Почему так необходимо применение биологических знаний? Понимание законов природы, принципов жизнедеятельности организма открывает новые возможности для:
борьбы с эпидемиями, сезонными заболеваниями;
улучшения экологической ситуации в пределах области, планеты;
представления разнообразия живых организмов, их строения, поведения;
применения биологических знаний на практике (так человек обзавелся крупным рогатым скотом, зерновыми культурами).
следования здоровому образу жизни.
Исторические этапы развития науки
XXI век диктует свое условия для естественных наук, поэтому роль биологии в современном обществе также претерпела изменения. Поэтапное развития сквозь призму веков к вашим услугам.
Античность
Первые достижения в биологии принадлежат Гиппократу, Аристотелю и Теофрасту. Выдающиеся деятели обнаружили первые закономерности, исследовали человеческое тело, уделили внимание животному миру. Остановимся подробнее на каждом из великих ученых. Врачу Гиппократу принадлежат первые труды по строению человека, его историческому развитию. Он доказал, что на болезни влияет наследственность, условия окружающей среды. Современники величают его родоначальником медицины. Философ Аристотель интересовался проблемами окружающего мира. Была сформулирована концепция «четырех царств»: растения, земной, мир воздуха и воды. Основоположник систематики, не каждому человеку под силу описать более 500 животных. Помимо простой систематизации, Аристотель размышлял над происхождением и биологическими исследованиями описываемых видов (живорождение акул, жевательный аппарат морских ежей). Теофраст сфокусировался на изучении растительного мира. Его труды впервые обзавелись терминами: «плод», «сердцевина». Описал более 500 видов флоры, считается основателем ботаники. Возвысил значение биологии, в жизни человека наступили коренные перемены.
Средневековье
Временной промежуток характеризуется расцветом ислама, потому труды греческих мыслителей сохранились на арабском языке. Медицина пришла в упадок из-за царившего религиозного «помутнения», во многом из-за стремления человека познать жизнь. Роль науки в современном обществе снова претерпела кардинальные изменения.
Ученый Аль-Джахиз высказал предположение о существовании пищевых цепей у животных, эволюционных процессах. Основоположник географической детерминации – направление, изучающее влияние природных условий на характер человека, народа, нации. Авиценна написал книгу «Канон врачебных наук», ставшая путеводной звездой для европейских врачевателей до XVII века.
Развитие биологии в Средние века связано с расширением описаний флоры/фауны, культивированием новых теорий.
Эпоха Возрождения
XVI век ознаменовался повышенным интересом элиты к физической оболочке человека, развитию науки. Практиковалось вскрытие тел после смерти.
Художники стремились постичь прелесть человеческого тела (Леонардо да Винчи, Альбрехт Дюрер).
Медицина опиралась на целебные свойства трав, что усилило интерес к изучению флоры.
Значение биологии в жизни человека усилилось благодаря научным изысканиям.
В частности генной инженерии, молекулярной биологии.
XVII век
Каждому человеку стало известно о существовании второго круга кровообращения. Это способствовало появлению учения об микроорганизмах, а в 1590 году изобретен первый микроскоп. Впервые человек увидел клетки растений.
Роль науки в современном обществе претерпела изменения после открытия кровяных телец, сперматозоидов, мельчайших живых организмов. Уильям Гарвей, препарируя трупы животных, доказал существование венозных клапанов, изоляцию сердечных желудочков.
Новое Время
Модернизация технической базы упростила изучение тайн человеческого тела. Развитие биологии в XIX веке окончательно утвердило палеонтологию как науку. Значительные открытия принадлежат Чарльзу Дарвину и его труду «Происхождение видов».
Новое Время стало основополагающим периодом, когда значение науки в жизни человека вышло на новый уровень.
XX век
Глобальные открытия припадают на первую половину столетия, сформулирована хромосомная теория наследственности. Генетика – бурно развивающиеся направление.
Исследование витаминов, белков, жиров привело к формированию смежной дисциплины в науке. С ростом заинтересованности совершенствовалось техническое оснащение исследовательских лабораторий (появление электрофореза).
Генная инженерия приобрела сторонников в лице каждого просвещенного человека. Глобальное ее изучение создало новые лекарства, устойчивые сорта фуражных культур. Человечество забыло о таком понятии как «голод».
Применение знаний на практике
Благодаря открытиям удалось сделать жизнь человека комфортной:
Появление устойчивых гибридов.
Многие заболевания исчезли благодаря медицине (чума).
Продолжительность жизни выросла.
Ведение сельского хозяйства стало более технологичным.
Высокие урожаи насытили растущее население Земли, роль биологии в современном обществе расширилась.
Покорение космоса сблизилось с селекцией гибридных растений (высокоустойчивых).
На протяжении истории какая-либо наука была главной. Человечество пережило много веков под властью философии, математики, теологии, естествознания. Однако наука в современном ее понимании появилась относительно недавно – веков 5 тому назад, когда методы получения знаний совершенствовались, знания накапливались, анализировались, структурировались.
19 век можно окрестить по праву веком Физики. Ведь открытия, совершенные физиками, помогали не только глубже познавать мир физически, но и развивать другие науки, создавая базу методов исследования.
20 век – век Химии. Люди имели достаточно полученных данных, а также производственные мощности глобальных масштабов. Химия перешла из лабораторий в промышленность, медицину, сельское хозяйство.
Настал 21 век – век Биологии. Человек получил много знаний о жизни, однако с развитием более точных и высокопроизводительных методов исследования становится очевидным, что жизнь не так уж и очевидна. Механизмы жизни многогранны и изучать их предстоит еще очень долго. К тому же перед жизнью постоянно встают новые цели и задачи. На помощь приходят биологические науки – генетика, биотехнологии, микробиология, биохимия, биофизика, экология, биоинформатика.
Сколько всего в перспективе может решить биология? Это и индивидуальная медицина с исцелением практически всех заболеваний, и решение вопросов с продовольствием, и оптимизация влияния антропогенных факторов на состояние окружающей среды, и синтез новых веществ – задачи можно перечислять долго!
Однако в век Биологии мы конечно же не останемся без других естественных наук. Ведь, как известно из экологии, наибольшее биоразнообразие наблюдается на стыке двух сред обитания. Такая же ситуация и с науками – лишь интеграция наук поможет еще больше углубляться и получать системные знания о мире. А вот нужно ли это? Впрочем, это уже совсем другая история.
Действительно биология — основа будущего человечества. Ни в коем случае утверждение о том, что биология является важнейшей для человечества по естественным наукам, не является преувеличением.
Дело в том, что наука о живом является ключом к гармоничному сосуществованию природы и человека.
А это, как выяснилось в последние десятилетия — обязательное условие не только развития современной цивилизации, но и существование человечества вообще. Именно биология являются:
• научной базой для сельского хозяйства — производства первичных продуктов для пищевой промышленности, дефицит которых на нашей планете становится все более ощутимым;
• основой медицины — науки, заботится о здоровье человека. Учитывая насущные проблемы, связанные с возникновением новых инфекционных заболеваний, этот аспект биологических исследований становится все более актуальным;
• основой разработки современных биотехнологий. Уже в ближайшем будущем человечеству нужно перейти на экологически чистое топливо.
Это избавит его возможной энергетического кризиса, который неизбежно возникнет после исчерпания запасов нефти и газа.
Биология и проблема пищевых ресурсов. Проблема снабжения населения продовольствием всегда остро стояла перед человечеством. Грандиозную попытку ее решения, начатую в середине XX в., Назвали «зеленой революцией» (рис. 240). Суть ее заключалась в том, что с помощью вывода продуктивных сортов, орошения, использования минеральных удобрений, средств защиты растений и наиболее передовой на то время техники была повышена урожайность. Это действительно способствовало значительному увеличению производства сельскохозяйственной продукции в мире и позволило улучшить уровень жизни многих людей. Ведь количество потребляемых калорий на душу населения в развивающихся странах, в то время выросла на 25%. Однако массовое использование минеральных удобрений привело к загрязнению почв и водоемов, мелиорация — к засолению почв, многие территории превратилось в пустыне. Особого вреда живому нанесли пестициды (от лат. Пестис — зараза и лат. Цедо — убиваю) — ядохимикаты, предназначенные для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур (насекомыми, клещами, грибами) и сорняками. Сначала как пестициды использовались различные препараты на основе меди и серы. Они вызвали загрязнение почвы тяжелыми металлами. В середине XX в. эти препараты заменили органическими ядами, среди которых наиболее массовым стал знаменитый «дуст» — ДДТ. Органические пестициды оказались очень устойчивыми. Они плохо разлагались в почве. Попав в цепи питания, эти вещества начинали мигрировать и попадали в организм человека, приводя к повреждениям генетического аппарата и онкологических заболеваний.
И самое главное: зеленая революция полностью не решила проблему пищи для населения в развивающихся странах. Несмотря на вывод новых, более продуктивных сортов растений и пород животных, число голодающих на земном шаре не только не уменьшается, но даже увеличивается. Причиной этого стали прежде изменения климата, вызванные человеческой деятельностью, засухи и неурожаи (рис. 241), а также уменьшение площади пахотных земель, снижение плодородия почвы.
По данным ООН, на декабрь 2008 г. число голодающих во всем мире превысило 960 миллионов человек. Большинство (907000000) проживает в развивающихся странах. Из них 65 % живут в Индии, Китае, Конго, Бангладеш, Индонезии, Пакистане и Эфиопии. Итак, сейчас, как никогда остро, несмотря на снижение темпов рождаемости в мире, появилась проблема пищевых ресурсов для человечества (рис. 242).
Решение этой проблемы в настоящее время связывают с созданием нового поколения высокопроизводительных и эффективных сортов растений и новых экологически безвредных технологий их выращивания. Предполагается с помощью генной инженерии вывести трансгенные сорта всех видов культурных растений, устойчивые к болезням, высокопроизводительные, высокой пищевой ценности. Теперь в этом направлении делаются только первые шаги.
Вирусные эпидемии как опасность человечеству. С каждым годом растущий дефицит чистой питьевой воды, загрязнение воздуха, неестественные продукты питания, наличие в атмосфере чужеродных, неизвестных природе веществ, которые называют ксенобиотиками (от греч. Ксеносов — чужой и биос), привели к появлению огромного количества ранее неизвестных болезней. Кроме того, урбанизация (от лат. Урбанос — городской) приводит к все большей плотности поселений (рис. 243), что способствует возникновению эпидемий (от греч. Эпи и демос).
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Роль биологии в современном обществе
Роль биологии в современной действительности переоценить трудно, ведь она подробно изучает жизнь человека во всех ее проявлениях. В настоящее время эта наука объединяет такие важные понятия, как эволюция, клеточная теория, генетика, гомеостаз и энергия. В ее функции входит исследование развития всего живого, а именно: строение организмов, их поведение, а также отношения между собой и взаимосвязь с окружающей средой.
Значение биологии в жизни человека становится понятным, если провести параллель между основными проблемами жизнедеятельности индивида, например, здоровьем, питанием, а также выбором оптимальных условий существования. На сегодняшний день известны многочисленные науки, которые отделились от биологии, став не менее важными и самостоятельными. К таким можно отнести зоологию, ботанику, микробиологию, а также вирусологию. Из них трудно выделить наиболее значимые, все они представляют собой комплекс ценнейших фундаментальных знаний, накопленных цивилизацией.
В этой области знаний работали выдающиеся ученые, такие, как Клавдий Гален, Гиппократ, Карл Линней, Чарльз Дарвин, Александр Опарин, Илья Мечников и многие другие. Благодаря их открытиям, особенно изучению живых организмов, появилась наука морфология, а также физиология, которая собрала в себе знания о системах организмов живых существ. Неоценимую роль в развитии наследственных заболеваний сыграла генетика.
Биология стала прочным фундаментом в медицине, социологии и экологии. Важно, что эта наука, как и любая другая, не статична, а постоянно пополняется новыми знаниями, которые трансформируются в виде новых биологических теорий и законов.
Роль биологии в современном обществе, а особенно в медицине, бесценна. Именно с ее помощью были найдены способы лечения бактериологических и быстро распространяющихся вирусных заболеваний. Каждый раз, когда мы задумываемся над вопросом о том, какова роль биологии в современном обществе, вспоминаем, что именно благодаря героизму медиков-биологов исчезли с планеты Земля очаги страшных эпидемий: чумы, холеры, брюшного тифа, сибирской язвы, оспы и других не менее опасных для жизни человека заболеваний.
Можно смело утверждать, опираясь на факты, что роль биологии в современном обществе растет непрерывно. Невозможно себе представить современную жизнь без селекции, генетических исследований, производства новых продуктов питания, а также экологичных источников энергии.
Основное значение биологии состоит в том, что она представляет собой фундамент и теоретическую базу для многих перспективных наук, например, таких, как, генетическая инженерия и бионика. Ей принадлежит великое открытие – расшифровка генома человека. Такое направление, как биотехнология, было также создано на основе знаний, объединенных в биологии. В настоящее время именно такого характера технологии позволяют создавать безопасные лекарства для профилактики и лечения, которое не наносит вреда организму. В результате удается увеличить не только продолжительность жизни, но и ее качество.
Роль биологии в современном обществе заключается и в том, что есть такие сферы, где ее знания просто необходимы, например, фармацевтическая промышленность, геронтология, криминалистика, сельское хозяйство, строительство, а также освоение космоса.
Нестабильная экологическая обстановка на Земле требует переосмысления производственной деятельности, а значение биологии в жизни человека переходит на новую ступень. С каждым годом мы становимся свидетелями широкомасштабных катастроф, которые поражают как беднейшие государства, так и высокоразвитые. Во многом они вызваны ростом населения планеты, неразумным использованием источников энергии, а также существующими экономическими и социальными противоречиями в современном обществе.
Настоящее нам четко указывает, что само дальнейшее существование цивилизации возможно только при наличии гармонии в окружающей среде. Только соблюдение биологических закономерностей, а также повсеместное использование прогрессивных биотехнологий на основе экологического мышления позволит обеспечить естественное безопасное сосуществование всем без исключения жителям планеты.
Роль биологии в современном обществе выражается в том, что она в настоящее время трансформировалась в реальную силу. Благодаря ее знаниям возможно процветание нашей планеты. Именно поэтому на вопрос о том, какова роль биологии в современном обществе, ответ может быть таким – это заветный ключ к гармонии между природой и человеком.
биология наука роль
Размещено на Allbest.ru
Перед человечеством всегда стояло и стоит сейчас множество важнейших вопросов – как справится с неизлечимыми болезнями, как победить голод, как жить вечно, как дышать под водой. Как ответить на них? Только наблюдая за природой, за животными, растениями и прочими организмами можно получить ответ на эти вопросы. Например, в середине прошлого века появилась отдельная биологическая дисциплина – генетика. Это наука о строении гена, кусочке информации, записанной на хромосоме, как фильм записан на CD-носителе. Наука позволяет понять, от чего зависит продолжительность жизни (от количества раз, которое будет воспроизведена клетка организма), какие болезни есть у данного индивидуума (например, был найден ген ожирения), как изменением генной последовательности можно усилить те или иные положительные качества и убрать отрицательные (модификация сои – для усиления урожайности, уменьшения срока созревания).
Или, например, биоэнергетика – наука о потреблении и производстве энергии живыми существами. Растения поглощают углекислый газ и производят, помимо кислорода, некоторое количество энергии. В этом им помогает солнечный свет. Некоторые моменты процесса потребления кислорода растениями было положено в основу разработки солнечных батарей.
Даже такие привычные и понятные отрасли биологии, как ботаника и зоология принесли немало сокровищ в копилку будущего: наблюдение за летучими мышами привело к открытию эхолокации (движения по отраженным звукам), наблюдение за собаками – дало понятие условных рефлексов, которые вырабатываются и у человека.
Биология также помогает и в решении конкретных задач. Например, была поставлена задача избавить человечество от ветряной оспы – и ученые пристально наблюдали, как протекает болезнь, есть ли выжившие после нее, и чем они отличаются от остальных. Так была открыта вакцинация – профилактическое введение ослабленных бактерий для формирования пожизненного иммунитета.
Сейчас биологи всего мира решают, как справится с раком, СПИДом и другими неизлечимыми на сегодня болезнями. Но для биологии это только вопрос времени.
Биология в моей жизни
Полякова Валерия Александровна,
муниципальное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа села Давыдовка
Пугачевского района Саратовской области»
2014 год
Биология в моей жизни – это все живое вокруг меня. Но разве можно представить живое без солнца, воздуха, воды, тепла? Разве полной будет картина жизни без радуги в небе, облаков, журчащего ручейка, снеговых шапок на горных вершинах…
Биология – это воздух, которым я дышу, ведь этот живительный воздух – продукт деятельности растений. Вот и получается, что живое неотделимо от неживого и включает окружающий мир во всем его многообразии.
Границы биологии в моей жизни постоянно расширяются, все новые и новые объекты становятся жизненно важными для меня: мой дом, мои родные, мои домашние питомцы, родное село, и, конечно же, моя родная заволжская степь. Я родилась в степном крае, с детства любовалась необозримыми просторами полей, вдыхала горьковатый запах полынных трав, наблюдала парящих в небе орлов, слушала волнующие песни жаворонков. Я впитала в себя эти неповторимые звуки, запахи и краски степной природы. Она пленяет и трогает меня своей скромной простотой, в которой нет показной красоты, но есть красота внутренняя, раздолье, спокойствие, степенность, величие и вечность.
В творчестве многих поэтов и писателей можно найти строки, полные любви и восхищения степью. Вот строки, которые созвучны моим мыслям:
Как в мае степь родная хороша!
Ещё только тюльпаны отцвели,
А уже тонко, нежно, чуть дыша,
Оделась степь в седые ковыли.
Бродяга-ветерок колышет их,
Как будто пену на морской волне.
Чертополохи красной головой
Издалека уже кивают мне.
А рядом фиолетовый шалфей
Медовый испускает аромат,
И тут же группки лютиков-цветков,
Как маленькие солнышки горят.
И пусть невзрачным кажется дурман,
Но запах опьяняет всё вокруг.
И трав весенних пёстрый хоровод
Меня навеки затянул в свой круг.
Пускай кому-то нравятся моря,
Крутые горы, дикие леса…
А мне милей родная сторона,
Степи заволжской скромная краса. ( Т.А. Шаманова, «Красота степи»)
Мои первые впечатления о живой природе связаны со скромным одуванчиком. Рядом с моим домом их росло великое множество, целые россыпи. С каким интересом я наблюдала за превращением цветков-солнышек в летучие облачка плодов и сдувала их пушистые головки, угадывая «бабку» или «дедку».
Невысокие, с распластанными по земле листьями, с приподнятыми, как будто специально, стеблями и крупными ярко-желтыми соцветиями, одуванчики сами просились мне в руки. Как же я любила плести веночки и браслетики из них и украшать ими себя и своих домашних питомцев.
Милые сердцу одуванчики! Простите меня! Срывая вас, я хотела поделиться своей радостью со всеми вокруг. Благодаря вам я чувствовала единение с живой природой, ощущала себя частью мира.
Одуванчики всегда будут ассоциироваться у меня с солнцем, летом, детством, радостью жизни и трогательными строками поэта Владимира Солоухина:
…Но чем-то
Мне одуванчик ближе всех цветов.
За то, во-первых, что вполне подобен солнцу.
Как будто солнце четко отразилось
В бесчисленных осколочках зеркальных,
Разбросанных по ласковой траве
(Как только солнце скроется за лесом,
Хоть бы один остался одуванчик
Раскрытым и цветущим — никогда!).
Но это к слову. Вовсе не за это
Люблю я скромный маленький цветок,
За то его люблю, что вечно жмется к людям,
Что он растет у самого порога,
У старенькой завалинки, у прясла
И самый первый тянется к ручонкам
Смеющегося радостно ребенка,
Впервые увидавшего цветок.
Срывал я солнце голыми руками.
Легко сдувал пушистые головки.
И опускались легкие пушинки
На землю,
Чтобы снова расцвести.
Мой старый, добрый друг,
Наивный одуванчик… (В.А.Солоухин, «Цветы»)
Один из основных методов изучения биологии – наблюдение. Я люблю наблюдать природные явления в любое время года: меня волнует летнее разнотравье и птичье многоголосье, я обожаю багряно-желтые краски осени, с нетерпением жду встречи со свиристелями и дроздами-рябинниками зимой. Весной же люблю наблюдать пробуждение природы после долгой спячки, наблюдать, как вновь возрождается жизнь, как из-под снега пробиваются первые травинки, как вылезает из-под корней ежик, как преображается земля, украшенная первоцветами. В этом году лес был наполнен желто-фиолетовым великолепием. Желтый ковер из чистяка весеннего устилал лесные полянки. А хохлатки и фиалки гармонично добавляли фиолетовые краски.
Благодаря наблюдению можно раскрыть много секретов природы. Почему первоцветы обычно либо желтые, либо сиренево-фиолетовой окраски? Оказывается, это связано с особенностями зрения насекомых-опылителей. Окраска, размеры, формы опробованы и проверены тысячами предыдущих поколений в процессе эволюции. Ничего лишнего. Все просто и мудро.
Я часами могу находиться в весеннем лесу, слушая пение зябликов, любуясь изящными ландышами, наблюдая, как тяжелый шмель перелетает с одного растения на другое в поисках пропитания. И этот мир биологии для меня есть мир гармонии и целесообразности.
Наблюдая весной за развитием растений, я убеждаюсь, как быстротечны весенние явления. Подумать только, у вяза мелколиственного от цветения до плодоношения и рассеивания семян проходит всего 26 дней. Природа, демонстрируя скорость процессов развития, учит меня: не упусти свое время, цени каждый момент жизни.
Моя семья тесно соприкасается с природой. У нас в доме постоянно живут кошки, собаки, птички, много комнатных растений, собрана интереснейшая библиотечка книг и журналов о природе. Даже выбор профессии членов семьи связан с биологией. Моя мама работает медсестрой в стоматологической клинике, старший брат Вова готовится стать хирургом, а я обязательно буду детским психологом. Так что получается, биология в моей жизни – это мое будущее.
Моя семья любит природу. Мы часто отдыхаем на Волге или на реке Большой Иргиз и хорошо знаем родные места. Но недавно папа открыл нам удивительный природный мир Карелии. Он там работает, и, возвращаясь домой с вахты, папа всегда везет фотографии, видеоролики, веточки местных растений и еще много чего необычного. Благодаря Карелии я открыла для себя мир нетронутой природы, поняла, как она уникальна и уязвима.
У меня нет потребительского отношения к природе. И мне по душе высказывание российского географа, демографа Ю.Ф.Флоринской: «Самое важное чувство, которое мы должны воспитать в себе, – это признание самоценности природы самой по себе, без нашего присутствия: каждая травинка, куст, камень, ручей, птица имеют право на существование не потому, что мы что-то с их помощью создаём для себя. Они ценны уже только тем, что они есть… Давайте научимся понимать величие нетронутой природы, вечность её и свободу; осознаем, наконец, что мы все – лишь её малая часть».
Биология для меня – прежде всего источник чувств. Я преклоняюсь перед многообразием жизни, перед упорством былинки, пробивающейся сквозь асфальт. Общение с природой обогащает мой внутренний мир, учит искренности, терпению, сопереживанию.
Биология в моей жизни – это боль за брошенных животных. Сколько бездомных и несчастных кошек и собак крутится около помоек, бродят по улицам села, умоляюще заглядывают нам в глаза в надежде получить пищу. Мы все виноваты перед ними, ведь мы в ответе за тех, кого когда-то приручили.
Биология в моей жизни – это стыд за людей, не умеющих по-человечески вести себя в природе, оставляющих горы пластика после пикников.
Биология в моей жизни – это активное участие в акциях по озеленению школьной территории, подкормке птиц в зимнее время, очистке от мусора берегов родного Иргиза…
Человек тесно связан с биологией. Он сам – часть живого мира. Живое дает человеку не только средства физического существования, но и духовность. В национальных орнаментах моего народа присутствуют изображения растений и животных, ни одна народная сказка не обходится без участия живых существ. Вспомним «Репку», «Колобка», «Гусей-лебедей»…
Мой народ сохраняет свою душу, традиции, корни в народных промыслах. Растительные мотивы отражены в золотой хохломе, городецкой росписи, гжельских узорах, русских матрешках. На жостовских подносах можно увидеть и токующего глухаря, и кисти рябин, и букеты самых разнообразных растений. Павловские платки – это сплав фантазии народных художников и образов, взятых из окружающей природы.
На гербе родного Пугачева изображены снопы пшеницы, на гербе областного центра – три стерляди, а с герба моей страны – России – царственно взирает двуглавый орел.
Биология в моей жизни – это гордость за мою страну и мой народ.
Обобщая свои размышления, я могу сказать:
– Биология в моей жизни – это сама моя жизнь!
Волгоградский Государственный Университет Будущее биологии. Перспективы и проблемы развития
Выполнила студентка II курса
Группа НОЗ-091
Фомченкова Ксения Константиновна
Проверил: Феськов Сергей Владимирович
Волгоград – 2011 Содержание
Введение
Значение биологии как науки
Классификация биологических наук
Проблемы и перспективы развития биологии
Заключение
Список использованной литературы Введение
Слово биология происходит из греческих слов «bios», что означает «жизнь» и «logos», что переводится как «учение». Биология сформулирована как наука о жизни и живущих организмах.
Биологию как науку интересуют три проблемы: каковы механизмы происхождения жизни, ее изменчивости и эволюции. Все остальное охватывается этими тремя глобальными проблемами, и, чтобы ни исследовали, мы отвечаем на вопросы, обозначенные выше. И сегодня, несмотря на огромный объем знаний о молекулярных и генетических механизмах жизни, процессах изменчивости и развития, не можем полно ответить ни на один из поставленных вопросов. Наоборот, чем больше узнаем о жизни, тем больше возникает вопросов и сомнений в правильности, казалось бы, уже установившихся и считающихся неоспоримыми догм. Пока невозможно сформировать единую концепцию о происхождении жизни, появились существенные проблемы в дарвиновской теории эволюции, нет единого взгляда на механизмы изменчивости живых систем и их роль в эволюционном процессе.
Бурное развитие наук о жизни во второй половине ХХ в. принесло много великолепных открытий в области биологии. Это – открытие и расшифровка генетического кода, основных звеньев синтеза белка, многих метаболических процессов в живой клетке и т.д. Началась интенсивная работа по расшифровке генома человека, растений и животных. Казалось бы, мы знаем уже почти все о процессах в живой клетке, осталось только расшифровать геномы, понять процессы их дифференцирования и развития и приступить к созданию новых искусственных геномов, замене дефектных участков геномов, взять под контроль активность генов и т.д. Все эти задачи поставлены объективно на основании накопленных знаний. Однако полных ответов о происхождения жизни, ее разнообразии и эволюции мы так и не получили. Скорее наоборот, углубление и расширение наших знаний о живых системах приводит к новым и более сложным вопросам. И в этом нет ничего парадоксального – такова логика развития естествознания.
Открываемые и изучаемые биологией закономерности – важная составная часть современного естествознания. Они служат основой медицины, сельскохозяйственных наук, лесного хозяйства, звероводства, охотничьего и рыбного хозяйства.
В данной работе рассмотрены науки, тесно связанные с биологией, проблемы их развития, а также перспективы развития самой биологии. Значение биологии как науки
Науки возникают не сами по себе, не потому, что их кто-то выдумывает просто «из интереса». Любая наука появляется в результате необходимости решения человечеством тех или иных задач, вставших в процессе его развития. Биология не исключение, она тоже возникла в связи с решением очень важных для людей проблем. Одной из них всегда было более глубокое постижение процессов в живой природе, связанных с получением пищевых продуктов, т.е. знание особенностей жизни растений и животных, их изменение под воздействием человека, способов получения надежного и все более богатого урожая. Решение этой проблемы – одна из фундаментальных причин развития биологии.
Другая, не менее важная причина – это изучение биологических особенностей человека. Человек – продукт развития живой природы. Все процессы нашей жизнедеятельности подобны тем, которые происходят в природе. И поэтому глубокое понимание биологических процессов служит научным фундаментом медицины. Появление сознания, означающее гигантский шаг вперед в самопознании материи, тоже не может быть понято без глубоких исследований живой природы, по крайней мере, в 2-х направлениях – возникновение и развитие мозга как органа мышления (до сих пор загадка мышления остается неразрешенной) и возникновение социальности, общественного образа жизни.
Увеличение производства продуктов питания и развитие медицины – важные, но не единственные проблемы, определявшие развитие биологии как науки на протяжении тысячелетий. Живая природа является источником многих необходимых для человечества материалов и продуктов. Нужно знать их свойства, чтобы правильно использовать, знать, где искать их в природе, как получать. Во многом исходным источником таких знаний является биология. Но и этим не исчерпывается значение биологических наук.
В XXI в. население Земли настолько возросло, что развитие человеческого общества стало определяющим фактором развития биосферы Земли. К настоящему времени выяснилось, что живая природа не только источник пищи и множества необходимых продуктов и материалов, но и необходимое условие существования самого человечества. Наши связи с ней оказались гораздо более тесными и необходимыми, чем это считали еще в начале ХХ в.
Например, воздух казался таким же неиссякаемым и постоянным ресурсом природы как, скажем, солнечный свет. На самом деле это не так. Тот качественный состав атмосферы, к которому мы привыкли, с его 20, 95% кислорода и 0,03% углекислого газа – производное деятельности живых существ: дыхания и фотосинтеза растений, окисления отмершего органического вещества. Кислород воздуха возникает только в результате жизнедеятельности растений. Главные фабрики кислорода – тропические леса и океанские водоросли. Но уже сегодня, как показывают наблюдения, количество углекислого газа в атмосфере возникает в результате освобождения огромного количества углерода при сгорании нефти, газа, угля, древесины, а также других антропогенных воздействий. Это значит, что мы живем уже за счет запасов углекислого газа, накопленных в прошлом, на протяжении миллионов лет эволюции живых существ на планете.
Та вода, которую мы пьем, точнее – чистота этой воды, ее качество тоже определяется в первую очередь живой природой. Наши очистные сооружения лишь завершают тот огромный процесс, который незримо для нас происходит в природе: вода в почве или водоеме многократно проходит через тела мириадов беспозвоночных, фильтруется ими и, освобождаясь от органических и неорганических остатков, становится такой, какой мы знаем ее в реках, озерах и ключах.
Проблема качества воздуха и воды – одна из экологических проблем, а экология – биологическая дисциплина, хотя современная экология давно перестала быть только ею и включает в себя много самостоятельных разделов, зачастую принадлежащих к разным научным дисциплинам.
Таким образом, качественный состав и воздуха, и воды зависит от жизнедеятельности живых организмов. Следует добавить, что и плодородие почвы – основа урожая – результат жизнедеятельности обитающих в почве живых организмов: огромного числа бактерий, беспозвоночных, водорослей.
Человечество не может существовать без живой природы. Отсюда жизненно необходимо сохранять ее в «рабочем состоянии». К сожалению, это не так просто сделать. В результате освоения человеком всей поверхности планеты, развития сельского хозяйства, промышленности, вырубки лесов, загрязнения материков и океанов все большее число видов растений, грибов, животных исчезает с лица Земли. Исчезнувший вид восстановить невозможно. Он является продуктом миллионов лет эволюции и обладает уникальным генофондом. В нашей стране один вид позвоночных животных исчезает в среднем за 3,5 года. Как изменить эту тенденцию и вернуться на эволюционно оправданный путь постоянного увеличения общей «суммы жизни», а не ее уменьшения? Эта проблема касается всего человечества, но решить ее без работы биологов невозможно.
В данный момент особенно быстро развиваются молекулярная биология, биотехнология и генетика. Недавно проведенный в Англии опрос общественного мнения показал, что из всех наук наибольшее впечатление на британцев произвели достижения генетики (более 50% опрошенных). Наибольшее беспокойство в связи с развитием науки также вызвала генетика. Все остальные науки заинтересовали менее 10% населения. На международной генетической конференции, посвященной 50-летию открытия двойной спирали ДНК, проходившей с 10 по 14 марта 2003 г. в английском городе Ньюкасл Апон Тайм, обсуждались проблемы биоэтики, ДНК-идентификации и т.п.
Не надо думать, что биологами в классических областях науки – зоологии, ботанике, морфологии, физиологии, систематике и других – все уже сделано. Работы тут еще очень много. Научно описано менее половины населяющих нашу планету организмов – всего около 4,5 млн. видов, а по некоторым расчетам, не более трети или даже четверти их. Даже в нашей стране, расположенной в основном в умеренной климатической зоне, не отличающейся многообразием органических форм, ученые открывают десятки новых видов (в основном беспозвоночных).
В странах с высоким приростом населения и интенсификацией хозяйства (да и в других странах тоже) нужно заниматься экономией природных ресурсов и их возобновлением – естественно, это тоже задача биологов. Классификация биологических наук
биология наука эволюция ботаника
Система биологических наук чрезвычайно многопланова, что обусловлено как многообразием проявлений жизни, так и разнообразием форм, методов и целей исследования живых объектов, изучением живого на разных уровнях его организации. Всё это определяет условность любой системы биологических наук. Одними из первых в биологии сложились науки:
· о животных — зоология и
· о растениях — ботаника,
· анатомия и физиология человека — основа медицины.
Другие крупные разделы биологии, выделяемые по объектам исследования, — микробиология — наука о микроорганизмах, гидробиология — наука об организмах, населяющих водную среду, и т. д. Внутри биологии сформировались более узкие дисциплины.
В пределах зоологии:
· изучающие млекопитающих — териология,
· птиц — орнитология,
· пресмыкающихся и земноводных — герпетология,
· рыб и рыбообразных — ихтиология,
· насекомых — энтомология,
· клещей — акарология,
· моллюсков — малакология,
· простейших — протозоология;
Внутри ботаники:
· изучающие водоросли — альгология,
· грибы — микология,
· лишайники — лихенология,
· мхи — бриология,
· деревья и кустарники — дендрология.
Подразделение дисциплин иногда идёт ещё глубже. Многообразие организмов и распределение их по группам изучают систематика животных и систематика растений. Биологию можно подразделить на неонтологию, изучающую современный органический мир, и палеонтологию — науку о вымерших животных (палеозоология) и растениях (палеоботаника).
Другой аспект классификации биологических дисциплин — по исследуемым свойствам и проявлениям живого:
· форму и строение организмов изучают морфологические дисциплины;
· образ жизни животных и растений и их взаимоотношения с условиями внешней среды — экология;
· изучение разных функций живых существ – область исследований физиологии животных и физиологии растений;
· предмет исследований генетики – закономерности наследственности и изменчивости;
· этологии — закономерности поведения животных;
· закономерности индивидуального развития изучает эмбриология или в более широком современном понимании — биология развития;
· закономерности исторического развития — эволюционное учение.
Каждая из названных дисциплин делится на ряд более частных (морфология — на функциональную, сравнительную и др.). Одновременно происходит взаимопроникновение и слияние разных отраслей биологии с образованием сложных сочетаний, например, гисто-, цито- или эмбриофизиология, цитогенетика, эволюционная и экологическая генетика и др. Анатомия изучает строение органов и их систем макроскопически; микроструктуру тканей изучает гистология, клеток — цитология, а строение клеточного ядра — кариология. В то же время и гистология, и цитология, и кариология исследуют не только строение соответствующих структур, но и их функции и биохимических свойства.
Можно выделить в биологии дисциплины, связанные с использованием определённых методов исследования, например биохимию, изучающую основные жизненные процессы химическими методами и подразделяемую на ряд разделов (биохимия животных, растений и т. п.), биофизику, вскрывающую значение физических закономерностей в процессах жизнедеятельности и также подразделяемую на ряд отраслей. Биохимические и биофизические направления исследований зачастую тесно переплетаются как между собой (в радиационной биохимии), так и с другими биологическими дисциплинами (в радиобиологии). Важное значение имеет биометрия, в основе которой лежат математическая обработка биологических данных с целью вскрытия зависимостей, ускользающих при описании единичных явлений и процессов, планирование эксперимента и др. Теоретическая и математическая биология позволяют, применяя логические построения и математические методы, устанавливать более общие биологические закономерности.
Важное место в биологии занимают как теоретические, так и практические направления исследований, резкую границу между которыми трудно провести, т. к. любое теоретическое направление неизбежно связано (прямо или косвенно, данный момент или в будущем) с выходами в практику. Теоретически исследования делают возможными открытия, революционизирующие многие отрасли практической деятельности, они обеспечивают успешное развитие прикладных дисциплин, направленных на изучение промышленной микробиологии и технической биохимии, защиты растений, растениеводства и животноводства, охраны природы, дисциплин медико-биологический комплекс (паразитология, иммунология и т. д.). В свою очередь, отрасли прикладной биологии обогащают теорию новыми фактами и ставят перед ней задачи, определяемые потребностями общества. Из практически важных дисциплин быстро развиваются бионика (изучение технических приложений биологических закономерностей), космическая биология (изучение биологического действия факторов мирового пространства и проблем освоения космоса), астробиология или экзобиология (исследование жизни вне Земли). Изучением человека как продукта и объекта биологической эволюции занимается ряд биологических дисциплин — антропология, генетика и экология человека, медицинская генетика, психология, — тесно связанных с социальными науками.
Особо следует выделить несколько фундаментальных областей биологии исследующих наиболее общие, присущие всем живым существам закономерности и составляющих основу современной общей биологии:
1. наука об основных структурно-функциональных единицах организма — клетке, т. е. цитология;
2. наука о явлениях воспроизведения и преемственности морфо-физиологических организаций живых форм — генетика;
3. наука об онтогенезе — биология развития;
4. наука о законах исторического развития органического мира — эволюционная теория, а также физико-химической биологии (биохимия и биофизика);
5. физиология, изучающие функциональные проявления, обмен веществ и энергии в живых организмах.
Из приведённого далеко не полного перечня биологических дисциплин видно, как велико и сложно здание современной биологии и как прочно вместе с соседними науками, изучающими закономерности неживой природы, оно связано с практикой.
Отдельно хочется сказать о связи биологии и информатики.
Информатика и биология – активно развивающиеся науки 21 века. На стыке этих наук можно ожидать интересные и перспективные направления будущих исследований.
Совмещение этих двух перспективных наук дает широкие возможности для инноваций в различных областях.
Конечной целью предлагаемых исследований должен быть процесс эволюционного формирования логического мышления человека. Эта цель, несомненно, актуальна, так как сейчас идут активные работы по попыткам моделирования естественного и искусственного интеллекта. В частности, такие исследования непосредственно связаны с разработкой роботов, обладающих элементами интеллекта, работы.
Проблемы, возникающие перед этими науками, естественно встают и перед биологией. Проблемы и перспективы развития биологии
Человечеству дан единственный воспроизводящийся ресурс – биологический. Все остальные ресурсы исчерпаемы. Именно поэтому приоритеты в науке на следующее тысячелетие постепенно смещаются в пользу наук о жизни. Человечество, естественно, стремится взять под контроль самовоспроизведение биологических ресурсов, раскрыть механизмы энергетики клетки, синтеза биологических продуктов, фотосинтеза, азотфиксации и др. Все энергетические и синтетические процессы в клетке человек в ближайшее время попытается познать и некоторые из них превратить в промышленные биотехнологии.
Это, естественно, имеет прямое отношение к решению самых важных проблем человечества, а именно, проблем продовольственного потенциала планеты, экологии обитания человека, здоровья человека и, в перспективе, энергетики на основе биотехнологий. Остановимся на вышеперечисленных проблемах подробнее.
На первом месте закономерно стоит проблема создания достаточного продовольственного потенциала для растущей человеческой популяции. Естественно, что с этой проблемой тесно связана проблема демографическая. Прогнозы таковы: к 2025 г. население планеты составит 8,3 млрд человек, затем наступит стабилизационный период и к концу ХХI в. ожидается 11 млрд человек, т.е. почти удвоение популяции по сравнению с сегодняшним днем. В этой демографической динамике важен фактор ее географического распределения: почти 70% прироста населения ожидается в развивающихся странах, т.е. там, где ситуация с продовольствием наиболее напряженная.
С учетом демографических прогнозов для обеспечения растущей человеческой популяции мы должны увеличивать продовольственный потенциал ежегодно в среднем на 2%. Возникает вопрос: за счет чего? Резерв пахотных земель почти исчерпан, предел урожайности по важнейшим культурам почти достигнут в результате интенсивной селекции, проводившейся в последние 100 лет. По этим двум параметрам оставшиеся резервы весьма незначительны и ни в коей мере не обеспечат темпы роста народонаселения. Значит, нужны новые подходы к решению продовольственной проблемы, которые могут появиться только на основе анализа достижений фундаментальной науки. Именно это и осуществляется сегодня в мире. Здесь мы остановимся только на одном из многих путей вывода технологий производства продовольствия на новый уровень. Так как в основе любой технологии производства в растениеводстве лежит сорт или гибрид и от уровня его продуктивности в огромной степени зависит конечный результат, мы и рассмотрим возможности создания новых форм растений. Естественно, чтобы удвоить в обозримом будущем объем производимого продовольствия, необходимо создать принципиально новые формы – с реконструированными геномами и более продуктивные, качественные и устойчивые.
Одним из основных направлений биотехнологии являются получение и многопрофильное использование трансгенных растений, т.е. форм, несущих в своем геноме встроенные геноинженерными методами чужие гены, нормально работающие в новом геноме. В геном растения встраиваются гены животных, человека, бактерий, других растений, которые нарабатывают новые продукты. Трансгенные растения и животные – формы с существенно реконструированными геномами. В будущем это направление будет одним из наиболее перспективных в плане значительного улучшения необходимых для селекции признаков.
Одна из наиболее значимых проблем современного естествознания – проблема биологии и генетики развития организма. До сих пор наиболее интригующей загадкой для исследователей являются механизмы, формирующие разные типы клеток, тканей, органов, т.е. отвечающие за дифференцирование систем организма, функционирующего в конечном итоге как единое целое. Но в основе любого организма, даже самого сложного, лежит одна клетка, последующие деления которой дают поразительное как по структуре, так и по функциям разнообразие клеток, органов и тканей. Многие исследователи занимаются этой проблемой, уделяя главное внимание генетическим аспектам дифференцирования. Появились гипотезы, накоплен интересный фактический материал. Однако похоже, что эта проблема столь сложна, что на ее решение уйдут многие годы. Результат ее решения – управление процессами развития может иметь чрезвычайно важное значение.
Следующим перспективным направлением развития современной биологии является изучение сложных физиолого-генетических функций организма. Для растений это – фотосинтез, азотфиксация и др., для животных – поведение, стресс-реактивность и др. Не нужно объяснять, что значит для растений фотосинтез. Клетки зеленых растений, некоторых водорослей и бактерий за счет энергии солнечного света способны синтезировать органические соединения: углеводы, жиры, белки, нуклеиновые кислоты и др. Именно через фотосинтез идет процесс самовоспроизведения значительной части биологических ресурсов. В настоящее время многие лаборатории мира изучают этот сложный процесс, расчленяют его на отдельные звенья, чтобы затем понять и воспроизвести эту сложную систему в целом. Особенно интенсивно изучается генетика фотосинтеза, уже известно около сотни генов, контролирующих отдельные звенья процесса. Заключение
Биология представляет собой огромную совокупность множества фактов и теорий о живых организмах. Чтобы как-то упорядочить этот необозримый материал, обычно принято отделять изучение растений от изучения животных или рассмотрение структуры организма от исследования его функций. Но поскольку у растений и животных, несмотря на все различия, есть очень много общего, то лучше подразделять биологию в соответствии с различными уровнями организации живого. Первые биологи занимались изучением целых организмов. Изобретение микроскопа и его применение подготовили почву для появления клеточной теории. Усовершенствование электронного микроскопа и разработка методов фиксации тканей и ультратонких срезов привели к открытию уровня субклеточной организации. Быстрое развитие химических и физических методов, которые привели к расшифровке генетического кода и процессов синтеза специфических белков, составили область молекулярной биологии. Высший уровень организации биологических систем – это уровень популяций и их взаимоотношений с окружающей средой.
Результаты исследований биологов используются во многих областях знаний, прежде даже весьма далеких от биологии. Так, широко используется микробиология для получения новых высокоэффективных лекарственных соединений, для разработки рудных месторождений с помощью микроорганизмов.
В последние сто лет биология развивалась поистине поразительными темпами. За это время сформировались такие ее разделы, как цитология, генетика, теория эволюции, биохимия, биофизика, экология. Открытия в области химии, физики и других наук дали толчок развитию биологии, и наоборот. Список использованной литературы
1. Большой энциклопедический словарь. Биология. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1999
2. Журнал «Химия и жизнь», №7-8, 2003
3. Самыгин С.И. «Концепции современного естествознания», 2004
4. Стародубцев В.А. «Концепции современного естествознания», 2002
5. Шумный В.К. «Проблемы развития биологии в 21 веке» 2001
6. Энциклопедический словарь юного биолога. М.: Педагогика, 1986
7. Энциклопедия «Экология». М.: Аванта+, 2001
8. www. wikipedia.org
Размещено на Allbest.ru
Почему так необходимо применение биологических знаний? Понимание законов природы, принципов жизнедеятельности организма открывает новые возможности для:
борьбы с эпидемиями, сезонными заболеваниями;
улучшения экологической ситуации в пределах области, планеты;
представления разнообразия живых организмов, их строения, поведения;
применения биологических знаний на практике (так человек обзавелся крупным рогатым скотом, зерновыми культурами).
следования здоровому образу жизни.
Исторические этапы развития науки
XXI век диктует свое условия для естественных наук, поэтому роль биологии в современном обществе также претерпела изменения. Поэтапное развития сквозь призму веков к вашим услугам.
Античность
Первые достижения в биологии принадлежат Гиппократу, Аристотелю и Теофрасту. Выдающиеся деятели обнаружили первые закономерности, исследовали человеческое тело, уделили внимание животному миру. Остановимся подробнее на каждом из великих ученых.
Врачу Гиппократу принадлежат первые труды по строению человека, его историческому развитию. Он доказал, что на болезни влияет наследственность, условия окружающей среды. Современники величают его родоначальником медицины.
Философ Аристотель интересовался проблемами окружающего мира. Была сформулирована концепция «четырех царств»: растения, земной, мир воздуха и воды. Основоположник систематики, не каждому человеку под силу описать более 500 животных. Помимо простой систематизации, Аристотель размышлял над происхождением и биологическими исследованиями описываемых видов (живорождение акул, жевательный аппарат морских ежей).
Теофраст сфокусировался на изучении растительного мира. Его труды впервые обзавелись терминами: «плод», «сердцевина». Описал более 500 видов флоры, считается основателем ботаники. Возвысил значение биологии, в жизни человека наступили коренные перемены.
Средневековье
Временной промежуток характеризуется расцветом ислама, потому труды греческих мыслителей сохранились на арабском языке. Медицина пришла в упадок из-за царившего религиозного «помутнения», во многом из-за стремления человека познать жизнь. Роль науки в современном обществе снова претерпела кардинальные изменения.
Ученый Аль-Джахиз высказал предположение о существовании пищевых цепей у животных, эволюционных процессах. Основоположник географической детерминации – направление, изучающее влияние природных условий на характер человека, народа, нации.
Авиценна написал книгу «Канон врачебных наук», ставшая путеводной звездой для европейских врачевателей до XVII века.
Развитие биологии в Средние века связано с расширением описаний флоры/фауны, культивированием новых теорий.
Эпоха Возрождения
XVI век ознаменовался повышенным интересом элиты к физической оболочке человека, развитию науки. Практиковалось вскрытие тел после смерти.
Художники стремились постичь прелесть человеческого тела (Леонардо да Винчи, Альбрехт Дюрер).
Медицина опиралась на целебные свойства трав, что усилило интерес к изучению флоры.
Значение биологии в жизни человека усилилось благодаря научным изысканиям.
В частности генной инженерии, молекулярной биологии.
XVII век
Каждому человеку стало известно о существовании второго круга кровообращения. Это способствовало появлению учения об микроорганизмах, а в 1590 году изобретен первый микроскоп. Впервые человек увидел клетки растений.
Роль науки в современном обществе претерпела изменения после открытия кровяных телец, сперматозоидов, мельчайших живых организмов. Уильям Гарвей, препарируя трупы животных, доказал существование венозных клапанов, изоляцию сердечных желудочков.
Новое Время
Модернизация технической базы упростила изучение тайн человеческого тела. Развитие биологии в XIX веке окончательно утвердило палеонтологию как науку. Значительные открытия принадлежат Чарльзу Дарвину и его труду «Происхождение видов».
Новое Время стало основополагающим периодом, когда значение науки в жизни человека вышло на новый уровень.
XX век
Глобальные открытия припадают на первую половину столетия, сформулирована хромосомная теория наследственности. Генетика – бурно развивающиеся направление.
Исследование витаминов, белков, жиров привело к формированию смежной дисциплины в науке. С ростом заинтересованности совершенствовалось техническое оснащение исследовательских лабораторий (появление электрофореза).
Генная инженерия приобрела сторонников в лице каждого просвещенного человека. Глобальное ее изучение создало новые лекарства, устойчивые сорта фуражных культур. Человечество забыло о таком понятии как «голод».
Применение знаний на практике
Благодаря открытиям удалось сделать жизнь человека комфортной:
Появление устойчивых гибридов.
Многие заболевания исчезли благодаря медицине (чума).
Продолжительность жизни выросла.
Ведение сельского хозяйства стало более технологичным.
Высокие урожаи насытили растущее население Земли, роль биологии в современном обществе расширилась.
Покорение космоса сблизилось с селекцией гибридных растений (высокоустойчивых).
На протяжении истории какая-либо наука была главной. Человечество пережило много веков под властью философии, математики, теологии, естествознания. Однако наука в современном ее понимании появилась относительно недавно – веков 5 тому назад, когда методы получения знаний совершенствовались, знания накапливались, анализировались, структурировались.
19 век можно окрестить по праву веком Физики. Ведь открытия, совершенные физиками, помогали не только глубже познавать мир физически, но и развивать другие науки, создавая базу методов исследования.
20 век – век Химии. Люди имели достаточно полученных данных, а также производственные мощности глобальных масштабов. Химия перешла из лабораторий в промышленность, медицину, сельское хозяйство.
Настал 21 век – век Биологии. Человек получил много знаний о жизни, однако с развитием более точных и высокопроизводительных методов исследования становится очевидным, что жизнь не так уж и очевидна. Механизмы жизни многогранны и изучать их предстоит еще очень долго. К тому же перед жизнью постоянно встают новые цели и задачи. На помощь приходят биологические науки – генетика, биотехнологии, микробиология, биохимия, биофизика, экология, биоинформатика.
Сколько всего в перспективе может решить биология? Это и индивидуальная медицина с исцелением практически всех заболеваний, и решение вопросов с продовольствием, и оптимизация влияния антропогенных факторов на состояние окружающей среды, и синтез новых веществ – задачи можно перечислять долго!
Однако в век Биологии мы конечно же не останемся без других естественных наук. Ведь, как известно из экологии, наибольшее биоразнообразие наблюдается на стыке двух сред обитания. Такая же ситуация и с науками – лишь интеграция наук поможет еще больше углубляться и получать системные знания о мире. А вот нужно ли это? Впрочем, это уже совсем другая история.
Действительно биология — основа будущего человечества. Ни в коем случае утверждение о том, что биология является важнейшей для человечества по естественным наукам, не является преувеличением.
Дело в том, что наука о живом является ключом к гармоничному сосуществованию природы и человека.
А это, как выяснилось в последние десятилетия — обязательное условие не только развития современной цивилизации, но и существование человечества вообще. Именно биология являются:
• научной базой для сельского хозяйства — производства первичных продуктов для пищевой промышленности, дефицит которых на нашей планете становится все более ощутимым;
• основой медицины — науки, заботится о здоровье человека. Учитывая насущные проблемы, связанные с возникновением новых инфекционных заболеваний, этот аспект биологических исследований становится все более актуальным;
• основой разработки современных биотехнологий. Уже в ближайшем будущем человечеству нужно перейти на экологически чистое топливо.
Это избавит его возможной энергетического кризиса, который неизбежно возникнет после исчерпания запасов нефти и газа.
Биология и проблема пищевых ресурсов. Проблема снабжения населения продовольствием всегда остро стояла перед человечеством. Грандиозную попытку ее решения, начатую в середине XX в., Назвали «зеленой революцией» (рис. 240). Суть ее заключалась в том, что с помощью вывода продуктивных сортов, орошения, использования минеральных удобрений, средств защиты растений и наиболее передовой на то время техники была повышена урожайность. Это действительно способствовало значительному увеличению производства сельскохозяйственной продукции в мире и позволило улучшить уровень жизни многих людей. Ведь количество потребляемых калорий на душу населения в развивающихся странах, в то время выросла на 25%. Однако массовое использование минеральных удобрений привело к загрязнению почв и водоемов, мелиорация — к засолению почв, многие территории превратилось в пустыне. Особого вреда живому нанесли пестициды (от лат. Пестис — зараза и лат. Цедо — убиваю) — ядохимикаты, предназначенные для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур (насекомыми, клещами, грибами) и сорняками. Сначала как пестициды использовались различные препараты на основе меди и серы. Они вызвали загрязнение почвы тяжелыми металлами. В середине XX в. эти препараты заменили органическими ядами, среди которых наиболее массовым стал знаменитый «дуст» — ДДТ. Органические пестициды оказались очень устойчивыми. Они плохо разлагались в почве. Попав в цепи питания, эти вещества начинали мигрировать и попадали в организм человека, приводя к повреждениям генетического аппарата и онкологических заболеваний.
И самое главное: зеленая революция полностью не решила проблему пищи для населения в развивающихся странах. Несмотря на вывод новых, более продуктивных сортов растений и пород животных, число голодающих на земном шаре не только не уменьшается, но даже увеличивается. Причиной этого стали прежде изменения климата, вызванные человеческой деятельностью, засухи и неурожаи (рис. 241), а также уменьшение площади пахотных земель, снижение плодородия почвы.
По данным ООН, на декабрь 2008 г. число голодающих во всем мире превысило 960 миллионов человек. Большинство (907000000) проживает в развивающихся странах. Из них 65 % живут в Индии, Китае, Конго, Бангладеш, Индонезии, Пакистане и Эфиопии. Итак, сейчас, как никогда остро, несмотря на снижение темпов рождаемости в мире, появилась проблема пищевых ресурсов для человечества (рис. 242).
Решение этой проблемы в настоящее время связывают с созданием нового поколения высокопроизводительных и эффективных сортов растений и новых экологически безвредных технологий их выращивания. Предполагается с помощью генной инженерии вывести трансгенные сорта всех видов культурных растений, устойчивые к болезням, высокопроизводительные, высокой пищевой ценности. Теперь в этом направлении делаются только первые шаги.
Вирусные эпидемии как опасность человечеству. С каждым годом растущий дефицит чистой питьевой воды, загрязнение воздуха, неестественные продукты питания, наличие в атмосфере чужеродных, неизвестных природе веществ, которые называют ксенобиотиками (от греч. Ксеносов — чужой и биос), привели к появлению огромного количества ранее неизвестных болезней. Кроме того, урбанизация (от лат. Урбанос — городской) приводит к все большей плотности поселений (рис. 243), что способствует возникновению эпидемий (от греч. Эпи и демос).
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Роль биологии в современном обществе
Роль биологии в современной действительности переоценить трудно, ведь она подробно изучает жизнь человека во всех ее проявлениях. В настоящее время эта наука объединяет такие важные понятия, как эволюция, клеточная теория, генетика, гомеостаз и энергия. В ее функции входит исследование развития всего живого, а именно: строение организмов, их поведение, а также отношения между собой и взаимосвязь с окружающей средой.
Значение биологии в жизни человека становится понятным, если провести параллель между основными проблемами жизнедеятельности индивида, например, здоровьем, питанием, а также выбором оптимальных условий существования. На сегодняшний день известны многочисленные науки, которые отделились от биологии, став не менее важными и самостоятельными. К таким можно отнести зоологию, ботанику, микробиологию, а также вирусологию. Из них трудно выделить наиболее значимые, все они представляют собой комплекс ценнейших фундаментальных знаний, накопленных цивилизацией.
В этой области знаний работали выдающиеся ученые, такие, как Клавдий Гален, Гиппократ, Карл Линней, Чарльз Дарвин, Александр Опарин, Илья Мечников и многие другие. Благодаря их открытиям, особенно изучению живых организмов, появилась наука морфология, а также физиология, которая собрала в себе знания о системах организмов живых существ. Неоценимую роль в развитии наследственных заболеваний сыграла генетика.
Биология стала прочным фундаментом в медицине, социологии и экологии. Важно, что эта наука, как и любая другая, не статична, а постоянно пополняется новыми знаниями, которые трансформируются в виде новых биологических теорий и законов.
Роль биологии в современном обществе, а особенно в медицине, бесценна. Именно с ее помощью были найдены способы лечения бактериологических и быстро распространяющихся вирусных заболеваний. Каждый раз, когда мы задумываемся над вопросом о том, какова роль биологии в современном обществе, вспоминаем, что именно благодаря героизму медиков-биологов исчезли с планеты Земля очаги страшных эпидемий: чумы, холеры, брюшного тифа, сибирской язвы, оспы и других не менее опасных для жизни человека заболеваний.
Можно смело утверждать, опираясь на факты, что роль биологии в современном обществе растет непрерывно. Невозможно себе представить современную жизнь без селекции, генетических исследований, производства новых продуктов питания, а также экологичных источников энергии.
Основное значение биологии состоит в том, что она представляет собой фундамент и теоретическую базу для многих перспективных наук, например, таких, как, генетическая инженерия и бионика. Ей принадлежит великое открытие – расшифровка генома человека. Такое направление, как биотехнология, было также создано на основе знаний, объединенных в биологии. В настоящее время именно такого характера технологии позволяют создавать безопасные лекарства для профилактики и лечения, которое не наносит вреда организму. В результате удается увеличить не только продолжительность жизни, но и ее качество.
Роль биологии в современном обществе заключается и в том, что есть такие сферы, где ее знания просто необходимы, например, фармацевтическая промышленность, геронтология, криминалистика, сельское хозяйство, строительство, а также освоение космоса.
Нестабильная экологическая обстановка на Земле требует переосмысления производственной деятельности, а значение биологии в жизни человека переходит на новую ступень. С каждым годом мы становимся свидетелями широкомасштабных катастроф, которые поражают как беднейшие государства, так и высокоразвитые. Во многом они вызваны ростом населения планеты, неразумным использованием источников энергии, а также существующими экономическими и социальными противоречиями в современном обществе.
Настоящее нам четко указывает, что само дальнейшее существование цивилизации возможно только при наличии гармонии в окружающей среде. Только соблюдение биологических закономерностей, а также повсеместное использование прогрессивных биотехнологий на основе экологического мышления позволит обеспечить естественное безопасное сосуществование всем без исключения жителям планеты.
Роль биологии в современном обществе выражается в том, что она в настоящее время трансформировалась в реальную силу. Благодаря ее знаниям возможно процветание нашей планеты. Именно поэтому на вопрос о том, какова роль биологии в современном обществе, ответ может быть таким – это заветный ключ к гармонии между природой и человеком.
биология наука роль
Размещено на Allbest.ru
Перед человечеством всегда стояло и стоит сейчас множество важнейших вопросов – как справится с неизлечимыми болезнями, как победить голод, как жить вечно, как дышать под водой. Как ответить на них? Только наблюдая за природой, за животными, растениями и прочими организмами можно получить ответ на эти вопросы. Например, в середине прошлого века появилась отдельная биологическая дисциплина – генетика. Это наука о строении гена, кусочке информации, записанной на хромосоме, как фильм записан на CD-носителе. Наука позволяет понять, от чего зависит продолжительность жизни (от количества раз, которое будет воспроизведена клетка организма), какие болезни есть у данного индивидуума (например, был найден ген ожирения), как изменением генной последовательности можно усилить те или иные положительные качества и убрать отрицательные (модификация сои – для усиления урожайности, уменьшения срока созревания).
Или, например, биоэнергетика – наука о потреблении и производстве энергии живыми существами. Растения поглощают углекислый газ и производят, помимо кислорода, некоторое количество энергии. В этом им помогает солнечный свет. Некоторые моменты процесса потребления кислорода растениями было положено в основу разработки солнечных батарей.
Даже такие привычные и понятные отрасли биологии, как ботаника и зоология принесли немало сокровищ в копилку будущего: наблюдение за летучими мышами привело к открытию эхолокации (движения по отраженным звукам), наблюдение за собаками – дало понятие условных рефлексов, которые вырабатываются и у человека.
Биология также помогает и в решении конкретных задач. Например, была поставлена задача избавить человечество от ветряной оспы – и ученые пристально наблюдали, как протекает болезнь, есть ли выжившие после нее, и чем они отличаются от остальных. Так была открыта вакцинация – профилактическое введение ослабленных бактерий для формирования пожизненного иммунитета.
Сейчас биологи всего мира решают, как справится с раком, СПИДом и другими неизлечимыми на сегодня болезнями. Но для биологии это только вопрос времени.
Биология в моей жизни
Полякова Валерия Александровна,
муниципальное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа села Давыдовка
Пугачевского района Саратовской области»
2014 год
Биология в моей жизни – это все живое вокруг меня. Но разве можно представить живое без солнца, воздуха, воды, тепла? Разве полной будет картина жизни без радуги в небе, облаков, журчащего ручейка, снеговых шапок на горных вершинах…
Биология – это воздух, которым я дышу, ведь этот живительный воздух – продукт деятельности растений. Вот и получается, что живое неотделимо от неживого и включает окружающий мир во всем его многообразии.
Границы биологии в моей жизни постоянно расширяются, все новые и новые объекты становятся жизненно важными для меня: мой дом, мои родные, мои домашние питомцы, родное село, и, конечно же, моя родная заволжская степь. Я родилась в степном крае, с детства любовалась необозримыми просторами полей, вдыхала горьковатый запах полынных трав, наблюдала парящих в небе орлов, слушала волнующие песни жаворонков. Я впитала в себя эти неповторимые звуки, запахи и краски степной природы. Она пленяет и трогает меня своей скромной простотой, в которой нет показной красоты, но есть красота внутренняя, раздолье, спокойствие, степенность, величие и вечность.
В творчестве многих поэтов и писателей можно найти строки, полные любви и восхищения степью. Вот строки, которые созвучны моим мыслям:
Как в мае степь родная хороша!
Ещё только тюльпаны отцвели,
А уже тонко, нежно, чуть дыша,
Оделась степь в седые ковыли.
Бродяга-ветерок колышет их,
Как будто пену на морской волне.
Чертополохи красной головой
Издалека уже кивают мне.
А рядом фиолетовый шалфей
Медовый испускает аромат,
И тут же группки лютиков-цветков,
Как маленькие солнышки горят.
И пусть невзрачным кажется дурман,
Но запах опьяняет всё вокруг.
И трав весенних пёстрый хоровод
Меня навеки затянул в свой круг.
Пускай кому-то нравятся моря,
Крутые горы, дикие леса…
А мне милей родная сторона,
Степи заволжской скромная краса. ( Т.А. Шаманова, «Красота степи»)
Мои первые впечатления о живой природе связаны со скромным одуванчиком. Рядом с моим домом их росло великое множество, целые россыпи. С каким интересом я наблюдала за превращением цветков-солнышек в летучие облачка плодов и сдувала их пушистые головки, угадывая «бабку» или «дедку».
Невысокие, с распластанными по земле листьями, с приподнятыми, как будто специально, стеблями и крупными ярко-желтыми соцветиями, одуванчики сами просились мне в руки. Как же я любила плести веночки и браслетики из них и украшать ими себя и своих домашних питомцев.
Милые сердцу одуванчики! Простите меня! Срывая вас, я хотела поделиться своей радостью со всеми вокруг. Благодаря вам я чувствовала единение с живой природой, ощущала себя частью мира.
Одуванчики всегда будут ассоциироваться у меня с солнцем, летом, детством, радостью жизни и трогательными строками поэта Владимира Солоухина:
…Но чем-то
Мне одуванчик ближе всех цветов.
За то, во-первых, что вполне подобен солнцу.
Как будто солнце четко отразилось
В бесчисленных осколочках зеркальных,
Разбросанных по ласковой траве
(Как только солнце скроется за лесом,
Хоть бы один остался одуванчик
Раскрытым и цветущим — никогда!).
Но это к слову. Вовсе не за это
Люблю я скромный маленький цветок,
За то его люблю, что вечно жмется к людям,
Что он растет у самого порога,
У старенькой завалинки, у прясла
И самый первый тянется к ручонкам
Смеющегося радостно ребенка,
Впервые увидавшего цветок.
Срывал я солнце голыми руками.
Легко сдувал пушистые головки.
И опускались легкие пушинки
На землю,
Чтобы снова расцвести.
Мой старый, добрый друг,
Наивный одуванчик… (В.А.Солоухин, «Цветы»)
Один из основных методов изучения биологии – наблюдение. Я люблю наблюдать природные явления в любое время года: меня волнует летнее разнотравье и птичье многоголосье, я обожаю багряно-желтые краски осени, с нетерпением жду встречи со свиристелями и дроздами-рябинниками зимой. Весной же люблю наблюдать пробуждение природы после долгой спячки, наблюдать, как вновь возрождается жизнь, как из-под снега пробиваются первые травинки, как вылезает из-под корней ежик, как преображается земля, украшенная первоцветами. В этом году лес был наполнен желто-фиолетовым великолепием. Желтый ковер из чистяка весеннего устилал лесные полянки. А хохлатки и фиалки гармонично добавляли фиолетовые краски.
Благодаря наблюдению можно раскрыть много секретов природы. Почему первоцветы обычно либо желтые, либо сиренево-фиолетовой окраски? Оказывается, это связано с особенностями зрения насекомых-опылителей. Окраска, размеры, формы опробованы и проверены тысячами предыдущих поколений в процессе эволюции. Ничего лишнего. Все просто и мудро.
Я часами могу находиться в весеннем лесу, слушая пение зябликов, любуясь изящными ландышами, наблюдая, как тяжелый шмель перелетает с одного растения на другое в поисках пропитания. И этот мир биологии для меня есть мир гармонии и целесообразности.
Наблюдая весной за развитием растений, я убеждаюсь, как быстротечны весенние явления. Подумать только, у вяза мелколиственного от цветения до плодоношения и рассеивания семян проходит всего 26 дней. Природа, демонстрируя скорость процессов развития, учит меня: не упусти свое время, цени каждый момент жизни.
Моя семья тесно соприкасается с природой. У нас в доме постоянно живут кошки, собаки, птички, много комнатных растений, собрана интереснейшая библиотечка книг и журналов о природе. Даже выбор профессии членов семьи связан с биологией. Моя мама работает медсестрой в стоматологической клинике, старший брат Вова готовится стать хирургом, а я обязательно буду детским психологом. Так что получается, биология в моей жизни – это мое будущее.
Моя семья любит природу. Мы часто отдыхаем на Волге или на реке Большой Иргиз и хорошо знаем родные места. Но недавно папа открыл нам удивительный природный мир Карелии. Он там работает, и, возвращаясь домой с вахты, папа всегда везет фотографии, видеоролики, веточки местных растений и еще много чего необычного. Благодаря Карелии я открыла для себя мир нетронутой природы, поняла, как она уникальна и уязвима.
У меня нет потребительского отношения к природе. И мне по душе высказывание российского географа, демографа Ю.Ф.Флоринской: «Самое важное чувство, которое мы должны воспитать в себе, – это признание самоценности природы самой по себе, без нашего присутствия: каждая травинка, куст, камень, ручей, птица имеют право на существование не потому, что мы что-то с их помощью создаём для себя. Они ценны уже только тем, что они есть… Давайте научимся понимать величие нетронутой природы, вечность её и свободу; осознаем, наконец, что мы все – лишь её малая часть».
Биология для меня – прежде всего источник чувств. Я преклоняюсь перед многообразием жизни, перед упорством былинки, пробивающейся сквозь асфальт. Общение с природой обогащает мой внутренний мир, учит искренности, терпению, сопереживанию.
Биология в моей жизни – это боль за брошенных животных. Сколько бездомных и несчастных кошек и собак крутится около помоек, бродят по улицам села, умоляюще заглядывают нам в глаза в надежде получить пищу. Мы все виноваты перед ними, ведь мы в ответе за тех, кого когда-то приручили.
Биология в моей жизни – это стыд за людей, не умеющих по-человечески вести себя в природе, оставляющих горы пластика после пикников.
Биология в моей жизни – это активное участие в акциях по озеленению школьной территории, подкормке птиц в зимнее время, очистке от мусора берегов родного Иргиза…
Человек тесно связан с биологией. Он сам – часть живого мира. Живое дает человеку не только средства физического существования, но и духовность. В национальных орнаментах моего народа присутствуют изображения растений и животных, ни одна народная сказка не обходится без участия живых существ. Вспомним «Репку», «Колобка», «Гусей-лебедей»…
Мой народ сохраняет свою душу, традиции, корни в народных промыслах. Растительные мотивы отражены в золотой хохломе, городецкой росписи, гжельских узорах, русских матрешках. На жостовских подносах можно увидеть и токующего глухаря, и кисти рябин, и букеты самых разнообразных растений. Павловские платки – это сплав фантазии народных художников и образов, взятых из окружающей природы.
На гербе родного Пугачева изображены снопы пшеницы, на гербе областного центра – три стерляди, а с герба моей страны – России – царственно взирает двуглавый орел.
Биология в моей жизни – это гордость за мою страну и мой народ.
Обобщая свои размышления, я могу сказать:
– Биология в моей жизни – это сама моя жизнь!
Волгоградский Государственный Университет
Будущее биологии. Перспективы и проблемы развития
Выполнила студентка II курса
Группа НОЗ-091
Фомченкова Ксения Константиновна
Проверил: Феськов Сергей Владимирович
Волгоград – 2011
Содержание
Введение
Значение биологии как науки
Классификация биологических наук
Проблемы и перспективы развития биологии
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Слово биология происходит из греческих слов «bios», что означает «жизнь» и «logos», что переводится как «учение». Биология сформулирована как наука о жизни и живущих организмах.
Биологию как науку интересуют три проблемы: каковы механизмы происхождения жизни, ее изменчивости и эволюции. Все остальное охватывается этими тремя глобальными проблемами, и, чтобы ни исследовали, мы отвечаем на вопросы, обозначенные выше. И сегодня, несмотря на огромный объем знаний о молекулярных и генетических механизмах жизни, процессах изменчивости и развития, не можем полно ответить ни на один из поставленных вопросов. Наоборот, чем больше узнаем о жизни, тем больше возникает вопросов и сомнений в правильности, казалось бы, уже установившихся и считающихся неоспоримыми догм. Пока невозможно сформировать единую концепцию о происхождении жизни, появились существенные проблемы в дарвиновской теории эволюции, нет единого взгляда на механизмы изменчивости живых систем и их роль в эволюционном процессе.
Бурное развитие наук о жизни во второй половине ХХ в. принесло много великолепных открытий в области биологии. Это – открытие и расшифровка генетического кода, основных звеньев синтеза белка, многих метаболических процессов в живой клетке и т.д. Началась интенсивная работа по расшифровке генома человека, растений и животных. Казалось бы, мы знаем уже почти все о процессах в живой клетке, осталось только расшифровать геномы, понять процессы их дифференцирования и развития и приступить к созданию новых искусственных геномов, замене дефектных участков геномов, взять под контроль активность генов и т.д. Все эти задачи поставлены объективно на основании накопленных знаний. Однако полных ответов о происхождения жизни, ее разнообразии и эволюции мы так и не получили. Скорее наоборот, углубление и расширение наших знаний о живых системах приводит к новым и более сложным вопросам. И в этом нет ничего парадоксального – такова логика развития естествознания.
Открываемые и изучаемые биологией закономерности – важная составная часть современного естествознания. Они служат основой медицины, сельскохозяйственных наук, лесного хозяйства, звероводства, охотничьего и рыбного хозяйства.
В данной работе рассмотрены науки, тесно связанные с биологией, проблемы их развития, а также перспективы развития самой биологии.
Значение биологии как науки
Науки возникают не сами по себе, не потому, что их кто-то выдумывает просто «из интереса». Любая наука появляется в результате необходимости решения человечеством тех или иных задач, вставших в процессе его развития. Биология не исключение, она тоже возникла в связи с решением очень важных для людей проблем. Одной из них всегда было более глубокое постижение процессов в живой природе, связанных с получением пищевых продуктов, т.е. знание особенностей жизни растений и животных, их изменение под воздействием человека, способов получения надежного и все более богатого урожая. Решение этой проблемы – одна из фундаментальных причин развития биологии.
Другая, не менее важная причина – это изучение биологических особенностей человека. Человек – продукт развития живой природы. Все процессы нашей жизнедеятельности подобны тем, которые происходят в природе. И поэтому глубокое понимание биологических процессов служит научным фундаментом медицины. Появление сознания, означающее гигантский шаг вперед в самопознании материи, тоже не может быть понято без глубоких исследований живой природы, по крайней мере, в 2-х направлениях – возникновение и развитие мозга как органа мышления (до сих пор загадка мышления остается неразрешенной) и возникновение социальности, общественного образа жизни.
Увеличение производства продуктов питания и развитие медицины – важные, но не единственные проблемы, определявшие развитие биологии как науки на протяжении тысячелетий. Живая природа является источником многих необходимых для человечества материалов и продуктов. Нужно знать их свойства, чтобы правильно использовать, знать, где искать их в природе, как получать. Во многом исходным источником таких знаний является биология. Но и этим не исчерпывается значение биологических наук.
В XXI в. население Земли настолько возросло, что развитие человеческого общества стало определяющим фактором развития биосферы Земли. К настоящему времени выяснилось, что живая природа не только источник пищи и множества необходимых продуктов и материалов, но и необходимое условие существования самого человечества. Наши связи с ней оказались гораздо более тесными и необходимыми, чем это считали еще в начале ХХ в.
Например, воздух казался таким же неиссякаемым и постоянным ресурсом природы как, скажем, солнечный свет. На самом деле это не так. Тот качественный состав атмосферы, к которому мы привыкли, с его 20, 95% кислорода и 0,03% углекислого газа – производное деятельности живых существ: дыхания и фотосинтеза растений, окисления отмершего органического вещества. Кислород воздуха возникает только в результате жизнедеятельности растений. Главные фабрики кислорода – тропические леса и океанские водоросли. Но уже сегодня, как показывают наблюдения, количество углекислого газа в атмосфере возникает в результате освобождения огромного количества углерода при сгорании нефти, газа, угля, древесины, а также других антропогенных воздействий. Это значит, что мы живем уже за счет запасов углекислого газа, накопленных в прошлом, на протяжении миллионов лет эволюции живых существ на планете.
Та вода, которую мы пьем, точнее – чистота этой воды, ее качество тоже определяется в первую очередь живой природой. Наши очистные сооружения лишь завершают тот огромный процесс, который незримо для нас происходит в природе: вода в почве или водоеме многократно проходит через тела мириадов беспозвоночных, фильтруется ими и, освобождаясь от органических и неорганических остатков, становится такой, какой мы знаем ее в реках, озерах и ключах.
Проблема качества воздуха и воды – одна из экологических проблем, а экология – биологическая дисциплина, хотя современная экология давно перестала быть только ею и включает в себя много самостоятельных разделов, зачастую принадлежащих к разным научным дисциплинам.
Таким образом, качественный состав и воздуха, и воды зависит от жизнедеятельности живых организмов. Следует добавить, что и плодородие почвы – основа урожая – результат жизнедеятельности обитающих в почве живых организмов: огромного числа бактерий, беспозвоночных, водорослей.
Человечество не может существовать без живой природы. Отсюда жизненно необходимо сохранять ее в «рабочем состоянии». К сожалению, это не так просто сделать. В результате освоения человеком всей поверхности планеты, развития сельского хозяйства, промышленности, вырубки лесов, загрязнения материков и океанов все большее число видов растений, грибов, животных исчезает с лица Земли. Исчезнувший вид восстановить невозможно. Он является продуктом миллионов лет эволюции и обладает уникальным генофондом. В нашей стране один вид позвоночных животных исчезает в среднем за 3,5 года. Как изменить эту тенденцию и вернуться на эволюционно оправданный путь постоянного увеличения общей «суммы жизни», а не ее уменьшения? Эта проблема касается всего человечества, но решить ее без работы биологов невозможно.
В данный момент особенно быстро развиваются молекулярная биология, биотехнология и генетика. Недавно проведенный в Англии опрос общественного мнения показал, что из всех наук наибольшее впечатление на британцев произвели достижения генетики (более 50% опрошенных). Наибольшее беспокойство в связи с развитием науки также вызвала генетика. Все остальные науки заинтересовали менее 10% населения. На международной генетической конференции, посвященной 50-летию открытия двойной спирали ДНК, проходившей с 10 по 14 марта 2003 г. в английском городе Ньюкасл Апон Тайм, обсуждались проблемы биоэтики, ДНК-идентификации и т.п.
Не надо думать, что биологами в классических областях науки – зоологии, ботанике, морфологии, физиологии, систематике и других – все уже сделано. Работы тут еще очень много. Научно описано менее половины населяющих нашу планету организмов – всего около 4,5 млн. видов, а по некоторым расчетам, не более трети или даже четверти их. Даже в нашей стране, расположенной в основном в умеренной климатической зоне, не отличающейся многообразием органических форм, ученые открывают десятки новых видов (в основном беспозвоночных).
В странах с высоким приростом населения и интенсификацией хозяйства (да и в других странах тоже) нужно заниматься экономией природных ресурсов и их возобновлением – естественно, это тоже задача биологов.
Классификация биологических наук
биология наука эволюция ботаника
Система биологических наук чрезвычайно многопланова, что обусловлено как многообразием проявлений жизни, так и разнообразием форм, методов и целей исследования живых объектов, изучением живого на разных уровнях его организации. Всё это определяет условность любой системы биологических наук. Одними из первых в биологии сложились науки:
· о животных — зоология и
· о растениях — ботаника,
· анатомия и физиология человека — основа медицины.
Другие крупные разделы биологии, выделяемые по объектам исследования, — микробиология — наука о микроорганизмах, гидробиология — наука об организмах, населяющих водную среду, и т. д. Внутри биологии сформировались более узкие дисциплины.
В пределах зоологии:
· изучающие млекопитающих — териология,
· птиц — орнитология,
· пресмыкающихся и земноводных — герпетология,
· рыб и рыбообразных — ихтиология,
· насекомых — энтомология,
· клещей — акарология,
· моллюсков — малакология,
· простейших — протозоология;
Внутри ботаники:
· изучающие водоросли — альгология,
· грибы — микология,
· лишайники — лихенология,
· мхи — бриология,
· деревья и кустарники — дендрология.
Подразделение дисциплин иногда идёт ещё глубже. Многообразие организмов и распределение их по группам изучают систематика животных и систематика растений. Биологию можно подразделить на неонтологию, изучающую современный органический мир, и палеонтологию — науку о вымерших животных (палеозоология) и растениях (палеоботаника).
Другой аспект классификации биологических дисциплин — по исследуемым свойствам и проявлениям живого:
· форму и строение организмов изучают морфологические дисциплины;
· образ жизни животных и растений и их взаимоотношения с условиями внешней среды — экология;
· изучение разных функций живых существ – область исследований физиологии животных и физиологии растений;
· предмет исследований генетики – закономерности наследственности и изменчивости;
· этологии — закономерности поведения животных;
· закономерности индивидуального развития изучает эмбриология или в более широком современном понимании — биология развития;
· закономерности исторического развития — эволюционное учение.
Каждая из названных дисциплин делится на ряд более частных (морфология — на функциональную, сравнительную и др.). Одновременно происходит взаимопроникновение и слияние разных отраслей биологии с образованием сложных сочетаний, например, гисто-, цито- или эмбриофизиология, цитогенетика, эволюционная и экологическая генетика и др. Анатомия изучает строение органов и их систем макроскопически; микроструктуру тканей изучает гистология, клеток — цитология, а строение клеточного ядра — кариология. В то же время и гистология, и цитология, и кариология исследуют не только строение соответствующих структур, но и их функции и биохимических свойства.
Можно выделить в биологии дисциплины, связанные с использованием определённых методов исследования, например биохимию, изучающую основные жизненные процессы химическими методами и подразделяемую на ряд разделов (биохимия животных, растений и т. п.), биофизику, вскрывающую значение физических закономерностей в процессах жизнедеятельности и также подразделяемую на ряд отраслей. Биохимические и биофизические направления исследований зачастую тесно переплетаются как между собой (в радиационной биохимии), так и с другими биологическими дисциплинами (в радиобиологии). Важное значение имеет биометрия, в основе которой лежат математическая обработка биологических данных с целью вскрытия зависимостей, ускользающих при описании единичных явлений и процессов, планирование эксперимента и др. Теоретическая и математическая биология позволяют, применяя логические построения и математические методы, устанавливать более общие биологические закономерности.
Важное место в биологии занимают как теоретические, так и практические направления исследований, резкую границу между которыми трудно провести, т. к. любое теоретическое направление неизбежно связано (прямо или косвенно, данный момент или в будущем) с выходами в практику. Теоретически исследования делают возможными открытия, революционизирующие многие отрасли практической деятельности, они обеспечивают успешное развитие прикладных дисциплин, направленных на изучение промышленной микробиологии и технической биохимии, защиты растений, растениеводства и животноводства, охраны природы, дисциплин медико-биологический комплекс (паразитология, иммунология и т. д.). В свою очередь, отрасли прикладной биологии обогащают теорию новыми фактами и ставят перед ней задачи, определяемые потребностями общества. Из практически важных дисциплин быстро развиваются бионика (изучение технических приложений биологических закономерностей), космическая биология (изучение биологического действия факторов мирового пространства и проблем освоения космоса), астробиология или экзобиология (исследование жизни вне Земли). Изучением человека как продукта и объекта биологической эволюции занимается ряд биологических дисциплин — антропология, генетика и экология человека, медицинская генетика, психология, — тесно связанных с социальными науками.
Особо следует выделить несколько фундаментальных областей биологии исследующих наиболее общие, присущие всем живым существам закономерности и составляющих основу современной общей биологии:
1. наука об основных структурно-функциональных единицах организма — клетке, т. е. цитология;
2. наука о явлениях воспроизведения и преемственности морфо-физиологических организаций живых форм — генетика;
3. наука об онтогенезе — биология развития;
4. наука о законах исторического развития органического мира — эволюционная теория, а также физико-химической биологии (биохимия и биофизика);
5. физиология, изучающие функциональные проявления, обмен веществ и энергии в живых организмах.
Из приведённого далеко не полного перечня биологических дисциплин видно, как велико и сложно здание современной биологии и как прочно вместе с соседними науками, изучающими закономерности неживой природы, оно связано с практикой.
Отдельно хочется сказать о связи биологии и информатики.
Информатика и биология – активно развивающиеся науки 21 века. На стыке этих наук можно ожидать интересные и перспективные направления будущих исследований.
Совмещение этих двух перспективных наук дает широкие возможности для инноваций в различных областях.
Конечной целью предлагаемых исследований должен быть процесс эволюционного формирования логического мышления человека. Эта цель, несомненно, актуальна, так как сейчас идут активные работы по попыткам моделирования естественного и искусственного интеллекта. В частности, такие исследования непосредственно связаны с разработкой роботов, обладающих элементами интеллекта, работы.
Проблемы, возникающие перед этими науками, естественно встают и перед биологией.
Проблемы и перспективы развития биологии
Человечеству дан единственный воспроизводящийся ресурс – биологический. Все остальные ресурсы исчерпаемы. Именно поэтому приоритеты в науке на следующее тысячелетие постепенно смещаются в пользу наук о жизни. Человечество, естественно, стремится взять под контроль самовоспроизведение биологических ресурсов, раскрыть механизмы энергетики клетки, синтеза биологических продуктов, фотосинтеза, азотфиксации и др. Все энергетические и синтетические процессы в клетке человек в ближайшее время попытается познать и некоторые из них превратить в промышленные биотехнологии.
Это, естественно, имеет прямое отношение к решению самых важных проблем человечества, а именно, проблем продовольственного потенциала планеты, экологии обитания человека, здоровья человека и, в перспективе, энергетики на основе биотехнологий. Остановимся на вышеперечисленных проблемах подробнее.
На первом месте закономерно стоит проблема создания достаточного продовольственного потенциала для растущей человеческой популяции. Естественно, что с этой проблемой тесно связана проблема демографическая. Прогнозы таковы: к 2025 г. население планеты составит 8,3 млрд человек, затем наступит стабилизационный период и к концу ХХI в. ожидается 11 млрд человек, т.е. почти удвоение популяции по сравнению с сегодняшним днем. В этой демографической динамике важен фактор ее географического распределения: почти 70% прироста населения ожидается в развивающихся странах, т.е. там, где ситуация с продовольствием наиболее напряженная.
С учетом демографических прогнозов для обеспечения растущей человеческой популяции мы должны увеличивать продовольственный потенциал ежегодно в среднем на 2%. Возникает вопрос: за счет чего? Резерв пахотных земель почти исчерпан, предел урожайности по важнейшим культурам почти достигнут в результате интенсивной селекции, проводившейся в последние 100 лет. По этим двум параметрам оставшиеся резервы весьма незначительны и ни в коей мере не обеспечат темпы роста народонаселения. Значит, нужны новые подходы к решению продовольственной проблемы, которые могут появиться только на основе анализа достижений фундаментальной науки. Именно это и осуществляется сегодня в мире. Здесь мы остановимся только на одном из многих путей вывода технологий производства продовольствия на новый уровень. Так как в основе любой технологии производства в растениеводстве лежит сорт или гибрид и от уровня его продуктивности в огромной степени зависит конечный результат, мы и рассмотрим возможности создания новых форм растений. Естественно, чтобы удвоить в обозримом будущем объем производимого продовольствия, необходимо создать принципиально новые формы – с реконструированными геномами и более продуктивные, качественные и устойчивые.
Одним из основных направлений биотехнологии являются получение и многопрофильное использование трансгенных растений, т.е. форм, несущих в своем геноме встроенные геноинженерными методами чужие гены, нормально работающие в новом геноме. В геном растения встраиваются гены животных, человека, бактерий, других растений, которые нарабатывают новые продукты. Трансгенные растения и животные – формы с существенно реконструированными геномами. В будущем это направление будет одним из наиболее перспективных в плане значительного улучшения необходимых для селекции признаков.
Одна из наиболее значимых проблем современного естествознания – проблема биологии и генетики развития организма. До сих пор наиболее интригующей загадкой для исследователей являются механизмы, формирующие разные типы клеток, тканей, органов, т.е. отвечающие за дифференцирование систем организма, функционирующего в конечном итоге как единое целое. Но в основе любого организма, даже самого сложного, лежит одна клетка, последующие деления которой дают поразительное как по структуре, так и по функциям разнообразие клеток, органов и тканей. Многие исследователи занимаются этой проблемой, уделяя главное внимание генетическим аспектам дифференцирования. Появились гипотезы, накоплен интересный фактический материал. Однако похоже, что эта проблема столь сложна, что на ее решение уйдут многие годы. Результат ее решения – управление процессами развития может иметь чрезвычайно важное значение.
Следующим перспективным направлением развития современной биологии является изучение сложных физиолого-генетических функций организма. Для растений это – фотосинтез, азотфиксация и др., для животных – поведение, стресс-реактивность и др. Не нужно объяснять, что значит для растений фотосинтез. Клетки зеленых растений, некоторых водорослей и бактерий за счет энергии солнечного света способны синтезировать органические соединения: углеводы, жиры, белки, нуклеиновые кислоты и др. Именно через фотосинтез идет процесс самовоспроизведения значительной части биологических ресурсов. В настоящее время многие лаборатории мира изучают этот сложный процесс, расчленяют его на отдельные звенья, чтобы затем понять и воспроизвести эту сложную систему в целом. Особенно интенсивно изучается генетика фотосинтеза, уже известно около сотни генов, контролирующих отдельные звенья процесса.
Заключение
Биология представляет собой огромную совокупность множества фактов и теорий о живых организмах. Чтобы как-то упорядочить этот необозримый материал, обычно принято отделять изучение растений от изучения животных или рассмотрение структуры организма от исследования его функций. Но поскольку у растений и животных, несмотря на все различия, есть очень много общего, то лучше подразделять биологию в соответствии с различными уровнями организации живого. Первые биологи занимались изучением целых организмов. Изобретение микроскопа и его применение подготовили почву для появления клеточной теории. Усовершенствование электронного микроскопа и разработка методов фиксации тканей и ультратонких срезов привели к открытию уровня субклеточной организации. Быстрое развитие химических и физических методов, которые привели к расшифровке генетического кода и процессов синтеза специфических белков, составили область молекулярной биологии. Высший уровень организации биологических систем – это уровень популяций и их взаимоотношений с окружающей средой.
Результаты исследований биологов используются во многих областях знаний, прежде даже весьма далеких от биологии. Так, широко используется микробиология для получения новых высокоэффективных лекарственных соединений, для разработки рудных месторождений с помощью микроорганизмов.
В последние сто лет биология развивалась поистине поразительными темпами. За это время сформировались такие ее разделы, как цитология, генетика, теория эволюции, биохимия, биофизика, экология. Открытия в области химии, физики и других наук дали толчок развитию биологии, и наоборот.
Список использованной литературы
1. Большой энциклопедический словарь. Биология. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1999
2. Журнал «Химия и жизнь», №7-8, 2003
3. Самыгин С.И. «Концепции современного естествознания», 2004
4. Стародубцев В.А. «Концепции современного естествознания», 2002
5. Шумный В.К. «Проблемы развития биологии в 21 веке» 2001
6. Энциклопедический словарь юного биолога. М.: Педагогика, 1986
7. Энциклопедия «Экология». М.: Аванта+, 2001
8. www. wikipedia.org
Размещено на Allbest.ru