Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Развитие биологии

2. Роль биологии в современном естествознании

Заключение

Список использованной литературы

Введение

В последнее время при изучении истории развития науки все острее встает проблема рациональной реконструкции ее исторического развития, связанная с различием между нашим пониманием происходивших в прошлом научных исследований и тем, как сами естествоиспытатели понимали свои открытия. Господствовавшая долгое время кумулятивистская модель развития науки, т.е. изложение содержания знаний в их историческом развитии, подвергается критике, так как в ее рамках знания вырываются из их исторического контекста и включаются в систему современных представлений, то есть предполагается существование некой общей для всех рациональности. биология естествознание организм

В последнее время широкое распространение получила концепция революционной смены фундаментальных программ познания, и на место единой для всех приходят разные исторические типы рациональности. Изучая этапы становления идеи развития в биологии от античных до наших дней, необходимо попытаться создать рациональную реконструкцию, с одной стороны, и в то же время учитывать различия типов рациональности со сменой эпох.

Сама биологическая эволюция в настоящее время является научно установленным фактом, в котором никто из естествоиспытателей не может сомневаться. Несмотря на ее кажущуюся законченность, и в настоящее время возникает немало споров, касающихся как происхождения различных биологических видов, так и самой жизни на Земле.

Цель работы - исследование развития биологии и ее роли в современном естествознании.

1. Развитие биологии

Очень разнообразными были представления о происхождении жизни у античных философов. Особо стоит отметить одного из первых философов физиса - Анаксимандра с его гениальной догадкой о зарождении жизни в воде и последующем переселении живых существ на сушу.

Великим систематизатором античных биологических знаний был и Аристотель.

В средние века господствовала теория креационизма, согласно которой все сущее было творением высшего существа.

С того момента, когда на Западе победило христианство, принятый без оговорок авторитет библии в течение долгих веков тормозил всякие независимые и самостоятельные исследования и искания в области эволюционизма.

Дословное изложение генезиса исключало возможность перехода одной формы жизни в другие. Каждый вид был обязан своим существованием акту творения, а в настоящее время существуют только те формы жизни, которые уцелели из вод потопа благодаря Ноеву ковчегу.

Все изменилось с приходом так называемого Нового времени: благодаря технической революции и Просвещению начинается бурное развитие биологии. XV-XVIII вв. стали для биологии временем накопления и первоначальной систематизации ботанического и зоологического материала. В этот период было описано огромное количество новых видов.

Все больше внимания привлекает к себе анатомическое строение животных и растений, появляется учение о тканях. Экспериментальные исследования способствовали развитию физиологии.

Эпоха Возрождения принесла с собой интерес к реалистическим элементам античной культуры. Чтобы точнее изобразить человеческое тело, художник должен был хорошо знать не только структуру самой кожи, но и очертания мышц под ней, расположение суставов и сухожилий и даже костей, то есть основы анатомии. Одним из величайших художников-анатомов был итальянец Леонардо да Винчи (1452-1519).

Основы современной анатомии были заложены трудами А. Везалия (1514-1564). Его работа "Семь книг о строении человеческого тела" -- пример блестящего изложения топографической и описательной анатомии человека. Особенно украшали работу великолепные иллюстрации, многие из которых были выполнены художниками из студии Тициана, в частности Я.С. ван Калькаром. Собственно-ручное вскрытие трупов позволило А. Везалию исправить некоторые ошибки предшественников и выступить с критикой неточностей, допущенных К. Галеном.

Во время работ над трактатом А. Везалия анатомическая терминология была далеко не совершенна, поэтому особое значение приобретали анатомические рисунки, которые давали возможность более полно и точно ориентироваться в описании деталей строения человеческого тела. Я.С. ван Калькар, принимавший участие в иллюстрировании книги А. Везалия, зарисовывал результаты вскрытий с натуры; вместе с тем своими рисунками художник стремился передать символическое величие новых идей в науке.

Ряду других крупных анатомов XVI-XVII вв. принадлежит описание строения отдельных органов. Так, Г. Фаллопий исследовал череп, органы слуха, женские половые органы; В. Евстахий -- зубную систему, орган слуха, почки; Д. Фабриций -- органы пищеварения; Т. Виллис -- центральную нервную систему.

Возникновение физиологии животных и человека связано с трудами В. Гарвея (1578-1657). Опираясь на работы предшественников, активно используя и наблюдения, и оригинальные эксперименты, В. Гарвей создал стройное учение о двух кругах кровообращения.

Р. Декарт (1596-1650) выдвинул представление о рефлексе как общем принципе нервной деятельности; он утверждал, что процессы в нервной системе совершаются автоматически и не нуждаются в участии души.

Теоретические разработки В. Гарвея и Р. Декарта внесли свой вклад в разрешение спора между виталистами и материалистами. Сторонники витализма утверждали, что живое принципиально отличается от неживого наличием нематериальной "жизненной силы", нельзя познать жизнь, изучая только неживые объекты.

Приверженцы альтернативной точки зрения рассматривали жизнь как высокоспециализированную форму материи, которая, однако, существенно не отличается от менее сложно организованных систем неживой природы. Р. Декарт придерживался дуалистических воззрений: разум и душу человека он рассматривал с виталистической точки зрения, а к физиологическим проявлениям подходил с позиций механистического материализма.

XV-XVIII вв. называют периодом "первоначальной инвентаризации". В это время, благодаря, в частности, Великим географическим открытиям, было описано громадное количество новых форм животных и растений. Необходимость упорядочить это разнообразие привела к Развитию систематики.

Но если ботаники, обслуживавшие потребности медицины, должны были четко различать виды растений, то зоологический материал долго не требовал столь точной дифференцировки. Огромная область низших беспозвоночных длительное время была мало затронута исследованиями.

Желание собрать воедино описание всех видов животных порождает появление трудов энциклопедического характера. Швейцарец Конрад Геснер (1516-1565) выпустил пятитомную "Историю животных". Материал по томам делился по систематическому принципу (первый том -- млекопитающие, второй -- яйцекладущие четвероногие, третий -- птицы, четвертый -- водные животные, главным образом рыбы, пятый носил сборный характер), а внутри каждого тома виды располагались в алфавитном порядке.

Труд К. Геснера занял достойное место в ряду изданий, на которых воспитывались поколения будущих натуралистов. До нее эту нишу занимала "Естественная история" Плиния старшего, в XVIII -- начале XIX вв. -- тридцатишеститомная "Естественная история" Ж. Бюффона, в конце XIX -- XX вв. "Жизнь животных" А. Брема.

В XVIII веке, к господствующей теории происхождения жизни, добавили теорию неизменности видов великого Карла Линнея, согласно которой растения и животные, сотворенные Богом, скорее всего до сотворения человека, пребывают неизменно такими же, размножаясь путем самопроизводства, а затем и теория - Бюффона, который одним из первых в развернутой форме изложил концепцию трансформизма, то есть ограниченной изменчивости видов и происхождения видов в пределах относительно узких подразделений (от одного единого предка) под влиянием среды.

К. Линней, по праву считающийся отцом-основателем систематики, разработал принцип классификации биологических объектов. Близкие виды он группировал в рода, близкие рода -- в отряды, а близкие отряды -- в классы. Так, например, растения были разделены им на 24 класса, насчитывавшие 116 отрядов, 1260 родов и около 7 тысяч видов. Иерархическая система таксонов не только упорядочивала разнообразие живых форм.

XIX век характеризовался бурным развитием биологической мысли: возникли теории катастрофизма Кювье, униформизма Лаейеля, великий предшественник Дарвина Ламарк выдвинул теорию о влиянии внешней среды, и самого Дарвина, которому удалось объединить все лучшее из существовавших в то время теорий.

Принятие теории Ч. Дарвина привело к появлению филогенетических систем -- систем, построенных на основе родства организмов. Переход от одного типа классификации к другому совершался постепенно. Нередко в искусственных системах можно было встретить естественные подразделения, как правило, это касалось наиболее изученных групп.

Точно также некоторые авторы естественных систем подразумевали родство части выделяемых ими групп и даже иногда указывали на переходные формы. После смерти Дарвина в его учении выделились относительно самостоятельные направления, каждое из которых по-своему понимало, дополняло и совершенствовало его воззрения.

2. Роль биологии в современном естествознании

Современная биология изобилует узловыми проблемами, решение которых может оказать революционизирующее влияние на естествознание в целом и прогресс человечества. Это многие. вопросы молекулярной биологии и генетики, физиологии и биохимий мышц, желез, нервной системы и органов чувств (память, возбуждение, торможение и др.); фото- и хемосинтез, энергетика и продуктивность природных сообществ и биосферы в целом; коренные философско-методологические проблемы (форма и содержание, целостность и целесообразность, прогресс) и др. Более детально рассмотрены лишь некоторые из них.

XX век ознаменовался созданием синтетической теории и переходом к популяционной концепции эволюции. Новейшей теорией является системная теория нобелевского лауреата Пригожина, согласно которой развитие любой биологической системы связано с эволюцией систем более высокого ранга, в которые она входит в качестве элемента, при этом предполагается рассмотрение взаимодействий "сверху - вниз" от биосферы к экосистеме, сообществам, организмам и т.д.

Накануне открытия структуры молекулы ДНК известные биологи считали, что вторгнуться в наследственный аппарат, а тем более манипулировать с ним наука сможет лишь в XXI в. Однако, несмотря на сложность структуры и свойств наследственного материала, уже в конце XX в. родилась новая отрасль молекулярной биологии и генетики -- генная инженерия, основная задача которой заключается в конструировании новых, не существующих в природе сочетаний генов. В последнее время эта отрасль называется генной технологией. Она открывает возможности выведения новых сортов культурных растений и высокопродуктивных пород животных, создания эффективных лекарственных препаратов и т.д.

Проведенные в последнее время исследования показали, что наследственный материал не стареет. Генетический анализ эффективен даже в том случае, когда молекулы ДНК принадлежат весьма далеким друг от друга поколениям.

Одно из чудес природы -- неповторимая индивидуальность каждого живущего на Земле человека. Ученым долгое время не удавалось найти ключ к разгадке индивидуальности человека. Сейчас известно, что вся информация о строении и развитии живого организма «записана» в его геноме. Генетический код, например, окраски глаз человека отличается от генетического кода окраски глаз кролика, но у разных людей он имеет одинаковую структуру и состоит из одних и тех же последовательностей ДНК.

Биотехнологии основаны на использовании живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве. На их базе освоено массовое производство искусственных белков, питательных и многих других веществ. Успешно развивается микробиологический синтез ферментов, витаминов, аминокислот, антибиотиков и т.п. С применением генных технологий и естественных биоорганических материалов синтезируются биологически активные вещества -- гормональные препараты и соединения, стимулирующие иммунитет.

Для увеличения производства продуктов питания нужны искусственные вещества, содержащие белки, необходимые для жизнедеятельности живых организмов. Благодаря важнейшим достижениям биотехнологии в настоящее время производится множество искусственных питательных веществ, по многим Свойствам превосходящих продукты естественного происхождения.

Современная биотехнология позволяет превратить отходы древесины, соломы и другое растительное сырье в ценные питательные белки. Она включает процесс гидролизации промежуточного продукта -- целлюлозы -- и нейтрализацию образующейся глюкозы с введением солей. Полученный раствор глюкозы представляет собой питательный субстрат микроорганизмов -- дрожжевых грибков. В результате жизнедеятельности микроорганизмов образуется светло-коричневый порошок -- высококачественный пищевой продукт, содержащий около 50% белка-сырца и различные витамины. Питательной средой для дрожжевых грибков могут служить и такие содержащие сахар растворы, как паточная барда и сульфитный щелок, образующийся при производстве целлюлозы.

Некоторые виды грибков превращают нефть, мазут и природный газ в пищевую биомассу, богатую белками. Промышленное производство белков полностью автоматизировано, и дрожжевые культуры растут в тысячи раз быстрее, чем крупный рогатый скот. Одна тонна пищевых дрожжей позволяет получить около 800 кг свинины, 1,5--2,5 т птицы или 15--30 тыс. яиц и сэкономить при этом до 5 т зерна.

Некоторые виды биотехнологий включают процессы брожения. Спиртовое брожение известно еще в каменном веке -- в древнем Вавилоне варили около 20 сортов пива. Много столетий назад началось массовое производство алкогольных напитков. Еще одно важное достижение в микробиологии -- разработка в 1947 г. пенициллина. Двумя годами позже на основе глутаминовой кислоты путем биосинтеза впервые получены аминокислоты. К настоящему времени налажено производство антибиотиков, витаминно-белковых добавок к продуктам питания, стимуляторов роста, бактериологических удобрений, средств защиты растений и др.

С использованием рекомбинантных ДНК удалось синтезировать ферменты и тем самым расширить их область применения в биотехнологии. Появилась возможность производить множество ферментов при сравнительно невысокой их себестоимости.

Генные технологии основаны на методах молекулярной биологии и генетики, связанных с целенаправленным конструированием новых, не существующих в природе сочетаний генов. Генные технологии зарождались в начале 70-х годов XX в. как методы рекомбинантных ДНК, названные генной инженерией. Основная операция генной технологии заключается в извлечении из клеток организма гена, кодирующего нужный продукт, или группы генов и соединение их с молекулами ДНК, способными размножаться в клетках другого организма.

Основная цель генных технологий -- видоизменить ДНК, закодировав ее для производства белка с заданными свойствами. Современные экспериментальные методы позволяют анализировать и идентифицировать фрагменты ДНК и генетически видоизмененной клетки, в которые введена нужная ДНК. Над биологическими объектами осуществляются Целенаправленные химические операции, что и составляет основу генных технологий.

Генные технологии привели к разработке современных методов анализа генов и геномов, а они, в свою очередь, -- к синтезу, т.е. к конструированию новых, генетически модифицированных микроорганизмов. К настоящему времени установлены нуклеотидные последовательности разных микроорганизмов, включая промышленные штаммы, и те, которые нужны для исследования принципов организации геномов и для понимания механизмов эволюции микробов. Генные технологии производства вакцин развиваются в двух основных направлениях. Первое -- улучшение уже существующих вакцин и создание комбинированной вакцины, т.е. состоящей из нескольких вакцин. Второе направление -- получение вакцин против болезней: СПИДа, малярии, язвенной болезни желудка и др.

По принятому в науке определению, клонирование -- это точное воспроизведение того или иного живого объекта в каком-то количестве копий. Воспроизведенные копии обладают идентичной наследственной информацией, т.е. имеют одинаковый набор генов. В ряде случаев клонирование живого организма не вызывает особого удивления и относится к отработанной процедуре, хотя и не такой уж простой. Генетики получают клоны, когда используемые ими объекты размножаются посредством партеногенеза -- бесполым путем, без предшествующего оплодотворения.

Заключение

Итак, переход от одного типа классификации к другому совершался постепенно. Нередко в искусственных системах можно было встретить естественные подразделения, как правило, это касалось наиболее изученных групп. Точно также некоторые авторы естественных систем подразумевали родство части выделяемых ими групп и даже иногда указывали на переходные формы. После смерти Дарвина в его учении выделились относительно самостоятельные направления, каждое из которых по-своему понимало, дополняло и совершенствовало его воззрения.

XX век ознаменовался созданием синтетической теории и переходом к популяционной концепции эволюции. Новейшей теорией является системная теория нобелевского лауреата Пригожина, согласно которой развитие любой биологической системы связано с эволюцией систем более высокого ранга, в которые она входит в качестве элемента, при этом предполагается рассмотрение взаимодействий "сверху - вниз" от биосферы к экосистеме, сообществам, организмам и т.д.

Природа как объект изучения естествознания сложна и многообразна в своих проявлениях: она непрерывно изменяется и находится в постоянном движении. Круг знаний о ней становится все шире, и область сопряжения его с безграничным полем незнания превращается в громадное размытое кольцо, усеянное научными идеями -- зернами естествознания. Некоторые из них своими ростками пробьются в круг классических знаний и дадут жизнь новым идеям, новым естественно - научным концепциям, другие же останутся лишь в истории развития науки. Их сменят затем более совершенные. Такова диалектика развития естественно - научного познания окружающего мира.

Генные технологии привели к разработке современных методов анализа генов и геномов, а они, в свою очередь, -- к синтезу, т.е. к конструированию новых, генетически модифицированных микроорганизмов. К настоящему времени установлены нуклеотидные последовательности разных микроорганизмов, включая промышленные штаммы, и те, которые нужны для исследования принципов организации геномов и для понимания механизмов эволюции микробов. Генные технологии производства вакцин развиваются в двух основных направлениях. Первое -- улучшение уже существующих вакцин и создание комбинированной вакцины, т.е. состоящей из нескольких вакцин. Второе направление -- получение вакцин против болезней: СПИДа, малярии, язвенной болезни желудка и др.

По принятому в науке определению, клонирование -- это точное воспроизведение того или иного живого объекта в каком-то количестве копий. Воспроизведенные копии обладают идентичной наследственной информацией, т.е. имеют одинаковый набор генов.

Список использованной литературы

1. Азимов А. Краткая история биологии. М.: Мир, 2014. - 224с.

2. Воронов В.К. и др. Основы современного естествознания. М.: Высш. Шк., 2013. - 247с.

3. Горохов В.Г. Концепция современного естествознания и техники. М.: Инфра-М, 2014. - 608с.

4. Дубнищева Т.Я. Концепция современного естествознания. М.: МГУ, 2014. - 832с.

5. Канке В.А. Концепции современного ествознания. М.:Лотос, 2015. -368с.

Размещено на Allbest.ru