Przedmiot i metody studiowania biologii

Biologia to nauka o życiu w jego najbardziej zróżnicowanej formiemanifestacje. Funkcjonowanie organizmów jednokomórkowych, zachowanie samców i samic w okresie godowym, wzorce dziedziczenia cech – to i wiele więcej mieszczą się w sferze zainteresowań nauki. Przedmiotem badań biologii są wszystkie te przejawy życia. Jej metody mają na celu znalezienie prawidłowości w budowie, funkcjonowaniu organizmów oraz ich interakcji ze środowiskiem. W rzeczywistości badają właściwości, które odróżniają materię żywą od materii nieożywionej.

Podziały

Biologia to zbiór kilku nauk skupiających się na różnych przedmiotach:

• zoologia;
• botanika;
• mikrobiologia;
• wirusologia.

Każdy z nich z kolei może być:podzielone na kilka mniejszych. Na przykład w zoologii ichtiologia (badania ryb), ornitologia (badania ptaków), algologia (badania glonów) i tak dalej współistnieją.

Opcja klasyfikacji

Kolejną zasadą podziału biologii na składniki są właściwości i poziomy organizacji żywej materii. Według niego wyróżniają:

• Biologia molekularna;
• biochemia;
• cytologia;
• genetyka;
• biologia rozwoju;
• anatomia i fizjologia różnych organizmów;
• ekologia (często dziś uważana za odrębną naukę);
• embriologia;
• teoria ewolucji.

Pozostaje więc przedmiot biologiiniezmienne jest samo życie. Jej różne przejawy badane są przez poszczególne dyscypliny. Istnieje również biologia ogólna. Jej uwaga skupia się na właściwościach materii żywej, które odróżniają ją od materii nieożywionej, a także jej uporządkowanej hierarchicznej strukturze i relacji poszczególnych systemów ze sobą i środowiskiem.

Doświadczenie i teoria

Metody studiowania biologii są zasadniczo podobnemetody poznania w innych dyscyplinach naukowych. Dzielą się na empiryczne (praktyczne, eksperymentalne) i teoretyczne. Praktyczne metody badania biologii ujawniają różne parametry, właściwości i cechy systemów żywych. Następnie na ich podstawie powstają teorie. Proces ten ma charakter cykliczny, gdyż empiryczne metody badania biologii stosuje się najczęściej na podstawie już istniejących wnioskowań. Teorie z kolei zawsze wymagają dodatkowych badań eksperymentalnych.

Podstawowe zbieranie informacji

Jedną z głównych metod empirycznych jestobserwacja. Jest to badanie zewnętrznych oznak obiektu i jego zmian w warunkach jego naturalnego środowiska na przestrzeni czasu.

Każde badanie żywego systemu zaczyna się odobserwując ją. Historia studiów nad biologią doskonale ilustruje to stwierdzenie. We wczesnych stadiach rozwoju nauki badacze mogli korzystać tylko z tej metody empirycznej. Dziś obserwacja nie straciła na aktualności. Podobnie jak inne metody studiowania biologii, wykorzystuje wiele technologii. Do obserwacji używa się lornetek, różnych kamer (noktowizyjnych, głębinowych itd.), różnego sprzętu laboratoryjnego, takiego jak mikroskop, analizator biochemiczny i inne.

W zależności od tego, czy w procesie wykorzystywany jest sprzęt, nadzór można podzielić na dwa typy:

• Natychmiastowy... Ma na celu badanie zachowania i cech różnych organizmów.
• Instrumentalny... Za pomocą różnych urządzeń przeprowadza się badanie charakterystyki tkanek, narządów, komórek, analizę składu chemicznego i metabolizmu.

Eksperyment

Jak wiadomo nie wszystkie zjawiska i procesyzwiązane z żywymi systemami można zaobserwować bezpośrednio w ich naturalnym środowisku. Ponadto zrozumienie pewnych wzorów wymaga pewnych warunków, które wygodniej jest tworzyć sztucznie, niż czekać na ich pojawienie się w naturze. Takie podejście w biologii nazywa się metodą eksperymentalną. Polega na badaniu obiektu w ekstremalnych warunkach. Badanie ciała pod wpływem wysokich lub niskich temperatur, wysokiego ciśnienia lub nadmiernego obciążenia, umieszczonego w nietypowym środowisku, pomaga odkryć granice jego wytrzymałości, odkryć ukryte właściwości i możliwości. Wraz z doskonaleniem technologii wzrasta potencjał metod eksperymentalnych. Uzyskane w ten sposób dane stają się coraz dokładniejsze. Warunki stworzone podczas eksperymentu można zmieniać niemal w nieskończoność.

Jednym z głównych zastosowań eksperymentu jestweryfikacja postawionych wcześniej hipotez. Dane uzyskane na podstawie doświadczenia pozwalają skorygować rozważaną teorię, potwierdzić ją lub położyć podwaliny pod nową. Eksperymentalne metody studiowania biologii, których przykłady licznie można znaleźć na kartach podręczników, przyczyniają się do głębszego wnikania naukowców w tajniki materii ożywionej. To dzięki nim współczesna nauka dokonała takiego postępu.

Porównanie

Metoda historyczna ujawnia ewolucjęprzekształcanie społeczności i gatunków. Nazywa się to również porównawczym. Analizowana jest budowa chemiczna i anatomiczna, cechy funkcjonowania, materiał dziedziczny organizmów różnych poziomów. Jako obiekty metody porównawczej wykorzystuje się nie tylko organizmy żyjące obecnie, ale także już wymarłe.

Technika ta stała się głównym źródłem danych dla Karola Darwina w okresie formułowania przez niego teorii ewolucji.

To, co widzę, zapisuję

Ściśle związana z obserwacją jest metoda opisowa.Polega na utrwaleniu zaobserwowanych właściwości, znaków i cech obiektów wraz z ich późniejszą analizą. Metoda opisu jest uważana za najstarszą w biologii: początkowo, u zarania powstania nauki, z jej pomocą odkryto różne wzorce w przyrodzie. Zarejestrowane dane są dokładnie analizowane, podzielone na ważne i nieistotne w ramach określonej teorii. Opisane cechy można porównywać, łączyć, klasyfikować. Dopiero na podstawie tej metody odkryto w biologii nowe klasy i gatunki.

Bez matematyki, nigdzie

Wszystkie informacje zebrane na podstawie opisanegotechniki wymagają dalszej transformacji. Biologia aktywnie wykorzystuje do tego aparat matematyczny. Uzyskane dane są konwertowane na liczby, na podstawie których budowane są pewne statystyki. W biologii nie da się jednoznacznie przewidzieć tego czy innego zjawiska. Dlatego po przeanalizowaniu informacji ujawnia się wzorzec statystyczny. Na podstawie tych danych budowany jest model matematyczny, który umożliwia przewidywanie niektórych zmian w obrębie badanego systemu żywego.

Takie przetwarzanie pozwala na uporządkowanieotrzymane informacje. Na podstawie stworzonych modeli możliwe jest przewidywanie stanu systemu w niemal dowolnym okresie czasu. Dzięki zastosowaniu dość imponującego aparatu matematycznego biologia coraz częściej staje się nauką ścisłą.

Synteza

Wraz z wglądem w biologię ideicybernetyki (są podstawą modelowania), aktywnie wykorzystuje się w niej podejście systemowe. Oba te nurty mają wpływ na metody studiowania biologii. Schemat budowy żywych struktur przedstawiony jest w postaci hierarchii systemów różnych poziomów. Każdy wyższy poziom to elementy połączone na zasadzie pewnych prawidłowości, które też są systemami, ale na niższym poziomie.

Takie podejście jest typowe dla dużej liczbydyscypliny. Jego penetracja biologii świadczy o przejściu całej nauki od analizy do syntezy. Okres pogłębionych badań wewnętrznych struktur poszczególnych elementów ustępuje miejsca czasowi integracji. Synteza wszystkich danych uzyskanych w biologii, a często w naukach pokrewnych, doprowadzi do nowego zrozumienia wzajemnych relacji systemów naturalnych. Przykładem koncepcji zbudowanych na bazie integracji może być teoria regulacji neurohumoralnej, syntetyczna teoria ewolucji, współczesna immunologia i taksonomia. Pojawienie się każdego z nich poprzedziło nagromadzenie dużej ilości informacji o poszczególnych jednostkach strukturalnych, znakach i cechach. W kolejnym kroku zebrane dane pozwoliły na identyfikację wzorców i stworzenie uogólniających pojęć.

Tendencja

Syntetyczne metody studiowania biologiiwskazać przejście od wiedzy empirycznej do teoretycznej. Wstępne nagromadzenie faktów i danych pozwala nam postawić pewne hipotezy. Następnie w większości przypadków są testowane metodami eksperymentalnymi. Potwierdzone hipotezy przenoszone są do rangi prawidłowości i stanowią podstawę teorii. Tak sformułowane pojęcia nie są absolutne. Zawsze istnieje szansa, że ​​nowe informacje będą wymagały rewizji dotychczasowych poglądów.

Wszystkie rodzaje studiów biologicznych mają na celu:zrozumienie właściwości i cech życia. Jednocześnie nie można wyróżnić żadnej metody jako głównej. Współczesny poziom wiedzy osiągnięto tylko dzięki jednoczesnemu wykorzystaniu wszystkich wyżej wymienionych metod poznawania otaczającego świata. Ponadto biologia nie odróżnia metod badania osoby od metod zbierania i analizowania danych o jakimkolwiek innym organizmie. Świadczy to o ich wszechstronności. Dla każdego poziomu hierarchicznej organizacji systemów żywych stosowane są te same metody badawcze, ale w różnych kombinacjach. Przejście na stosowanie technik cybernetycznych i systemowych wskazuje na integrację nie tylko w ramach biologii, ale całej nauki. Synteza wiedzy z różnych dyscyplin przyczynia się do głębszego zrozumienia podstawowych praw świata, w którym żyjemy.