Поздравления с днем рождения учителю биологии. Школьный гид
Биология - наука о жизни. В настоящее время она представляет собой комплекс наук о живой природе. Объектом изучения биологии являются живые организмы - растения и животные. и изучают многообразие видов, строение тела и функции органов, развитие, распространение, их сообщества, эволюцию.
Первые сведения о живых организмах начал накапливать еще первобытный человек. Живые организмы доставляли ему пищу, материал для одежды и жилища. Уже в то время человек не мог обойтись без знаний о свойствах растений, местах их произрастания, сроках созревания плодов и семян, о местах обитания и повадках животных, на которых охотился, хищниках и ядовитых животных, которые могли угрожать его жизни.
Так постепенно накапливались сведения о живых организмах. Приручение животных и начало возделывания растений потребовали более глубоких сведений о живых организмах.
Первые основатели
Значительный фактический материал о живых организмах был собран великим врачом Греции - Гиппократом (460-377г. до н.э.). Им собраны сведения о строении животных и человека, дано описание костей, мышц, сухожилий, головного и спинного мозга.
Первый большой труд по зоологии принадлежит греческому естествоиспытателю Аристотелю (384-322г. до н.э.). Он описал более 500 видов животных. Аристотель интересовался строением и образом жизни животных, он заложил основы зоологии.
Первая работа по систематизации знаний о растениях (ботаника ) выполнена Теофрастом (372-287г. до н.э.).
Расширением знаний о строении человеческого тела (анатомия) древняя наука обязана врачу Галену (130-200г. до н.э.), производившему вскрытия обезьян и свиней. Труды его оказывали влияние на естествознание и медицину в течение нескольких веков.
В эпоху средневековья под гнетом церкви наука развивалась очень медленно. Важным рубежом в развитии науки явилась эпоха Возрождения, начавшаяся в XVв. Уже в XVIIIв. развивались как самостоятельные науки ботаника, зоология, анатомия человека, физиология.
Основные вехи в изучении органического мира
Постепенно накапливались сведения о многообразии видов, строении тела животных и человека, индивидуальном развитии, функциях органов растений и животных. На протяжении многовековой истории биологии крупнейшими вехами в изучении органического мира можно назвать:
- Введение принципов систематики, предложенных К.Линнеем;
- изобретение микроскопа;
- создание Т.Шванном клеточной теории;
- утверждение эволюционного учения Ч.Дарвина;
- открытие Г.Менделем основных закономерностей наследственности;
- применение электронного микроскопа для биологических исследований;
- расшифровка генетического кода;
- создание учения о биосфере.
К настоящему времени науке известно около 1 500 000 видов животных и около 500 000 видов растений. Изучение многообразия растений и животных, особенностей их строения и жизнедеятельности имеет большое значение. Биологические науки являются базой для развития растениеводства, животноводства, медицины, бионики, биотехнологии.
Одними из древнейших биологических наук являются анатомия и физиология человека, составляющие теоретический фундамент медицины. Каждому человеку следует иметь представление о строении и функциях своего организма, чтобы в случае необходимости уметь оказать первую помощь, сознательно беречь свое здоровье и выполнять гигиенические правила.
На протяжении веков ботаника, зоология, анатомия, физиология разрабатывались учеными как самостоятельные, изолированные науки. Лишь в XIXв. были обнаружены закономерности, общие для всех живых существ. Так возникли науки, изучающие общие закономерности жизни. К ним относятся:
- Цитология - наука о клетке;
- генетика - наука об изменчивости и наследственности;
- экология - наука о взаимоотношениях организма со средой и в сообществах организмов;
- дарвинизм - наука об эволюции органического мира и другие.
В учебном курсе они составляют предмет общей биологии.
Биоло́гия (от греч. bios - жизнь и logos - слово, учение), совокупность наук о живой природе - об огромном многообразии вымерших и ныне населяющих Землю живых существ, их строении и функциях, происхождении, распространении и развитии, связях друг с другом и с неживой природой. Биология устанавливает общие и частные закономерности, присущие жизни во всех ее проявлениях и свойствах (обмен веществ, размножение, наследственность, изменчивость, приспособляемость, рост, подвижность и др.).
Первые систематические попытки познания живой природы были сделаны античными врачами и философами (Гиппократ , Аристотель, Теофраст, Гален). Их труды, продолженные в эпоху Возрождения, положили начало ботанике и зоологии, а также анатомии и физиологии человека (Везалий и др.). В 17 - 18 вв. в биологию проникают экспериментальные методы. На основе количественных измерений и применения законов гидравлики был открыт механизм кровообращения (У. Гарвей , 1628). Изобретение микроскопа раздвинуло границы известного мира живых существ, углубило представление об их строении. Одно из главных достижений этой эпохи - создание системы классификации растений и животных (К. Линней , 1735). Вместе с тем преобладали умозрительные теории о развитии и свойствах живых существ (самозарождения, преформации и др.). В 19 в. в результате резко возросшего числа изучаемых биологических объектов (новые методы, экспедиции в тропические и малодоступные районы Земли и др.), накопления и дифференциации знаний сформировались многие специальные биологические науки. Так, ботаника и зоология дробятся на разделы, изучающие отдельные систематические группы, развиваются эмбриология, гистология, микробиология, палеонтология, биогеография и др. Среди достижений биологии - клеточная теория (Т. Шванн, 1839), открытие закономерностей наследственности (Г. Мендель, 1865). К фундаментальным изменениям в биологии привело эволюционное учение Ч. Дарвина (1859). Для биологии 20 в. характерны 2 взаимосвязанные тенденции. С одной стороны, сформировалось представление о качественно различных уровнях организации живой природы: молекулярном (молекулярная биология, биохимия и другие науки, объединяемые понятием физико-химическая биология), клеточном (цитология), организменном (анатомия, физиология, эмбриология), популяционно-видовом (экология, биогеография). С другой стороны, стремление к целостному, синтетическому познанию живой природы привело к прогрессу наук, изучающих определенные свойства живой природы на всех структурных уровнях ее организации (генетика, систематика, эволюционное учение и др.). Поразительных успехов начиная с 50-х гг. достигла молекулярная биология, вскрывшая химические основы наследственности (строение ДНК, генетический код, матричный принцип синтеза биополимеров). Учение о биосфере (В. И. Вернадский) раскрыло масштабы геохимической деятельности живых организмов, их неразрывную связь с неживой природой. Практическое значение биологических исследований и методов (в т. ч. генетической инженерии, биотехнологии) для медицины, сельского хозяйства, промышленности, разумного использования естественных ресурсов и охраны природы, а также проникновение в эти исследования идей и методов точных наук выдвинули биологию с сер. 20 в. на передовые рубежи естествознания.
Для биологии 2009 год - дважды юбилейный. Оба юбилея, отмечаемых в этом году биологами всего мира, связаны с именем Чарльза Дарвина - создателя эволюционной теории.
12 февраля исполнилось 200 лет со дня его рождения, а 24 ноября исполнится 150 лет со дня публикации главного труда его жизни - книги "О происхождении видов путем естественного отбора или сохранении благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь", более известной под сокращенным названием "Происхождение видов". Эта книга была второй публикацией, посвященной эволюционной теории Дарвина, которую он сам называл "теорией происхождения посредством модификации" - "theory of descent with modification". Впервые основные положения этой теории были представлены на суд научной общественности 1 июля 1858 г., когда на заседании Линнеевского общества были зачитаны отрывки из рукописей Дарвина и очерк Альфреда Рассела Уоллеса, пришедшего независимо к тем же, что и Дарвин, выводам о механизме происхождения видов. 20 августа 1858 г. эти тексты были опубликованы в трудах Линнеевского общества под общим заголовком. Однако эта краткая публикация прошла почти незамеченной, и лишь вышедшая в следующем году книга "Происхождение видов" мгновенно приобрела широкую известность не только в научном мире, но и далеко за его пределами, положив начало триумфу изложенной в ней теории.
Эволюционная теория составляет фундамент всей современной биологии. Ее появление внесло смысл в науку о жизни, бывшую до Дарвина лишь совокупностью множества фактов, не поддающихся согласованию в рамках единой теории. Открытие Дарвином и Уоллесом ключевого механизма эволюции дало возможность исследовать не только явления жизни сами по себе, но и естественные причины этих явлений. Значение эволюционного подхода для науки о жизни безупречно выразил Ф.Г. Добржанский в заглавии своей знаменитой статьи: "Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции". До дарвиновского открытия естественных механизмов эволюции в биологии было не больше смысла, чем в химии до открытия периодического закона. Ко времени Дарвина биология накопила немало феноменологических знаний, но без эволюционной теории их полноценный анализ был невозможен; их можно было лишь формально упорядочивать и продолжать накапливать. Не менее важно, что до Дарвина над всей биологией висел чуждый науке наших дней вопрос "зачем?", порождающий стремление установить, с какой целью живые организмы обладают теми или иными свойствами. Предчувствуя скорое рождение эволюционной биологии, В. Гёте - один из проницательнейших мыслителей своего времени - утверждал, что вместо того, чтобы говорить о том, зачем быку рога, следует пытаться разобраться в том, как они у него появились. Но до открытия естественного отбора отвечать на вопрос "как?" можно было лишь формально, например, описывая появление рогов в процессе индивидуального развития или выдвигая гипотезы об их появления в ряду предковых форм, без четкого представления о механизмах этого появления. Открытие естественных механизмов эволюции Дарвином и Уоллесом (и последовавшее уже в XX в. открытие аппарата наследственности, лежащего в основе этих механизмов) показало ненужность и иллюзорность вопросов "зачем?", поиском ответов на которые занимались биологи в додарвиновскую эпоху.
На первый взгляд может показаться удивительным, что идея естественного отбора, сравнительно простая и ясная, возникла лишь в середине XIX в. Тем не менее это вполне объяснимо. Почву для дарвиновской революции в биологии подготовили достижения другой естественной науки - геологии. Лишь незадолго до возникновения теории эволюции результаты многолетних геологических исследований убедительно показали, что возраст Земли составляет не тысячи и даже не десятки тысяч, а, по крайней мере, сотни миллионов лет. Ключевую роль в формировании этих представлений сыграл один из учителей Дарвина - выдающийся геолог Чарльз Лайель (1797-1875). Быть может, в XVIII в. и ранее кому-то и приходили в голову мысли, сходные с дарвиновскими идеями, но эти мысли должны были быть немедленно отброшены как явно ошибочные с учетом бытовавших представлений о возрасте Земли. Представить себе миллионы и миллиарды лет земной истории в то время было очень непросто.
Не вызывает сомнения, что эволюционная теория возникла бы и без Дарвина, но его обширные знания и незаурядные способности сыграли огромную роль в быстром развитии этой теории и в ее научном успехе. Хотя в XIX в. по понятным причинам степень специализации ученых была намного ниже, чем сегодня, даже для того времени Дарвин отличался незаурядной широтой познаний и разнообразием научных интересов и достижений. К областям естествознания, в развитие которых он внес ощутимый вклад, относятся геология, палеонтология, зоология, антропология, ботаника, физиология растений и селекция. Широта теоретических и практических знаний очень помогла Дарвину в создании, разработке и популяризации эволюционной теории.
"Происхождение видов" - книга объемом около 500 страниц - в предисловии заявлена автором как "краткий обзор" ("abstract"). Первоначально Дарвин собирался изложить свою теорию в намного более объемном двухтомном труде, получившем рабочее название "Естественный отбор" {""Natural Selection"). Но после публикации отрывков из черновых рукописей "Естественного отбора" Дарвин решил не откладывать более подробные разъяснения своих эволюционных воззрений в долгий ящик и подготовил на основе незаконченного труда новый, более лаконичный текст. "Происхождение видов" написано красивым и довольно простым языком, не перегруженным специальными терминами, вполне доступным даже для читателя, не обладающего специальными знаниями. Исключительное научное значение и немалые литературные достоинства обеспечили "Происхождению видов" особое место среди литературных памятников человечества. В наши дни эту книгу издают даже в сериях популярной классики, составленных преимущественно из художественных произведений.
За лаконичными тезисами и красноречивыми рассуждениями "Происхождения видов" стоят годы кропотливой работы, в течение которых Дарвин проводил многочисленные исследования и эксперименты и обдумывал всевозможные аспекты своей теории. Основная мысль "Происхождения видов", опубликованного в 1859 г., в общих чертах изложена Дарвином в записной книжке 1838 г.; таким образом, от зарождения эволюционной теории до первой посвященной ей публикации прошло два десятка лет. Эти годы не были потрачены Дарвином впустую (хотя некоторые из его изысканий того периода и не имеют непосредственного отношения к эволюции). Дарвин благоразумно воздержался от преждевременной публикации своей теории. Это позволило ему в окончательном варианте провести всестороннее обсуждение положений эволюционной теории, подкрепив ее необходимыми данными, и даже ответами на возможные возражения. В итоге книга оказалась намного убедительнее, чем могла бы быть ранняя публикация преимущественно умозрительных выводов.
Впоследствии Дарвин подготовил еще одну важную работу, посвященную теории эволюции и дополняющую "Происхождение видов" - двухтомник "Происхождение человека и половой отбор". В ней он подробнее изложил свои взгляды на историю человека как биологического вида (о которой в "Происхождении видов" было сказано только, что на этот вопрос будет пролит свет: "Light will be thrown on the origin of man and his history") и на одну из важнейших для эволюции форм отбора (обсуждаемую в "Происхождении видов" лишь вкратце).
Люди, которым религиозные предрассудки мешают принять научные представления об эволюции, нередко говорят о так называемых ошибках Дарвина. В связи с этим и в этот юбилейный год можно услышать не только заслуженные похвалы великому ученому и его блистательной книге, но и немало обвинений в его адрес - обвинений в заблуждениях и даже в недобросовестности. Разумеется, Дарвину, как и любому другому ученому и человеку, было свойственно ошибаться. Вероятно, самой существенной его ошибкой было убеждение, что наследование результатов упражнения органов можно считать доказанным фактом. (Не стоит, впрочем, переоценивать роль этого заблуждения: в том же "Происхождении видов" убедительно показано, почему упражнение органов не позволяет объяснить возникновение признаков рабочих особей у общественных насекомых, вполне объяснимое в рамках представлений о естественном отборе.) Ошибки можно найти у любого ученого. Далекие от науки люди часто не учитывают, что возможность ошибки неизменно присутствует в научных исследованиях, а поиск и исправление постоянно допускаемых ошибок -один из важнейших факторов научного прогресса. Дарвин, как и любой ученый, ошибался во многих вопросах, но, как бы не хотелось кому-то уверить себя и других в обратном, у современных биологов уже не вызывает сомнения, что он был совершенно прав в самом главном - в своем представлении о том, что наблюдаемое разнообразие живой природы возникло под действием естественных причин, доступных для научного исследования.
Хотя Дарвин и разделял некоторые заблуждения своих современников и, разумеется, не мог знать того, что науке еще предстояло открыть, в ряде вопросов он далеко опередил свое время. Найдя принципиальную возможность естественного объяснения для наблюдаемого разнообразия жизни, он позволил биологи и отказаться от обращения за объяснениями к сверхъестественному, точнее от замены объяснений отсылками к сверхъестественному. Дарвиновский подход в биологии можно считать частным случаем "бритвы Оккама" - принципа, составляющего одну из основ научного метода, согласно которому не следует домысливать сущностей, усложняющих объяснение наблюдаемых явлений. Разумеется, этот принцип пытались применять в изучении живой природы и до Дарвина, но он первым указал на логическую необходимость естественного отбора, показав избыточность сверхъестественных объяснений биологических явлений. Обосновывая свои взгляды в "Происхождении видов", он указывает ряд гипотетических фактов, которые могли бы опровергнуть его теорию, будь они установлены. В настоящее время возможность проверки научной концепции на ложность (так называемая фальсифицируемость) считается, наряду с принципом Оккама, одной из основ научного метода, но во времена Дарвина до работ Карла Поппера, утвердивших фальсифицируемость как критерий научности, оставалось еще несколько десятилетий.
Достойна удивления научная проницательность Дарвина. Задолго до оформления экологии как самостоятельной дисциплины он говорил о сложности наблюдаемых в природе взаимодействий и об их принципиальном значении для эволюции видов. Особенно красноречиво эта мысль высказана в главе "Происхождения видов", посвященной борьбе за существование. Задолго до открытия древних гоминид он предвидел возможность обнаружения их ископаемых остатков в регионах, на тот момент- еще не исследованных геологами. Задолго до возникновения эволюционной психологии, бурно развивающейся в настоящее время, он предсказал, что его теория даст психологии новый, эволюционный фундамент.
В наши дни биология развивается, пожалуй, интенсивнее любой другой естественной науки. Объем биологических знаний растет как снежный ком в немалой степени за счет развития молекулярных методов. Предметом активных исследований стали индивидуальные геномы и генофонды природных популяций, проливается свет на сложные механизмы индивидуального развития организмов, продолжается изучение "глубоких, пленительных тайн" работы мозга. Открытый Дарвином смысл биологии продолжает наполняться новым содержанием. Роль его великого открытия в современной науке не только не умаляется, но и продолжает возрастать. Поэтому вполне закономерно и справедливо внимание, уделяемое этому юбилейному событию. Учение Дарвина остается актуальным и сегодня, оно не теряет и, видимо, никогда не потеряет своего значения как базисная теория биологии.
Биология - это наука, изучающая живые организмы. Она раскрывает закономерности жизни и ее развития как особого явления природы.
Среди других наук биология является фундаментальной дисциплиной, относится к ведущим разделам естествознания.
Термин «биология» состоит из двух греческих слов: «биос» – жизнь, «логос» – учение, наука, понятие.
Впервые был употреблен для обозначения науки о жизни в начале XIX. Это сделали независимо друг от друга Ж.-Б. Ламарк и Г. Тревиранус, Ф. Бурдах. В это время биология обособляется из естественных наук.
Биология изучает жизнь во всех ее проявлениях. Предметом биологии являются строение, физиология, поведение, индивидуальное и историческое развитие организмов, их взаимосвязь между собой и окружающей средой. Поэтому биология представляет собой систему, или комплекс, наук, во многом взаимосвязанных. Различные биологические науки возникали на протяжении истории развития науки в следствии обособления различных областей изучения живой природы.
В качестве крупных разделов биологии выделяют зоологию, ботанику, микробиологию, вирусологию и др. как науки, изучающие различные по ключевым моментам строения и жизнедеятельности группы живых организмов. С другой стороны, изучение общих закономерностей живых организмов привело к появлению таких наук как генетика, цитология, молекулярная биология, эмбриология и др. Изучение строения, функциональности, поведения живых существ, их взаимоотношений и исторического развития породило морфологию, физиологию, этологию, экологию, эволюционное учение.
Общая биология изучает наиболее универсальные свойства, закономерности развития и существования живых организмов и экосистем.
Таким образом, биология - это система наук .
Бурное развитие в биологии наблюдалось во второй половине XX века. Это в первую очередь было связано с открытиями в области молекулярной биологии.
Несмотря на свою богатую историю , и в настоящее время в биологических науках продолжают совершаться открытия, ведутся дискуссии, пересматриваются многие концепции.
В биологии особое внимание уделяется клетке (так как она является основной структурно-функциональной единицей живых организмов), эволюции (так как жизнь на Земле претерпевала развитие), наследственности и изменчивости (лежащих в основе преемственности и приспособляемости жизни).
Выделяют ряд последовательных уровней организации жизни: молекулярно-генетический, клеточный, организменный, популяционно-видовой, экосистемный. На каждом из них жизнь проявляется по-своему, что изучается соответствующими биологическими науками.
Значение биологии для человека
Для человека биологические знания в первую очередь имеют следующее значение:
- Обеспечение человечества питанием.
- Экологическое значение – контроль за окружающей средой, чтобы она была пригодной для нормальной жизни.
- Медицинское значение – увеличение продолжительности и качества жизни, борьба с инфекциями и наследственными заболеваниями, разработка лекарств.
- Эстетическое, психологическое значение.
Человека можно рассматривать как один из результатов развития жизни на Земле. Жизнь людей все еще находится в сильной зависимости от общебиологических механизмов жизнедеятельности. Кроме того, человек влияет на природу и сам испытывает на себе ее воздействие.
Деятельность человека (развитие промышленности и сельского хозяйства), рост народонаселения стали причиной экологических проблем на планете. Происходит загрязнение окружающей среды, разрушение природных сообществ.
Для разрешения экологических проблем необходимо понимание биологических закономерностей.
Кроме того, многие разделы биологии имеют значение для здоровья человека (медицинское значение). Здоровье людей находится в зависимости от наследственности, среды жизни и образа жизни. С этой точки зрения наиболее важны такие разделы биологии как наследственность и изменчивость, индивидуальное развитие, экология, учения о биосфере и ноосфере.
Биология решает задачи обеспечения людей продуктами питания, лекарствами. Биологические знания лежат в основе развития сельского хозяйства.
Таким образом, высокий уровень развития биологии является необходимым условием благополучия человечества.