1. ПРИЗНАКИ ЖИВОГО. БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ. МЕТОДЫ БИОЛОГИИ

• Что изучает биология?
• Каковы современные методы исследования живой природы?

Биология — это наука о живых организмах и закономерностях, ими управляющих. Биология изучает строение, происхождение, развитие, жизнедеятельность любых живых систем, а также их взаимоотношения между собой и окружающей неживой природой. Человек сам является живым организмом и всецело зависит от самых различных живых существ, обитающих и вокруг, и внутри его. Поэтому люди издавна интересовались теми животными и растениями, которые они могли наблюдать каждый день, и изображали их на стенах пещер, папирусах, картинных полотнах (рис. 1, 2). Одним из древнейших изображений является рисунок, на котором даже прорисованы сердца животных. Этому рисунку более 12 тыс. лет.

Живые организмы имеют единый принцип строения и сходный химический состав.

Какие же признаки имеют живые существа?

1. Имеют клеточное строение и единый химический состав (в основном состоят из воды, белков, жиров, углеводов).
2. Непрерывно обмениваются с окружающей средой веществами и энергией, т. е. являются открытыми системами.
3. Способны к размножению, росту и развитию.
4. Обладают наследственностью, т. е. передают свои признаки и свойства из поколения в поколение.
5. Отличаются друг от друга, т. е. обладают изменчивостью.
6. Способны реагировать на изменения окружающей среды и до определённой степени приспосабливаться к ним.

Необходимо подчеркнуть, что все живые существа (рис. 3) обладают полным набором этих признаков.

Название науки «биология» появилось на рубеже XVIII-XIX вв., а в наши дни биология стала комплексной наукой, впитав в себя идеи и методические подходы множества других дисциплин. Поэтому возникли биохимия, биофизика, биогеография, биотехнология, биоорганическая химия и даже космическая биология. Сегодня в развитии биологических знаний нуждаются сельское хозяйство, пищевая промышленность, медицина и многие другие области человеческой деятельности.

В настоящее время в биологии оформилось несколько направлений.

1. Классическая биология, к которой относятся дисциплины, изучающие многообразие живых организмов, их жизнедеятельность и взаимодействие в природе. Классическая биология представлена, к примеру, ботаникой и зоологией. Возможно, это одни из древнейших наук на Земле. Жизнь первых собирателей и охотников во многом зависела от растительного и животного мира вокруг них, в котором необходимо было уметь ориентироваться для того, чтобы добыть пищу, получить лекарства, материалы для постройки жилищ и создания одежды. Недаром во всех языческих религиях присутствуют божества, покровительствующие растениям и животным и помогающие людям ладить с ними.
2. Физико-химическая биология, к которой относятся многочисленные науки, например биохимия, физиология, биофизика. Их исследования базируются на физических и химических методах и проводятся, главным образом, в лабораторных условиях.
3. Эволюционная биология изучает появление организмов на Земле, причины происходящих с ними изменений, их исчезновение.
4. Экологическая биология изучает сложные законы взаимосвязи различных видов между собой и между ними и средой обитания.
5. Медицинская биология решает проблемы возникновения и лечения болезней человека, ищет возможности продления жизни, повышения её качества.

Все эти направления тесно связаны между собой. Так, в зоологии и ботанике широко используются методы молекулярной биологии, генетики, а иммунологи не смогут работать, не зная микробиологии и вирусологии.

Методы биологии. В зависимости от поставленных задач биологи используют большой и разнообразный набор методов исследования (рис. 4).

Наблюдение позволяет зафиксировать те или иные события, факты, явления и описать их (описательный метод).

Сравнительный метод даёт возможность понять сходство и различия между объектами и явлениями живой природы. Он особенно важен при создании систематики живых объектов: растений, грибов, микроорганизмов, животных.

Исторический метод основан на изучении возникновения, формирования и развития живых организмов во времени.

Экспериментальный метод даёт возможность исследовать то или иное явление при помощи опыта (эксперимента). Яркими представителями науки, сделавшими на основе своих опытов важнейшие для человечества выводы, были Уильям Гарвей, изучавший кровообращение, Грегор Мендель, исследовавший законы наследственности, Иван Павлов, установивший принципы работы нервной системы. В настоящее время экспериментальный метод стал ведущим в биологии.

Моделирование позволяет воспроизводить свойства изучаемого объекта на специально созданной модели (рис. 5). Этот метод ускоряет и удешевляет исследования. Например, вместо долгой, опасной и дорогой экспедиции в пустыню можно провести требуемые исследования в специально сконструированной климатической камере. Модели могут быть не только реальными, но и абстрактными, созданными при помощи математических понятий и формул. Они позволяют теоретически предсказать явления, условия для которых сложно или даже невозможно создать в реальности, например условия глубокого космоса.

Запомнить: биология, классическая биология, физико-химическая биология, эволюционная биология, экологическая биология, медицинская биология; методы исследования: наблюдение, сравнение, исторический метод, эксперимент, моделирование.

Выводы

Биология — наука о живых организмах и закономерностях, ими управляющих. Все живые организмы отличаются от тел неживой природы определёнными признаками. Биология пользуется большим набором методов: наблюдение, моделирование, сравнительный, исторический, экспериментальный методы.

ДУМАЙ, ДЕЛАЙ ВЫВОДЫ, ДЕЙСТВУЙ

Проверь свои знания

1. Чем живая природа отличается от неживой?
2. Какова роль биологических знаний в жизни современного человека?
3. Что изучает эволюционная биология?
4. В чём суть метода моделирования?

Выполни задания

1. Составьте список биологических наук, укажите объекты их исследования.
2. Перечислите основные методы исследования, используемые в биологии.

Обсуди с товарищами

Согласны ли вы с утверждением «Живые организмы — открытые системы»?

Выскажи мнение

Почему ботанику и зоологию считают классическими биологическими науками?

ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ

Это интересно

У древних греков за здоровье людей отвечал бог Асклепий и его потомки: дочери Гигея — богиня здоровья и Панацея (Панакея) — покровительница лекарственного лечения, т. е. фармакологии, а также сыновья Телесфор — бог выздоровления, Махаон — бог-хирург и Подалирий — бог-терапевт.