علم الأحياء هو علم الحياة الأكثر تنوعًاالمظاهر. أداء الكائنات الحية وحيدة الخلية ، وسلوك الذكور والإناث خلال موسم التزاوج ، وأنماط وراثة الصفات - هذا وأكثر بكثير في مجال اهتمامات العلم. موضوع دراسة علم الأحياء هو كل مظاهر الحياة هذه. تهدف أساليبها إلى إيجاد انتظام في بنية الكائنات الحية ، وعملها ، وتفاعلها مع البيئة. في الواقع ، يدرسون الخصائص التي تميز المادة الحية عن المادة غير الحية.
التقسيمات الفرعية
علم الأحياء هو مجموعة من عدة علوم تركز على كائنات مختلفة:
- علم الحيوان؛
- علم النبات؛
- علم الأحياء الدقيقة.
- علم الفيروسات.
كل منهم ، بدوره ، يمكن أن يكونمقسمة إلى عدة أصغر. على سبيل المثال ، في علم الحيوان علم الحيوان (دراسة الأسماك) ، علم الطيور (دراسة الطيور) ، علم الطحالب (دراسات الطحالب) وهلم جرا.
خيار التصنيف
مبدأ آخر لتقسيم علم الأحياء إلى مكونات هو خصائص ومستويات تنظيم المادة الحية. ووفقا له ، هناك:
- البيولوجيا الجزيئية؛
- الكيمياء الحيوية؛
- علم الخلية؛
- علم الوراثة.
- علم الأحياء التنموي.
- تشريح وفسيولوجيا الكائنات الحية المختلفة ؛
- علم البيئة (غالبًا ما يعتبر اليوم علمًا منفصلاً) ؛
- علم الأجنة؛
- نظرية التطور.
وهكذا يبقى موضوع علم الأحياءلا تتغير الحياة نفسها. يتم دراسة مظاهرها المختلفة من قبل التخصصات الفردية. هناك أيضا علم الأحياء العام. ينصب تركيزه على خصائص المادة الحية ، التي تميزها عن المادة غير الحية ، وكذلك هيكلها الهرمي المنظم وعلاقة الأنظمة الفردية مع بعضها البعض والبيئة.
الخبرة والنظرية
تتشابه طرق دراسة علم الأحياء بشكل عامطرق الإدراك في التخصصات العلمية الأخرى. تنقسم إلى تجريبية (عملية ، تجريبية) ونظرية. تكشف الأساليب العملية لدراسة علم الأحياء عن معلمات وخصائص وميزات مختلفة للأنظمة الحية. ثم يتم تطوير النظريات على أساسها. هذه العملية دورية ، حيث يتم استخدام الأساليب التجريبية لدراسة علم الأحياء في الغالب على أساس الاستنتاجات القائمة. النظريات ، بدورها ، تتطلب دائمًا اختبارات تجريبية إضافية.
جمع أساسي للمعلومات
واحدة من الطرق التجريبية الرئيسية هيالملاحظة. هي دراسة العلامات الخارجية لجسم ما وتغيراته في ظروف موطنه الطبيعي على مدى فترة من الزمن.
تبدأ أي دراسة لنظام حيملاحظتها. يوضح تاريخ دراسة علم الأحياء هذا البيان بشكل مثالي. في المراحل الأولى من تطور العلم ، كان بوسع الباحثين استخدام هذه الطريقة التجريبية فقط. اليوم لم تفقد الملاحظة أهميتها. يستخدم ، مثل الطرق الأخرى لدراسة علم الأحياء ، العديد من التقنيات. مناظير ، كاميرات مختلفة (رؤية ليلية ، أعماق البحار ، وما إلى ذلك) ، معدات مخبرية مختلفة ، مثل المجهر ، محلل الكيمياء الحيوية ، وغيرها تستخدم للمراقبة.
بناءً على ما إذا كانت المعدات تُستخدم في العملية ، يمكن تقسيم المراقبة إلى نوعين:
- فوري... يهدف إلى دراسة سلوك وخصائص الكائنات الحية المختلفة.
- مفيدة... باستخدام معدات مختلفة ، يتم دراسة خصائص الأنسجة والأعضاء والخلايا وتحليل التركيب الكيميائي والتمثيل الغذائي.
تجربة
كما تعلمون ، ليس كل الظواهر والعملياتالمرتبطة بالأنظمة الحية يمكن ملاحظتها مباشرة في بيئتها الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب فهم أنماط معينة ظروفًا معينة ، تكون أكثر ملاءمة للإبداع بشكل مصطنع من انتظار ظهورها في الطبيعة. يسمى هذا النهج في علم الأحياء الطريقة التجريبية. أنها تنطوي على دراسة كائن في الظروف القاسية. يساعد فحص الجسم أثناء التعرض لدرجات حرارة عالية أو منخفضة ، أو الضغط العالي أو الحمل المفرط ، عند وضعه في بيئة غير مألوفة ، على الكشف عن حدود قدرته على التحمل ، لاكتشاف الخصائص والقدرات الخفية. مع تحسن التكنولوجيا ، تزداد إمكانات الطرق التجريبية. أصبحت البيانات التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة أكثر دقة. يمكن أن تتنوع الشروط التي تم إنشاؤها أثناء التجربة إلى ما لا نهاية تقريبًا.
أحد الاستخدامات الرئيسية للتجربةالتحقق من الفرضيات المطروحة في وقت سابق. البيانات التي تم الحصول عليها على أساس الخبرة تجعل من الممكن تصحيح النظرية المدروسة ، أو تأكيدها أو وضع الأساس لنظرية جديدة. تساهم الأساليب التجريبية لدراسة علم الأحياء ، التي يمكن العثور على أمثلة عليها بأعداد كبيرة على صفحات الكتب المدرسية ، في اختراق أعمق للعلماء في أسرار المادة الحية. وبفضلهم ، حقق العلم الحديث مثل هذا التقدم.
مقارنة
تكشف الطريقة التاريخية التطوريةتحويل المجتمعات والأنواع. يطلق عليه أيضا المقارنة. يتم تحليل البنية الكيميائية والتشريحية ، وميزات الأداء ، والمواد الوراثية للكائنات الحية من مختلف المستويات. ككائنات في الطريقة المقارنة ، لا يتم استخدام الكائنات الحية التي تعيش الآن فحسب ، بل أيضًا الكائنات المنقرضة بالفعل.
أصبحت هذه التقنية المصدر الرئيسي للبيانات لتشارلز داروين أثناء صياغة نظريته للتطور.
ما أراه ، أكتبه
ترتبط الطريقة الوصفية ارتباطًا وثيقًا بالملاحظة.وهو يتألف من إصلاح الخصائص والعلامات وميزات الأشياء المرصودة مع تحليلها اللاحق. تعتبر طريقة الوصف هي الأقدم في علم الأحياء: في بداية فجر تكوين العلم ، تم اكتشاف أنماط مختلفة من الطبيعة بمساعدتها. يتم تحليل البيانات المسجلة بعناية ، وتقسيمها إلى معلومات مهمة وغير مهمة في إطار نظرية محددة. يمكن مقارنة الخصائص الموصوفة ودمجها وتصنيفها. فقط على أساس هذه الطريقة تم اكتشاف فئات وأنواع جديدة في علم الأحياء.
بدون رياضيات ، لا مكان
جميع المعلومات التي تم جمعها بناء على الوصفتتطلب التقنيات المزيد من التحول. يستخدم علم الأحياء بنشاط الأجهزة الرياضية لهذا الغرض. يتم تحويل البيانات التي تم الحصول عليها إلى أرقام ، والتي يتم على أساسها بناء بعض الإحصائيات. في علم الأحياء ، من المستحيل التنبؤ بشكل لا لبس فيه بهذه الظاهرة أو تلك. هذا هو السبب في الكشف عن نمط إحصائي بعد تحليل المعلومات. على أساس هذه البيانات ، تم بناء نموذج رياضي يجعل من الممكن التنبؤ ببعض التغييرات في النظام الحي قيد الدراسة.
تسمح لك هذه المعالجة بالهيكلالمعلومات الواردة. استنادًا إلى النماذج التي تم إنشاؤها ، من الممكن التنبؤ بحالة النظام في أي فترة زمنية تقريبًا. بفضل استخدام جهاز رياضي مثير للإعجاب إلى حد ما ، فإن علم الأحياء يتحول بشكل متزايد إلى علم دقيق.
تركيب
جنبا إلى جنب مع اختراق بيولوجيا الأفكارعلم التحكم الآلي (وهي أساس النمذجة) ، يتم استخدام نهج الأنظمة بنشاط في ذلك. كل من هذه الاتجاهات لها تأثير على طرق دراسة علم الأحياء. يتم تقديم مخطط هيكل الهياكل الحية في شكل تسلسل هرمي للأنظمة ذات المستويات المختلفة. كل مستوى أعلى هو عناصر مترابطة على أساس بعض الانتظام ، والتي هي أيضًا أنظمة ، ولكن المستوى أدناه.
هذا النهج هو نموذجي لعدد كبير منالتخصصات. يشهد اختراقه في علم الأحياء على الانتقال في العلم ككل من التحليل إلى التوليف. فترة من الدراسة المتعمقة للهياكل الداخلية للعناصر الفردية تفسح المجال لوقت من التكامل. سيؤدي تجميع جميع البيانات التي تم الحصول عليها في علم الأحياء ، وفي العلوم ذات الصلة غالبًا ، إلى فهم جديد للعلاقات المتبادلة بين الأنظمة الطبيعية. يمكن أن يكون أحد الأمثلة على المفاهيم المبنية على أساس التكامل نظرية التنظيم العصبي الخلطي ، والنظرية التركيبية للتطور ، والمناعة الحديثة والتصنيف. وقد سبق ظهور كل منها تراكم كمية كبيرة من المعلومات حول الوحدات الهيكلية الفردية والعلامات والخصائص. في الخطوة التالية ، سمحت البيانات التي تم جمعها بتحديد الأنماط وإنشاء مفاهيم عامة.
الاتجاه
الطرق الاصطناعية لدراسة علم الأحياءيشهد على الانتقال من المعرفة التجريبية إلى النظرية. يتيح لنا التراكم الأولي للحقائق والبيانات طرح بعض الفرضيات. ثم ، في معظم الحالات ، يتم اختبارها باستخدام طرق تجريبية. يتم نقل الفرضيات المؤكدة إلى مرتبة القوانين وتشكل أساس النظريات. المفاهيم التي صيغت بهذه الطريقة ليست مطلقة. هناك دائما فرصة أن تتطلب المعلومات الجديدة مراجعة وجهات النظر القائمة.
جميع أنواع دراسة علم الأحياء تهدف إلىفهم خصائص وخصائص الحياة. في الوقت نفسه ، لا يمكن للمرء أن يميز أي طريقة واحدة باعتبارها الطريقة الرئيسية. تم تحقيق المستوى الحديث للمعرفة فقط بفضل الاستخدام المتزامن لجميع الأساليب المذكورة أعلاه لمعرفة العالم المحيط. بالإضافة إلى ذلك ، لا يميز علم الأحياء طرق دراسة الشخص عن طرق جمع وتحليل البيانات عن أي كائن حي آخر. هذا يظهر تنوعها. لكل مستوى من التنظيم الهرمي للأنظمة الحية ، يتم استخدام نفس طرق الدراسة ، ولكن في مجموعات مختلفة. يشير الانتقال إلى استخدام التقنيات السبرانية والنظامية إلى التكامل ليس فقط في علم الأحياء ، ولكن في جميع أنحاء العلم ككل. يساهم توليف المعرفة من مختلف التخصصات في فهم أعمق للقوانين الأساسية للعالم الذي نعيش فيه.
