Історія розвитку біології. Розвиток сучасної біології

З перших днів життя дитина прагне пізнати світ навколо себе. Чим старше він стає, тим цікавіше і цікавіше стає його дійсність. Світ змінюється разом з ним. Так і все людство в своєму розвитку не стоїть на місці. Всі нові відкриття захоплюють нас. Те, що ще вчора було неможливим, сьогодні стає справою буденною. Величезний внесок у сучасний науково-технічний прогрес вносить наука біологія. Вона вивчає всі аспекти життя, досліджує етапи походження і розвитку живих організмів. Примітно, що в окрему галузь ця наука виділилася лише в XIX столітті, хоча знання про навколишній світ людство накопичувало протягом усього свого розвитку. Історія розвитку біології дуже цікава і цікава. У багатьох людей може виникнути питання: навіщо нам вивчати цю науку? Здавалося б, нехай нею займаються вчені. Яким чином допоможе ця дисципліна простій людині? Але ж без елементарних знань з фізіології та анатомії людини неможливо, наприклад, вилікуватися навіть від звичайної застуди. Ця наука здатна дати відповіді на найскладніші питання. Головне, на що може пролити світло біологія - розвиток життя на Землі.

Наука в часи античності

Сучасна біологія сягає своїм корінням в старовину. Вона нерозривно пов`язана з розвитком цивілізацій в епоху античності на середземноморському просторі. Перші відкриття в цій області здійснили такі видатні діячі, як Гіппократ, Аристотель, Теофраст та інші. Внесок вчених в розвиток біології безцінний. Зупинимося детальніше на кожному з них. Давньогрецький лікар Гіппократ (460 - бл. 370 до н. Е.) Дав перший докладний опис будови тіла людини і тварин. Він вказав на те, як фактори навколишнього середовища і спадковість можуть впливати на розвиток тих чи інших захворювань. Сучасні вчені називають Гіппократа основоположником медицини. Видатний давньогрецький мислитель і філософ Аристотель (384-322 до н. Е.) Розділив навколишній світ на чотири царства: світ людини і тварин, світ рослин, неживий світ (земної), світ води і повітря. Він зробив безліч описів тварин, тим самим поклавши початок систематики. Його руці належать чотири біологічних трактату, в яких містяться всі відомі на той момент відомості про тварин. При цьому вчений давав не тільки зовнішній опис представників даного царства, але і розмірковував про їх походження та розмноженні. Він першим описав живородіння у акул і наявність особливого жувального апарату у морських їжаків, званих сьогодні «Аристотелеві ліхтарем». Сучасні вчені високо оцінюють заслуги античного мислителя і вважають, що Аристотель є основоположником зоології. Давньогрецький філософ Теофраст (370-ок. 280 до н. Е.) Вивчав світ рослин. Він описав понад 500 представників даного царства. Саме він ввів у вживання багато ботанічні терміни, такі як «плід», «околоплодник», «серцевина» і так далі. Теофраста вчені вважають основоположником сучасної ботаніки.

Також варто відзначити праці у розвитку біології давньоримських вчених, таких як Гай Пліній Старший (22-79 рр.) І Клавдій Гален (131 рік - близько 200). Натураліст Пліній Старший написав енциклопедію під назвою «Природна історія», в якій містилися всі відомі на той момент відомості про живі організми. Аж до часів Середньовіччя його робота, яка налічує 37 томів, була єдиним повним джерелом знань про природу. Видатний медик, хірург і філософ свого часу, Клавдій Гален, зробив величезний внесок у поняття і розвиток таких наук, як анатомія, фармакологія, фізіологія, неврологія та ін. У своїх дослідженнях він широко використовував розтину ссавців. Він першим описав і порівняв анатомію людини і мавпи. Основною його метою було вивчення центральної і периферичної нервової системи. Про визнання його заслуг колегами говорить той факт, що його роботою з анатомії, заснованої на розтині трупів свиней і мавп, користувалися аж до 1543, поки не з`явилася праця Андреаса Везалія «Про будову людського тіла». Студенти медичних закладів вивчали праці Галена до XIX століття. А його теорія про те, що за допомогою нервової системи мозок контролює рухи, актуальна і сьогодні. Краще зрозуміти, як відбувалося виникнення і вивчення даної науки протягом всієї історії, нам допоможе таблиця «Розвиток біології». Тут представлені її головні основоположники.

Середньовічна медицина

Внесок вчених в розвиток біології в ці часи величезний. Знання давньогрецьких і давньоримських діячів включали в свою практику багато лікарів Середньовіччя. Саме медицина в той час отримала найбільший розвиток. Значну частину території Римської імперії в цей період завоювали араби. Тому праці Аристотеля і багатьох інших античних вчених дійшли до нас в перекладі на арабську мову. Чим відзначилася дана епоха в плані розвитку біології? Це був час так званого золотого століття ісламу. Тут варто відзначити праці такого вченого, як Аль-Джахіз, який тоді вперше висловив думку про харчові ланцюгах і еволюції. Він же є основоположником географічного детермінізму - науки про вплив природних умов на формування національного характеру і духу. А курдський автор Ахмад ібн Дауд ад-Дінаварі багато зробив для розвитку арабської ботаніки. Він зробив опис більше 637 видів різних рослин. Великий інтерес до світу флори викликала тенденція в медицині лікування лікарськими травами. Більших висот у медицині досяг лікар з Персії - Мухаммад ібн Закарія ар-Разі. Він експериментально спростував царювала тоді теорію Галена про «чотири життєвих соках». Видатний перський лікар Авіценна створив одну з найбільш цінних книг по медицині під назвою «Канон лікарської науки», що була підручником для європейських учених аж до XVII століття. Варто визнати, що в часи Середньовіччя небагато учених добилися популярності. Це була епоха розквіту богослов`я та філософії. Наукова медицина тоді перебувала в занепаді. Такий стан справ спостерігалося аж до початку епохи Відродження. Далі будуть описані етапи розвитку біології в цей часовий проміжок.

Біологія в епоху Відродження

У XVI столітті інтерес до фізіології і природної історії в Європі посилився. Анатомами практикувалося розтин людських тіл після смерті. У 1543 році вийшла книга Везалія під назвою «Про будову людського тіла». Історія розвитку біології тут робить новий виток. У медицині було поширене лікування лікарськими травами. Це не могло не вплинути на посилення інтересу до світу флори. Фукс і Брунфельс у своїх працях поклали початок великомасштабного опису рослин. Навіть художники того часу виявляли інтерес до будови тіл тварин і людини. Вони писали свої картини, працюючи пліч-о-пліч з натуралістами. Леонардо да Вінчі і Альбрехт Дюрер в процесі створення своїх шедеврів намагалися отримати детальні описи анатомії живих тіл. Перший з них, до речі, часто спостерігав за польотом птахів, розповідав про багатьох рослинах, ділився інформацією за будовою людського організму. Не менш відчутний внесок у науку тієї епохи вносили і такі вчені, як алхіміки, енциклопедисти, лікарі. Прикладом тому можуть служити роботи Парацельса. Таким чином, видно, що розвиток біології в додарвиновский період йшло вкрай нерівномірно.

XVII століття

Найважливіша знахідка даного часу - це відкриття другого кола кровообігу, що дало новий поштовх до розвитку анатомії і появі вчення про мікроорганізми. Тоді ж були зроблені перші мікробіологічні дослідження. Вперше було дано опис клітин рослин, які можна було розглянути лише під мікроскопом. Цей прилад, до речі, був винайдений Іоанном Ліпперсгея і Захаром Янсеном в 1590 році в Голландії. Апарат весь час удосконалювали. І незабаром реміснику Антоні ван Левенгук, цікавився мікроскопами, вдалося побачити і замалювати червоні кров`яні тільця, сперматозоїди людини, а також ряд дуже маленьких живих організмів (бактерій, інфузорій і так далі). Розвиток біології як науки в цей час виходить на абсолютно новий рівень. Багато чого було зроблено в галузі фізіології та анатомії. Лікар з Англії, Вільям Гарвей, який розкривав тварин і проводив дослідження з кровообігом, зробив ряд важливих відкриттів: виявив венозні клапани, довів ізоляцію правого і лівого шлуночків серця. Його внесок у розвиток біології складно переоцінити. Він відкрив мале коло кровообігу. А натураліст з Італії, Франческо Реді, довів неможливість самозародження мух із залишків гнилого м`яса.

Історія розвитку біології в XVIII столітті

Далі знання людини в галузі природничих наук розширювалися. Найважливішими подіями XVIII століття стали публікації праць Карла Ліннея («Система природи») і Жоржа Бюффона («Загальна і приватна природна історія»). Проводилися численні досліди в сфері розвитку рослин та ембріології тварин. Відкриття тут зробили такі вчені, як Каспар Фрідріх Вольф, який на основі проведених спостережень довів поступовий розвиток зародка з міцного зачатка, і Альбрехт фон Галлер. З цими іменами пов`язані найбільш важливі етапи розвитку біології та ембріології в XVIII столітті. Варто, щоправда, визнати, що дані вчені відстоювали різні підходи до вивчення науки: Вольф - ідеї епігенеза (розвиток організму в зародку), а Галлер - концепції преформізма (наявність в статевих клітинах особливих матеріальних структур, які зумовлюють розвиток зародка).

Наука в XIX столітті

Варто згадати про те, що розвиток біології як науки почалося лише в XIX столітті. Саме слово вже вживалося вченими раніше. Проте сенс у нього був зовсім інший. Так, наприклад, Карл Лінней називав біологами людей, що складали життєпису ботаніків. Але пізніше цим словом почали називати науку, що вивчає всі живі організми. Такої теми, як розвиток біології в додарвиновский період, ми вже торкнулися. На початку XIX століття відбулося становлення такої науки, як палеонтологія. Відкриття в цій області пов`язані з ім`ям видатного вченого - Чарльза Дарвіна, який у другій половині століття випустив книгу під назвою «Походження видів». Більш докладно його роботи ми торкнемося в наступному розділі. Виникнення клітинної теорії, становлення філогенетики, розвиток мікроскопічної анатомії і цитології, формування вчення про виникнення інфекційних захворювань шляхом зараження специфічним збудником та багато іншого - все це пов`язують з розвитком науки в XIX столітті.

Праці Чарльза Дарвіна

Перша книга видатного вченого - це «Подорож натураліста навколо світу на кораблі». Далі об`єктом вивчення Дарвіна стали вусоногі раки. Результатом цього стало написання і публікація чотиритомного праці з фізіології даних тварин. Цією його роботою зоологи користуються досі. Але все ж головна праця Чарльза Дарвіна - це книга «Походження видів», яку він почав писати в 1837 році. Книга кілька разів доповнювалася і перевидавалася. У ній були докладно описані породи домашніх тварин і сорти рослин, викладено його міркування про природний добір. Еволюційна біологія розвитку в понятті Дарвіна - це мінливість видів і сортів під впливом спадковості і зовнішніх факторів середовища, а також їх природне походження від більш ранніх видів. Вчений дійшов висновку, що будь-яка рослина або тварина в природі прагне до розмноження в геометричній прогресії. Однак число особин даного виду залишається постійним. Це означає, що в природі діє закон виживання. Сильні організми виживають, набуваючи ознаки, корисні для всього виду, і потім розмножуються, а слабкі - гинуть в несприятливих умовах середовища. Це і називається природним (природним) відбором. Так, наприклад, самка тріски виробляє до семи мільйонів ікринок. Виживає лише 2% від загального їх числа. Але умови навколишнього середовища можуть змінитися. Тоді корисними виявляться зовсім інші ознаки у видів. В результаті цього напрям природного відбору змінюється. Зовнішні ознаки особин можуть змінитися. З`являється новий вид, який при збереженні сприятливих факторів розселяється. Пізніше, в 1868 році, Чарльз Дарвін опублікував свою другу працю еволюційної спрямованості під назвою «Зміна тварин і рослин в домашньому стані». Однак дана його робота не отримала широкого визнання. Варто згадати ще про один найважливішому праці великого вченого - книзі «Походження людини і статевий відбір». У ній він навів багато аргументів на користь того, що людина походить від мавпоподібних предків.

Що готує нам століття XX?

Безліч глобальних відкриттів в науці було зроблено саме в минулому столітті. У цей час біологія розвитку людини дає новий виток. Це епоха розвитку генетики. До 1920 року сформувалася хромосомна теорія спадковості. А після Другої світової війни швидкими темпами почала розвиватися молекулярна біологія. Змінювалися напрямки в розвитку біології.

Генетика

У 1900 році були, так би мовити, перевідкриті закони Менделя такими вченими, як Де Фриз та ін. Незабаром за цим послідувало відкриття цитологів про те, що генетичний матеріал клітинних структур міститься в хромосомах. У 1910-1915 роках робоча група вченого Томаса Хант Моргана на основі дослідів з плодовою мушкою (дрозофилой) розробила так звану «менделевским хромосомну теорію спадковості». Біологи з`ясували, що гени в хромосомах розташовані лінійно, по типу «намиста на нитці». Де Фриз - це перший учений, який зробив припущення про мутації генів. Далі було дано поняття дрейфу генів. А в 1980 році американський фізик-експериментатор Луїс Альварес висунув метеоритну гіпотезу вимирання динозаврів.

Поява і розвиток біохімії

Ще більш видатні відкриття чекали вчених в недалекому майбутньому. На початку XX століття почалося активне дослідження вітамінів. Трохи раніше були відкриті шляхи метаболізму отрут і лікарських речовин, білків і жирних кислот. У 1920-1930 роках вчені Карл і Герті Корі, а також Ханс Кребс дали опис перетворень вуглеводів. Це поклало початок вивченню синтезу порфіринів і стероїдів. Наприкінці століття Фріцем Ліпманом було зроблено наступне відкриття: аденозинтрифосфат був визнаний універсальним переносником біохімічної енергії в клітині, а головної енергетичної «станцією» її була названа мітохондрія. Прилади для проведення лабораторних дослідів ускладнювалися, з`являлися нові методи отримання знань, такі як електрофорез і хроматографія. Біохімія, що була одним з розділів медицини, виділилася в окрему науку.

Молекулярна біологія

Всі нові суміжні дисципліни з`являлися при вивченні біології. Багато вчених намагалися встановити природу гена. При проведенні досліджень з цією метою з`явився новий термін «молекулярна біологія». Об`єктом вивчення стали віруси і бактерії. Був виділений бактеріофаг - вірус, який вибірково вражав клітини певної бактерії. Досліди також проводилися на мушках дрозофілах, з хлібною цвіллю, кукурудзою і так далі. Історія розвитку біології така, що нові відкриття відбувалися з появою абсолютно нового обладнання для досліджень. Так, незабаром був винайдений електронний мікроскоп і високошвидкісна центрифуга. Ці прилади дозволили вченим відкрити наступне: генетичний матеріал в хромосомах представлений ДНК, а не білком, як вважалося раніше-була відновлена структура ДНК у вигляді відомої нам сьогодні подвійної спіралі.

Генна інженерія

Розвиток сучасної біології не стоїть на місці. Генна інженерія - це ще один «побічний продукт» вивчення даної дисципліни. Саме цій науці ми зобов`язані появою деяких лікарських засобів, таких як інсулін і треонін. Незважаючи на те що вона в даний час перебуває на стадії розвитку і вивчення, в недалекому майбутньому ми, можливо, вже зможемо «вкусити» її плоди. Це і нові вакцини проти найнебезпечніших захворювань, і сорти культурних рослин, що не піддаються посухи, холоду, хвороб, діям шкідників. Багато вчених вважають, що за допомогою досягнень даної науки ми зможемо забути про застосування шкідливих пестицидів і гербіцидів. Однак розвиток цієї дисципліни викликає у сучасного суспільства неоднозначну оцінку. Багато людей не без підстави побоюються, що результатом досліджень може стати поява стійких до антибіотиків та інших лікарських засобів збудників найнебезпечніших захворювань людини і тварин.

Новітні відкриття в біології та медицині

Наука продовжує розвиватися. Ще багато загадок чекає наших вчених у майбутньому. У школі сьогодні вивчається коротка історія розвитку біології. Урок перший з даної теми ми отримуємо в 6 класі. Подивимося, що належить вивчати нашим дітям в недалекому майбутньому. Ось список відкриттів, які вдалося здійснити в новому столітті.

1. Проект «Геном людини». Робота над ним велася з 1990 року. У цей час Конгресом США була виділена значна сума грошей на дослідження. У 1999 році було розшифровано понад 2 десятки генів. У 2001 році був зроблений перший «начерк» генома людини. У 2006 році робота була закінчена.
2. Наномедицина - лікування за допомогою особливих мікропристроїв.
3. Розробляються методи «вирощування» органів людини (тканин печінки, волосся, клапанів серця, клітин м`язів і так далі).
4. Створення штучних органів людини, які за своїми характеристиками не поступатимуться природним (синтетичні м`язи і так далі).

Період, коли більш детально вивчається історія розвитку біології, - 10 клас. На цьому етапі учні отримують знання з біохімії, цитології, розмноженню організмів. Ця інформація може бути корисною студентам в майбутньому.

Ми розглянули періоди розвитку біології як окремої науки, а також виявили основні її напрямки.