O que estudam as ciências biológicas: uma lista de disciplinas aplicadas. Biologia humana

Biologia é a ciência que estuda os organismos vivos. Revela as leis da vida e seu desenvolvimento como um fenômeno natural especial.

Entre outras ciências, a biologia é uma disciplina fundamental e pertence aos principais ramos das ciências naturais.

O termo “biologia” consiste em duas palavras gregas: “bios” - vida, “logos” - ensino, ciência, conceito.

Foi usado pela primeira vez para se referir à ciência da vida no início do século XIX. Isso foi feito de forma independente por J.-B. Lamarck e G. Treviranus, F. Burdach. Nessa época, a biologia estava separada das ciências naturais.

A biologia estuda a vida em todas as suas manifestações. O tema da biologia é a estrutura, fisiologia, comportamento, desenvolvimento individual e histórico dos organismos, sua relação entre si e com o meio ambiente. Portanto, a biologia é um sistema, ou complexo, de ciências amplamente interligadas. Várias ciências biológicas surgiram ao longo da história do desenvolvimento da ciência como resultado do isolamento de diversas áreas de estudo da natureza viva.

Os principais ramos da biologia incluem zoologia, botânica, microbiologia, virologia, etc. como ciências que estudam grupos de organismos vivos que diferem em aspectos-chave da estrutura e atividade vital. Por outro lado, o estudo dos padrões gerais dos organismos vivos levou ao surgimento de ciências como genética, citologia, biologia molecular, embriologia, etc. o desenvolvimento deu origem à morfologia, fisiologia, etologia, ecologia e ensino evolutivo.

A biologia geral estuda as propriedades, padrões de desenvolvimento e existência mais universais de organismos vivos e ecossistemas.

Por isso, biologia é um sistema de ciências.

O rápido desenvolvimento da biologia foi observado na segunda metade do século XX. Isto foi principalmente devido a descobertas no campo da biologia molecular.

Apesar da sua rica história, continuam a ser feitas descobertas nas ciências biológicas, as discussões continuam e muitos conceitos estão a ser revistos.

Na biologia, é dada especial atenção à célula (uma vez que é a principal unidade estrutural e funcional dos organismos vivos), à evolução (uma vez que a vida na Terra se desenvolveu), à hereditariedade e à variabilidade (subjacentes à continuidade e adaptabilidade da vida).

Existem vários níveis sucessivos de organização da vida: genética molecular, celular, organismo, espécie-população, ecossistema. Em cada um deles a vida se manifesta à sua maneira, a qual é estudada pelas ciências biológicas correspondentes.

A importância da biologia para os humanos

Para os humanos, o conhecimento biológico tem principalmente o seguinte significado:

• Fornecendo alimentos para a humanidade.
• Significado ecológico - controle do meio ambiente para que seja adequado à vida normal.
• Significado médico - aumentar a duração e a qualidade de vida, combater infecções e doenças hereditárias, desenvolver medicamentos.
• Significado estético e psicológico.

O homem pode ser considerado um dos resultados do desenvolvimento da vida na Terra. A vida das pessoas ainda depende fortemente dos mecanismos biológicos gerais da vida. Além disso, o homem influencia a natureza e experimenta ele mesmo o seu impacto.

As atividades humanas (desenvolvimento da indústria e da agricultura), o crescimento populacional têm causado problemas ambientais no planeta. O meio ambiente está poluído e as comunidades naturais são destruídas.

Para resolver problemas ambientais, é necessário compreender as leis biológicas.

Além disso, muitos ramos da biologia são importantes para a saúde humana (importância médica). A saúde das pessoas depende da hereditariedade, do ambiente de vida e do estilo de vida. Deste ponto de vista, as seções mais importantes da biologia são a hereditariedade e a variabilidade, o desenvolvimento individual, a ecologia e a doutrina da biosfera e da noosfera.

A biologia resolve o problema de fornecer alimentos e remédios às pessoas. O conhecimento biológico está na base do desenvolvimento da agricultura.

Assim, um alto nível de desenvolvimento da biologia é condição necessária para o bem-estar da humanidade.

Ao longo de toda a sua existência na Terra, o homem estudou a diversidade da flora e da fauna. As ciências biológicas, cuja lista está em constante crescimento, são de grande importância para a formação de uma imagem moderna do mundo nas ciências naturais. Métodos e abordagens são aprimorados ao longo do tempo, permitindo que inúmeros segredos naturais sejam revelados.

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Aparência do termo

O termo é baseado em duas palavras gregas: bios – vida, logos – ciência, ensino. Quem cunhou este termo? Conceito biologia significa um conjunto de ciências sobre a natureza viva, revela a essência da vida. Foi proposto por dois cientistas proeminentes G. Trevinarus e J.‑B. Lemarque no início do século XIX. Dois séculos depois, a ciência continua a desenvolver-se ativamente; os cientistas já avançaram bastante em suas pesquisas.

Principais direções científicas

Hoje existem numerosos disciplinas e indústrias biológicas, visando estudar os seres vivos, desde a ameba com ciliados até o corpo humano. Vida - assunto principal pesquisar. A variedade de suas manifestações, o impacto nos processos e fenômenos circundantes, a organização em todos os níveis e segmentos estão entre os objetos.

Vamos citar os principais disciplinas biológicas e falaremos detalhadamente sobre alguns deles:

• biologia geral,
• sistêmico,
• virologia,
• micrologia,
• microbiologia,
• genética,
• anatomia,
• etologia,
• citologia,
• biologia do desenvolvimento,
• paleontologia e outros.

É importante saber que ciência estuda estrutura e funções, que é uma das principais disciplinas. Seu nome - citologia. O objeto de estudo são todos os processos que ocorrem com uma célula: nascimento, atividade vital, reprodução, nutrição, envelhecimento e morte.

Disciplinas biológicas

Quaisquer manifestações de vida tornam-se objeto de estudo de biólogos . Esses incluem:

• distribuição em todo o território,
• estrutura,
• origem,
• funções,
• desenvolvimento de espécies,
• conexões com outros seres vivos e objetos.

Importante! A tarefa da biologia é revelar e estudar a essência de todos os padrões biológicos, com o objetivo de dominá-los e gerenciá-los.

Métodos de estudo:

• observação para descrever fenômenos;
• comparação – detecção de padrões gerais;
• experimento - criação artificial de situações que revelam as propriedades dos organismos;
• método histórico - compreender o mundo que nos rodeia a partir dos dados disponíveis;
• modelagem - criação de modelos de diversos sistemas biológicos;
• métodos avançados modernos baseados nas mais recentes tecnologias e conquistas.

Industrias principais, coisas que você precisa saber e o que você precisa estudar:

• zoologia – animais;
• entomologia – insetos;
• botânica – plantas;
• anatomia – estrutura dos tecidos e órgãos;
• genética – leis da variabilidade e da hereditariedade;
• fisiologia – a essência de todos os seres vivos, a vida sob patologias e normalidade;
• – a relação dos organismos com o meio ambiente;
• biônica – organização, estrutura, propriedades da natureza viva;
• bioquímica – a composição química dos organismos e células, os processos básicos que constituem a base da vida;
• biofísica – aspectos físicos da existência da natureza viva;
• microbiologia – bactérias e outros microrganismos;
• biologia molecular – métodos de armazenamento e transmissão de informação genética;
• engenharia celular – produção de células híbridas;
• bitecnologia – utilização de resíduos de organismos para soluções tecnológicas;
• seleção - criação de novas variedades resistentes a pragas e climas adversos, melhorando as qualidades das plantas cultivadas.

Nem todas as ciências biológicas estão listadas aqui; a lista poderia ser muito mais longa.

A ecologia é um ramo da biologia, o estudo das relações dos organismos entre si e com seu ambiente. Esta seção diz respeito não apenas Fatores Ambientais, sua essência física, composição química, mas também sua poluição, violação Ciclo de fertilização in vitro.

Ernest Haeckel em 1866 ele criou um nome especial para essa direção científica. O ramo da biologia que estuda as relações dos organismos, sua interação não só entre si, mas também com o meio ambiente, é denominado ecologia aplicada.

Pertence ao ramo da biologia e é uma ciência aplicada que estuda os mecanismos de destruição humana da biosfera e as formas de prevenir desastres ambientais. Difere de outros campos biológicos porque os cientistas não precisam aprender ou estudar algo novo, mas usar técnicas e desenvolvimentos existentes na prática.

É a aplicação de métodos práticos que distingue aplicado. Assim, respondemos à questão de qual ciência biológica é prática ou aplicada.

Para atingir objetivos reais na prática, precisamos de um cliente e de um investidor. Muitas vezes, os grandes projectos e a sua implementação são financiados pelo Estado: a conservação espécies em perigo, eliminação racional de resíduos e minimização da poluição ambiental. Ecologia aplicadaÉ geralmente aceito porque está inextricavelmente ligado a todos os processos que ocorrem nos seres vivos.

Classificação

Qualquer campo científico amplo envolve a divisão em ramos separados. A classificação das ciências biológicas é realizada com base em diversas características. Dependendo do assunto ou objeto de estudo, distinguem-se:

• zoologia,
• botânica,
• microbiologia e outros.

De acordo com o nível em que é considerado viver importa:

• citologia,
• histologia,
• biologia molecular e outros.

De acordo com generalizado propriedades dos organismos:

• bioquímica,
• genética,
• ecologia e outros.

Classificação das ciências biológicas não significa que pertençam inteiramente a uma área específica; cada um está intimamente interligado com os outros. Por exemplo, é impossível estudar células sem conhecimento dos processos bioquímicos que ocorrem nelas.

Interessante! A taxonomia dos fungos modernos (um cogumelo) não é uma planta nem um ser vivo. O cogumelo é classificado como um tipo separado de organismo vivo, portanto, métodos completamente diferentes são usados ​​para estudá-lo. Está sob a jurisdição da micologia, um ramo da biologia.

Método único

Cultura de tecidos – Este é um método que permite que os tecidos, assim como suas células, cresçam fora do corpo. Em teoria, foi proposto em 1874 por A.E. Golubev, e na prática foi aplicado apenas em 1885 por I.P. Skvortsov. Então este método foi aprimorado e desenvolvido.

Crescendo tecido fora do corpo- Um exemplo de método de cultura celular.

A essência da técnica é esta: um pequeno pedaço do tecido desejado de um determinado organismo é retirado e colocado em um local especialmente preparado meio nutriente. O processo ocorre em condições estéreis e em temperaturas ideais. Depois de algum tempo, o tecido começa a passar de um estado calmo para um normal, com divisão, nutrição e excreção de resíduos. Estando em tal ambiente, o tecido pode ser gerado a uma velocidade tremenda, mas a solução deve ser trocada a tempo, pois um ambiente poluído ameaça esmagar as células e causar sua morte.

O que a biologia estuda usando o método cultura de tecidos. A tecnologia é usada principalmente para provar teorias não só na biologia, mas também na medicina. Foi assim que um dos processos complexos foi estudado - mitose. A divisão celular foi estudada durante o desenvolvimento embrionário em aves e mamíferos. Existem várias doenças que só podem ser confirmadas por este método, por exemplo, um número incorreto de cromossomos em uma pessoa. As conhecidas vacinas contra a poliomielite, a varíola ou o sarampo foram desenvolvidas através de cultura de tecidos. Esta é uma abordagem incrível. Também é amplamente utilizado em perfumaria.

A criação de órgãos ou de suas partes ainda não é difundida devido aos padrões éticos. Além disso, esta tecnologia é cara. Essas técnicas avançadas são procuradas em muitos campos da ciência.

Interessante! Plantas como gérbera, orquídea, ginseng e batata são propagadas por cultura de tecidos.

Seções

Morfologia em biologia - um dos campos que estuda a estrutura dos organismos. Possui duas seções principais: endonomia e anatomia. O primeiro está envolvido no estudo de externos sinais de uma criatura viva, e o segundo – interno. O que estuda morfologia na seção de endonomia: os critérios pelos quais os organismos são divididos em espécies. A classificação é feita de acordo com aparência, forma, tamanho, cor e outras características.

Durante muito tempo, foram os únicos determinantes e a estrutura interna não foi levada em consideração. Mais tarde descobriu-se que indivíduos de um espécies biológicas podem ser divididos em masculino e feminino, surgiu um novo conceito - dimorfismo sexual.

A anatomia estuda a estrutura interna acima do nível celular. Com base nos dados obtidos, as espécies são sistematizadas em grupos, o que permitiu identificar dois grupos principais de órgãos: análogos, ou seja, iguais em todas as espécies, e homólogos. O primeiro inclui partes do corpo que têm funções semelhantes, mas têm origens diferentes, e o segundo - origens diferentes, mas com as mesmas funções. Exemplo homólogo– membros anteriores de mamíferos e asas de pássaros.

Biologia - a ciência da natureza viva

Exame Estadual Unificado de Biologia 1.1. Biologia como ciência, métodos de conhecimento da natureza viva

Conclusão

O conjunto de disciplinas é de grande importância para o futuro desenvolvimento de quase todas as áreas da atividade humana. O conhecimento das leis da natureza e da estrutura dos organismos ajuda a melhorar a qualidade das nossas vidas: melhorar os métodos de tratamento, produzir novos medicamentos, cosméticos, melhorar a qualidade dos alimentos, manter o ambiente limpo e muito mais.

Biologia (do grego bios - vida e logos - palavra, doutrina), a totalidade das ciências sobre a natureza viva - sobre a enorme variedade de criaturas extintas e agora vivas que habitam a Terra, sua estrutura e funções, origem, distribuição e desenvolvimento, conexões entre si e com a natureza inanimada. A biologia estabelece padrões gerais e particulares inerentes à vida em todas as suas manifestações e propriedades (metabolismo, reprodução, hereditariedade, variabilidade, adaptabilidade, crescimento, mobilidade, etc.).

As primeiras tentativas sistemáticas de compreender a natureza viva foram feitas por antigos médicos e filósofos (Hipócrates, Aristóteles, Teofrasto, Galeno). Seus trabalhos, continuados durante a Renascença, lançaram as bases para a botânica e a zoologia, bem como para a anatomia e fisiologia humanas (Vesalius e outros). Nos séculos XVII-XVIII. Os métodos experimentais estão penetrando na biologia. Com base em medições quantitativas e na aplicação das leis da hidráulica, foi descoberto o mecanismo da circulação sanguínea (W. Harvey, 1628). A invenção do microscópio ampliou as fronteiras do mundo conhecido dos seres vivos e aprofundou a compreensão de sua estrutura. Uma das principais conquistas desta época é a criação de um sistema de classificação de plantas e animais (C. Linnaeus, 1735). Ao mesmo tempo, prevaleciam teorias especulativas sobre o desenvolvimento e as propriedades dos seres vivos (geração espontânea, pré-formação, etc.). No século 19 Como resultado do aumento acentuado do número de objetos biológicos em estudo (novos métodos, expedições a áreas tropicais e inacessíveis da Terra, etc.), do acúmulo e diferenciação de conhecimento, muitas ciências biológicas especiais foram formadas. Assim, a botânica e a zoologia são divididas em seções que estudam grupos sistemáticos individuais, desenvolvem-se embriologia, histologia, microbiologia, paleontologia, biogeografia, etc.. Entre as conquistas da biologia estão a teoria celular (T. Schwann, 1839), a descoberta de padrões da hereditariedade (G. Mendel, 1865). Os ensinamentos evolutivos de Charles Darwin (1859) levaram a mudanças fundamentais na biologia. Para a biologia do século XX. Existem duas tendências inter-relacionadas. Por um lado, formou-se uma ideia sobre níveis qualitativamente diferentes de organização da natureza viva: molecular (biologia molecular, bioquímica e outras ciências, unidas pelo conceito de biologia físico-química), celular (citologia), organizacional (anatomia, fisiologia, embriologia ), espécies populacionais (ecologia, biogeografia). Por outro lado, o desejo de um conhecimento holístico e sintético da natureza viva levou ao progresso das ciências que estudam certas propriedades da natureza viva em todos os níveis estruturais de sua organização (genética, sistemática, ensino evolutivo, etc.). Sucessos surpreendentes desde os anos 50. alcançado pela biologia molecular, que revelou a base química da hereditariedade (estrutura do DNA, código genético, princípio matricial da síntese de biopolímeros). A doutrina da biosfera (V.I. Vernadsky) revelou a escala da atividade geoquímica dos organismos vivos e sua conexão inextricável com a natureza inanimada. Significado prático da pesquisa e métodos biológicos (incl. incluindo engenharia genética, biotecnologia) para a medicina, agricultura, indústria, o uso inteligente dos recursos naturais e a conservação da natureza, bem como a penetração de ideias e métodos das ciências exatas nesses estudos, avançaram a biologia a partir do meio. século 20 para a vanguarda das ciências naturais.

Biologia(do grego bios - vida, logos - palavra, ciência) é um complexo de ciências sobre a natureza viva.

O tema da biologia são todas as manifestações da vida: a estrutura e funções dos seres vivos, sua diversidade, origem e desenvolvimento, bem como a interação com o meio ambiente. A principal tarefa da biologia como ciência é interpretar todos os fenômenos da natureza viva em bases científicas, levando em consideração que todo o organismo possui propriedades fundamentalmente diferentes de seus componentes.

A biologia estuda todos os aspectos da vida, em particular a estrutura, funcionamento, crescimento, origem, evolução e distribuição dos organismos vivos na Terra, classifica e descreve os seres vivos, a origem das suas espécies e as suas interacções entre si e com o ambiente.

A biologia moderna é baseada em 5 princípios fundamentais:

1. teoria celular
2. evolução
3. genética
4. homeostase
5. energia

Ciências Biológicas

Atualmente, a biologia inclui uma série de ciências que podem ser sistematizadas de acordo com os seguintes critérios: assunto e predominante métodos pesquisa e sobre o assunto em estudo nível de organização da natureza viva.

Por assunto de pesquisaEU as ciências biológicas são divididas em bacteriologia, botânica, virologia, zoologia, micologia.

Botânica é uma ciência biológica que estuda de forma abrangente as plantas e a cobertura vegetal da Terra.

Zoologia - um ramo da biologia, a ciência da diversidade, estrutura, atividade vital, distribuição e relação dos animais com o seu ambiente, sua origem e desenvolvimento.

Bacteriologia - ciência biológica que estuda a estrutura e atividade das bactérias, bem como o seu papel na natureza.

Virologia - ciência biológica que estuda vírus.

Objeto principal micologia são cogumelos, sua estrutura e características de vida.

Liquenologia - ciência biológica que estuda líquenes.

Bacteriologia, virologia e alguns aspectos da micologia são frequentemente discutidos como parte da microbiologia - seção de biologia, ciência dos microrganismos (bactérias, vírus e fungos microscópicos).

Taxonomia, ou taxonomia, - ciência biológica que descreve e classifica em grupos todas as criaturas vivas e extintas.

Por sua vez, cada uma das ciências biológicas listadas é dividida em bioquímica, morfologia, anatomia, fisiologia, embriologia, genética e sistemática (plantas, animais ou microrganismos). Bioquímica é a ciência da composição química da matéria viva, os processos químicos que ocorrem nos organismos vivos e estão subjacentes à sua atividade vital.

Morfologia - ciência biológica que estuda a forma e estrutura dos organismos, bem como os padrões de seu desenvolvimento. Em sentido amplo, inclui citologia, anatomia, histologia e embriologia. Distinguir entre a morfologia dos animais e das plantas.

Anatomia é um ramo da biologia (mais precisamente, da morfologia), uma ciência que estuda a estrutura interna e a forma de órgãos individuais, sistemas e do organismo como um todo. A anatomia vegetal é considerada parte da botânica, a anatomia animal é considerada parte da zoologia e a anatomia humana é uma ciência separada.

Fisiologia - ciência biológica que estuda os processos vitais dos organismos vegetais e animais, seus sistemas individuais, órgãos, tecidos e células. Existe fisiologia de plantas, animais e humanos.

Embriologia(biologia do desenvolvimento)- um ramo da biologia, a ciência do desenvolvimento individual de um organismo, incluindo o desenvolvimento do embrião.

Objeto genética são as leis da hereditariedade e da variabilidade. Atualmente, é uma das ciências biológicas em desenvolvimento mais dinâmico.

Por o nível de organização da natureza viva em estudo distinguir biologia molecular, citologia, histologia, organologia, biologia de organismos e sistemas supraorganismais.

Biologia molecular é um dos ramos mais jovens da biologia, ciência que estuda, em particular, a organização da informação hereditária e a biossíntese de proteínas.

Citologia, ou biologia Celular,- ciência biológica, cujo objeto de estudo são as células de organismos unicelulares e multicelulares.

Histologia - ciência biológica, ramo da morfologia, cujo objeto é a estrutura dos tecidos de plantas e animais.

Para a esfera organologia incluem a morfologia, anatomia e fisiologia de vários órgãos e seus sistemas. A biologia orgânica inclui todas as ciências que lidam com organismos vivos, por ex. etologia- a ciência do comportamento dos organismos.

A biologia dos sistemas supraorganismos é dividida em biogeografia e ecologia. Estuda a distribuição dos organismos vivos biogeografia, enquanto ecologia - organização e funcionamento de sistemas supraorganismos a vários níveis: populações, biocenoses (comunidades), biogeocenoses (ecossistemas) e biosfera.

Por métodos de pesquisa predominantes Pode-se distinguir biologia descritiva (por exemplo, morfologia), experimental (por exemplo, fisiologia) e teórica. Identificar e explicar os padrões de estrutura, funcionamento e desenvolvimento da natureza viva nos vários níveis de sua organização é uma tarefa biologia geral. Inclui bioquímica, biologia molecular, citologia, embriologia, genética, ecologia, ciência evolutiva e antropologia. Doutrina evolucionária estuda as causas, forças motrizes, mecanismos e padrões gerais de evolução dos organismos vivos. Uma de suas seções é paleontologia- uma ciência cujo tema são os restos fósseis de organismos vivos. Antropologia- uma seção de biologia geral, a ciência da origem e do desenvolvimento do homem como espécie biológica, bem como a diversidade das populações humanas modernas e os padrões de sua interação. Os aspectos aplicados da biologia estão incluídos no campo da biotecnologia, da criação e de outras ciências em rápido desenvolvimento. Biotecnologiaé a ciência biológica que estuda o uso de organismos vivos e processos biológicos na produção. É amplamente utilizado nas indústrias alimentícia (panificação, fabricação de queijos, cervejaria, etc.) e farmacêutica (produção de antibióticos, vitaminas), para purificação de água, etc. Seleção- a ciência dos métodos de criação de raças de animais domésticos, variedades de plantas cultivadas e cepas de microrganismos com propriedades necessárias ao homem. A seleção também é entendida como o processo de mudança dos organismos vivos, realizado pelo homem para atender às suas necessidades.

O progresso da biologia está intimamente relacionado aos sucessos de outras ciências naturais e exatas, como física, química, matemática, ciência da computação, etc. Por exemplo, microscopia, ultrassom (ultrassom), tomografia e outros métodos de biologia são baseados em física leis, e o estudo da estrutura das moléculas biológicas e dos processos que ocorrem nos sistemas vivos seria impossível sem o uso de métodos químicos e físicos. A utilização de métodos matemáticos permite, por um lado, identificar a presença de uma ligação natural entre objetos ou fenómenos, confirmar a fiabilidade dos resultados obtidos e, por outro lado, modelar um fenómeno ou processo. Recentemente, métodos computacionais, como modelagem, tornaram-se cada vez mais importantes na biologia. Na intersecção da biologia e outras ciências, surgiram uma série de novas ciências, como a biofísica, a bioquímica, a biônica, etc.

O papel da biologia na formação da imagem moderna do mundo nas ciências naturais

Na fase de sua formação, a biologia ainda não existia separada das demais ciências naturais e limitava-se apenas à observação, estudo, descrição e classificação de representantes do mundo animal e vegetal, ou seja, era uma ciência descritiva. No entanto, isso não impediu que os antigos naturalistas Hipócrates (c. 460-377 aC), Aristóteles (384-322 aC) e Teofrasto (nome verdadeiro Tirtham, 372-287 aC) dessem uma contribuição significativa para o desenvolvimento de ideias sobre a estrutura do corpo humano e dos animais, bem como sobre a diversidade biológica de animais e plantas, lançando assim as bases da anatomia e fisiologia humana, zoologia e botânica. O aprofundamento do conhecimento sobre a natureza viva e a sistematização de factos previamente acumulados, ocorrido nos séculos XVI-XVIII, culminou com a introdução da nomenclatura binária e a criação de uma taxonomia harmoniosa de plantas (C. Linnaeus) e animais (J. -B.Lamarck). A descrição de um número significativo de espécies com características morfológicas semelhantes, bem como achados paleontológicos, tornaram-se pré-requisitos para o desenvolvimento de ideias sobre a origem das espécies e os caminhos do desenvolvimento histórico do mundo orgânico. Assim, os experimentos de F. Redi, L. Spallanzani e L. Pasteur nos séculos XVII-XIX refutaram a hipótese da geração espontânea, apresentada por Aristóteles e predominante na Idade Média, e a teoria da evolução bioquímica de AI Oparin e J. Haldane, brilhantemente confirmado por S. Miller e G. Yuri, permitiu-nos responder à questão sobre a origem de todos os seres vivos. Se o próprio processo de surgimento dos seres vivos a partir de componentes inanimados e sua evolução em si já não suscitam dúvidas, então os mecanismos, caminhos e direções do desenvolvimento histórico do mundo orgânico ainda não são totalmente compreendidos, uma vez que nenhum dos os duas principais teorias concorrentes da evolução (a teoria sintética da evolução, criada com base na teoria de Charles Darwin, e a teoria de J.-B. Lamarck) ainda não podem fornecer evidências abrangentes. O uso da microscopia e outros métodos de ciências afins, devido ao progresso no campo de outras ciências naturais, bem como a introdução da prática experimental, permitiu aos cientistas alemães T. Schwann e M. Schleiden formular uma teoria celular ainda no século Século 19, posteriormente complementado por R. Virchow e K. Baer. Tornou-se a generalização mais importante da biologia, que formou a pedra angular das ideias modernas sobre a unidade do mundo orgânico. A descoberta de padrões de transmissão de informações hereditárias pelo monge tcheco G. Mendel serviu de impulso para o rápido desenvolvimento da biologia nos séculos 20 a 21 e levou não apenas à descoberta do portador universal da hereditariedade - o DNA, mas também o código genético, bem como os mecanismos fundamentais de controle, leitura e variabilidade da informação hereditária. O desenvolvimento de ideias sobre o meio ambiente levou ao surgimento de uma ciência como ecologia, e redação ensinamentos sobre a biosfera como um sistema planetário complexo multicomponente de enormes complexos biológicos interconectados, bem como processos químicos e geológicos que ocorrem na Terra (V.I. Vernadsky), o que em última análise permite reduzir, pelo menos em pequena medida, as consequências negativas da atividade econômica humana. Assim, a biologia desempenhou um papel importante na formação da imagem moderna do mundo nas ciências naturais.

Métodos para estudar objetos vivos

Como qualquer outra ciência, a biologia possui seu próprio arsenal de métodos. Além do método científico de cognição utilizado em outras áreas, métodos como histórico, comparativo-descritivo, etc.

Método científico a cognição inclui observação, formulação de hipóteses, experimento, modelagem, análise de resultados e derivação de padrões gerais.

Observação- esta é a percepção proposital de objetos e fenômenos por meio dos sentidos ou instrumentos, determinada pela tarefa da atividade. A principal condição para a observação científica é a sua objetividade, ou seja, a capacidade de verificar os dados obtidos por meio de observações repetidas ou do uso de outros métodos de pesquisa, como experimentos. Os fatos obtidos como resultado da observação são chamados dados. Eles podem ser como qualidade(descrevendo cheiro, sabor, cor, forma, etc.), e quantitativo, Além disso, os dados quantitativos são mais precisos do que os dados qualitativos.

Com base em dados observacionais, uma hipótese é formulada - um julgamento conjectural sobre a conexão natural dos fenômenos. A hipótese é testada em uma série de experimentos.

Um experimentoé denominado experimento conduzido cientificamente, observação do fenômeno em estudo sob condições controladas, permitindo identificar as características de determinado objeto ou fenômeno. A forma mais elevada de experimento é a modelagem - o estudo de quaisquer fenômenos, processos ou sistemas de objetos, construindo e estudando seus modelos. Em essência, esta é uma das principais categorias da teoria do conhecimento: qualquer método de pesquisa científica, tanto teórico quanto experimental, baseia-se na ideia de modelagem. Os resultados experimentais e de simulação estão sujeitos a uma análise cuidadosa.

Análise chamado de método de pesquisa científica pela decomposição de um objeto em suas partes componentes ou pelo desmembramento mental de um objeto por meio de abstração lógica. A análise está inextricavelmente ligada à síntese.

Sínteseé um método de estudar um assunto na sua integridade, na unidade e interligação das suas partes. Como resultado da análise e da síntese, a hipótese de pesquisa mais bem-sucedida torna-se uma hipótese de trabalho e, se for capaz de resistir às tentativas de refutá-la e ainda assim prever com sucesso fatos e relações anteriormente inexplicáveis, então poderá se tornar teoria.

Sob teoria compreender uma forma de conhecimento científico que dá uma ideia holística dos padrões e conexões essenciais da realidade. A direção geral da pesquisa científica é alcançar níveis mais elevados de previsibilidade. Se nenhum fato pode mudar uma teoria, e os desvios que ocorrem são regulares e previsíveis, então ela pode ser elevada à categoria de lei- uma relação necessária, essencial, estável e repetitiva entre os fenômenos da natureza. À medida que o corpo de conhecimento aumenta e os métodos de investigação melhoram, hipóteses e mesmo teorias bem estabelecidas podem ser desafiadas, modificadas e até mesmo rejeitadas, uma vez que o próprio conhecimento científico é de natureza dinâmica e está constantemente sujeito a reinterpretação crítica.

O método histórico revela os padrões de aparecimento e desenvolvimento dos organismos, a formação de sua estrutura e função. Em vários casos, com a ajuda deste método, hipóteses e teorias que antes eram consideradas falsas ganham nova vida. Isto, por exemplo, aconteceu com as suposições de Darwin sobre a natureza da transmissão do sinal numa planta em resposta às influências ambientais. O método comparativo-descritivo envolve a realização de uma análise anatômica e morfológica dos objetos de estudo. É a base da classificação dos organismos, identificando padrões de surgimento e desenvolvimento de diversas formas de vida.

O monitoramento é um sistema de medidas para observar, avaliar e prever mudanças no estado do objeto em estudo, em particular a biosfera. A realização de observações e experimentos muitas vezes requer o uso de equipamentos especiais, como microscópios, centrífugas, espectrofotômetros, etc. A microscopia é amplamente utilizada em zoologia, botânica, anatomia humana, histologia, citologia, genética, embriologia, paleontologia, ecologia e outros ramos da ciência. biologia. Ele permite estudar a estrutura fina de objetos usando microscópios de luz, elétrons, raios X e outros tipos de microscópios.

Um microscópio óptico consiste em peças ópticas e mecânicas. As peças ópticas estão envolvidas na construção de uma imagem e as peças mecânicas são usadas para facilitar o uso das peças ópticas. A ampliação geral de um microscópio é determinada pela fórmula: ampliação da objetiva x ampliação da ocular = ampliação do microscópio.

Por exemplo, se a lente amplia o objeto 8 vezes e a ocular 7 vezes, então a ampliação total do microscópio é 56.

A centrifugação diferencial, ou fracionamento, permite separar as partículas de acordo com seu tamanho e densidade sob a influência da força centrífuga, que é ativamente utilizada no estudo da estrutura de moléculas e células biológicas.

Níveis básicos de organização da natureza viva

1. Genética molecular. As tarefas mais importantes da biologia nesta fase são o estudo dos mecanismos de transmissão da informação genética, hereditariedade e variabilidade.
2. Nível celular. A unidade elementar do nível de organização celular é a célula, e o fenômeno elementar são as reações do metabolismo celular.
3. Nível do tecido. Este nível é representado por tecidos que unem células de determinada estrutura, tamanho, localização e funções semelhantes. Os tecidos surgiram durante o desenvolvimento histórico junto com a multicelularidade. Nos organismos multicelulares, eles são formados durante a ontogênese como consequência da diferenciação celular.
4. Nível de órgão. O nível do órgão é representado pelos órgãos dos organismos. Nos protozoários, a digestão, a respiração, a circulação de substâncias, a excreção, a movimentação e a reprodução são realizadas por meio de diversas organelas. Organismos mais avançados possuem sistemas de órgãos. Nas plantas e nos animais, os órgãos são formados a partir de diferentes quantidades de tecido.
5. Nível organísmico. A unidade elementar deste nível é o indivíduo em seu desenvolvimento individual, ou ontogênese, portanto o nível do organismo também é chamado de ontogenético. Um fenômeno elementar neste nível são as mudanças no corpo em seu desenvolvimento individual.
6. Nível população-espécie. Uma população é uma coleção de indivíduos da mesma espécie, cruzando-se livremente entre si e vivendo separados de outros grupos semelhantes de indivíduos. Nas populações existe uma livre troca de informações hereditárias e sua transmissão aos descendentes. Uma população é uma unidade elementar do nível população-espécie, e o fenômeno elementar neste caso são as transformações evolutivas, como mutações e seleção natural.
7. Nível biogeocenótico. A biogeocenose é uma comunidade historicamente estabelecida de populações de diferentes espécies, interligadas entre si e com o meio ambiente por metabolismo e energia. As biogeocenoses são sistemas elementares nos quais ocorre o ciclo material e energético, determinado pela atividade vital dos organismos. As próprias biogeocenoses são unidades elementares de um determinado nível, enquanto os fenômenos elementares são fluxos de energia e ciclos de substâncias neles. As biogeocenoses constituem a biosfera e determinam todos os processos que nela ocorrem.
8. Nível da biosfera. A biosfera é a concha da Terra habitada por organismos vivos e transformada por eles. A biosfera é o nível mais alto de organização da vida no planeta. Esta concha cobre a parte inferior da atmosfera, a hidrosfera e a camada superior da litosfera. A biosfera, como todos os outros sistemas biológicos, é dinâmica e ativamente transformada pelos seres vivos. Ela própria é uma unidade elementar do nível da biosfera, e os processos de circulação de substâncias e energia que ocorrem com a participação dos organismos vivos são considerados um fenômeno elementar.

Como mencionado acima, cada um dos níveis de organização da matéria viva contribui para um único processo evolutivo: na célula, não apenas a informação hereditária incorporada é reproduzida, mas também ocorre sua mudança, o que leva ao surgimento de novas combinações de características e propriedades do organismo, que por sua vez estão sujeitas à ação da seleção natural em nível de população-espécie, etc.

Biologia é a ciência da vida. Atualmente representa um complexo de ciências sobre a natureza viva. O objeto de estudo da biologia são os organismos vivos - plantas e animais. e estudar a diversidade de espécies, estrutura corporal e funções de órgãos, desenvolvimento, distribuição, suas comunidades, evolução.

O homem primitivo começou a acumular as primeiras informações sobre os organismos vivos. Os organismos vivos forneceram-lhe alimento, material para roupas e moradia. Já naquela época, uma pessoa não poderia prescindir do conhecimento sobre as propriedades das plantas, os locais onde crescem, o momento de amadurecimento dos frutos e sementes, os habitats e hábitos dos animais que caçava, predadores e animais venenosos que poderiam ameaçar a vida dele.

Assim, as informações sobre os organismos vivos foram gradualmente acumuladas. A domesticação dos animais e o início do cultivo das plantas exigiram um conhecimento mais aprofundado dos organismos vivos.

Primeiros Fundadores

Material factual significativo sobre organismos vivos foi coletado pelo grande médico da Grécia - Hipócrates (460-377 aC). Ele coletou informações sobre a estrutura de animais e humanos e descreveu ossos, músculos, tendões, cérebro e medula espinhal.

O primeiro grande trabalho zoologia pertence ao naturalista grego Aristóteles (384-322 aC). Ele descreveu mais de 500 espécies de animais. Aristóteles estava interessado na estrutura e no estilo de vida dos animais; ele lançou as bases da zoologia.

O primeiro trabalho de sistematização do conhecimento sobre plantas ( botânica) foi feito por Teofrasto (372-287 aC).

A ciência antiga deve a expansão do conhecimento sobre a estrutura do corpo humano (anatomia) ao médico Galeno (130-200 aC), que realizou autópsias em macacos e porcos. Suas obras influenciaram as ciências naturais e a medicina por vários séculos.

Durante a Idade Média, sob o jugo da Igreja, a ciência desenvolveu-se muito lentamente. Um marco importante no desenvolvimento da ciência foi o Renascimento, iniciado no século XV. Já no século XVIII. Botânica, zoologia, anatomia humana e fisiologia desenvolveram-se como ciências independentes.

Principais marcos no estudo do mundo orgânico

Gradualmente, foram acumuladas informações sobre a diversidade das espécies, a estrutura do corpo dos animais e dos humanos, o desenvolvimento individual e as funções dos órgãos das plantas e dos animais. Ao longo da história centenária da biologia, os maiores marcos no estudo do mundo orgânico podem ser chamados:

• Introdução dos princípios da sistemática propostos por K. Linnaeus;
• invenção do microscópio;
• criação da teoria celular por T. Schwann;
• aprovação da doutrina evolucionista de Charles Darwin;
• descoberta por G. Mendel das leis básicas da hereditariedade;
• aplicação de microscópio eletrônico para pesquisas biológicas;
• decifrar o código genético;
• criação da doutrina da biosfera.

Até o momento, a ciência conhece cerca de 1.500.000 espécies de animais e cerca de 500.000 espécies de plantas. O estudo da diversidade de plantas e animais, das características de sua estrutura e atividade vital é de grande importância. As ciências biológicas são a base para o desenvolvimento da produção agrícola, pecuária, medicina, biônica e biotecnologia.

Uma das ciências biológicas mais antigas é a anatomia e a fisiologia humanas, que constituem a base teórica da medicina. Cada pessoa deve compreender a estrutura e funções do seu corpo para poder prestar os primeiros socorros se necessário, cuidar conscientemente da sua saúde e seguir as regras de higiene.

Ao longo dos séculos, a botânica, a zoologia, a anatomia e a fisiologia foram desenvolvidas por cientistas como ciências independentes e isoladas. Somente no século XIX. foram descobertos padrões que são comuns a todos os seres vivos. Foi assim que surgiram as ciências que estudam as leis gerais da vida. Esses incluem:

• A citologia é a ciência das células;
• genética - a ciência da variabilidade e da hereditariedade;
• ecologia - a ciência da relação de um organismo com o meio ambiente e nas comunidades de organismos;
• Darwinismo - a ciência da evolução do mundo orgânico e outros.

No currículo eles constituem a disciplina de biologia geral.