История развития биологии

Краткий исторический очерк развития биологии

Современная биология уходит корнями в древность и берет начало в странах Средиземноморья (Древний Египет, Древняя Греция). Крупнейшим биологом древности был Аристотель. В средние века накопление биологических знаний диктовалось в основном интересами медицины. В эпоху Возрождения (IV-III века до н. э.) врач Гиппократ описывает более 200 лекарственных растений, а философ Теофраст пишет десятитомный труд «Естественная история растений», в котором описывает 450 растений и предлагает свою классификацию их (начало развития науки о растениях — ботаники). В дальнейшем появляются оригинальные «травники» — краткие описания лекарств.

В Древнем Риме ученым Плинием Старшим, жившим в 1 веке н. э., был написан большой труд (37 книг) «Естественная история», в которой было описано около 1000 видов растений и свыше 500 животных. С введением анатомирования человеческого тела блестящих успехов добивается анатомия человека, что отражено в классическом труде А. Везалия «О строении человеческого тела» (1543).

Далее следуют великие открытия, имевшие большое значение для дальнейшего изучения живой природы. Среди них: учение Г. Гарвея о кровообращении (1628), плеяда микроскопистов открывает тонкое строение растений (Р. Гук, М. Мальпиги), А. Левенгук изучает строение и развитие насекомых (1673).

В XVIII веке фундаментальную «Систему природы» дал К. Линней, применив бинарную номенклатуру. Уже со второй половины XVIII в, и в начале XIX в. появляются идеи отдельных ученых об историческом развитии живой природы: Ш. Бонне (1745) и Ж. Б. Ламарк (1809). В этот период (1802) был предложен термин «биология» Ж. Б. Ламарком и Р.Г. 'Гревиранусом независимо друг от друга.

В результате многочисленных исследований строения растительных и животных организмов под микроскопом в течение более 150 лет (со второй половины XVII в. и по первую треть XIX столетия) был накоплен обширный материал о строении организмов. Обнаружилось, что как растительные, так и животные организмы построены из клеток, что каждое растение и животное начинает свое развитие из одной клетки, что каждая клетка образуется вследствие деления предшествующей. Это основное биологическое обобщение принято называть клеточной теорией. В его утверждении сыграли определенную роль работы французского биолога Дютроше, русского ботаника П. Ф. Горянинова, немецких ученых Шлейдена и Шванна. Обоснованная ими (1838) клеточная теория сыграла огромную роль в понимании единства органического мира и в развитии новых наук цитологии и гистологии.

В середине JXIX в. установлены особенности питания растений и его отличие от питания животных, сформулирован принцип круговорота веществ в природе. В физиологии животных крупные успехи достигнуты работами Э. Дюбуа-Реймона, заложившего основы электрофизиологии, Г. Гельмгольца и К. Людвига о методах изучения нервно-мышечной системы и органов чувств, И. М. Сеченова, заложившего основы понимания высшей нервной деятельности, Л. Пасгера, опровергнувшего возможность самозарождения организмов. С. Н. Виноградский обнаружил бактерии (хемосинтез). Д. И. Ивановский открыл вирусы.

Крупнейшим открытием XIX в. было эволюционное учение Ч. Дарвина, изложенное им в труде «Происхождение видов» (1859), в котором он вскрыл механизм эволюционного процесса путем естественного отбора. Утверждение в биологии дарвинизма способствовало разработке ряда новых направлений в науке: сравнительной анатомии, эмбриологии, палеонтологии, в утверждении которых важную роль сыграли работы ученых: А.О. и В. О. Ковалевских, И. И. Мечникова, К. Гегенбаура.

Благоприятную почву для своего развития в России дарвинизм нашел благодаря выдающейся роли К. А. Тимирязева. Работая в области физиологии растений, К. А. Тимирязев открыл фотосинтез, имеющий огромное значение для всего органического мира на Земле.

В конце XIX в. начинает развиваться новая наука — генетика. В ее основу легли закономерности наследственности, обнаруженные Г. Менделем при скрещивании различных сортов гороха, а также мутационная теория X. Де Фриза (1865). Рождение генетики принято относить к 1900 г., когда Де Фриз и Э. Чермак вторично открыли законы Г. Менделя. Была сформулирована хромосомная теория наследственности, введены понятия ген, генотип, фенотип В. Иогансепом (1909). Химическая природа генов, установление структуры ДНК привели к раскрытию генетического кода и дали резкий толчок развитию молекулярной биологии (комплексу направлений, объединяемых понятием физико-химической биологии), а позднее — генетической инженерии и биотехнологии.

В области физиологии животных И. П. Павловым разработано учение об условных рефлексах и высшей нервной деятельности. Развивается новая наука нейрофизиология. Существенное развитие получила эволюционная теория. В 20−30-е гг. XX в. была вскрыта роль в эволюции мутационного процесса, колебаний численности и изоляции при направленном действии отбора. Теория эволюции дополнилась учениями о факторах эволюции (С.С. Четвериков, С. Райт, Дж. Хаксли, И.И. Шмальгаузеп), о микроэволюции и макроэволюции.

Крупнейшими достижениями биологии являются создание В. И. Вернадским биогеохимии и учения о биосфере (1926), В. Н. Сукачева — о биогеоценологии (1942), А. Тенсли — учения об экосистемах (1935), на основе которых научно разрабатывается стратегия взаимоотношений человека с природой. С середины XX в. успехи экологии, а также становящиеся все более серьезными проблемы охраны природы привели к «экологизации» многих биологических наук, способствовали утверждению современного системного подхода к развитию популяционной биологии.

Таким образом, исторический путь развития биологии привел к формированию системы биологических наук. Вследствие этого возникла биология — многогранная наука, включающая разнообразные направления и отрасли знаний, что и отображено на схеме ниже. Биологическую науку по праву взывают царицей наук, ибо она является фундаментом для развития других отраслей знаний, особенно медицины и сельского хозяйства. В ее состав входит ряд самостоятельных наук. Охарактеризуем некоторые из них.

Схема 1 Структура биологии.

Систематика (от греч. слова «систематикос» — сложенный) распределяет разнообразные виды растений и животных по отдельным группам с учетом их родственных признаков и происхождения. Систематика производит как бы инвентаризацию (учет) массы разнообразнейших видов, классифицирует их, приводит в единую систему.

Морфология (от греч. «морфоо» — форма и «логос» — учение) изучает закономерности внешнего строения живых организмов.

Анатомия (от греч. слова «анатэмыэйн» — разрезать) изучает внутреннее строение организмов.

Цитология (от греч. «китос» — клетка) изучает строение и жизнедеятельность клеток.

Эмбриология (от греч. «эмбрион» — зародыш) изучает развитие зародыша, а также развитие органов размножения.

Физиология (от греч. «физио» — природа) изучает жизненные процессы, происходящие в живых организмах (рост и развитие, питание, дыхание, размножение и др.).

Биохимия — изучает происходящие в организмах химические процессы.

Генетика (от греч. «генезис» — происхождение) изучает наследственность и изменчивость организмов.

Экология (от греч. «ойкос» — дом, жилище, место обитания) изучает взаимосвязи и взаимозависимость организмов и условий среды, в которой они живут. биология дарвин эволюционный наука География (от греч. «геос» — земля) изучает закономерности распространения живых организмов на нашей Земле.

Все эти и ряд других паук представляют отдельные отрасли в биологической науке, самостоятельно существующие и разрабатывающие целый ряд проблем, решение которых позволяет открывать общие законы развития живой природы.

Широкое проникновение математики в разделы биологии вызвало к жизни математическую биологию, биометрию, бионику.

В целом для биологии сегодня характерно взаимопроникновение идей и методов различных биологических наук, а также других наук — химии, физики, математики. В XX в. возникли новые биологические дисциплины и направления на границах смежных наук, а также в связи с практическими потребностями (радиобиология, космическая биология, физиология труда, соцбиология, валеология и др.).

В развитие отдельных направлений биологической науки определенный вклад внесен отечественными учеными биологами, такими как Н. М. Амосов (физиология сердца, хирургическое лечение легочных и сердечных заболеваний, проблемы биологической и медицинской кибернетики, моделирование основных психических функций мозга и др.); А. А. Богомолец (патологическая физиология, эндокринология, онкология, проблемы долголетия и др.); Н. И. Вавилов (генетика и селекция, установил центры происхождения, сформулировал закон гомологических рядов); Н. Ф. Гамалея (общая патология, иммунология, создал противохолерную и противооспенную вакцины, разработал санитарно-гигиенические способы борьбы с чумой, холерой, тифом и др. заболеваниями); И. И. Мечников (открыл явление фагоцитоза, за что был удостоен Нобелевской премии, работал по проблемам иммунитета, долголетия, защиты растений, изучения инфекционных заболеваний); А. В. Палладии (основатель Института биохимии в Киеве АН Украины, изучал особенности обмена веществ); К. М. Ситник (молекулярная биология, цито физиология, биохимия и экология); Н. Г. Холодный (занимался вопросами физиологии растений); И. И. Шмальгаузен (эволюционная морфология и зоология, изучал закономерности роста, филогении животных).