Предмет биологии в его историческом становлении

Предмет биологии в его историческом становлении

Выполнила: Галиева Гузель,

группа 01-240-7

Биология, ее задачи

Биология - это совокупность наук о живой природе (от греч. «bios» – «жизнь», «logos» – «наука»).

Биология  — наука о жизни (живой природе), одна из естественных наук, объектами изучения которой являются живые существа и их взаимодействие с окружающей средой . Биология изучает все аспекты жизни, в частности, структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле.

Задачи биологии:

- систематизация многообразия живых организмов;

- изучение закономерностей проявления жизни (строения и функций живых организмов и их сообществ, распространение, происхождение и развитие, связи друг с другом и неживой природой);

- раскрытие сущности жизни .

Основные этапы формирования биологии

Биология как особая наука выделилась из естественных наук в XIX веке, когда были выявлены некоторые общие для всех живых организмов характеристики. 

Термин «биология» был введён независимо Готфридом Рейнхольдом Тревиранусом  

и Жаном Батистом Ламарком в 1802 году.

Готфрид Рейнхольд Тревиранус 

Жан Батист Пьер Антуан де Моне Ламарк

Многовековую историю биологической науки можно разделить на несколько этапов, которые объединяют в два основных:  метафизический  

и  дарвиновский.

Метафизический этап связан с философским учением, по которому явления и тела природы рассматривались как навсегда данные, неизменные, изолированные и не связанные между собой. Метафизики считали, что виды растений и животных являются продуктом творческого акта и с самого начала организмы уже имели все характерные для них приспособления.

В период господства метафизики и креационизма в биологии зарождалось и развивалось течение, известное под названием трансформизма (лат.  transformis — превращенный, изменяемый). Трансформизм считают предшественником эволюционного учения.

Более высокий уровень познания природы связан с применение нового метода исследования. В обосновании проблем эволюции Дарвин широко применял исторический метод и разработал новые подходы к познанию живой природы. Это создало большие возможности для развития биологии во второй половине XIX в. на принципах историзма, эволюционизма.

Эпоха практических донаучных знаний

(от каменного века до XVI в.)

Путь развития биологии делят на четыре основных эпохи.

Эпоха возникновения и оформления

основных биологических наук

(с XVI до середины XIX в.)

Эпоха синтеза биологических знаний

(с середины XIX в. до середины XXв.)

Эпоха раскрытия сущности жизненных

процессов

(настоящее и будущее время)

1. Эпоха практических донаучных знаний (или умозрительный период) — от каменного века до XVI в. Для этого времени характерно главным образом описание наблюдаемых биологических явлений , на основе которых еще не устанавливались закономерности их развития. Вместо них давались умозрительные и нередко религиозно-идеалистические трактовки.

Эпоха практических донаучных знаний

(от каменного века до XVI в.)

Эпоха возникновения и оформления

основных биологических наук

(с XVI до середины XIX в.)

Эпоха синтеза биологических знаний

(с середины XIX в. до середины XXв.)

Эпоха раскрытия сущности жизненных

процессов

(настоящее и будущее время)

2. Эпоха возникновения и оформления основных биологических наук — с XVI до середины XIX в. Это период аналитического развития биологии , когда появилась профессия натуралиста, ученые начали применять эксперимент и пытались давать биологическое обоснование практики медицины, растениеводства, животноводства.

В это время формируется научная система знаний о живой природе, быстро развиваются ботаника, зоология, систематика, морфология, физиология, эмбриология и другие биологические науки.

3. Эпоха синтеза научных биологических знаний (или каузальный период) — с середины XIX до середины XX в. Первым крупнейшим синтезом научных знаний была теория Ч. Дарвина, давшая причинное объяснение исторического развития органического мира.

Эпоха практических донаучных знаний

(от каменного века до XVI в.)

4. Эпоха проникновения в биологический ультрамикромир и раскрытия сущности жизненных процессов (или реконструктивный период) — это биология настоящего и будущего времени.

Современные технико-экономические и социально-идеологические возможности открывают широкие пути для дальнейшего развития биологической науки и практического использования ее достижений.

Эпоха возникновения и оформления

основных биологических наук

(с XVI до середины XIX в.)

Эпоха синтеза биологических знаний

(с середины XIX в. до середины XXв.)

Эпоха раскрытия сущности жизненных

процессов

(настоящее и будущее время)

Систематизация знаний о человеке, растениях, животных в Древней Греции

Несмотря на огромные заслуги науки Древнего Востока, подлинной родиной науки стала Древняя Греция. Именно здесь возникла наука, разрабатывающая научные представления о мире, не сводящиеся к сумме практических рецептов.

Гиппократ (ок. 460—377 до н. э.) - первый ученый, создавший научную медицинскую школу . «Клятва Гиппократа» - обещание хранить человеческую тайну, не оставлять больного без медицинской помощи. Он собрал и систематизировал наблюдения о строении тела человека, описал кости крыши черепа и соединения костей при помощи швов, строение позвонков, ребер, внутренние органы, орган зрения, мышцы, крупные сосуды.

Гиппократ объяснял неодинаковое течение одной и той же болезни у разных людей различным состоянием «соков тела» в организме человека: крови, слизи, желчи, черной желчи. Смесь этих жидкостей определяет индивидуальное своеобразие каждого организма. В переводе с греческого на латинский слово «смесь» звучит как «temperamentum» (т.о. Гиппократом была создана классификация темпераментов).

  Аристотель (384 – 322 до н. э.) - древнегреческий философ и педагог. Почти двадцать лет Аристотель учился в Академии Платона. Покинув Академию, Аристотель стал воспитателем Александра Македонского. Аристотель задумал и организовал естественнонаучные изыскания. Эти исследования привели ко многим фундаментальным открытиям, однако величайшие достижения Аристотеля относятся к области философии . 

Большое место в творчестве Аристотеля занимают вопросы биологии. В биологических трактатах охвачен весь круг знаний того времени об организмах, что дает право считать его основателем биологии как науки.

Биологические трактаты: «История животных», «О частях животных» (рус. пер., 1937), «О возникновении животных» (рус. пер., 1940), «О движении животных», а также трактат «О душе» (рус. пер., 1937). Сочинения о «первой философии», рассматривающее сущее как таковое и получившее впоследствии название «Метафизики» (рус. пер., 1934). 

Для суждения о биологических воззрениях Аристотеля чрезвычайно важен последний из четырех его больших биологических трактатов «О душе». В нем рассматриваются ощущения, воспринимаемые органами чувств, умственная деятельность человека, вопрос о взаимоотношении между душой и телом. По Аристотелю, существуют души трех родов: душа растительная, или питающая, душа чувствующая и, наконец, разум. Растениям свойственна только питающая душа, животным сверх того — чувствующая, человеку кроме двух первых свойствен разум.

Теофраст (372-287 до н. э.) - древнегреческий естествоиспытатель и философ, один из первых ботаников древности, ученик и друг Аристотеля. Автор св. 200 трудов по естествознанию (физике, минералогии, физиологии и др.), философии и психологии. Создал классификацию растений, систематизировал накопленные наблюдения по морфологии, географии и медицинскому использованию растений.

Написал две книги о растениях: «Историю растений» и «Причины растений», в которых даются основы классификации и физиологии растений, описано около 500 видов растений. Фронтиспис иллюстрированного издания  Historia Plantarum , Амстердам, 1644

Наибольшее значение имеет работа «История растений». Наряду с прикладными сведениями о лечебных растениях, Теофраст сообщил данные о строении и размножении растений . Он впервые ввел в употребление термины — плод, околоплодник и сердцевина . Он различал такие способы размножения растений , как самопроизвольное зарождение, зарождение от семян, от корня, от клубня, от ветви, ствола и черенка.

Биология в средние века

Период с V по XV в., принято называть « средними веками », или «средневековьем». Это было время возникновения и развития феодализма со свойственной ему политической и идеологической надстройкой. Религия являлась господствующей идеологией феодального общества в средние века как на Западе, так и на Востоке.

В период раннего средневековья центр научной мысли перемещается из Римской империи в Арабский мир (Арабский халифат). Благодаря арабам сохраняются тексты философов Древней Греции и Рима, они выступают связующим звеном между Западом и Востоком.

В основе их научных знаний прослеживается наследие рационализма европейских ученых и ментальность ученых из Древней Индии и Древнего Китая. В Западной Европе, все науки подчинены религиозной идеологии, познание сводится к откровению и направлено на созерцание природы, так как природа является отображением Высшего закона, которого не возможно понять, а необходимо верить.

Биологические знания в эпоху Возрождения

( нач. XIV — последняя четверть XVI в .)

Это период накопления нового материала в естествознании, разработка новых методов познания.

Одним из основоположников нового экспериментального естествознания в эпоху Возрождения был Леонардо да Винчи (  1452  — 1519). Он занимался математикой, гидромеханикой, геологией и физической географией, метеорологией, химией, астрономией, ботаникой, а также анатомией и физиологией человека и животных . Им написаны работы : «О летании и движении тел в воздухе», «О свете, зрении и глазе». Им создана целая система изображений органов и частей тела в поперечном сечении. В дальнейшем этот прием стал широко использоваться при изучении анатомии человека.

Одним из первых Леонардо да Винчи предпринял попытку упорядочить анатомические названия. Он дал первую классификацию мышц человеческого тела, взяв за основу их положение и функцию. 

Андре́ас Веза́лий (1514-1564) – основоположник научной медицины . Одним из первых стал изучать человеческий организм с помощью проведения вскрытий . В 1543 году издаёт свой главный труд «О строении человеческого тела », в котором обобщил и систематизировал достижения в области анатомии. Текст книги сопровождался 250 рисунками художника Стефана ван Калькара, постоянного иллюстратора книг Везалия.

Эпоха возникновения и оформления основных биологических наук

Развитие науки в Новое Время (XVI—XVIII вв.)

Начиная с XVI—XVIII вв. во многих странах открываются университеты, выделяются медицинские факультеты, закладывается фундамент научной анатомии и физиологии. Увеличивается число научных учреждений и обществ, возникают ученые ассоциации. В это время создаются ботанические сады, перед которыми ставятся как чисто научные задачи, так и задачи, вытекающие из потребностей сельского хозяйства, медицины, промышленности.

1724 г. - основанием в Российской академии наук. В составе Академии сразу же была утверждена кафедра анатомии и физиологии.

В России начинается процесс формирования системы образовательных и научно-исследовательских центров.

1755 – создание Московского университета, 1798 - Петербургской медико-хирургической академии.

Первое здание Московского университета

Здание Московского университета на Моховой

Главным результатом развития ботаники в Новое Время было описание и классификации большого числа видов растительных видов. Поэтому этот период часто называют период первоначальной инвентаризации.

Открытия в анатомии послужили основой для более глубоких исследований в области физиологии. Испанский врач Мигель Сервет (1511—1553), ученик Везалия Р. Коломбо (1516—1559) высказали предположение о переходе крови из правой половины сердца в левую через легочные сосуды.

После многочисленных исследований английский ученый  Уильям Гарвей  (1578—1657) издал книгу «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» (1628). В нем были приведены доказательства наличия кровообращения, даны описания его большого и малого кругов. Гарвей установил, что сердце является центром кровообращения. Ставя опыты с перерезкой и зажимом сосудов, Гарвей выяснил вопрос о направлении движения крови, о значении клапанов. Эти сосуды были открыты позже, в 1661 г., основателем микроскопической анатомии М. Мальпиги.

Уильям Гарвей (1578—1657) — английский медик, основоположник физиологии и эмбриологии, открытие кровообращения

Рисунок в книге Уильяма Гарвея «О движении сердца» — это изображение руки, вены и клапаны на которой деформированы после наложения жгута. Наблюдавшиеся Гарвеем разбухание вены ниже и спадение ее выше места пережатия впервые навели его на мысль о том, что вся венозная кровь движется в направлении сердца

Изобретение микроскопа

1590 — голландские изготовители очков Ганс Янсен и его сын Захарий Янсен изобрели составной оптический микроскоп. 1664 — Роберт Гук  публикует свой труд «Микрография», собрание биологических гравюр микромира, где вводит термин  клетка  для структур, которые им были обнаружены в пробковой коре. Книга, вышедшая в сентябре 1664, оказала значительное влияние на популяризацию  микроскопии . 1674 — Антони ван Левенгук  улучшает микроскоп до возможности увидеть одноклеточные организмы.

Микроскоп Левенгука был крайне прост и представлял собой пластинку в центре которой была линза. Несмотря на простоту конструкции она позволяла получить увеличение в несколько раз превышающее микроскопы того времени, что позволило впервые увидеть эритроциты, 

бактерии, дрожжи, простейших, сперматозоиды, строение глаз насекомых и мышечных волокон, инфузории и многие их формы. Сохранившиеся до наших дней микроскопы способны увеличивать изображение в  275 раз .

Го́тфрид Ви́льгельм Ле́йбниц  (1646 — 1716) - саксонский философ, логик, математик, механик, физик. Распространение принципа непрерывности на биологические явления привело Лейбница к разработке учения о «лестнице существ», получившей широкое признание в XVIII в. Однако все ступени лестницы существ Лейбниц мыслил существующими одновременно, изначальными, созданными богом и вечными.

На основе принципа непрерывности Лейбниц дал одну из первых в новой философии формулировок идеи всеобщей связи сущего: «Всё во вселенной находится в такой связи, что настоящее всегда скрывает в своих недрах будущее, и всякое данное состояние объяснимо естественным образом только из непосредственно предшествовавшего ему». Основываясь на этом положении, Лейбниц пришёл к выводу об органическом родстве всех живых существ и о их связи с неорганической природой

Распространение принципа непрерывности на биологические явления привело Лейбница к разработке учения о «лестнице существ», получившей широкое признание в XVIII в. 

Классификация растений и животных К. Линнея

Карл Линне́й  ( 1707- 1778) шведский естествоиспытатель 

(ботаник, зоолог, минералог), автор выдающихся трудов: «Основания ботаники», «Философия ботаники», «Роды растений», «Виды растений», «Система природы» и др., создатель единой системы классификации растительного и животного мира, в которой были обобщены и в значительной степени упорядочены знания всего предыдущего периода развития биологической науки.

Достижением Линнея стало выделение  биологического вида в качестве исходной категории в систематике , а также определение критериев отнесения природных объектов к одному виду. Основной заслугой Линнея является окончательное утверждение бинарной номенклатуры , усовершенствование и «стандартизация» ботанической терминологии. Вместо громоздких определений он ввел краткие и четкие диагнозы, содержавшие в определенном порядке перечень характеристик растений

Титульный лист первого издания «Системы природы» (1735)

Жан Батист Пьер Антуан де  Моне Шевалье  Ламарк  ( 1744 —  1829) — французский учёный-естествоиспытатель.

Ламарк стал первым биологом, который попытался создать стройную и целостную теорию эволюции живого мира. Отрицал существование видов.

Важным трудом Ламарка стала книга «Философия зоологии», опубликованная в 1809 году.

Жан-Батист Ламарк в своем труде «Флора Франции» (1778) критически пересмотрел системы растительного мира Линнея, Жюссье и Турнефора, четко провел бинарную номенклатуру, впервые предложил определительные таблицы, основанные на дихотомическом принципе . В работе «Классы растений» (1786) Ламарк подразделил растительный мир на 6 классов и 94 семейства и в известной мере приблизился к естественной классификации. В «Естественной истории растений» (1803) Ламарк, разделил растительный мир на 7 классов, заключающих 114 семейств и 1597 родов. Он расположил все формы в порядке восхождения от простого к сложному. В основании растительного мира он поместил грибы, водоросли и мхи, на его вершине многолепестковые цветковые растения. Таким образом, в своем стремлении построить естественную систему растений ботаники 18 века добивались использования не какого-нибудь одного признака, а их комплекса. Их работы имели большое научное значение и создавали предпосылки для эволюционного учения.

Эпоха синтеза научных биологических знаний

Чарлз Ро́берт Да́рвин  (1809 — 1882) — английский натуралист и путешественник, одним из первых пришёл к выводу и обосновал идею о том, что все виды живых организмов эволюционируют во времени и происходят от общих предков. В своей теории, развёрнутое изложение которой было опубликовано в 1859 году в книге «Происхождение видов», основным механизмом эволюции Дарвин назвал естественный отбор. Позднее развивал теорию полового отбора. Ему также принадлежит одно из первых обобщающих исследований о происхождении человека.

Предпосылки возникновения теории Ч. Дарвина: - наблюдения постепенности изменений животного мира, наличие ископаемых гигантских броненосцев; - анализ истории выведения пород голубей, собак, сортов культурных растений (искусственный отбор).

Вояж корабля «Бигль» ( 1831-1836)

Теория Ч. Дарвина основана на следующих положениях: 1. Стремление каждого вида к беспредельному размножению. 2. Изменчивость. 3. Наследственность некоторых изменений. Логический вывод из этих положений – борьба за существование. Особое значение имеет дарвиновский принцип расхождения признаков , объясняющий процесс образования систематических группировок через вымирание промежуточных форм.

Наблюдение Дарвина: все живое производит потомства гораздо больше, чем может выжить (чем позволяют ресурсы)

борьба за существование

Австрийский ученый Грегор Мендель (  1822 -  1884). Основоположник генетики, науки о наследственности и изменчивости. Он настолько опередил свое время, что никто на понял значения его открытий. Только спустя 35 лет его законы были заново переоткрыты. Основоположник генетики, науки о наследственности и изменчивости.

1865 г. Грегор Мендель в книге «Опыты над растительными гибридами» изложил результаты изучения гибридных сортов гороха (эти исследования были начаты им в 50-х гг.) и открытые им основные закономерности наследственности (законы Менделя).

Развитие физиологии в ХIХ- ХХ в. связано с именами великих российских ученых И. Сеченова, заложившего основы изучения высшей нервной деятельности, и И.Павлова, создавшего учение об условных рефлексах.

Ива́н Петро́вич Па́влов (1849—1936)

Иван Михайлович Сеченов

(1829 – 1905)

Влади́мир Ива́нович Верна́дский  (1863 -1945) —русский и советский учёный естествоиспытатель, мыслитель и общественный деятель конца XIX века и первой половины XX века.  Создатель учения о живом веществе и биосфере – учения, которое находится на стыке геологии, биологии, химии и философии.

В структуре биосферы Вернадский выделял семь видов вещества:живое; биогенное (возникшее из живого или подвергшееся переработке); косное (абиотическое, образованное вне жизни); биокосное (возникшее на стыке живого и неживого; к биокосному, по Вернадскому, относится почва); вещество в стадии радиоактивного распада; рассеянные атомы; вещество космического происхождения.

Эпоха проникновения в биологический ультрамикромир и раскрытия сущности жизненных процессов

В 1953 г. Крик и Уотсон построили двойную спираль ДНК и их статья была опубликована в номере журнале Nature от 10 апреля. В том же номере журнала опубликованы две статьи Р.Франклин с соавторами, содержащие рентгенограммы, без которых невозможно было бы расшифровать структуру ДНК.

Согласно модели Крика – Уотсона, ДНК представляет двойную спираль, состоящую из двух цепей дезоксирибозофосфата, соединенных парами оснований аналогично ступенькам лестницы. Посредством водородных связей аденин соединяется с тимином, а гуанин – с цитозином. С помощью этой модели можно было проследить репликацию самой молекулы ДНК.

Джеймс Уотсон и Френсис Крик.

СПИСОК   ИСПОЛЬЗУЕМОЙ   ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Баландин Р. К., Бондарев Л. Г. Природа и цивилизация. – М.: Мысль, 2001г.

2.Голубев Г. Н. Биология учебник для вузов.- М.: Аспект-Пресс, 2006.

3. http://www.biometrica.tomsk.ru/a3.htm основные направления современной биологии.

4. Протасов В. Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России учебное и справочное пособие.- М.: Финансы и статистика, 2000. 5. В.М. Найдыш. Концепции современного естествознания, 1999г.

6. Концепции современного естествознания Аруцев А.А., Ермолаев Б.В., Кутателадзе И.О., Слуцкий М.С. 2008.