при сохранении современных способов ведения земного хозяйства и тех же темпах роста численности человечества почти половине людей не хватит не только пищи и воды, но и кислорода для дыхания.
Исследователи теперь пытаются найти происхождение метастатических клеток, которые выходят из первичной опухоли и вторгаются в отдаленные органы. Они кажутся самыми тяжелыми раковыми клетками, которые должны быть побеждены, а также теми, которые, скорее всего, убивают пациентов.
Этот результат показывает, что метастазы возникли в конце эволюции клеточной линии и не требовали распространения многих мутаций. Линейное картирование также может показать, растут ли опухоли из одной клетки, как утверждают генетики, или они происходят из нескольких клеток, как это было предложено в некоторых исследованиях изображений. Навин считает, что подобные подходы могут быть использованы для прямого лечения рака. Его команда, наряду с другими исследователями, следила за раковыми клеточными линиями у пациентов, так как они начали лечение.
Вот почему в короткий срок, за время жизни 2-3 поколений людей необходимо, во-первых, организовать строгую охрану природы и ограничивать в разумных пределах многие промыслы и прежде всего истребление лесов; во-вторых, приступить к обширным мероприятиям, направленным на резкое повышение биологической производительности земной биосферы и интенсификацию биологических круговоротов. Биосфера Земли не только снабжает человечество пищей и органическим сырьём, но и поддерживает в равновесном состоянии газовый состав атмосферы, растворы природных вод и круговорот воды на Земле. Поэтому ущерб, наносимый человеком работе биосферы, не только снижает продукцию органического вещества на Земле, но и нарушает химическое равновесие в атмосфере и природных водах.
Если человечество перейдёт к повышению средней плотности зелёного покрова Земли (для чего имеются технические возможности), то этим путём биологическая производительность Земли может быть резко, в 2-3 раза, повышена. С этой целью необходимо продуманно вводить в биогеоценозы растения с высоким «коэффициентом полезного действия» фотосинтеза. За счёт введения в культуру из огромного запаса диких видов новых групп микроорганизмов, растений и животных можно ещё в 2-3 раза повысить полезную человеку биологическую продуктивность биосферы. Огромные возможности открывает и генетическая инженерия культурных растений. Агротехнике также предстоит переход на новые формы, резко повышающие урожай (одно из реальных направлений - переход от монокультур к поликультурам). Наконец, люди должны будут научиться улавливать на выходах из биологических круговоротов не малоценные, мелкомолекулярные продукты конечной минерализации органических остатков, а крупномолекулярное органическое вещество (типа сапропелей ).
Все преобразовательные мероприятия, которые человек должен проводить в биосфере, невозможны без знания биоразнообразия живых организмов и их взаимоотношений, что предполагает необходимость инвентаризации животных, растений и микроорганизмов в разных районах Земли, ещё далеко не завершенной, и глубокого изучения проблем экологии .
Здоровье человека . Эта сложнейшая и традиционная проблема биологии включает изучение причин возникновения и механизмов патогенеза, а также разработку принципиально новых подходов к лечению и профилактике различных заболеваний: соматических и психических, инфекционных и наследственных, сердечно - сосудистых и онкологических и др. Совершенно очевидно, что без помощи молекулярной биологии и генетики невозможно создать лекарство от рака, увеличить продолжительность жизни и т.д.
Мы рассмотрели 4 фундаментальные проблемы современной биологии. Наряду с ними существуют не столь глобальные, но также весьма важные частные проблемы, в том числе: изучения механизмов индивидуального развития, фотосинтеза и азотфиксации, устранения продовольственного дефицита, создания энергетики на основе биотехнологий и др.
Человечеству дан единственный воспроизводящийся ресурс – биологический. Все остальные ресурсы исчерпаемы . Именно поэтому приоритеты в науке на следующее тысячелетие постепенно смещаются в пользу наук о жизни, поэтому ХХI век будет веком биологии.
Урок № 1Содержание урока:наук
2. Основные направления развития современной
биологии
3. Развитие биологии как науки
4. Значение биологии
1. Предмет и задачи биологии. Семья биологических
наукБиология - это наука
о жизни.Современная биология - комплексная наука,
для которой характерно
взаимопроникновение идей и методов
различных биологических дисциплин, а также
других наук - прежде всего физики, химии и
математики.
Эволюционная биология.
Классическая биологияЭволюционная биология
Физико-химическая
биология
Классическая биология
изучает многообразие живой природы, анализирует те изменения, которые происходят в
живой природе, изучает живые объекты и их
классифицирует.
Классическая биология
Представители царства АрхебактерииПредставители типа Погонофоры
Эволюционная биология
Изучает происхождение живыхорганизмов. В девятнадцатом
веке автор теории эволюции,
Чарльз Дарвин, начинал свою ра
боту как учёный натуралист: он
путешествовал и собирал коллек
ции животных и растений. Резуль
татом его работы стало создание
теории эволюции.
Физико-химическая биология
исследует строение живых объектов при помощи физических и химических методов. Это
быстроразвивающееся направление, которое
появилось в конце двадцатого века. К ней от
носятся два основных направления: биохи
мия и биофизика, которые изучают соответ
ственно химию и физику жизни.
10. Развитие биологической науки
УченыйЕго вклад в развитие биологии
11. Немного истории
Биология уходит своими корнями в глубокую древность. Египетские и шумерские жрецы, учёные Индии и Китаянакопили 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 –
палеонтологи.
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.
12. Гиппократ
Гиппократ (Iππoκρατηξ) (460 до н. э., о. Кос – 377 до н. э.(по другим данным – 356 до н. э.), около Ларисы,
Фессалия), древнегреческий врач, реформатор античной медицины. Медицинское образование получил под руководством своего отца Гераклида; мать
Гиппократа, Фенарета, была по-витухой. Считают,
что Гиппократ относился к 17-му поколению врачебной семьи, из которой вышла косская школа врачей.
Гиппократ вёл жизнь странствующего врача в Греции, Малой Азии, Ливии; посетил берега Чёрного
моря, был у скифов, что позволило ему ознакомиться
с медициной народов Передней Азии и Египта. Сочинения, дошедшие до нас под именем Гиппократа,
представляют собой сборник из 59 сочинений различных авторов, собранных воедино учёными Александрийской библиотеки. Самому Гиппократу
приписывают чаще всего следующие сочинения: «О
воздухе, воде и местности», «Прогностика», «Диета в
острых болезнях», 1-я и 3-я книга «Эпидемии»,
«Афоризмы», «Вправление сочленений», «Переломы», «Раны головы».
13.
Заслугой Гиппократа было освобождение медицины от влияний жреческой, храмовоймедицины и определение пути её самостоятельного развития. Гиппократ учил, что
врач должен лечить не болезнь, а больного, принимая во внимание индивидуальные
особенности организма и окружающую среду. Он исходил из мысли об
определяющем влиянии на формирование телесных (конституция) и душевных
(темперамент) свойств человека факторов внешней среды. Гиппократ выделял эти
факторы (климат, состояние воды, почвы, образ жизни людей, законы страны и пр.) с
точки зрения их влияния на человека. Гиппократ явился родоначальником
медицинской географии. Различал по темпераменту 4 основных типа людей –
сангвиники, холерики, флегматики и меланхолики. Разрабатывал вопросы
этиологии, отрицая при этом сверхъестественное, божественное происхождение
болезней. Установил основные стадии развития болезни, разрабатывал вопросы
диагностики. Выдвинул 4 принципа лечения: приносить пользу и не вредить,
противоположное лечить противоположным, помогать природе и, соблюдая
осторожность, щадить больного.
Гиппократ известен и как выдающийся хирург; разработал способы применения повязок,
лечение переломов и вывихов, ран, фистул, геморроя, эмпием. Гиппократу
приписывают текст так называемой врачебной клятвы («клятва Гиппократа»), сжато
формулирующей моральные нормы поведения врача (хотя первоначальный вариант
клятвы существовал ещё в Египте). Гиппократа называют «отцом медицины».
14. Аристотель
Аристотель (384 до н. э., Стагир – 322 дон. э., Халкида), древнегреческий
философ и педагог. Почти двадцать лет
Аристотель учился в Академии Платона
и, по-видимому, какое-то время там
преподавал. Покинув Академию,
Аристотель стал воспитателем
Александра Македонского. Аристотель
внёс существенный вклад в античную
систему образования, основав Ликей в
Афинах, который продолжал свою
деятельность ещё многие столетия. Он
задумал и организовал
широкомасштабные естественнонаучные
изыскания, которые финансировал
Александр. Эти исследования привели
ко многим фундаментальным
открытиям, однако величайшие
достижения Аристотеля относятся к
области философии.
15. Гален
Гален (Galenus) Клавдий (129–199), римский врач иестествоиспытатель. Родился в семье богатого греческого
архитектора. Изучал философию, медицину, естественные
науки. Для получения врачебных знаний путешествовал,
побывал в Коринфе, Смирне, Александрии. Медицинскую
помощь оказывал по преимуществу гладиаторам. В 164
переехал в Рим, где стал придворным врачом у
императора Марка Антония, а после его смерти – у его
сына Коммода. Развивал учение о пневмах и соках
организма. По его представлениям, есть естественная
пневма, которая производится в печени и
распространяется по венам, животная пневма, которая
производится в сердце и распространяется по артериям, и
душевная пневма, которая образуется в мозгу и
распространяется по нервам. К сокам организма он
относил слизь (флегму), жёлтую желчь, чёрную желчь,
кровь. Наряду с прочими занимался проблемами
центральной нервной системы. Проделывая опыты по
перевязке нервов, установил, что нервы связаны с
ощущениями. Считал, что мозг является органом
мышления. Констатировал, что женщины-меланхолики
чаще заболевают раком, чем женщины-сангвиники.
16. Гарвей
Гарвей (Harvey) Уильям (01.04.1578, Фолкстон – 03.06.1657,Лондон), английский естествоиспыта-тель и врач. В 1588
поступил в Королевскую школу в Кентербери, где изучал
латынь. В мае 1593 был принят в Кизколледж Кембриджского
университета. Первые три года учёбы Гарвей посвятил
изучению «дисциплин, полезных для врача» – классических
языков (латыни и греческого), риторики, филосо-фии и
математики. Особенно его интересовала фи-лософия; из всех
последующих сочинений Гарвея видно, что огромное влияние
на развитие его как ученого оказала натурфилософия
Аристотеля. Сле-дующие три года Гарвей изучал дисциплины,
не-посредственно относящиеся к медицине. В то вре-мя в
Кембридже это изучение сводилось в основ-ном к чтению и
обсуждению произведений Гиппок-рата, Галена и других
древних авторов. Иногда ус-траивались анатомические
демонстрации; препо-даватель естественных наук обязан был
делать это каждую зиму, а Киз-колледж имел разрешение проводить два раза в год вскрытия тел казнённых пре-ступников. В
1597 Гарвей получил звание бакалав-ра, а в октябре 1599
покинул Кембридж
.
17. Левенгук
Левенгук (Leeuwenhoek), Антони ван (24.10.1632, Делфт –26.08.1723, там же), нидерландский натуралист.
Работал в мануфактурной лавке в Амстердаме.
Вернувшись в Делфт, в свободное время занимался
шлифованием линз. Всего за свою жизнь Левенгук
изготовил около 250 линз, добившись 300-кратного
увеличения и достиг в этом большого совершенства.
Изготовленные им линзы, которые он вставлял в
металлические держатели с прикрепленной к ним
иглой для насаживания объекта наблюдения, давали
150–300-кратное увеличение. При помощи таких
«микроскопов» Левенгук впервые наблюдал и
зарисовал сперматозоиды (1677), бактерии (1683),
эритроциты, а также простейших, отдельные
растительные и животные клетки, яйца и зародыши,
мышечную ткань и многие другие части и органы
более чем 200 видов растений и животных. Впервые
описал партеногенез у тлей (1695–1700).
18.
Линней (Linnaeus) Карл (23.05.1707, Росхульт – 10.1.1778,Упсала), шведский натуралист. Родился в семье деревенского
пастора. Родители хотели, чтобы Карл стал
священнослужителем, но его с юности увлекала
естественная история, особенно ботаника. Эти занятия
поощрял местный врач, посоветовавший Линнею выбрать
профессию медика, поскольку в то время ботаника считалась
частью фармакологии. В 1727 Линней поступил в Лундский
университет, перешел в Упсальский университет, где
преподавание ботаники и медицины было поставлено лучше.
В Упсале работал вместе с Олафом Цельсием, теологом и
ботаником-любителем, участвовавшим в подготовке книги
«Библейская ботаника» (Hierobotanicum) – списка растений,
упоминавшихся в Библии. В 1729 в качестве новогоднего
подарка Цельсию Линней написал эссе «Введение к
помолвкам растений» (Praeludia sponsalorum plantarun), в
котором поэтически описал процесс их размножения. В
1731, защитив диссертацию, Линней стал ассистентом
профессора ботаники О. Рудбека. В следующем году
совершил путешествие по Лапландии, собирая образцы
растений. Упсальское научное общество, субсидировавшее
эту работу, опубликовало о ней только краткий отчет –
«Флора Лапландии» (Flora Lapponica). Подробная работа
Линнея по растениям Лапландии увидела свет лишь в 1737, а
живо написанный дневник экспедиции «Лапландский быт »
(Lachesis Lapponica) вышел уже после смерти автора в
латинском переводе
Линней
19.
Ламарк Жан Батист Пьер Антуан ДеМоне
Ламарк (Lamarck) Жан Батист Пьер Антуан Де Моне
(01.08.1744, Базантен – 18.12.1829, Париж), французский
естествоиспытатель. Был отдан в иезуитскую школу в
Амьене, однако после смерти отца в 1760 оставил учёбу
и поступил на военную службу. В связи с ранением вынужден был подать прошение об отставке. Уехал в
Париж, намереваясь заняться изучением медицины. В
1772–76 учился в Высшей медицинской школе. Чтобы
иметь какой-то заработок в дополнение к небольшой
пенсии, устроился клерком в банк. В жизни Ламарка
многое изменило знакомство в Ж.-Ж. Руссо, который
убедил его оставить медицину и заняться естествознанием, в частности ботаникой. Вскоре Ламарк полностью
погрузился в изучение растительного мира Франции.
Результатом этих исследований стал опубликованный им
в 1778 трёхтомный труд «Флора Франции» (Flore
francaise), принёсший ему широкую известность.
20. Кювье Жорж
Кювье (Cuvier) Жорж (23.08.1769, Монбельяр –13.05.1832, Париж), французский зоолог. Окончил
Каролинскую академию в Штутгарте (1788). В
1795 поступил на должность ассистента Музея
естественной истории в Париже, с 1799 –
профессор естественной истории в Коллеж де
Франс. Занимал ряд государственных постов при
Наполеоне I и в период Реставрации. Исполнял
обязанности президента Совета по образованию,
председателя Комитета внутренних дел, был
членом Государственного совета. Создал
факультет естественных наук в Парижском
университете, организовал ряд университетов и
лицеев в городах Франции. В 1820 получил титул
барона, в 1831 – пэра Франции.
Кювье сыграл значительную роль в создании
палеонтологии.
21. Дарвин Чарльз Роберт
Дарвин (Darwin), Чарльз Роберт (12.02.1809, Шрусбери –19.04.1882, Даун), английский ученый. Изучал в
Эдинбургском универси-тете медицину. В 1827
поступил в Кем-бриджский университет, где в течение
трёх лет изучал богословие. В 1831 по оконча-нии
университета отправился в кругосвет-ное путешествие
на экспедиционном судне королевского флота «Бигл»
в качестве натуралиста и вернулся в Англию лишь в
октябре 1836. За время путешествия Дарвин побывал
на о. Тенерифе, о-вах Зёленого Мыса, побережье
Бразилии, в Аргентине, Уругвае, на Огненной Земле, в
Тасмании, на Кокосовых островах и сделал большое
количество наблюдений.
Результаты изложил в трудах «Дневник изысканий
натуралиста» (The Journal of a Naturalist, 1839),
«Зоология путешествия на корабле «Бигл» » (Zoology
of the Voyage on the Beagle, 1840), «Строение и
распределение коралловых рифов» (The Structure and
Distribution of Coral Reefs, 1842) и др
22. Павлов Иван Петрович
Павлов Иван Петрович (14/26.09.1849, Рязань –27.02.1936, Ленинград), русский физиолог,
удостоенный в 1904 Нобелевской премии за
исследования механизмов пищеварения. Родился
в семье приходского священника.
Основные направления научной деятельности
Павлова – исследование физиологии
кровообращения, пищеварения и высшей
нервной деятельности. Учёный разработал
методы хирургических операций по созданию
«изолированного желудочка» и наложению
фистул на пищеварительные железы, применил
новый для своего времени подход –
«хронический эксперимент», позволяющий
проводить наблюдения на практически здоровых
животных в условиях, максимально
приближенных к естественным.
23. Вернадский Владимир Иванович
Вернадский Владимир Иванович (12.03.1863, Петербург –06.01.1945, Москва) – русский учёный, академик. Родился в
семье профессора политэкономии. Окончил одно из лучших в
России учебных заведений – Петербургскую классическую
гимназию. Вернадский самостоятельно изучал европейские
языки и впоследствии читал научную литературу на 15
языках, а некоторые статьи писал на английском, немецком и
французском. Очень много читал, увлекаясь
естествознанием, но в первой самостоятельной работе
обратился к истории славян. После окончания Петербургского
университета в 1885 был оставлен для подготовки к
профессорскому званию.
В 1926 он опубликовал свою монографию «Биосфера», став
основоположником нового учения. Биосферой Вернадский
назвал оболочку Земли, где протекают биохимические
процессы. По мысли Вернадского, в результате человеческой
деятельности биосфера перейдет в новое состояние –
ноосферу, то есть сферу разума, когда люди будут не только
черпать из неё ресурсы, но и преобразовывать её для
умножения взятого. Труды Вернадского принципиально
изменили научное мировоззрение XX века.
24. Пастер Луи
Пастер (Pasteur) Луи (27.12.1822, Доль, Юра – 28.09.1895,Вильнёв-л"Этан, Франция), французский микробиолог
и химик, основоположник современной микробиологии и иммунологии. Член Парижской АН (1862),
Французской медицинской академии (1873),
Французской Академии (1881). Член-корреспондент
(1884) и почётный член (1893) Петербургской АН.
Окончил Высшую нормальную школу (1847).
Профессор университетов в Страсбурге (с 1849) и
Лилле (с 1854), Нормальной школы (с 1857),
Парижского университета (с 1867). Участник
Революции 1848, вступил в Национальную гвардию.
Первый директор научно-иссле-довательского
микробиологического инсти-тута (Пастеровского
института), созданного в 1888 на средства, собранные
по междуна-родной подписке. В этом институте наряду
с другими иностранными учёными плодотвор-но
работали и русские – И. И. Мечников,
С. Н. Виноградский, Н. Ф. Гамалея, В. М. Хавкин,
А. М. Безредка и др.
25. Флеминг Александр
Флеминг (Fleming) Александр (06.08.1881, Локфилд –11.03.1955, Лондон), английский бактериолог, удостоенный
Нобелевской премии по физиоло-гии и медицине 1945
(совместно с Х. Флори и Э. Чейном) за открытие
пенициллина. В 13 лет уехал к брату – лондонскому врачу.
Поступил в Политехническую школу и после её окончания
устроился на службу в навигационную компанию. Однако
работа не приносила ему удовлетворе-ния, и, получив
небольшое наследство от дяди, Флеминг решил поступить в
медицинскую школу при больнице Св. Марии.
Одновременно гото-вился к университетским экзаменам,
которые успешно выдержал в 1902. В 1922 Флеминг сделал своё первое важное открытие – обнаружил в тканях
человека вещество, способное быстро растворять
некоторые микробы. Райт назвал но-вое вещество
лизоцимом, стремясь отразить в названии, с одной
стороны, его ферментативные свойства (энзиме), а с другой
– способность к ли-зису, то есть разрушению
микроорганизмов. Ка-залось, что лизоцим – это природный
антисеп-тик, но, к сожалению, обнаружилось, что он малоэффективен против наиболее патогенных
микроорганизмов.
26.
27.
В настоящее время биология условно разделяется на две большие группынаук. 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.
28.
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).
29.
Биология тесно связана с другими естественными науками. Так, на стыкемежду 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.
30. Наука как сфера человеческой деятельности
Научным фактом(греч. factum - сделанное)является лишь тот, который можно
воспроизвести и подтвердить.
Научный метод (греч. methodos – путь
исследования) – совокупность приемов и
операций, используемых при построении
системы научных знаний.
31. Научные методы
Описательный – сбор фактического материала иего описание.
Сравнительный – выявление сходства и различия
между организмами и их частями.
Исторический – сопоставление фактов с ранее
известными фактами.
Экспериментальный – изучение того или иного
явления с помощью опыта.
32. Ответьте на вопросы
Почему принцип «Ничего не принимать на веру» являетсяосновополагающим в науке?
Что такое научный метод?
Какие основные методы биологического исследования вам
известны? При каких исследованиях они применяются?
Чем гипотеза отличается от закона?
Какой факт можно считать научным?
Почему экспериментальный метод получил наибольшее
распространение в ХХ в.?