Биология как система наук

Современная биология представляет собой систему наук о живой природе. Общие закономерности развития живой природы, раскрывающие сущность жизни, ее формы и развитие, рассматривает общая биология. Объектами изучения биологии являются животные, растения, вирусы и др. жизненные формы. По принципу объекта изучения выделяются соответствующие специальные науки: зоология, ботаника, вирусология, микология. Каждая из таких наук изучает названные группы организмов. В свою очередь каждая из этих наук подразделяется на не сколько более мелких биологических наук в соответствии с объектами их изучения.

Биологическими науками, изучающими царство растений, являются: ботаника, альгология - наука о водорослях, бриология - наука о мхах и т. д.

К зоологическим наукам относятся: протозоология - учение о простейших, гельминтология - учение о паразитических червях, арахнология - о паукообразных, энтомология - о насекомых, мирмекология - о муравьях и т.д. Классификацией живых существ занимается систематика.

Ряд биологических наук изучает морфологию, т.е. строение организмов, другие - физиологию, т.е. процессы, протекающие в живых организмах и обмен веществ между организмами и окружающей средой. К морфологическим наукам относятся: анатомия, изучающая макроскопическую организацию животных и растений, и гистология - наука о тканях и микроскопическом строении тела. Многие общебиологические закономерности являются предметом изучения цитологии, эмбриологии, геронтологии, генетики, экологии, дарвинизма.

Цитология - наука о клетке. Благодаря применению электронного микроскопа, новейших физических и химических методов исследований современная цитология изучает строение и жизнедеятельность клетки не только на микроскопическом, но и на субмикроскопическом уровне.

Экология - наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой. Еще не так давно экология подразделялась на экологию растений и экологию животных, в настоящее время экология развивается в трех направлениях: аутэкология - экология особи, синэкология - экология экосистем и динамика популяций, которая изучает экологические процессы в популяциях.

К неклеточным формам жизни традиционно относят вирусы. Не существует единой точки зрения на их происхождение. Некоторые ученые считают, что они являются примитивными формами, стоявшими у истоков жизни, другие считают, что вирусы произошли от организмов более сложной организации, но сильно упростившихся из-за паразитического образа жизни, согласно третьей точке зрения, вирусы - сборная группа, включающая как первично примитивные, так и дегенерировавшие формы.

Клеточные формы - основная масса живых существ. В процессе эволюции органического мира клетка явилась единственной элементарной системой, которой свойственны все проявления жизни. Клеточные формы делятся на две категории: прокариоты и эукариоты. Прокариоты не имеют типичного ядра, в основном это бактерии, ДНК у них кольцевая, в клетках отсутствуют митохондрии, центриоли, пластиды.

Эукариоты имеют типичный ядерный аппарат. Среди них как одноклеточные, так и многоклеточные организмы. Эукариоты делятся на два царства - растений (автотрофы) и животных (гетеротрофы), в последнее время в дополнение к ним выделяют царство грибов.

Животные - первично гетеротрофные организмы. Клетки лишены плотной наружной оболочки, Обычно это активно-подвижные организмы, но могут быть и прикрепленные формы. Запасные углеводы у них откладываются в форме гликогена.

Растения - автотрофы, иногда вторичные гетеротрофы. Их клетки обладают плотной стенкой, состоящей из целлюлозы, реже - из хитина. Запасные вещества у растений откладываются в виде крахмала.

Грибы - первично гетеротрофные организмы. Клетки у них имеют хорошо выраженную оболочку, состоящую из хитина или целлюлозы. Обычно грибы являются прикрепленными формами. Запасные вещества откладываются у них в форме гликогена.

Вершина эволюции животного мира - тип хордовых, растительного мира - тип покрытосеменных.

Иерархия живого в биосфере

Органический мир целостен, т.к. составляет систему взаимосвязанных частей, в тоже время он дискретен, т. к. состоит из дискретных единиц организмов или особей. Каждый организм одновременно и целостная, и дискретная система. В биологии ХХ века сложились представления об уровнях организации как конкретном выражении упорядоченности, являющейся одной из основ живого. На всех уровнях организации жизни проявляются все основные свойства живой материи, хотя на каждом из уровней характер их проявления имеет качественные особенности.

Большинство биологов считают, что свойства живого в полной мере проявляются в отдельном организме, что единицей жизни является клетка, и что специфика живого связана с особой упорядоченностью биологических структур - молекул ДНК. Но проблемы биологической организации значительно шире и их решение - это выявление общих принципов в организации живого, законов возникновения развития жизни.

Людвиг фон Берталанфи в 1927 году разработал "Организменную концепцию", которая далее трансформировалась в "Общую теорию систем". Основа его концепции - иерархический порядок организации живой природы, в котором каждая система - комплекс взаимодействующих элементов - является компонентом системы более высокого уровня: атомы в молекуле, молекулы в клетке, клетки в организме, организмы в колониях и сообществах.

В развитии систем одни организаторы подчинены другим - рангом выше, те в свою очередь подчинены еще более высоким рангам. Следовательно, организацию данной системы нельзя объяснить суммированием свойств ее элементов, а надо исходить из ее соподчиненного положения в иерархии живой природы. В настоящее время к выявлению принципов организации жизни подходят с кибернетических позиций. Биолог - эволюционист И.И. Шмальгаузен отмечал, что в кибернетическом подходе нет никаких попыток сведения биологических явлений к физическим или химическим. Но и кибернетика не дает четкий ответ на главные вопросы - на каком уровне сложности начинается живое, в чем состоит первооснова биологической организации, каковы ее истоки?

В настоящее время выделяют следующие уровни организации живой материи: молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой, биоценотический, биосферный.

1. Молекулярный. Любая живая система проявляется на уровне функционирования биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов и др. важных органических веществ. С этого уровня начинаются процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращения энергии, передача наследственной информации и т.д.

2. Клеточный. Клетка – структурная и функциональная единица, а также размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Неклеточных форм жизни нет (вирусы могут проявлять свойства живых систем только в клетках другого организма).

3. Тканевой. Ткань представляет собой совокупность сходных по строению клеток, объединенных выполнением общей функции.

4. Органный. У большинства животных орган – это структурно-функциональное объединение нескольких типов тканей.

5. Организменный. Многоклеточный организм представляет собой целостную систему органов, специализированных для выполнения различных функций.

6. Популяционно-видовой. Совокупность организмов одного и того же вида, объединенных общим местом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка.

7. Биогеоценотический. Биогеоценоз – совокупность организмов различных видов и различной сложности организации всех факторов среды обитания.

8. Биосферный. Биосфера – самый высокий уровень организации живой материи на нашей планете, включающая все живое на Земле.

Выделяют следующие градации: микромир, макромир, мегамир.

Микромир мы можем постичь, только используя микроскопическую технику. Человек живет на среднем уровне, наиболее богатом в информационном отношении - это макромир. Все, что выходит за пределы нашей биосферы - мегамиры.

Исходное научное знание фиксирует и формирует объект и предмет научного исследования, в которых накапливаются научные факты и возникают научные проблемы. Решение проблемы начинается с выдвижения идей и формулирования гипотез. Подтвержденные гипотезы принимают статус законов и тем самым завершают формирование зрелой теории. Метатеории - синтез мирового научного знания в общих и частных научных картинах мира.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 494; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!