История современного города Афины.
Древние Афины
История современных Афин

Выдающиеся ученые в развитии биологии. Ученые биологи древнего мира


Выдающиеся ученые в развитии биологии

 

 

Министерство культуры, образования, молодежи и спорта Украины.

Таврический Национальный университет  им. В.И. Вернадского.

 

Реферат

 

 

На тему: Выдающиеся ученые в развитии биологии.

 

 

 

                                                   Подготовила :

          cтудентка V курса                                                                                                                                                            кафедры экология и РПП                                                                         Подзорова Д.В.

                                                      Проверила:

                                              доцент кафедры ботаники и

 физиологии растений 

                                                       Симагина Н.О.

 

Симферополь. 2013.

 

 

План

Введение

1. Ученые древней Греции, Рима

2.  Биология в средние века

        3.  Ученые-биологи эпохи возрождения.

 

Заключение

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступление

 

Человечество во все времена интересовал окружающий мир, строение и функционирование собственного организма, методы лечения болезней, растительные и животные объекты, возникновение и развитие органического и неорганического мира сущность живого, его отличие от неживого. Представления  об окружающем мире многократно изменялись, прежде чем сформировались привычные нам концепции.  Во все времена исследователи сталкивались с различными трудностями: несовершенством измерительных приборов, укоренившимися и не подлежащими изменению научными воззрениями, религиозным и политическим давлением.

Рассмотрим достижения некоторых ученных, начиная с периода античной Греции и Рима и заканчивая эпохой Возрождения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Ученые древней Греции, Рима

В период античности ученым было свойственно изучать обширные области науки, начиная с истории  и      и заканчивая астрономией, математикой и биологией. Поэтому ученых того времени, открывших важные закономерности в биологии, нельзя считать только биологами. Ученых того времени характеризует энциклопедичность знаний и всеохватывающие исследования.

Анаксима́ндр Миле́тский (др.-греч. Ἀναξίμανδρος, 610 — 547/540 до н. э.) — древнегреческий философ, представитель милетской школы натурфилософии, ученик Фалеса Милетского и учитель Анаксимена. Автор первого греческого научного сочинения, написанного прозой («О природе», 547 до н. э.. Ввёл термин «закон», применив понятие общественной практики к природе и науке. Анаксимандру приписывают одну из первых формулировок закона сохранения материи («из тех же вещей, из которых рождаются все сущие вещи, в эти же самые вещи они разрушаются согласно предназначению»).

Анаксимандр делает попытки объяснения возникновения жизни: по его представлениям, живые существа образуются из «апейрона»(первоначала) по тем же законам, что и объекты  неживой природы. Животные родились из влаги и земли, нагретых солнцем. Первые животные были покрыты чешуей. Но потом она лопнула, и животные начали вести свойственный каждому  образ жизни. Все виды животных, согласно учению Анаксимандра, возникли независимо друг от друга. Однако люди, допускал Анаксимандр, могли произойти от существ, похожих на рыб.

Герофил (Ἡρόφιλος, ок. 335 до н. э., Халкидон – ок. 280 до н. э., Александрия — древнегреческий врач. Первым стал систематически проводить вскрытия трупов для изучения анатомии. Большую часть жизни провел в Александрии; вместе с Эрасистратом был основателем Александрийской медицинской школы. Оба медика считали, что центром нервной системы является головной мозг, и различали "чувствительные" и "двигательные" нервы.

Герофил оставил много  трудов по всем разделам медицины, включая  анатомию, хирургию, офтальмологию, кардиологию  и акушерство. Его сочинения утрачены, однако на них неоднократно ссылается  Гален.

В комментариях к сочинениям Гиппократа им описаны оболочки глаза, строение желудочно-кишечного тракта, кровоснабжение и морфология оболочек головного мозга, основные черты строения различных частей сердечно-сосудистой системы. Описал синусный сток (torcular Herophili), где сходятся все синусы затылочной части головы. Он описал также грудной проток, хотя и не знал его назначения, и оставил самые точные для своего времени описания мужских и женских половых органов.

Наиболее известны работы Герофила по исследованию пульса. Он первым определил его частоту, указал на диагностическое значение этого  параметра. Наблюдая за пульсом во время  систолы и диастолы (сокращения и  расслабления сердца), отмечая его  частоту, наполнение, ритмичность и  стабильность, он делал медицинские  заключения. Определял ритм пульсации  крови в артериях, сравнивал разные виды пульса с музыкальными ритмами, присвоил каждому типу пульса специальное  название. Одно из этих названий, «скачущий  пульс», сохранилось до наших дней.

 

Эрасистрат (Ἐρασίστρατος, 304 до н. э., Кея — 250 до н. э., Самос) — греческий врач. Был внуком Аристотеля, учеником философа-стоика Хрисиппа. Некоторое время находился при дворе Селевка Никатора в Антиохии. Потом жил на острове Самосе. Эрасистрат считается основателем особой медицинской школы, называвшейся по его имени. Из его сочинений сохранились лишь немногие отрывки, преимущественно — у Галена.

Эрасистрат занимался  он исследованием деятельности мозга  и нервной системы. Он предполагал  в теле два противоположных элемента: жизненный дух и кровь.

Эрасистрат изучал функции  органов пищеварения на живых животных и наблюдал перистальтику желудка. Утверждал, что пищеварение происходит путём механического перетирания пищи желудком. Вскрывал человеческие трупы, описал печень и желчные протоки Главной причиной болезней Эрасистрат считал излишества в пище и несварения её, которая засоряет сосуды, вследствие этого возникают воспаления, язвы и другие заболевания.

Гален (греч. Γαληνός; 129 или 131 год— около 200 или 210 года) — античный медик.

  • Описал около 300 мышц  человека.
  • Доказал, что не сердце, а голов и спинной мозг являются «средоточием движения, чувствительности и душевной деятельности».
  • Сделал вывод, что «без нерва нет ни одной части тела, ни одного движения, называемого произвольным, ни единого чувства».
  • Перерезав спинной мозг поперёк, Гален показал исчезновение чувствительности всех частей тела, лежащих ниже места разреза.
  • Доказал, что по артериям движется кровь, а не «пневма», как считалось ранее.

Создал около 400 трудов по философии, медицине и фармакологии, из которых до нас дошло около сотни. Собрал и классифицировал сведения по медицине, фармации, анатомии, физиологии и фармакологии, накопленные античной наукой.

Описал четверохолмие среднего мозга, семь пар черепномозговых нервов, блуждающий нерв; проводя опыты по перерезке спинного мозга свиней продемонстрировал функциональное различие между передними (двигательными) и задними (чувствительными) корешками спинного мозга.

На основе наблюдений отсутствия крови в левых отделах сердца убитых животных и гладиаторов создал первую в истории физиологии теорию кровообращения (по ней считалось, в частности, что артериальная и венозная кровь — жидкости суть разные, и коль первая «разносит движение, тепло и жизнь», то вторая призвана «питать органы»), просуществовавшую до открытий Андреаса Везалия и Уильяма Гарвея. Не зная о существовании малого круга кровообращения, высказал предположение, что между желудочками сердца имеется соединяющее их отверстие (основанием для подобного умозаключения, по-видимому, могло послужить анатомирование трупов недоношенных младенцев, у которых такое отверстие действительно существует).

Гален систематизировал представления  античной медицины в виде единого  учения, являвшегося теоретической  основой медицины вплоть до окончания  средневековья. Он внёс вклад в развитие библиографии в Древнем Риме. Гален  является автором двух библиографических  указателей — «О порядке собственных книг», «О собственных книгах». Первая из них является своего рода введением к собранию его сочинений с рекомендациями о том, в какой последовательности их следует читать. Во введении к второму указателю сказано о цели работы: помочь читателю отличить истинные труды Галена от тех, которые ему приписываются. В главах принята систематическая группировка трудов: работы по анатомии, терапии и прогнозу болезни, комментарии к трудам Гиппократа, работы, направленные против отдельных медицинских школ, работы по философии, по грамматике и риторике.

Положил начало фармакологии До сих пор «галеновыми препаратами» называют настойки и мази, приготовленные определёнными способами.

Лечение по Галену — правильная диета и лекарственные средства. В противоположность Гиппократу Гален утверждал, что в лекарствах растительного и животного происхождения имеются полезные и балластные вещества, то есть впервые ввёл понятие о действующих веществах. Гален лечил извлечениями из растений, широко использовал сиропы, вина, смесь уксуса и мёда и др.

Авл Корне́лий Цельс (лат. Aulus Cornelius Celsus, ок. 25 до н. э. — ок. 50 н. э.) — римский философ и врач. Оставил после себя около 20 книг по философии, риторике, праву, сельскому хозяйству, военному делу и медицине. В трудах по медицине собрал самые достоверные (на то время) знания по гигиене, диететике, терапии, хирургии и патологии. Заложил основу медицинской терминологии. Ввёл в хирургию лигатуру для перевязки кровеносных сосудов. В психиатрии известен как автор термина «делирий». Обладая обширной эрудицией, приобретённой усердным изучением греческих источников, Цельс составил обширную энциклопедию («Artes»), охватывавшую собой философию, риторику, юриспруденцию, сельское хозяйство, военное искусство и медицину. Сохранился только отдел о медицине в виде трактата в 8 книгах («De medicina»), излагающего диететику, патологию, терапию и хирургию на основании греческих источников, преимущественно Гиппократа и Асклепиада. Хирургия изложена отчасти и на основании собственной практики. Это единственное медицинское сочинение, дошедшее до нас от лучших времён римской литературы. За чистоту и изящество языка Цельса называют Цицероном среди врачей.

Римский ученый-энциклопедист, автор сочинения «Искусства» (Artes), охватывавшего сельскохозяйственные науки, медицину, военное дело, риторику, философию и юриспруденцию. Медицинский раздел О врачебном деле (De re medica) в 8 книгах – единственная сохранившаяся часть сочинения. Хотя Цельс не был практикующим врачом и его труд адресован неспециалистам, сочинение представляет большой интерес, поскольку является основным источником сведений по медицине поздней античности. Идеи, которые высказывает Цельс в таких областях, как пластическая хирургия или учение о малярии, свидетельствуют о высокой степени развития медицины в его время. В своем труде Цельс чаще всего ссылается на Асклепиада, врача из Вифинии, практиковавшего в Риме. Но Цельс был еще и большим почитателем Гиппократа и одним из первых стал популяризировать учение греческого врача среди римлян. Цельса даже называли «латинским Гиппократом». На сочинении Цельса, наряду с Гиппократовым корпусом (собранием сочинений школы Гиппократа) и трудами Галена, основываются практически все наши познания в области античной медицины. Труд Цельса был опубликован в 1478 и явился одной из первых книг по медицине в Европе. Анатомические описания Цельса кратки, но весьма внятны. Цельс был против вивисекции человека, но вскрытие трупов считал возможным. Цельс указывал, что пульс – недостаточный показатель состояния здоровья, поскольку зависит от пола, возраста и телосложения пациентов. Он отмечал, что даже временное расстройство пищеварения приводит к ослаблению пульса.

Цельс оставил превосходное описание малярии. Его мнение, что  жар вызывается предпринимаемыми природой усилиями по выведению из организма  вредоносных веществ, намного опередило  его время.

Цельс предложил литотомию (камнесечение) – операцию по раздроблению камней в мочевом пузыре. Описал пластические операции по восстановлению носа, губ и ушей. Интересовался  лечением ран, переломов, вывихов, заболеваний  костей, некрозов. Описывал фистулы, язвы, опухоли, грыжи, ампутацию конечностей  и трепанацию черепа. Перечислил методы остановки кровотечений и способы  перевязки кровеносных сосудов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Биология в  средние века.

Для средневекового мышления характерно символическое видение мира, когда природа есть ничто иное, как аллегория религиозной идеи. Учение о природе опиралось на идею миропорядка, отражающего божественный замысел. Одновременно с религиозным мировоззрением в средние века существует и наука, развитие которой зачастую затруднено, но неизбежно.

Абу́ Али́ Хусе́йн ибн  Абдалла́х ибн Си́на[1] , или Авице́нна (Афшана близ Бухары, 16 августа 980 года — Хамадан, 18 июня 1037) — средневековый персидский[2] учёный, философ и врач, представитель восточного аристотелизма. Был придворным врачом саманидских эмиров и дайлемитских султанов, некоторое время был визирем в Хамадане. Всего написал более 450 трудов в 29 областях науки, из которых до нас дошли только 274.

Субстратом любых жизненных  и психических явлений Ибн-Сина считал пневму – летучую субстанцию, зарождающуюся из четырех парообразных соков организма. «Канон медицины», «Книга исцелений» Ибн Сины наряду с изложением античных авторов содержали  оригинальные данные и умозаключения  в области медицины и биологии.

Средневековая арабская медицина наука и философия сделали важный вклад в развитие знания о жизни в VIII—XIII вв., в период так называемого золотого века ислама или исламской аграрной революции. Например, в зоологии Аль-Джахиз (781—869 гг.) уже тогда высказывал идеи об эволюции и пищевых цепях. Он же был ранним представителем географического детерминизма, философского учения о влиянии природных условий на национальный характер и развитие национальных государств. Курдский автор Аль-Динавари (828—896 гг.) считается основателем арабской ботаники Он описал более 637 видов растений и обсуждал фазы роста и развития растения. В анатомии и физиологии персидский врач Ар-Рази (865—925 гг.) экспериментально опроверг учение Галена о «четырех жизненных соках». Прославленный врач Авиценна (980—1037 гг.) в своем труде «Канон врачебной науки», до XVII в. остававшемся настольной книгой европейских медиков, ввел понятие о клинических исследованиях и фармакологии. Испанский араб Ибн Зухр (1091—1161 гг.), путём вскрытия доказал, что чесотку вызывает подкожный паразит, а также ввел экспериментальную хирургию и медицинские исследования на животных. Во время голода в Египте в 1200 г. Абд аль-Латиф аль-Багдади наблюдал и изучал строение человеческих скелетов.

stud24.ru

это наука о живой природе. История биологии. Известные ученые-биологи

Биология — это наука о живой природе, которая является отраслью одной из естественных наук. Она фокусируется на изучении живых организмов всех типов, несмотря на их величину. Наука занимается любыми формами жизни и исследует структуру, поведение, рост, происхождение и воспроизводство.

Биология - это наука о живой природе. История биологии. Известные ученые-биологи

Определение термина

Биология – это наука, которая затрагивает все физико-химические аспекты жизни. Название науки происходит от греческих слов βίος (биос) – жизнь и λόγος (логос) – учение. Предметы изучения биологии варьируются от исследования молекулярных механизмов в клетках до классификации и моделей поведения организмов, развития видов и взаимодействия между экосистемами.

Дисциплины биологии с узкой специализацией

Существует девять основных дисциплин, созданных для удобства изучения биологии. Это науки, тесно взаимосвязанные друг с другом.

Наука Предмет изучения Биохимия Знания о материальных веществах, составляющих жизненные формы Ботаника Растения, в том числе агрокультуры Клеточная биология Клетки живых существ Экология Влияние и взаимодействие организмов с окружающей средой Эволюционная биология Происхождение и разнообразие форм жизни Генетика Наследственность Молекулярная биология Молекулы Физиология Функции организмов и их частей Зоология Животные, в том числе их поведение.

Каждую из наук можно разделить на специализации и области исследования. Изучение одного конкретного вида живого существа также получили отдельные названия, к примеру, рыбы – ихтиология, птицы – орнитология, микроорганизмы – микробиология.

Биология - это наука о живой природе. История биологии. Известные ученые-биологи

Основные концепции биологии

Все дисциплины биологии можно объединить с помощью пяти основных понятий о живых существах.

  1. Клеточная теория. Подразделяется еще на три тезиса: клетка – это основная единица жизни, все живое состоит из клеток и все они возникают из ранее существовавших.
  2. Энергия. Живые существа требуют энергию, она необходима им для поддержания жизнедеятельности.
  3. Наследственность. Существующие формы жизни обладают ДНК, в которой закодирована вся генетическая информация.
  4. Гомеостаз. Это физические процессы, позволяющие сохранить сбалансированное равновесие между организмом и внешней средой.
  5. Эволюция. Это одна из главных концепций биологии, подразумевающая изменение организмов со временем. Она является причиной биологического разнообразия.
Биология - это наука о живой природе. История биологии. Известные ученые-биологи

Взаимодействие с другими науками

Углубленное изучение биологии невозможно без ее взаимодействия с другими сферами знаний. Математика, проектирование и даже социальные науки помогают охватить все аспекты в изучении жизни. Ниже несколько примеров таких наук.

  1. Биофизика играет важную роль в понимании механики биологии. Это научная сфера деятельности, где задействованы ученые со многих областей наук (математики, химии, физики, материаловедения). Она помогает понять действие сложных систем организма: мозга, кровообращения, иммунной системы и прочих.
  2. Астробиология. Согласно НАСА – это наука, исследующая развитие жизни во вселенной, включая поиск внеземной жизни.
  3. Биогеография изучает расселение жизненных форм, его причины и эволюцию видов.
  4. Биоматематика предполагает создание математических моделей для лучшего понимания закономерностей в мире биологии.
  5. Биоинженерия — это применение технических принципов анализа и проектирования в биологии и наоборот. Результатами работы являются, например, новые медицинские технологии визуализации, портативные диагностические устройства, различные имплантаты и протезы.
  6. Биосоциология изучает влияние взаимодействующих социальных и биологических факторов на поведение человека.
Биология - это наука о живой природе. История биологии. Известные ученые-биологи

Исторические сведения

История биологии имеет очень глубокие корни. Еще древние люди изучали животных, на которых охотились; знали, где найти растения, которые использовали в пищу. Изобретения в медицине и сельском хозяйстве были большими достижениями ранних цивилизаций Месопотамии, Китая и Египта.

Позднее появляются первые ученые-биологи. Аристотель считается первым, кто занимался зоологией с научной точки зрения. В 300 году до н. э. его ученик Теофраст написал ботанический текст о жизненном цикле, структуре и использовании растений. Римский врач Гален использовал свой медицинский опыт для предоставления неотложной помощи гладиаторам на арене, а после писал детализированные тексты о хирургических процедурах.

Во времена Возрождения при вскрытиях тела присутствовал Леонардо да Винчи. На основе увиденного, он рисовал подробные анатомические рисунки, которые и сегодня считаются превосходными.

После изобретения печатного станка появляется первая иллюстрированная книга по биологии. Это ботанический текст, написанный немецким ботаником Леонардом Фучем в 1542 году.

Новый мир для ученых открывает изобретение микроскопа. В 1665 году Роберт Гук использует очень просто сконструированный микроскоп, чтобы исследовать тонкий срез пробки. Он открывает отдельные прямоугольные единицы, названные им клетками. В XVII столетии английский врач Уильям Харви первым описывает полное движение крови по человеческому телу – кровообращение.

Биология - это наука о живой природе. История биологии. Известные ученые-биологи

Наука в XX и XXI столетиях

Эти столетия станут известны как начало «биологической революции». Открытие и исследование в 1953 году структуры ДНК позволит расширить области изучения биологии. Изменится медицина, благодаря разработке принципиально новых методов лечения, адаптированных к генетическому коду пациента. Возникнет синтез биологии и технологий, что отразится на хирургических операциях и возможностях протезирования.

Экономика становится все более зависимой от рационального управления экологическими ресурсами, балансируя между нуждами человека и необходимостью восстановления запасов. Мы пытаемся найти способы для производства достаточного количества продовольствия, для спасения исчезающих или восстановления уже исчезнувших видов. У современной биологии еще множество целей и новых возможностей.

Известные ученые-биологи и их открытия

Исследователи из университетов, научных центров и лабораторий по всему миру в течении многих лет изучают миллионы образцов. Они оценивают полученные результаты, а на основании сделанных выводов продолжают исследования, надеясь найти ключ к тайнам человеческого тела. Это может быть как лекарство от рака, так и средство для продления жизни.

Биология - это наука о живой природе. История биологии. Известные ученые-биологи

В истории биологии среди выдающихся ученых:

  1. Аристотель. Был первым, кто открыл родство видов и упорядочил их, опираясь на эту информацию.
  2. Гален. Известен применением медицинских экспериментов. Оказал большое влияние на развитие многих областей медицины: анатомии, патологии, неврологии и физиологии.
  3. Антони ван Левенгук – «отец» микробиологии. Произвел революцию в технике изобретения мощных линз. Среди его открытий: бактерии, вакуоли клеток и поперечно-полосатый рисунок мышечных волокон.
  4. Роберт Гук. Известен открытием клетки. Благодаря ему мы знаем, что клетки – это строительные блоки всей жизни.
  5. Карл Линней. Основатель современной таксономии. Он придумал систему присвоения имен, ранжирования и классификации организмов, которую используют сегодня. Благодаря изучению обширной коллекции образцов, Линней изобрел способ группировки и обозначения видов. Он разделил все живые существа на три царства: животных, растений и минералов, подразделяя их на классы, затем подклассы и виды.
  6. Чарльз Дарвин. Известен теорией эволюции. Он установил, что все виды жизни появились со временем от одного общего предка, а новые виды существуют благодаря процессу естественного отбора.
  7. Грегор Мендель. Основоположник современной генетики. Ученый использовал горох, чтобы обнаружить и продемонстрировать законы генетического наследования, ввел термин доминантных и рецессивных генов.
  8. Альфред Рассел Уоллес. Известен линией Уоллеса – географическая черта, обозначающая переходную зону между фаунами Азии и Австралии. Также изучал теорию эволюции.
  9. Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон. Известны обнаружением структуры ДНК, получили медицинскую Нобелевскую премию с этим открытием. Их модель двойной спирали объясняет, как повторяется ДНК и как передается и кодируется наследственная информация.
  10. Кэйт Кэмпбелл и Ян Уилмут. Первые ученые, которые клонировали млекопитающее. Пара создала клон овечки Долли, используя клетку взрослой овцы и процесс переноса ядра.

www.nastroy.net

Русские ученые-биологи и их открытия

Русские ученые-биологи внесли большой вклад в мировую науку. В этой статье мы расскажем об основных именах, которые следует знать каждому человеку, интересующемуся животным и растительным миром. Русские ученые-биологи, с биографиями и достижениями которых вы познакомитесь, вдохновляют молодое поколение на изучение этой интересной науки.

Иван Петрович Павлов

русские ученые биологи

Этот человек в советское время не нуждался в представлении. Однако сейчас уже не все могут сказать, что Павлов Иван Петрович (годы жизни - 1849-1936) создал учение о высшей нервной деятельности. Кроме того, он написал ряд трудов по физиологии пищеварения и кровообращения. Он первым из русских ученых получил Нобелевскую премию за достижения в области механизмов пищеварения.

Эксперименты на собаках

Многие помнят его эксперименты на собаках. На эту тему созданы бесчисленные карикатуры и анекдоты как в нашей стране, так и за рубежом. Каждый раз, когда говорят об инстинктах, вспоминают собаку Павлова.

Павлов Иван Петрович уже в 1890 г. начал заниматься экспериментами на этих животных. Он использовал хирургические методы для выведения наружу концов пищевода собак. Когда животное начинало есть, пища в желудок не попадала, однако желудочный сок из созданной фистулы все-таки выделялся.

Со временем эксперименты Павлова усложнялись. Он приучил собак отвечать определенным образом на внешние раздражители, в частности на колокольчик звонка, который оповещал о скорой кормежке. Благодаря этому у животного вырабатывался условный рефлекс: сразу после звонка появляется пища. Еще не видя еды, собаки начинали выделять из фистул желудочный сок.

Особенность методики Павлова

Особенность методики Павлова состояла в том, что он связывал с психическими процессами физиологическую деятельность. Результаты множества исследований подтвердили существование этой связи. Работы Павлова, описывающие механизм, с помощью которого происходит пищеварение, стали толчком к появлению нового направления в науке - физиологии высшей нервной деятельности. Иван Петрович более 35 лет своей жизни посвятил именно этой области.

Происхождение, обучение

Будущий ученый родился в Рязани 14 сентября 1849 г. Его предки по материнской и отцовской линиям являлись священнослужителями, посвятили свою жизнь Русской православной церкви. Павлов окончил рязанское духовное училище в 1864 году, после чего поступил в духовную семинарию этого же города, о которой в дальнейшем отзывался с большой теплотой. Когда он был на последнем курсе, то прочитал труд Сеченова "Рефлексы головного мозга". Он перевернул его дальнейшую жизнь.

Достижения Павлова

Свой первый труд он издал в 1923 году, а в 1926-м правительство СССР построило под Ленинградом Биологическую станцию. Здесь Павлов начал свои исследования в области нервной деятельности и генетики поведения высших обезьян (антропоидов). Кроме того, он работал в психиатрических клиниках.

Следует отметить, что Павлову в сфере познания работы мозга принадлежит чуть ли не самый большой вклад за всю историю. Использование научных методов этого ученого позволило науке понять многое о душевных заболеваниях, а также наметить пути их лечения. Академик, располагая поддержкой правительства СССР, имел доступ к ресурсам, необходимым для исследования. Это позволило ему совершить революционные открытия.

Илья Ильич Мечников

павлов иван петрович

Великие русские ученые-биологи с мировым именем - это Иван Петрович Павлов и Илья Ильич Мечников. О первом из них мы уже рассказали. Познакомим читателя и со вторым.

Мечников Илья Ильич (годы жизни - 1845-1916) - известный русский микробиолог, а также патолог. В 1908 году он был удостоен Нобелевской премии по медицине и физиологии (совместно с П. Эрлихом). Эту престижную награду Мечников получил за достижения в области природы иммунитета.

Будущий ученый родился в селе, находящемся близ Харькова, 3 мая 1845 года. В 1864 году Мечников Илья Ильич окончил обучение в Харьковском университете, после чего стажировался на кафедрах вузов Мюнхена, Геттингена и Гисена. Мечников также ездил в Италию, где изучал эмбриологию. Он защитил в 1868 году докторскую диссертацию. С 1870 по 1882 год ученый работал в Одессе. Здесь, в Новороссийском университете, он был профессором зоологии. Ученый успешно сочетал с научной работой преподавательскую деятельность. В 1886 году вместе с Н.Ф. Гамалеей он организовал бактериологическую станцию, первую в России. Ученый переехал в Париж в 1887 году, а через год по приглашению Л. Пастера начал работать в его институте, где возглавлял лабораторию. С 1905 года Илья Ильич Мечников был заместителем директора этого учебного заведения.

Первые труды Ильи Ильича написаны на тему зоологии беспозвоночных (кишечнополостных и губок), а также эволюционной эмбриологии. Ему принадлежит теория фагоцителлы (происхождения многоклеточных организмов). Ученый открыл явление фагоцитоза, которое представляет собой поглощение живых клеток и частиц одноклеточными организмами или фагоцитами - особыми клетками, к которым относятся, к примеру, некоторые виды лейкоцитов. Основываясь на данной теории, Мечников разработал и другую - сравнительной патологии воспаления.

Существует множество работ, написанных Ильей Ильичом по бактериологии. Он ставил опыты на самом себе, в результате которых доказал, что холерный вибрион является возбудителем азиатской холеры. Умер Илья Ильич 2 июля 1916 года в Париже.

Какие еще русские ученые-биологи достойны внимания? Предлагаем познакомиться с еще одним из них.

Александр Онуфриевич Ковалевский

мечников илья ильич

Это еще один великий русский ученый, имя которого нельзя не упомянуть. Ковалевский был зоологом, работал в Императорской академии наук ординарным академиком.

Родился Ковалевский Александр Онуфриевич в 1840 году, 19 ноября. Он получил начальное образование дома, а затем продолжил обучение в корпусе инженеров путей сообщения. Александр Онуфриевич вышел оттуда в 1859 году и поступил в Петербургский университет (отделение естественных наук). В период с 1860 по 1862 год Ковалевский занимался у Бронна, Кариуса и Бунзена в Гейдельберге, а затем у Лейдига, Квенштета, Лушки и Моля в Тюбингене.

В 1862 году Ковалевский Александр Онуфриевич окончил обучение в Петербургском университете, после чего последовала защита магистерской и докторской диссертации. В 1868 году Ковалевский стал профессором зоологии. В это время он работал в Казанском университете.

К периоду с 1870 по 1873 год относится поездка в Алжир и на Красное море с научной целью. В 1890 году, после другого заграничного путешествия, он был избран членом Императорской академии наук, а также получил звание ординарного академика. В 1891 году он занял кафедру гистологии в своем родном Петербургском университете.

Большая часть работ этого ученого посвящена эмбриологии, в особенности беспозвоночных. Проведенные им в 1860-х годах исследования открыли зародышевые пласты у этих организмов. Исследования Ковалевского в последние годы были посвящены в основном определению фагоцитарных и выделительных органов у беспозвоночных.

Николай Иванович Вавилов

ковалевский александр онуфриевич

Этому человеку принадлежит учение об иммунитете растений, а также об их происхождении из мировых центров. Вавилов Николай Иванович открыл закон о наследственном изменении организмов и о гомологических рядах. Этот человек внес большую лепту в изучение биологических видов. Он создал самую внушительную коллекцию семян различных культурных растений в мире. Это еще один ученый, имя которого прославило нашу страну.

Происхождение Вавилова

Вавилов Николай Иванович родился в Москве 25 ноября 1887 года в семье купца второй гильдии и общественного деятеля Вавилова Ивана Ильича. Этот человек был выходцем из крестьян. До революции 1917 года он работал в должности директора фирмы "Удалов и Вавилов", занимавшейся мануфактурой. Постникова Александра Михайловна, мать ученого, была из семьи художника-резчика. Всего в семье Ивана Ильича было 7 детей, однако трое из них умерли еще в детстве.

Учеба и преподавательская деятельность

Начальное образование Николай Иванович получил в коммерческом училище, а затем стал учиться в Московском сельскохозяйственном институте. Он закончил его в 1911 году, после чего остался работать в институте на кафедре частного земледелия. Вавилов в 1917 году стал читать лекции в Саратовском университете, а с 1921 года работал в Петрограде. Всесоюзный Институт Растениеводства Николай Иванович возглавлял до 1940 года. Опираясь на проведенные в 1919-20 годах исследования, он описал все культурные растения Поволжья и Заволжья.

Экспедиции Вавилова

Николай Вавилов 20 лет (с 1920 по 1940 год) руководил экспедициями по изучению растительности Средней Азии, Средиземноморья и др. С одной из них он побывал в 1924 году в Афганистане. Полученные материалы позволили ученому определить происхождение и распространение культурных растений. Это значительно облегчило дальнейшую работу ботаников и селекционеров. Коллекция растений, собранная исследователем, включает в себя более 300 тыс. образцов. Она хранится в ВИР.

Последние годы жизни

биологи россии

Вавилов в 1926 году получил премию Ленина за работы, посвященные иммунитету, происхождению культурных видов растений, а также за закон гомологических рядов, открытый им. Он получил целый ряд наград и несколько медалей. Однако против ученого развернулась кампания, развязанная его учеником Т.Д. Лысенко и поддержанная партийными идеологами. Она была направлена против исследований в области генетики. В 1940 году в результате этого была прекращена ученая деятельность Вавилова. Его обвинили во вредительстве и арестовали. Великому ученому была уготована нелегкая судьба в последние годы. Он скончался в тюрьме Саратова от голода в 1943 году.

Реабилитация ученого

11 месяцев продолжалось следствие против него. За это время Вавилова более 400 раз вызывали на допросы. Николаю Ивановичу после смерти отказали даже в отдельной могиле. Он был похоронен вместе с другими заключенными. Вавилов в 1955 году был реабилитирован, все обвинения в деятельности, направленной против революции, были сняты. Его имя наконец было восстановлено в Академии наук СССР.

Александр Леонидович Верещака

Современные русские ученые-биологи подают большие надежды. В частности, А.Л. Верещака, которому принадлежит множество достижений. Он родился в Химках 16 июля 1965 года. Верещака - русский океанолог, профессор, доктор биологических наук, а также член-корреспондент РАН.

В 1987 году он завершил обучение в МГУ, на биологическом факультете. В 1990 году ученый стал доктором, в 1999 - профессором МИИГАик, а с 2007 года возглавил лабораторию, принадлежащую Институту океанологии РАН, находящемуся в Москве.

Верещака Александр Леонидович является специалистом в области океанологии и геоэкологии. Ему принадлежит около 100 научных работ. Основные его достижения связаны с применением современных методов в области океанологии и геоэкологии, таких как глубоководные обитаемые аппараты "Мир" (более 20 погружений, 11 экспедиций).

Верещака является создателем модели гидротермальной системы (трехмерной). Он разработал концепцию пограничной экосистемы (бентопелигиали), населенной специфической фауной и связанной с придонным слоем. В сотрудничестве с коллегами из других стран он создал методику определения роли морской нано- и микробиоты (прокариот, архей и эукариот) с использованием современных достижений молекулярной генетики. Ему принадлежит открытие и описание двух семейств креветок, а также более 50 видов и родов ракообразных.

Розенберг Геннадий Самуилович

вавилов николай иванович

Ученый родился в Уфе в 1949 году. Он начал свою карьеру инженером, однако вскоре начал заведовать лабораторией, находящейся при Институте биологии башкирского отделения Академии наук. Геннадий Самуилович Розенберг переехал в Тольятти в 1987 году, где работал главным научным сотрудником в институте экологии Волжского бассейна. В 1991 году ученый возглавил этот институт.

Ему принадлежит разработка методов анализа динамики и структуры экосистем. Он создал также систему для анализа экологии крупных регионов.

Ильин Юрий Викторович

Этот ученый родился в Асбесте 21 декабря 1941 г. Он является молекулярным биологом, а с 1992 года и академиком РАН. Достижения его велики, поэтому ученый достоен более подробного рассказа о нем.

Юрий Викторович Ильин специализируется на молекулярной генетике и молекулярной биологии. В 1976 году ученый осуществил клонирование дисперсированных мобильных генов, которые являются эукариотическими генами нового типа. Значение этого открытия было очень велико. Это были первые подвижные гены у животных, которые удалось обнаружить. После этого ученый начал изучать мобильные элементы эукариотов. Он создал теорию о роли дисперсированных мобильных генов в эволюции, мутагенезе и канцерогенезе.

Зинаида Сергеевна Донец

великие русские ученые биологи

Великие биологи России - это не только мужчины. Следует рассказать и о таком ученом, как Зинаида Сергеевна Донец. Она является доктором наук, профессором зоологии и экологии Ярославского государственного университета.

В 1953 г. Донец Зинаида Сергеевна окончила обучение в Киевском государственном университете, через некоторое время защитила кандидатскую и докторскую диссертацию. С 1978 года она работает в Ярославском государственном университете. Зинаида Сергеевна вела работу по исследованию экологии и фауны паразитов рыб бассейна Волги. Ей принадлежит более 100 публикаций в различных научных журналах.

Конечно, есть и другие ученые-биологи нашей страны, достойные внимания. Мы рассказали лишь о крупнейших исследователях и достижениях, которые полезно запомнить.

fb.ru

это наука о живой природе. История биологии. Известные ученые-биологи :: SYL.ru

Биология — это наука о живой природе, которая является отраслью одной из естественных наук. Она фокусируется на изучении живых организмов всех типов, несмотря на их величину. Наука занимается любыми формами жизни и исследует структуру, поведение, рост, происхождение и воспроизводство.

Определение термина

Биология – это наука, которая затрагивает все физико-химические аспекты жизни. Название науки происходит от греческих слов βίος (биос) – жизнь и λόγος (логос) – учение. Предметы изучения биологии варьируются от исследования молекулярных механизмов в клетках до классификации и моделей поведения организмов, развития видов и взаимодействия между экосистемами.

Дисциплины биологии с узкой специализацией

Существует девять основных дисциплин, созданных для удобства изучения биологии. Это науки, тесно взаимосвязанные друг с другом.

Наука

Предмет изучения

Биохимия

Знания о материальных веществах, составляющих жизненные формы

Ботаника

Растения, в том числе агрокультуры

Клеточная биология

Клетки живых существ

Экология

Влияние и взаимодействие организмов с окружающей средой

Эволюционная биология

Происхождение и разнообразие форм жизни

Генетика

Наследственность

Молекулярная биология

Молекулы

Физиология

Функции организмов и их частей

Зоология

Животные, в том числе их поведение.

Каждую из наук можно разделить на специализации и области исследования. Изучение одного конкретного вида живого существа также получили отдельные названия, к примеру, рыбы – ихтиология, птицы – орнитология, микроорганизмы – микробиология.

Основные концепции биологии

Все дисциплины биологии можно объединить с помощью пяти основных понятий о живых существах.

  1. Клеточная теория. Подразделяется еще на три тезиса: клетка – это основная единица жизни, все живое состоит из клеток и все они возникают из ранее существовавших.
  2. Энергия. Живые существа требуют энергию, она необходима им для поддержания жизнедеятельности.
  3. Наследственность. Существующие формы жизни обладают ДНК, в которой закодирована вся генетическая информация.
  4. Гомеостаз. Это физические процессы, позволяющие сохранить сбалансированное равновесие между организмом и внешней средой.
  5. Эволюция. Это одна из главных концепций биологии, подразумевающая изменение организмов со временем. Она является причиной биологического разнообразия.

Взаимодействие с другими науками

Углубленное изучение биологии невозможно без ее взаимодействия с другими сферами знаний. Математика, проектирование и даже социальные науки помогают охватить все аспекты в изучении жизни. Ниже несколько примеров таких наук.

  1. Биофизика играет важную роль в понимании механики биологии. Это научная сфера деятельности, где задействованы ученые со многих областей наук (математики, химии, физики, материаловедения). Она помогает понять действие сложных систем организма: мозга, кровообращения, иммунной системы и прочих.
  2. Астробиология. Согласно НАСА – это наука, исследующая развитие жизни во вселенной, включая поиск внеземной жизни.
  3. Биогеография изучает расселение жизненных форм, его причины и эволюцию видов.
  4. Биоматематика предполагает создание математических моделей для лучшего понимания закономерностей в мире биологии.
  5. Биоинженерия — это применение технических принципов анализа и проектирования в биологии и наоборот. Результатами работы являются, например, новые медицинские технологии визуализации, портативные диагностические устройства, различные имплантаты и протезы.
  6. Биосоциология изучает влияние взаимодействующих социальных и биологических факторов на поведение человека.

Исторические сведения

История биологии имеет очень глубокие корни. Еще древние люди изучали животных, на которых охотились; знали, где найти растения, которые использовали в пищу. Изобретения в медицине и сельском хозяйстве были большими достижениями ранних цивилизаций Месопотамии, Китая и Египта.

Позднее появляются первые ученые-биологи. Аристотель считается первым, кто занимался зоологией с научной точки зрения. В 300 году до н. э. его ученик Теофраст написал ботанический текст о жизненном цикле, структуре и использовании растений. Римский врач Гален использовал свой медицинский опыт для предоставления неотложной помощи гладиаторам на арене, а после писал детализированные тексты о хирургических процедурах.

Во времена Возрождения при вскрытиях тела присутствовал Леонардо да Винчи. На основе увиденного, он рисовал подробные анатомические рисунки, которые и сегодня считаются превосходными.

После изобретения печатного станка появляется первая иллюстрированная книга по биологии. Это ботанический текст, написанный немецким ботаником Леонардом Фучем в 1542 году.

Новый мир для ученых открывает изобретение микроскопа. В 1665 году Роберт Гук использует очень просто сконструированный микроскоп, чтобы исследовать тонкий срез пробки. Он открывает отдельные прямоугольные единицы, названные им клетками. В XVII столетии английский врач Уильям Харви первым описывает полное движение крови по человеческому телу – кровообращение.

Наука в XX и XXI столетиях

Эти столетия станут известны как начало «биологической революции». Открытие и исследование в 1953 году структуры ДНК позволит расширить области изучения биологии. Изменится медицина, благодаря разработке принципиально новых методов лечения, адаптированных к генетическому коду пациента. Возникнет синтез биологии и технологий, что отразится на хирургических операциях и возможностях протезирования.

Экономика становится все более зависимой от рационального управления экологическими ресурсами, балансируя между нуждами человека и необходимостью восстановления запасов. Мы пытаемся найти способы для производства достаточного количества продовольствия, для спасения исчезающих или восстановления уже исчезнувших видов. У современной биологии еще множество целей и новых возможностей.

Известные ученые-биологи и их открытия

Исследователи из университетов, научных центров и лабораторий по всему миру в течении многих лет изучают миллионы образцов. Они оценивают полученные результаты, а на основании сделанных выводов продолжают исследования, надеясь найти ключ к тайнам человеческого тела. Это может быть как лекарство от рака, так и средство для продления жизни.

В истории биологии среди выдающихся ученых:

  1. Аристотель. Был первым, кто открыл родство видов и упорядочил их, опираясь на эту информацию.
  2. Гален. Известен применением медицинских экспериментов. Оказал большое влияние на развитие многих областей медицины: анатомии, патологии, неврологии и физиологии.
  3. Антони ван Левенгук – «отец» микробиологии. Произвел революцию в технике изобретения мощных линз. Среди его открытий: бактерии, вакуоли клеток и поперечно-полосатый рисунок мышечных волокон.
  4. Роберт Гук. Известен открытием клетки. Благодаря ему мы знаем, что клетки – это строительные блоки всей жизни.
  5. Карл Линней. Основатель современной таксономии. Он придумал систему присвоения имен, ранжирования и классификации организмов, которую используют сегодня. Благодаря изучению обширной коллекции образцов, Линней изобрел способ группировки и обозначения видов. Он разделил все живые существа на три царства: животных, растений и минералов, подразделяя их на классы, затем подклассы и виды.
  6. Чарльз Дарвин. Известен теорией эволюции. Он установил, что все виды жизни появились со временем от одного общего предка, а новые виды существуют благодаря процессу естественного отбора.
  7. Грегор Мендель. Основоположник современной генетики. Ученый использовал горох, чтобы обнаружить и продемонстрировать законы генетического наследования, ввел термин доминантных и рецессивных генов.
  8. Альфред Рассел Уоллес. Известен линией Уоллеса – географическая черта, обозначающая переходную зону между фаунами Азии и Австралии. Также изучал теорию эволюции.
  9. Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон. Известны обнаружением структуры ДНК, получили медицинскую Нобелевскую премию с этим открытием. Их модель двойной спирали объясняет, как повторяется ДНК и как передается и кодируется наследственная информация.
  10. Кэйт Кэмпбелл и Ян Уилмут. Первые ученые, которые клонировали млекопитающее. Пара создала клон овечки Долли, используя клетку взрослой овцы и процесс переноса ядра.

www.syl.ru

Краткая история развития биологии. Биологические науки



1. Что изучает биология?

Ответ. Биология – это комплексная наука, изучающая все проявления жизни, строение, функции и происхождение живых организмов, их взаимоотношения в природных сообществах со средой обитания и другими живыми организмами.

2. Какие биологические науки вам известны?

Ответ. Биология – это совокупность наук о живой природе. Ввиду многообразия направлений изучения жизни, в области биологии выделился ряд самостоятельных наук: ботаника, зоология, цитология, гистология, физиология, экология, эволюционное учение, генетика, эмбриология, молекулярная биология и др.

Биологию подразделяют на отдельные науки по предмету изучения. Так, существуют микробиология, изучающая мир микроорганизмов (бактериология – наука о бактериях; вирусология – наука о вирусах), ботаника, исследующая строение и жизнедеятельность растений; зоология, предметом которой являются животные и т. д. Большинство из них являются комплексными и, в свою очередь, разделяются на более узкие дисциплины. Например, зоология включает протозоологию – науку о простейших, гельминтологию – о паразитических червях, энтомологию – о насекомых, малакологию – о моллюсках; батрахологию – о земноводных, герпетологию – о пресмыкающихся, орнитологию – о птицах, териологию (маммологию) – о млекопитающих и др.

Науки, изучающие различные группы организмов, разделяются на морфологические (греч. morphe – форма) дисциплины, исследующие форму и строение организмов, к которым относятся цитология, гистология, анатомия и науки, изучающие функции живых существ – комплекс физиологических дисциплин. Анатомия изучает внутреннее строение организмов.

Вместе с тем выделились и развиваются области биологии, изучающие особые свойства живых организмов: например, пути превращения органических молекул изучает биохимия.

Многообразие организмов, распределение их по группам изучает систематика, закономерности индивидуального развития – биология развития, историческое развитие жизни - эволюционное учение, законы наследственности и изменчивости – генетика. Филогенетика – раздел биологии, изучающий происхождение и историческую преемственность организмов. Взаимоотношения организмов и популяций с условиями среды являются объектом изучения экологии.

3. Каких ученых-биологов вы знаете?

Ответ. Биология сформировалась в качестве самостоятельной научной дисциплины об общих свойствах живого лишь в XIX веке. В связи с проблематизацией понятия жизни и определением фундаментального различия между неживыми и живыми природными телами. Между тем, знания о живой природе начали складываться задолго до этого, во времена античности, Средним веках в эпоху Возрождения начале Нового Времени.

Собственно слово биология лишь в XIX веке стало использоваться для обозначения науки о живом. Многих ученых прошлого, кого мы сейчас называем биологами, при жизни называли знатоками естественной истории, врачами, естествоиспытателями, натуралистами. В частности, Грегор Мендель — был монахом и настоятелем монастыря, Карл Линней — врачом, Луи Пастер — химиком, а Чарлз Дарвин — просто состоятельным джентльменом.

Наиболее известные ученые прошлого:

• Александр Флеминг (1881—1955), — шотландский бактериолог, открыл лизоцим — фермент, убивающий некоторые бактерии и не причиняющий вреда здоровым тканям. Был удостоен 25 почетных степеней.

• Антони ван Левенгук (1632—1723), — нидерландский натуралист. Он первый подметил, как кровь движется в мельчайших кровеносных сосудах — капиллярах. Он впервые увидел микробы и сперматозоиды.

• Грегор Мендель (1822—1884), — австрийский биолог и ботаник. Основоположник науки о наследственности. Работа исследователя послужила началом новой науки, которую несколько позже назвали генетикой.

• Жан Батист Ламарк (1744—1829), — французский учёный-естествоиспытатель. Он первый, за полвека до Дарвина, предложил теорию о естественном возникновении и развитии органического мира.

• Жорж Кювье (1769—1832), — французский биолог, зоолог, естествоиспытатель, натуралист, один из первых историков естественных наук. Создал палеонтологию и сравнительную анатомию животных.

• Карл Линней (1707—1783), — знаменитый шведский естествоиспытатель. Предложил бинарную номенклатуру — систему научного наименования растений и животных. Разделил все растения на 24 класса, выделив отдельные роды и виды.

• Чарльз Дарвин (1809—1882), — английский натуралист и путешественник. Ему удалось решить величайшую проблему биологии: вопрос о происхождении видов. Дарвин также создал оригинальную теорию развития органического мира.

Вопросы после §1

1. Какие направления в развитии биологии вы можете выделить?

Ответ. В настоящее время условно можно выделить три направления в биологии Во-первых, это классическая биология. Её представляют учёные-натуралисты, изучающие многообразие живой природы. Они объективно наблюдают и анализируют всё, что происходит в живой природе, изучают живые организмы и классифицируют их. Второе направление – это эволюционная биология. В XIX в. автор теории естественного отбора Чарлз Дарвин начинал как обычный натуралист: он коллекционировал, наблюдал, описывал, путешествовал, раскрывая тайны живой природы. Однако основным результатом его работы, сделавшим его известным учёным, стала теория, объясняющая органическое разнообразие. Третье направление – физико-химическая биология, исследующая строение живых объектов при помощи современных физических и химических методов. Это быстро развивающееся направление биологии, важное как в теоретическом, так и в практическом отношении. Можно с уверенностью говорить, что в физико-химической биологии нас ждут новые открытия, которые позволят решить многие проблемы, стоящие перед человечеством.

2. Какие ученые древности внесли заметный вклад в развитие биологических знаний?

Ответ. Современная биология уходит корнями в древность и связана с развитием цивилизации в странах Средиземноморья. Нам известны имена многих выдающихся учёных, внёсших вклад в развитие биологии. Назовём лишь некоторых из них.

Гиппократ (460 – ок. 370 до н. э.) дал первое относительно подробное описание строения человека и животных, указал на роль среды и наследственности в возникновении болезней. Его считают основоположником медицины.

Аристотель (384–322 до н. э.) делил окружающий мир на четыре царства: неодушевлённый мир земли, воды и воздуха; мир растений; мир животных и мир человека. Он описал многих животных, положил начало систематике. В написанных им четырёх биологических трактатах содержались практически все известные к тому времени сведения о животных. Заслуги Аристотеля настолько велики, что его считают основоположником зоологии.

Теофраст (372–287 до н. э.) изучал растения. Им описано более 500 видов растений, даны сведения о строении и размножении многих из них, введены в употребление многие ботанические термины. Его считают основоположником ботаники.

Гай Плиний Старший (23–79) собрал известные к тому времени сведения о живых организмах и написал 37 томов энциклопедии «Естественная история». Почти до Средневековья эта энциклопедия была главным источником знаний о природе.

Клавдий Гален (ок. 130 – ок. 200) в своих научных исследованиях широко использовал вскрытия млекопитающих. Он первым сделал сравнительно-анатомическое описание человека и обезьяны. Изучал центральную и периферическую нервную систему. Историки науки считают его последним великим биологом древности.

3. Почему в Средние века о биологии как науке можно было говорить лишь условно?

Ответ. В Средние века господствующей идеологией была религия. Подобно другим наукам, биология в этот период ещё не выделилась в самостоятельную область и существовала в общем русле религиозно-философских взглядов. И хотя накопление знаний о живых организмах продолжалось, о биологии как науке в тот период можно говорить лишь условно.

4. Почему современную биологию считают комплексной наукой?

Ответ. Отражая живую природу и человека как её часть, биология приобретает всё большее значение в научно-техническом прогрессе, становясь производительной силой. Биология создаёт новую технологию – биологическую, которая должна стать основой нового индустриального общества. Биологические знания должны способствовать формированию биологического мышления и экологической культуры у каждого члена общества, без чего дальнейшее развитие человеческой цивилизации невозможно. В 40–50-е годы XX в. в биологии стали широко использоваться идеи и методы физики, химии, математики, кибернетики и других наук, а в качестве объектов исследования – микроорганизмы. В результате возникли и стали бурно развиваться как самостоятельные науки биофизика, биохимия, молекулярная биология, радиационная биология, бионика и др. Исследования в космосе способствовали зарождению и развитию космической биологии. В настоящее время биологические знания используются во всех сферах человеческой деятельности: в промышленности и сельском хозяйстве, медицине и энергетике.

5. Какова роль биологии в современном обществе?

Ответ. Чрезвычайно важное значение имеют экологические исследования. Мы, наконец, стали осознавать, что хрупкое равновесие, существующее на нашей маленькой планете, легко разрушить. Перед человечеством встала грандиозная задача – сохранение биосферы с целью поддержания условий существования и развития цивилизации. Без биологических знаний и специальных исследований решить её невозможно. Таким образом, в настоящее время биология стала реальной производительной силой и рациональной научной основой отношений между человеком и природой.

resheba.com

Великие открытия в биологии | Интересник

Клеточное ядро

1831 год. Роберт Броун, натуралист из Англии изучал образцы растений, добытых им во время поездки в Австралию. Броун умел обращать внимание на детали, больше всего его интересовали клетки растений. Изучая их под микроскопом, он заметил кое-что интересное: у каждой клетки была похожая структура – круговая, непрозрачная. Он назвал это ядром.

Когда о работе Броуна узнал немецкий физиолог Теодор Шванн, то начал искать схожую структуру клеток в головастиках и нашел ее: у каждой клетки головастика было ядро. Открытие было революционным. У них появилось подтверждение, что все живое взаимосвязано. В своей книге Шванн описывает разные типы клеток разных организмов и определяет их по наличию ядра в клетке.

Понимание того, что есть общее в структуре всех организмов, не только в растениях, но и в животных организмах, объединило животный и растительный миры.

Археи

Более ста лет после открытия ядра клетки считалось, что на Земле существует два типа форм жизни: бактерии и все остальное. Бактерии считались прокариотами – простейшими одноклеточными организмами, ДНК которых находится не в ядре клетки, а на ее стенках. Все остальные формы жизни считались эукариотами, ДНК клеток находится в самом ядре.

Но такая простая классификация была ошибочной. В 1977 году биолог Карл Везе (Carl Woese) изучал бактерии, выделяющие метан, и обнаружил, что они отличались от остальных бактерий. Стенка клетки была уникальной, она создавала необычные энзимы. Вдобавок, такую генетическую последовательность он раньше не встречал.

Наступил момент открытия. Карл Везе обнаружил третью форму жизни – группа одноклеточных организмов, которых он назвал археи. Это был большой прорыв, потому что вся микробиология изначально строилась на том, что все бактерии одинаковы в своей сущности, в своем происхождении и структуре клеток. В это свято верил каждый микробиолог, и это оказалось неправдой.

Карл обнаружил форму жизни, способную выжить в любой точке планеты, включая самую агрессивную среду. Некоторые археи живут на гидротермальных выбросах на дне океана, температура здесь меняется каждый сантиметр – от отрицательной до испепеляющих 400 °С. Археи обнаружены в земле на глубине нескольких километров, выживающие в кислотных озерах, где плавятся даже минералы и железо.

Сейчас некоторые биологи полагают, что архея – прародитель современных эукариотов, включая людей.

Сначала об этом написали в «Нью-Йорк Тайм», потом новость подхватили другие газеты, потом рассказали на телевидении. Однажды Карл вышел из дома и сказал себе: «сегодня мир принадлежит мне!».

Митоз

В сравнении с веком человечества эти открытия произошли недавно: клетки, ядра клетки у животных и растений. Спустя 30 лет или около того мы научились видеть деление клеток.

Деление клетки – процесс, который клетка животного или растения проходит для того, чтобы продублировать себя. И хотя ученым было уже известно о процессе деления клетки, первым объяснил и опубликовал это немецкий зоолог Уолтер Флеминг.

Его книга вышла в свет в 1881 году, она сыграла огромную роль в истории клеточной биологии, потому что Флеминг смог описать клеточное деление в том виде, в каком оно было приемлемо для современного журнала.

Флеминг детально изучил процесс деления клеток. Он воспользовался новейшим мощным микроскопом и техникой окрашивания. С такими новшествами он сумел определить структуры, которые назвали хромосомами, а позднее были признаны его открытием.

Во время клеточного деления хромосомы проходят через динамическое изменение, они делятся на две одинаковые части – по одной на каждую новую клетку. Флеминг назвал этот процесс митозом.

Деление хромосом во время митоза было грандиозным открытием. Ученые, наконец, стали понимать, как одна клетка может превратиться в сложнейший организм, состоящий из множества взаимодействующих клеток.

Мейоз

Примерно в то время, когда Уолтер Флеминг изучал клеточное деление, ученым уже было известно, что оплодотворение происходит за счет объединения разнополых клеток – сперматозоида и яйцеклетки. Чего они не знали – так это почему только эти две клетки могли создавать новую жизнь? Что отличало их?

Первый внятный ответ смог дать бельгийский зоолог Эдвард ван Бенеден в 1883 году. Во время изучения кольчатых червей он обнаружил по 4 хромосомы почти во всех клетках особей. Исключением были клетки, отвечающие за оплодотворение – мужской сперматозоид и женская яйцеклетка, в этих клетках было всего 2 хромосомы. Он заметил, что когда эти две клетки соединяются вместе, получается полноценная клетка с 4 хромосомами. Но почему в этих клетках изначально было вдвое меньше хромосом, все еще оставалось тайной.

В 1887 году ответ находит немецкий биолог Август Вейсман. Он предположил, что либо все хромосомы делятся пополам, и одна половина уходит в одну сторону, а другая – в другую, либо все еще более сложно: хромосомы могут объединиться попарно и потом вместо отделения друг от друга, делятся еще раз.

После многолетних наблюдений за хромосомами Вейсман обнаружил, что в определенный момент развивающийся организм дает команду клеткам, отвечающим за размножение, разделить хромосомы пополам. Этот процесс деления клеток Вейсман назвал мейоз.

Это был «золотой век» биологии: за 200 лет с 19 по 21 век люди поняли, что отличает камень от лягушки. Можно сказать, что люди нашли ответ на старый философский вопрос: что такое жизнь? Может быть он не полностью удовлетворен, но это не надолго.

Видоизменение клеток

В конце 19 века биологи знали, что во время формирования эмбриона клетки большинства организмов начинали видоизменяться, они получали особенные инструкции по формированию взрослого организма. Руки, ноги, глаза… Но когда происходило видоизменение?

Ответ попытался найти немецкий биолог Ханс Дриш. Он изучал морских ежей и обнаружил, что на начальном этапе развития эмбриона их клетки еще не видоизменялись, они все могли стать любым типом клетки. Сегодня клетки, способные видоизменяться в любой тип клеток, ученые называют стволовыми клетками.

Итак, клетка оплодотворяется и начинает делиться, но не сразу начинает образовывать, скажем, клетку легкого или клетку ногтя. В этот момент клетки очень гибкие, они имеют возможность превратиться в любую клетку любой части тела. И вдруг что-то происходит! Мы не знаем что это, но с этого момента клетки формируют различные ткани – вот откуда у нас берутся сердце, печень и селезенка.

Возникает вопрос: насколько обратим этот процесс? Насколько бесповоротно эти клетки видоизменились? Если клетка стала печенью – обратного пути нет, однако, ученые смогли показать, что это не так. Если нарушить внутреннюю среду клетки, можно активировать ранее не использовавшиеся гены, это демонстрирует определенную гибкость, такую же, что изначально имеют стволовые клетки. Поэтом если научиться пользоваться этим знанием, можно было бы лечить людей от многих болезней.

Это можно было бы использовать в регенеративной медицине. Было обнаружено, что в клетках есть большой потенциал. К примеру, клетка крови может быть не просто клеткой крови, они сможет добираться до пораженного участка, восстанавливать ткани мышц, мозга и печени – ученые добились этого в нескольких экспериментах.

Эксперимент с генетически модифицированными мышами. Во всех клетках мыши – флуоресцентный протеин. В мышей были введены гены медузы, и теперь их ткани светятся в темноте, особенно это заметно на ушах, в глазах и на хвосте – эти ткани зеленые. Это позволило ввести светящиеся ткани в другую мышь, чтобы увидеть, во что они сформируются. Так отслеживается развитие стволовых клеток.

Цикл Кребса

В 30-х годах прошлого столетия немецкий биолог Ханс Кребс, сын еврейского доктора, бежал из нацистской Германии. К 1937 году он занимался исследованиями в Кембриджском университете и хотел открыть тайну одного важного биологического процесса: как клетки в нашем теле превращают пищу в энергию.

Чтобы изучить этот процесс, Кребс измельчил образец животной ткани. Потом он сделал жидкость из этих клеток, пропустил содержимое через ряд химических реакций и замерил результаты. Тут он заметил последовательность, которая позднее привела к знаменательному открытию.

В своих исследованиях Кребс заметил, что молекулы сахара из переваренной пищи проходят через цикл различных химических реакций внутри самой клетки. Этот процесс приводит к образованию богатой энергией молекулы. Эта молекула снабжает нас энергией, участвующей в дальнейшей жизнедеятельности. Этот процесс стал называться цикл Кребса.

Это было великое открытие для биохимии. Цикл Кребса открыл дорогу к пониманию того, как работают клетки внутри человеческого организма.

Митохондрия

В середине 19 столетия с помощью мощных микроскопов ученые обнаружили нечто, ранее неизвестное — таинственную структуру, обитающую внутри почти всех типов клеток: у нее было две мембраны и способность менять форму.

В течение последующего столетия разные биологи пытались открыть секрет этого чуда биологии. Эти структуры называли митохондриями.

Одного из первых ученых, связанных с открытием митохондрий, звали Бриттон Ченс (Britton Chance). Его вклада было создание двулучевого спектра фотометра – инструмента, с помощью которого ученым было легче понять, как функционируют митохондрии. Сегодня он работает профессором биофизики в университете Пенсильвании.

Он изобрел инструмент, способный смотреть сквозь эти структуры. У них были мембраны, стенки клеток и разные светящиеся элементы вокруг. Когда рассматривали их на свету, то видели лишь пух. Тогда Ченс сделал инструмент, который избавил его от пуха, и наткнулся на два компонента, которые связывают митохондрию с циклом Кребса. Так ученые поняли связь между действиями энзимов и цепью энергии, тогда все слилось в единое целое.

С помощью изобретения Ченса ученые поняли, что митохондрия обеспечивает энергией, которая заставляет клетку работать, а все тело – функционировать. Митохондрии очень эффективно используют состав пищи, которую собирает клетка – это называется феномен дыхательного контроля. Если говорить простым языком, это значит, что можно тренироваться до умопомрачения и потом чуть-чуть отдохнуть, то есть не нужно принимать таблетку или делать укол – тело само восстановится, его митохондрии сами перенаправят недостаток энергии, после этого оно просто уснет. Поэтому в наши дни, когда популярны Олимпийские игры, и спортсмены стремятся к лучшим результатам, это играет немаловажную роль.

В 1952 году Бриттон Ченс выиграл золотую медаль в составе американской команды по гребле.

Открытие компонентов митохондрии, изучение ее в естественной среде — как она работает, насколько важен дыхательный контроль и как он работает – все это сдерживает Ченса от того, чтобы пойти и погулять на улице. Он уделяет больше внимания работе над мозгом и раком, потому что митохондрии имеют отношение и к ним тоже.

Нейротрансмиссия

В конце 19 столетия одной из наиболее волнующих ученых загадок была как нервные клетки создают нервную систему и сообщаются друг с другом. Они знали, что каждая нервная клетка – нейрон – передает электрические импульсы. Многие полагали, что связь, позволяющая одному нейрону перескакивать к другому – тоже электрическая. Пока не было сделано открытие…

В начале 20 столетия британский биолог Генри Дейл проводил серию экспериментов, изучая психологию нервных импульсов. В одном из них он ввел адреналин в сердце кошки, рассчитывая повысить сердцебиение. Но ничего не произошло.

Тут он понял свою ошибку: он уже вводил другое лекарство этой кошке, оно понижало сердцебиение. Дейл понял, что напал на какой-то след. Раз лекарство может прерывать нервные импульсы, значит, связь между нейронами должна быть химической, а не электрической, как думали раньше.

Дейл обратился за советом к своему коллеге Отто Леви. Чтобы проверить гипотезу Дейла, Леви провел эксперимент на двух лягушках. Он опустил первую лягушку в солевой раствор. Электрическим импульсом он стимулировал нерв, отвечающий за сердцебиение. Скорость сердцебиения снизилась. Тогда Леви перелил немного солевого раствора на сердце второй лягушки, и произошло невероятное: без всякого электрического стимулирования сердце второй лягушки тоже замедлилось. Это был момент открытия.

Леви понял, что первое сердце выделило химикат, который заставил мышцы сердца замедлить сокращения. Это доказало, что передача импульсов от нервных клеток к сердцу была химической. Леви открыл первый нервный химикат, который сейчас называется нейротрансмиттер.

Сегодня мы уже знаем, что в человеческом теле много нейротрансмиттеров, ученые используют это знание для изучения работы мозга и химических сообщений, которые он отправляет. Например, низкий уровень серотонина связан с депрессией, алкоголизмом и нервными расстройствами.

Но следующее открытие показало, что нервная система – не единственный метод коммуникаций в теле человека.

Гормоны

В 1903 году два английских физиолога Уильям Бейлис и Эрнест Старлинг изучали процесс пищеварения. В своих экспериментах они обнаружили, что тело производит желудочный сок, который помогает измельчать пищу, когда она передвигается из желудка в кишку. Но что заставляло этот сок вытекать?

Чтобы это узнать, Бейлис и Старлинг провели эксперимент. Они взяли образец крови у собаки, которая только что поела. Ввели кровь другой собаке, которая еще не ела, и произошло чудо: у второй собаки не было еды в желудке, но выделение желудочного сока из поджелудочной железы началось! Как это произошло?

Через пару тестов ученые нашли ответ на свой вопрос: после того, как еда попадает в желудок, он производит химическую субстанцию, которая по кровеносным сосудам отправляется в поджелудочную железу. Здесь она помогает железе производить сокращения для того, чтобы переработать пищу. Бейлис и Старлинг назвали эту субстанцию секретин. Уже было ясно, что речь идет не об одной, а о целой группе тогда еще неизвестных химических субстанций — они назвали их гормонами.

После сделанного ими открытия было найдено более 50 видов гормонов. Гормоны, вырабатываемые гландами и тканями, передаваемые по кровеносным сосудам по мере необходимости, гормоны, отвечающие за рост тела, метаболизм, сердцебиение и сахар в крови. Они даже помогают женщинам готовиться к рождения: эстроген – один из женских гормонов, подготавливает матку к рождению ребенка, а груди – к кормлению.

Фотосинтез

В 1771 году химик Джозеф Пристли провел серию экспериментов, сжигая различные субстанции в закрытых склянках и собирая выделенные при этом газы.

В одном таком эксперименте он оставил зажженную свечу в склянке, и пламя быстро потухло. По словам Пристли, воздух внутри склянки был поврежден.

Чтобы узнать, какой эффект поврежденный воздух возымеет над живой материей, он засунул в склянку лист мяты на 10 дней. Когда Пристли вернулся к этому листочку, то с удивлением обнаружил, что тот все еще зеленый, и воздух внутри склянки был опять свежим. Пристли предположил, что все дело в листе мяты. Но как?

Этот вопрос так и остался без ответа, пока голландский ученый Ян Ингенхауз не повторил эксперимент Пристли. Используя листья растений, он наблюдал тот же эффект.

Но после нескольких экспериментов он начала понимать, что происходит: лист растения мог очищать воздух только в случае, когда лежал под солнечными лучами. Это был прорыв! Пристли и Ингенхауз открыли миру фотосинтез — биохимический процесс, с помощью которого растения перерабатывали солнечный свет в химическую энергию.

Фотосинтез убирает углекислый газ из атмосферы и создает кислород – газ, от которого зависит жизнь людей. Этот газ Джозеф Пристли откроет три года спустя.

Тропическое разнообразие

Это открытие не имеет своего открывателя. Многие пытались объяснить эту идею в течение нескольких столетий. Это открытие тропического разнообразия, и сегодня это основа нашего понимания биологического мира и нашей зависимости от него.

Термин «тропическое разнообразие» относится к разнообразию живых существ и их взаимодействию с окружающей средой. Тропические леса – самые богатые по своему разнообразию.

В 15 веке итальянский первооткрыватель Америго Веспуччи побывал в тропиках и написал в своем журнале: «что я могу сказать о многообразии диких животных? Так много видов просто не могло поместиться в Ноев ковчег!».

Сегодня мы продолжаем восхищаться разнообразием тропиков. Предположительно, 50% видов животного мира населяют тропические леса, занимающие около 2% от общей площади планеты.

В лесах Амазонки в Бразилии – более 500 видов деревьев растут на площади в 4 км2. Сравните это с общей площадью США и Канады, в которых в общей сложности около 700 видов деревьев.

Но почему открытие тропического разнообразия считается важным? Потом что это не только позволило ученым понять природу и системы, которые здесь работают, но и позволило добывать необычайно полезные в современной жизни ресурсы: начиная от производства еды и индустриальных товаров до создания новых лекарств. Например, многие из лекарств для работы с раком делаются из тропических растений.

Но эта польза дается дорогой ценой. Ученых беспокоит потеря тропического разнообразия высокими темпами: миллионы гектаров земли опустошены, несметное количество животных исчезло. Подсчитано, что с такими темпами вырубки все тропические леса исчезнут к 2030 году. Все это влияет на окружающую среду.

Экосистемы

Пыльные бури 30-х годов. После многих лет засухи американский Средний запад превратился в пустыню. В засушливую погоду фермеры продолжали пахать и засаживать землю, надеясь, что питательные вещества в земле появятся снова. Но их попытки только усугубили положение: верхний слой почвы превратился в пыль, а ветер ее раздувал.

Для британского эколога Артура Тенсли пустынные бури были доказательством того, что ученые и простые обыватели слишком узко смотрели на мир. Они не понимали динамику окружающей среды как единого целого, перспективу, объясняющую причину и следствие подобных событий. Он пропагандировал новое понятие под названием экосистема, которое объединяет идеи из разных областей науки.

Почему это было революционной сменой мышления? В то время экологическая работа была сильно связана с описанием природы. Говоря о системе, мы идет дальше, экспериментируем, ищем постоянную структуру различных местностей и разных видов. И тогда можно говорить о том, как можно их проверить. Это ставит экологию на один уровень с физикой, химией, молекулярной биологией. Артур Тенсли использовал слово «система» и применил его к экологическому учению. Он пытался выразить идею того, что экология – это часть иерархии физических систем.

Используя такой подход, можно понять, как восстанавливать экосистемы, манипулируя видами растений или окружающей средой, и как сделать это наименее затратным. Таким образом можно возродить Природу так, чтобы она соответствовала нуждам человека и могла существовать сама по себе под Солнцем.

 

interesnik.com