История развития биологии в ХХ веке

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Содержание

Введение

1. Исследования

2. Создание ДНК

3. Хромосомная теория о наследственности

4. Синтетическая теория эволюции

5. Молекулярная биология

Заключение

Список использованной литературы

Введение

В XX столетии биологическая наука в своем развитии достигла небывалых высот. Возросла ее роль среди других естественных наук. И, хотя это связано с достижениями всего естествознания в целом, такой процесс является закономерным развитием проблем самой биологии. В философии науки существует три точки зрения на биологию. Согласно первой из них, биология была и остается преимущественно описательной дисциплиной. Следовательно, в ее задачи входит полное и детальное описание, систематизация и классификация особенностей строения, организации, поведения и других характеристик тех групп живых организмов, которые имеются на Земле. Когда же требуется теоретическое объяснение таких особенностей, необходим выход за пределы биологических дисциплин и привлечение точных наук, таких как физика, математика, химия. Такая точка зрения была популярна в 50-е годы прошлого века и находит достаточное количество сторонников в настоящее время. В XX веке многие отрасли биологии находились на различных этапах своего исторического развития. По - этому для некоторых из них были характерны процессы дифференциации и редукции, а для других - процессы интеграции (например, экология - детище XX века).

Таким образом, одной из характерных черт биологии в XX веке является дифференциация новых научных дисциплин и интеграция биологических знаний как внутри биологической науки, так и между биологией и другими естественными и техническими дисциплинами.

1. Исследования

Для познания функционирования организмов животных и человека огромное значение имели эксперименты И.П. Павлова в области физиологии высшей нервной деятельности. Учёный изучал процесс взаимодействия живых организмов и внешней среды, реакция на влияние которой осуществляется через условные и безусловные рефлексы. [2]

В 1920--1930-х гг. были проведены исследования, позволившие выделить из человеческого организма в чистом виде ферменты и витамины, а затем воспроизвести их химическим путём. Благодаря этому удаётся спасать людей от ряда болезней. Были получены принципиально новые лекарства -- антибиотики, которые обладают свойством разрушать опасные для человека микроорганизмы. В годы Второй мировой войны антибиотики (особенно выделенный из плесени пенициллин) и синтезированные химические лекарства с аналогичными свойствами (стрептоцид и неорганические сульфиды) спасли жизни сотен тысяч людей. Быстро развивалось вакцинирование от разных болезней: кори, полиомиелита, проказы и т. д. [1]

В начале XX в. в США сложилась научная школа биологов-генетиков, возглавлявшаяся Т.Х. Морганом. Ей принадлежит заслуга создания хромосомной теории наследственности. Было доказано, что передача наследственных признаков и изменение наследственных свойств (мутация) происходят на генно-хромосомном уровне. Российский учёный Н.К. Кольцов первым выдвинул подтверждённую позднее гипотезу молекулярного строения хромосом. Эти открытия легли в основу научно обоснованного выведения новых сортов растений и видов животных. Генетик Н.И. Вавилов был одним из создателей современного учения о биологических основах селекции. Он организовывал экспедиции в разные страны и собрал крупнейшую в мире коллекцию семян культурных растений.

2. Создание ДНК

В 1940-х гг. учёные определили, что в генах находится дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), которая является информационным носителем наследственных признаков. В 1950-х гг. англичанин Ф. Крик и американец Дж. Уотсон завершили создание модели ДНК, а вскоре удалось получить рентгенограммы молекулы ДНК и установить её структуру. В 1970-х гг. начала развиваться генная инженерия -- целенаправленное конструирование новых, не существующих в природе сочетаний генов. В конце XX в. английские учёные клонировали овцу (получившую имя Долли). В 2000 г. американские исследователи установили генетическую структуру вибриона холеры; в лабораториях США и Англии расшифровали генетический код человека. [2]

3. Хромосомная теория о наследственности

Вступление в ХХ в. ознаменовалось в биологии бурным развитием генетики. Важнейшим исходным событием здесь явилось новое открытие законов Менделя. В 1900 г. законы Менделя были переоткрыты независимо сразу тремя учеными - Г. де Фризом, К. Корренсом и К. Чермаком. Второй период ознаменовался лавиной эмпирических открытий и построением различных теоретических моделей. За относительно короткий срок (30 - 40 лет) в учении о наследственности был накоплен колоссальный эмпирический и теоретический материал. [2]

Начало ХХ в. принято считать началом экспериментальной генетики, определившей интенсивное накопление множества новых эмпирических данных о наследственности и изменчивости. К такого рода данным можно отнести следующие открытия: открытие дискретного характера наследственности; обоснование представления о гене и хромосомах как носителях генов; представление о линейном расположении генов; доказательство существования мутаций и возможность их искусственно вызывать; установление принципа чистоты гамет, законов доминирования, расщепления и сцепления признаков; разработка методов гибридологического анализа, чистых линий и инцухта, кроссинговера (нарушение сцепления генов в результате обмена участками между хромосомами) и др. Важно и то, что все эти и другие открытия были экспериментально подтвержденными, строго обоснованными. [3]

В первой четверти ХХ в. интенсивно развивались и теоретические аспекты генетики. Особенно большую роль сыграла хромосомная теория наследственности, разработанная в 1910 - 1915 гг. в трудах Т. Моргана, А. Стертеванта, К. Бриджеса, Г. Дж. Меллера. Она строилась на следующих исходных абстракциях: хромосома состоит из генов; гены расположены на хромосоме в линейном порядке; ген - неделимая корпускула наследственности, “квант”; в мутациях ген изменяется как целое. Эта теория была первой обстоятельной попыткой теоретической конкретизации идей, заложенных в законах Менделя.

Первые 30 лет ХХ в. прошли под знаком борьбы между собой различных концепций наследственности. Так, против хромосомной теории наследственности выступал У. Бэтсон, считавший, что эволюция состоит не в изменениях генов под влиянием внешней среды, а лишь в выпадении генов, в накоплении генетических утрат. [3]

4. Синтетическая теория эволюции

Преодоление противоречий между эволюционной теорией и генетикой стало возможным на основе синтетической теории эволюции, которая выступает основанием всей системы современной эволюционной биологии. Синтез генетики и эволюционного учения был качественным скачком в развитии как генетики, так и эволюционной теории. Он означал создание качественно нового ядра системы биологического познания, свидетельствовал о переходе биологии с классического на современный, неклассический уровень развития, начале формирования методологических установок неклассической биологии. [6]

Принципиальные положения синтетической теории эволюции были заложены работами С.С. Четверикова (1926), а также Р. Фишера, С. Райта, Дж. Холдейна (1929 - 1932) и др. Непосредственными предпосылками для синтеза генетики и теории эволюции выступали: хромосомная теория наследственности Т. Моргана, биометрические и математические подходы к анализу эволюции, закон Харди - Вейберга для идеальной популяции (гласящий, что такая популяция стремится сохранить равновесие концентрации генов при отсутствии факторов, изменяющих его), результаты эмпирического исследования изменчивости в природных популяциях и др.

Формирование синтетической теории эволюции ознаменовало собой переход к популяционному стилю мышления, который пришел на смену организмоцентрическому. [4]

Создание синтетической теории эволюции на основе популяционной генетики ознаменовало собой начало преодоления противопоставления исторического и структурно-инвариантного “срезов” в исследовании живого. Найдя принципиальную основу для объединения генетики и теории эволюции, идей организации и истории органического мира, синтетическая теория эволюции тем самым кладет начало качественно новому этапу в развитии биологии - переходу к созданию единой системы биологического знания, воспроизводящей законы и развития и функционирования органического мира как целого, начало всеобъемлющего синтеза эволюционной биологии и наук, изучающих структурно- инвариантный аспект живого. Такой синтез нацеливает па изучение жизни как единого целостного многоуровневого процесса, выявление того, как сущность живого проявляет себя в его конкретных органических формах и уровнях. [4]

хромосомный наследственность физиология днк

5. Молекулярная биология

Во второй половине 40-x годов в биологии произошло важное событие - осуществлен переход от белковой к нуклеиновой трактовке природы гена. Предпосылки новых открытий в области биохимии складывались раньше, в первые три десятилетия XX в., в частности, в школе П. Левина (США). В 1936 г. в СССР А.Н. Белозерский получил из растения тимонуклеиновую кислоту, которая до тех пор выделялась лишь в животных организмах, показав тем самым тождество животных и растительных миров и на молекулярном уровне. Важные идеи, имевшие характер далеко идущих научных прогнозов, открывавшие новые широкие ориентиры познания, намного опередившие свое время, были выдвинуты Н.К. Кольцовым (1872 - 1940). Так, еще в 1927 г. он высказал мысль о том, что при размножении клеток осуществляется матричная ауторепродукция материнских молекул. Правда, Н.К. Кольцов считал, что эти процессы осуществляются на белковой основе, ведь в то время генетические свойства ДНК его не были известны. Именно незнание наследственных свойств ДНК определяло то обстоятельство, что до середины 40-х годов биохимия развивалась относительно независимо от генетики. Скачок в направлении их тесного взаимодействия произошел тогда, когда биология перешла от белковой к нуклеиновой трактовке природы гена. (В начале 40-х годов впервые и появляется термин “молекулярная биология”.) [3]

В 1944 г. О. Эвери, К. Мак-Леод и М. Мак-Карти определили, что носителем свойства наследственности является ДНК. С этого времени и начался бурный, неудержимый, лавинообразный рост молекулярной биологии. Последовавшие в 1949 - 1951 гг. исследования Э. Чаргаффа, сформулировавшего знаменитые правила, объясняющие структуры ДНК (об эквивалентном соотношении пуриновых и пиримидиновых остатков в структуре ДНК, равенства аденина и тимина, гуанина и цитозина и др.), а также рентгенографические исследования ДНК, проведенные М. Уилкином и Р. Франклином, подготовили почву для расшифровки Дж. Уотсоном и Ф. Криком в 1953 г. структуры ДНК (двойную спиралевидность этой молекулы и ее способность к разделению на две половины). Молекула ДНК состоит из двух комплементарных полинуклеотидных цепей, каждая из которых выступает в качестве матрицы для синтеза новых аналогичных цепей. Именно поэтому в хромосомах клеток молекула ДНК способна к ауторепродукции. Свойство самоудвоения ДНК и обеспечивает явление наследственности. Расшифровка структуры ДНК была великой революцией в молекулярной биологии. Это открытие явилось ключом к пониманию того, что происходит в гене при передаче наследственных признаков. [5]

Заключение

В конце ХХ века заметно преобразовываются методологическая и мировоззренческая функции биологии. Мировоззренческая нацеленность биологии, ориентированность ее результатов на конкретизацию наших представлений об отношении “человек - мир (человека)” реализуется в двух. направлениях:

1) на человека, на выявление взаимосвязей биологического к социального в человеке; на функционирование биологического в общественном (социуме). Человек становится непосредственной исходной “точкой отсчета” биологической науки, от него, для него и на него будет непосредственно ориентировано познание живого. Это направление развивается в контексте взаимосвязи биологического и социального познания; историческим пьедесталом здесь выступает процесс антропосоциогенеза, выявление биологических предпосылок становления человека и общества;

2) на мир, на выявление закономерностей включенности живого в эволюцию Вселенной, перспектив биологического мира в развитии мира космического. Это направление, раскрывается прежде всего через взаимосвязь биологических и астрономических наук.

Список использованной литературы

1. Карпенков С.Х. Концепция современного естествознания М. 2003г.

2. Вернадский В.И. Живое вещество М. 2001г.

3. Моисеев Н.Н. Человек и биосфера. М.,1998г.

4. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М.,2000г.

5. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учеб. Пособие.-М.: Гардарики, 2003 г.

Размещено на Allbest.ru