Биология

Эта статья прошла проверку экспертом
Материал из «Знание.Вики»
Наука
Биология
англ. Biology
Biology-0001.jpg
Тема науки о жизни, естествознание
Предмет изучения живая материя
Период зарождения XIX век
Основные направления биологические науки

Биоло́гия (греч. βιολογία; от др.-греч. βίος «жизнь» + λόγος «учение, наука») — наука о живых существах и природе, строении живых организмов и их взаимодействии с окружающей средой. Относится к естественным наукам[1].

История биологии

Изучение биологии началось в трудах древнегреческих философов Аристотеля и Галена. Эпоха Возрождения, с её распространением книгопечатания, способствовала распространению научных знаний. Великие географические открытия привели к обнаружению множества новых видов растений и животных. Впоследствии Карл Линней и Жорж-Луи Бюффон классифицировали формы живых и ископаемых организмов, заложив основу современной систематики. Изобретение микроскопа открыло мир микроорганизмов и заложило основы клеточной теории. XIX век ознаменовался развитием эволюционной теории: Чарлз Дарвин разработал теорию естественного отбора, ставшую основой современной эволюционной биологии. В XX веке стремительно развивалась генетика, к 1930 годам сформировалась синтетическая теория эволюции. Открытие ферментов стимулировало изучение метаболизма. Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик сделали революционное открытие структуры ДНК, что привело к появлению молекулярной биологии. К концу XX века был расшифрован геном человека[2].

Значение и методы изучения

Открытия в области биологии оказали влияние на жизнь человека. Благодаря исследованиям учёных были изобретены лекарства от многих болезней, выведены новые породы животных и сорта растений, разработаны эффективные методы борьбы с вредителями. Решение проблемы загрязнения окружающей среды невозможно без проведения специальных научных исследований. Учёные активно работают над сохранением редких и исчезающих видов, борясь за биоразнообразие планеты. Биология считается наукой будущего, поскольку она побуждает людей осознавать свою ответственность перед природой и соблюдать её законы. С развитием науки и технологий появились новые возможности и инструменты для исследования живого мира. Современная биология использует сложные приборы, методы молекулярной биологии и генетики, что позволяет изучать живые организмы на более глубоком уровне[2].

К основным методам относятся[2]:

  • Наблюдение и описание — методы биологических исследований, применяемые учёными с древнейших времен. В наше время этот метод дополняется использованием оптических приборов, позволяющих наблюдать объекты с большей точностью и детализацией. Метод наблюдения и описания включает в себя три этапа: наблюдение за объектом, его описание с использованием точной терминологии и последующий анализ полученных данных. Этот метод широко применяется в различных областях биологии, таких как ботаника, экология, зоология и генетика, позволяя получать сведения о строении, функционировании и взаимодействии живых организмов.
  • Сравнительный метод — позволяет установить родство между различными видами, проследить их эволюционные связи и выявить закономерности появления и развития живых организмов. Основан на сравнении анатомических, эмбриологических, палеонтологических и генетических данных. Используется в эмбриологии, палеонтологии и анатомии.
  • Эксперимент — это метод научного исследования, позволяющий изучать явления в контролируемых условиях, многократно повторяя процесс при необходимости. Благодаря возможности повторения, эксперимент обеспечивает точность и достоверность полученных данных.
  • Исторический метод — это биологические исследования, позволяющие восстановить историю жизни на Земле, выявить закономерности происхождения и развития живых организмов. Исторический метод основан на изучении палеонтологических остатков, геологических данных, сравнении современных видов с их древними предками.
  • Метод моделирования — позволяет создать упрощённую копию реального объекта или процесса, чтобы изучить его свойства и поведение в контролируемых условиях. Моделирование широко применяется в биологии для изучения сложных процессов, которые невозможно или трудно наблюдать в живой природе (взаимодействие генов, развитие организмов, распространение заболеваний).

Биологические науки

Представители двух царств: растения и животные

По мере накопления фактического материала биология разделилась на несколько исследовательских областей.

Классификация по систематическим категориям

  • Ботаника — это наука, изучающая растения, является одним из разделов биологии. Изучение растительного мира на молекулярном уровне осуществляется с помощью биохимии и биофизики, которые раскрывают сложные процессы, происходящие внутри растительных клеток[3].
  • Зоология — это наука, изучающая разнообразие животного мира, их строение, функционирование, взаимодействие с окружающей средой, закономерности индивидуального развития и эволюционные преобразования[4].
  • Микология — это наука, изучающая грибы, является отдельным разделом биологии. Исследует строение грибов, их классификацию, жизнедеятельность, химический состав, эволюцию, распространение в природе, а также их роль в экосистемах и значимость для человека[5].
  • Микробиология — это наука, изучающая микроорганизмы. Общая микробиология изучает строение микроорганизмов, их жизнедеятельность, химический состав, генетику, классификацию, а также изучает распространение микроорганизмов в природе и их роль. Бактериология и вирусология — разделы микробиологии[6].

Классификация по уровням организации живой материи

  • Молекулярная биология — наука о строении и свойствах биологически важных молекул и биологических процессах на молекулярном уровне.
  • Цитология — наука о строении, функциях размножении клеток[7].
  • Физиология — наука, изучающая функции живого организма, его тканей, органов и систем, процессы жизнедеятельности и их регуляцию[8].
  • Цитогенетика — раздел генетики, изучающий основы наследственности и изменчивости на уровне клетки и субклеточных структур[9].
  • Анатомия — наука о внутреннем строении организмов, их органов и систем[8].
  • Экология — наука о закономерностях эмбрионального развития зародыша[10].
  • Популяционная экология — раздел экологии, изучающий отношения популяций животных и растений с окружающей их средой[11].

Классификация в зависимости от изучаемых процессов

  • Генетика — наука о закономерностях наследственности и изменчивости[7].
  • Эмбриология — учение о зародыше (об эмбриональном развитии).
  • Теория эволюции — наука о причинах, движущих силах, механизмах и общих закономерностях эволюции живых организмов [12].
  • Этология — наука о биологических основах поведения животных[13].
  • Общая биология — это предмет об основных биологических процессах в живом организме[7].

Значение биологии для медицины

Создание клеточной теории в XIX веке стало переломным моментом в истории биологии и медицины. Рудольф Вирхов в 1858 году опубликовал «Целлюлярная патология»[14], где он сформулировал ключевой принцип — болезнь возникает в результате изменения клеток. Это соединило клеточную теорию с патологией, установив биологию в качестве теоретической основы медицины. В XIX и XX веках Клод Бернар и Иван Петрович Павлов раскрыли общебиологические основы физиологии и патологии. Луи Пастер, Роберт Кох, Дмитрий Иосифович Ивановский и их последователи создали учение об инфекционной патологии, которое привело к появлению асептики и антисептики, что способствовало быстрому развитию хирургии. Илья Ильич Мечников, изучая процессы пищеварения у низших многоклеточных животных, заложил основы учения об иммунитете, имеющего огромное значение для медицины. Генетика внесла значительный вклад в укрепление связей биологии и медицины. А. Гаррод в 1902 году описал «врождённые пороки метаболизма», что положило начало изучению наследственных болезней[15].

Анатомия, физиология, биохимия и другие биологические науки являются основой для развития терапии и хирургии. Изучение строения и функционирования организма позволяет понимать причины болезней и разрабатывать эффективные методы лечения. Микробиология, иммунология и паразитология играют ключевую роль в диагностике и профилактике инфекционных и паразитарных заболеваний. Эти науки помогают учёным изучать микроорганизмы, взаимодействие организма с ними, разрабатывать методы борьбы с инфекциями. Учение об антибиозе позволило создать антибиотики, которые стали незаменимыми средствами в современной медицине. Общая и молекулярная генетика, анатомия, физиология и биохимия составляют теоретическую основу для диагностики, лечения и профилактики наследственных болезней. Эти науки помогают понимать механизмы наследования, выявить причины наследственных заболеваний и разработать способы их предотвращения[15].

Примечания

  1. ↑ Дармов И. В. Общая биология. — Киров: ФГБОУ ВПО «ВятГУ», 2014. — 105 с.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 Шевелев К. Биология – Что такое, что изучает, история, дисциплины, фото и видео. Научно-популярный журнал «Как и почему?» (29 января 2021). Дата обращения: 7 августа 2024.
  3. ↑ Сытин А. К. Ботаника. Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 8 августа 2024.
  4. ↑ Павлов Д. С., Чернов Ю. И., Шишкин В. С. Зоология. Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 8 августа 2024.
  5. ↑ Гарибова Л. В. Микология. Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 8 августа 2024.
  6. ↑ Чернов И. Ю. Микробиология. Большая российская энциклопедия (29 мая 2023). Дата обращения: 8 августа 2024.
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 Двурекова Е. А., Артемьева С. С., Попова И. Е. Общая биология. Цитология: учебное пособие для подготовки иностранных граждан к освоению профессиональных образовательных программ на русском языке. — Воронеж: ВГИФК, 2019. — С. 5. — 102 с.
  8. ↑ 8,0 8,1 Сапин М. Р., Брыксина З. Г. Анатомия и физиология детей и подростков: : учеб. пособие для студ. пед. вузов. — 6-е изд., стер. — М.: Академия, 2009. — С. 3. — 432 с. — ISBN 978-5-7695-5824-5.
  9. ↑ Цитогенетика. Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 16 августа 2024.
  10. ↑ Барреси М. Дж. Ф., Гилберт С. Ф. Биология развития / пер. с англ. под ред. д-ра биол. наук А. В. Васильева. — М.: Лаборатория знаний, 2022. — 800 с. — ISBN 978-5-00101-323-5.
  11. ↑ Полищук Л. В. Популяционная экология (Большая российская энциклопедия). Дата обращения: 16 августа 2024.
  12. ↑ Ястребов М. В., Ястребова И. В. Теория эволюции : учебное пособие. — Ярославль: ЯрГУ, 2008. — С. 5. — 176 с. — ISBN 978-5-8397-0615-6.
  13. ↑ Большая советская энциклопедия / Глав. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М.: Сов. энциклопедия, 1978. — Т. 30. — 631 с.
  14. ↑ Целлюлярная патология. Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 14 августа 2024.
  15. ↑ 15,0 15,1 Пехов А. П. Биология: медицинская биология, генетика и паразитология. — ГЭОТАР-Медиа, 2014. — С. 12,13. — 440 с. — ISBN 978-5-9704-3072-9.
WLW Checked Off icon.svg Данная статья имеет статус «готовой». Это не говорит о качестве статьи, однако в ней уже в достаточной степени раскрыта основная тема. Если вы хотите улучшить статью — правьте смело!
Источник — https://znanierussia.ru/articles/index.php?title=Биология&oldid=980138