Биология - это наука о живой природе. История биологии. Известные ученые-биологи

Биология — это наука о живой природе, которая является отраслью одной из естественных наук. Она фокусируется на изучении живых организмов всех типов, несмотря на их величину. Наука занимается любыми формами жизни и исследует структуру, поведение, рост, происхождение и воспроизводство.

Определение термина

Биология – это наука, которая затрагивает все физико-химические аспекты жизни. Название науки происходит от греческих слов βίος (биос) – жизнь и λόγος (логос) – учение. Предметы изучения биологии варьируются от исследования молекулярных механизмов в клетках до классификации и моделей поведения организмов, развития видов и взаимодействия между экосистемами.

Дисциплины биологии с узкой специализацией

Существует девять основных дисциплин, созданных для удобства изучения биологии. Это науки, тесно взаимосвязанные друг с другом.

Наука Предмет изучения Биохимия Знания о материальных веществах, составляющих жизненные формы Ботаника Растения, в том числе агрокультуры Клеточная биология Клетки живых существ Экология Влияние и взаимодействие организмов с окружающей средой Эволюционная биология Происхождение и разнообразие форм жизни Генетика Наследственность Молекулярная биология Молекулы Физиология Функции организмов и их частей Зоология Животные, в том числе их поведение.

Каждую из наук можно разделить на специализации и области исследования. Изучение одного конкретного вида живого существа также получили отдельные названия, к примеру, рыбы – ихтиология, птицы – орнитология, микроорганизмы – микробиология.

Основные концепции биологии

Все дисциплины биологии можно объединить с помощью пяти основных понятий о живых существах.

1. Клеточная теория. Подразделяется еще на три тезиса: клетка – это основная единица жизни, все живое состоит из клеток и все они возникают из ранее существовавших.
2. Энергия. Живые существа требуют энергию, она необходима им для поддержания жизнедеятельности.
3. Наследственность. Существующие формы жизни обладают ДНК, в которой закодирована вся генетическая информация.
4. Гомеостаз. Это физические процессы, позволяющие сохранить сбалансированное равновесие между организмом и внешней средой.
5. Эволюция. Это одна из главных концепций биологии, подразумевающая изменение организмов со временем. Она является причиной биологического разнообразия.

Взаимодействие с другими науками

Углубленное изучение биологии невозможно без ее взаимодействия с другими сферами знаний. Математика, проектирование и даже социальные науки помогают охватить все аспекты в изучении жизни. Ниже несколько примеров таких наук.

1. Биофизика играет важную роль в понимании механики биологии. Это научная сфера деятельности, где задействованы ученые со многих областей наук (математики, химии, физики, материаловедения). Она помогает понять действие сложных систем организма: мозга, кровообращения, иммунной системы и прочих.
2. Астробиология. Согласно НАСА – это наука, исследующая развитие жизни во вселенной, включая поиск внеземной жизни.
3. Биогеография изучает расселение жизненных форм, его причины и эволюцию видов.
4. Биоматематика предполагает создание математических моделей для лучшего понимания закономерностей в мире биологии.
5. Биоинженерия — это применение технических принципов анализа и проектирования в биологии и наоборот. Результатами работы являются, например, новые медицинские технологии визуализации, портативные диагностические устройства, различные имплантаты и протезы.
6. Биосоциология изучает влияние взаимодействующих социальных и биологических факторов на поведение человека.

Исторические сведения

История биологии имеет очень глубокие корни. Еще древние люди изучали животных, на которых охотились; знали, где найти растения, которые использовали в пищу. Изобретения в медицине и сельском хозяйстве были большими достижениями ранних цивилизаций Месопотамии, Китая и Египта.

Позднее появляются первые ученые-биологи. Аристотель считается первым, кто занимался зоологией с научной точки зрения. В 300 году до н. э. его ученик Теофраст написал ботанический текст о жизненном цикле, структуре и использовании растений. Римский врач Гален использовал свой медицинский опыт для предоставления неотложной помощи гладиаторам на арене, а после писал детализированные тексты о хирургических процедурах.

Во времена Возрождения при вскрытиях тела присутствовал Леонардо да Винчи. На основе увиденного, он рисовал подробные анатомические рисунки, которые и сегодня считаются превосходными.

После изобретения печатного станка появляется первая иллюстрированная книга по биологии. Это ботанический текст, написанный немецким ботаником Леонардом Фучем в 1542 году.

Новый мир для ученых открывает изобретение микроскопа. В 1665 году Роберт Гук использует очень просто сконструированный микроскоп, чтобы исследовать тонкий срез пробки. Он открывает отдельные прямоугольные единицы, названные им клетками. В XVII столетии английский врач Уильям Харви первым описывает полное движение крови по человеческому телу – кровообращение.

Наука в XX и XXI столетиях

Эти столетия станут известны как начало «биологической революции». Открытие и исследование в 1953 году структуры ДНК позволит расширить области изучения биологии. Изменится медицина, благодаря разработке принципиально новых методов лечения, адаптированных к генетическому коду пациента. Возникнет синтез биологии и технологий, что отразится на хирургических операциях и возможностях протезирования.

Экономика становится все более зависимой от рационального управления экологическими ресурсами, балансируя между нуждами человека и необходимостью восстановления запасов. Мы пытаемся найти способы для производства достаточного количества продовольствия, для спасения исчезающих или восстановления уже исчезнувших видов. У современной биологии еще множество целей и новых возможностей.

Известные ученые-биологи и их открытия

Исследователи из университетов, научных центров и лабораторий по всему миру в течении многих лет изучают миллионы образцов. Они оценивают полученные результаты, а на основании сделанных выводов продолжают исследования, надеясь найти ключ к тайнам человеческого тела. Это может быть как лекарство от рака, так и средство для продления жизни.

В истории биологии среди выдающихся ученых:

1. Аристотель. Был первым, кто открыл родство видов и упорядочил их, опираясь на эту информацию.
2. Гален. Известен применением медицинских экспериментов. Оказал большое влияние на развитие многих областей медицины: анатомии, патологии, неврологии и физиологии.
3. Антони ван Левенгук – «отец» микробиологии. Произвел революцию в технике изобретения мощных линз. Среди его открытий: бактерии, вакуоли клеток и поперечно-полосатый рисунок мышечных волокон.
4. Роберт Гук. Известен открытием клетки. Благодаря ему мы знаем, что клетки – это строительные блоки всей жизни.
5. Карл Линней. Основатель современной таксономии. Он придумал систему присвоения имен, ранжирования и классификации организмов, которую используют сегодня. Благодаря изучению обширной коллекции образцов, Линней изобрел способ группировки и обозначения видов. Он разделил все живые существа на три царства: животных, растений и минералов, подразделяя их на классы, затем подклассы и виды.
6. Чарльз Дарвин. Известен теорией эволюции. Он установил, что все виды жизни появились со временем от одного общего предка, а новые виды существуют благодаря процессу естественного отбора.
7. Грегор Мендель. Основоположник современной генетики. Ученый использовал горох, чтобы обнаружить и продемонстрировать законы генетического наследования, ввел термин доминантных и рецессивных генов.
8. Альфред Рассел Уоллес. Известен линией Уоллеса – географическая черта, обозначающая переходную зону между фаунами Азии и Австралии. Также изучал теорию эволюции.
9. Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон. Известны обнаружением структуры ДНК, получили медицинскую Нобелевскую премию с этим открытием. Их модель двойной спирали объясняет, как повторяется ДНК и как передается и кодируется наследственная информация.
10. Кэйт Кэмпбелл и Ян Уилмут. Первые ученые, которые клонировали млекопитающее. Пара создала клон овечки Долли, используя клетку взрослой овцы и процесс переноса ядра.