БИОЛОГИЯ КАК НАУКА. МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

Биология как наука

Биология — это комплекс наук о живой природе, который изучает строение и функции живых существ, их разнообразие, происхождение и развитие, а также взаимодействие с окружающей средой.

В настоящее время в состав биологии включают ботанику (растения), зоологию (животные), микробиологию (микроорганизмы), микологию (грибы), систематику, биохимию (химический состав живой материи и химические процессы в ней), цитологию (клетка), гистологию (ткани), анатомию (внутреннее строение), физиологию (процессы жизнедеятельности), эмбриологию (индивидуальное развитие), этологию (поведение), генетику (наследственность и изменчивость), селекцию (выведение организмов с нужными человеку свойствами), биотехнологию (использование живых организмов и биологических процессов в производстве), эволюционное учение (историческое развитие органического мира), палеонтологию (ископаемые останки), антропологию (историческое развитие человека как биологического вида), экологию (популяции, сообщества, биогеоценозы и биосфера). Развитие представлений об окружающей среде привело к возникновению такой науки, как экология, и формулировке учения о биосфере как о сложной многокомпонентной планетарной системе, что в конечном итоге позволяет хотя бы в небольшой степени уменьшить негативные последствия хозяйственной деятельности человека.

Биология сыграла немаловажную роль в становлении современной материалистической естественнонаучной картины мира, так как она раскрывает механизмы возникновения органического мира из неживых компонентов и его эволюции, доказывает единство его происхождения на основе строения клеток, а также обобщает механизмы наследственности и изменчивости.

На стыке биологии и других наук возник целый ряд новых наук, таких как биофизика, биохимия, бионика и др.

Основными методами биологии являются сравнительно-описательный, моделирование (создание упрощенных имитаций объекта или явления), мониторинг (систематическое наблюдение, оценка и прогноз изменений состояния объекта), световая и электронная микроскопия, дифференциальное центрифугирование, или фракционирование (разделение частиц под действием центробежной силы), метод меченых атомов, или радиоавтография, и др.

Живая природа является системой, компоненты которой можно расположить в строгом порядке: от низших к высшим. Данный принцип организации позволяет выделить в живой природе отдельные уровни и дает комплексное представление о жизни как о природном явлении.

В настоящее время выделяют 5 основных уровней организации живой материи:

• клеточный;

• организменный;

• популяционно-видовой;

• биогеоценотический;

• биосферный.

Признаки живого

Биологические системы отличаются от тел неживой природы совокупностью признаков и свойств, среди которых основными являются:

• клеточное строение;

• особенности химического состава;

• обмен веществ и превращения энергии;

• гомеостаз;

• раздражимость;

• движение;

• рост и развитие;

• воспроизведение;

• эволюция.

Все живые системы, в том числе клетки и организмы, являются открытыми. К открытым системам относят системы, между которыми и окружающей средой происходит обмен веществ и энергии, например, растения в процессе фотосинтеза улавливают солнечный свет и поглощают воду и углекислый газ, выделяя кислород.

Благодаря обмену веществ и энергии обеспечивается взаимосвязь организма с окружающей средой и поддерживается гомеостаз.

Обмен веществ и превращения энергии связаны с такими процессами, как питание, дыхание и выделение.

Гомеостаз — это способность биологических систем противостоять изменениям и поддерживать относительное постоянство химического состава, строения и свойств, а также обеспечивать постоянство функционирования в изменяющихся условиях окружающей среды.

По способу питания все организмы делятся на автотрофов и гетеротрофов. Автотрофы способны самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических, а гетеротрофы используют исключительно готовые органические вещества.

Автотрофы могут осуществлять фотосинтез (растения и некоторые бактерии) или хемосинтез (некоторые бактерии).

К гетеротрофам относятся животные, грибы и бактерии. Гетеротрофов делят на паразитов, сапротрофов, симбионтов, хищников и др. Паразиты используют другие организмы в качестве среды обитания и источника питания, сапротрофы потребляют и разлагают органические остатки, а симбионты сосуществуют с другими организмами как на взаимовыгодных основаниях (мутуалисты), так и с пользой только для одного из них (паразиты).