Лекция № 1
Тема: Введение. Роль биологии в системе медицинского образования. Человек в системе природы. Уровни организации живой материи.
1. Биология как наука о закономерностях и механизмах жизнедеятельности и развития организмов, ее объекты и методы исследования.
2. Комплекс биологических наук. Место и задачи биологии и биологической этики в подготовке врача.
3. Определение понятия «жизнь». Фундаментальные свойства живого.
4. Характеристика основных уровней организации живого.
Вопрос 1. Биология – наука о жизни . Она изучает жизнь как особую форму движения материи, законы ее существования и развития. Предметом изучения биологии являются живые организмы, их строение, функции, их природные сообщества. Термин «биология», предложенный в 1802 г. впервые Ж.Б. Ламарком, происходит от двух греческих слов: bios - жизнь и logos – наука. Вместе с астрономией, физикой, химией, геологией и другими науками, изучающими природу, биология относится к числу естественных наук.
Методы биологических наук
1. Основные методы биологии
Основными частными методами в биологии являются:
Описательный,
Сравнительный,
Исторический,
Экспериментальный.
Для того чтобы выяснить сущность явлений, необходимо прежде всего собрать фактический материал и описать его. Собирание и описание фактов были главным приемом исследования в ранний период развития биологии , который, однако, не утратил значения и в настоящее время.
Еще в XVIII в. получил распространение сравнительный метод, позволяющий путем сопоставления изучать сходство и различие организмов и их частей. На принципах этого метода была основана систематика и сделано одно из крупнейших обобщений – создана клеточная теория. Сравнительный метод перерос в исторический , но не потерял своего значения и сейчас.
Исторический метод
Исторический метод выясняет закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функций. Утверждением в биологии исторического метода наука обязана Ч. Дарвину.
Экспериментальный метод
Экспериментальный метод исследования явлений природы связан с активным воздействием на них путем постановки опытов (экспериментов) в точно учитываемых условиях и путем изменения течения процессов в нужном исследователю направлении. Этот метод позволяет изучать явления изолированно и добиваться повторяемости их при воспроизведении тех же условий. Эксперимент обеспечивает не только более глубокое, чем другие методы, проникновение в сущность явлений, но и непосредственное овладение ими.
Высшей формой эксперимента является моделирование изучаемых процессов. Блестящий экспериментатор И.П. Павлов говорил: «Наблюдение собирает то, что ему предлагает природа, опыт же берет у природы то, что он хочет».
Комплексное использование различных методов позволяет наиболее полно познать явления и объекты природы. Происходящее в настоящее время сближение биологии с химией, физикой, математикой и кибернетикой, использование их методов для решения биологических задач оказались весьма плодотворными.
Вопрос 2. Комплекс биологических наук.
Классификацией живых существ занимается систематика.
Ряд биологических наук изучает морфологию, т. е. строение организмов, другие – физиологию, т. е. процессы, протекающие в живых организмах, и обмен веществ между организмами и средой. К морфологическим наукам относятся анатомия, изучающая макроскопическую организацию животных и растений, и гистология – наука о тканях и о микроскопическом строении тела.
Многие общебиологические закономерности являются предметом изучения цитологии, эмбриологии, геронтологии, генетики, экологии, дарвинизма и других наук.
Цитология – наука о клетке. Благодаря применению электронного микроскопа, новейших химических и физических методов исследования современная цитология изучает строение и жизнедеятельность клетки не только на микроскопическом, но и на субмикроскопическом, молекулярном уровне.
Эмбриология изучает закономерности индивидуальности развития организмов, развитие зародыша. Геронтология – учение о старении организмов и борьбе за долголетие.
Генетика – наука о закономерностях изменчивости и наследственности. Она является теоретической базой селекции микроорганизмов, культурных растений и домашних животных.
Палеонтология изучает вымершие организмы, ископаемые останки прежней жизни.
Антропология – наука о происхождении человека и его рас. Правильное понимание биологической эволюции человека невозможно без учета закономерностей развития человеческого общества, поэтому антропология является не только биологической, но и социальной наукой.
Дарвинизм , или эволюционное учение, рассматривает общие закономерности исторического развития органического мира.
Во всех теоретических и практических медицинских науках используются общебиологические закономерности.
Вопрос 1. Введение в биологию
1. Биология. Современная классификация биологических наук
2. Науки общебиологического направления
3. Связь биологии с другими науками
1. Биология - наука о жизни. Она изучает жизнь как особую форму движения материи, законы ее существования и развития. Предметом изучения биологии являются :
Живые организмы;
Их строение, функции;
Их природные сообщества.
Термин "биология", предложенный в 1802 г. Ж.Б. Ламарком,
происходит от двух греческих слов: bios - жизнь и logos - наука. Вместе с астрономией, физикой, химией, геологией и другими науками, изучающими природу, биология относится к числу естественных наук. В общей системе знаний об окружающем мире другую группу наук составляют социальные, или гуманитарные (лат. humanitas - человеческая природа), науки, изучающие закономерности развития человеческого общества.
Современная биология представляет собой систему наук о живой природе. Общие закономерности развития живой природы, раскрывающие сущность жизни, ее формы и развитие, рассматривает общая биология. Соответственно объектам изучения - животным, растениям, вирусам - существуют спеииальные науки , изучающие каждую из названных групп организмов:
Зоология;
Ботаника;
Вирусология.
В свою очередь, эти науки имеют разделы в зависимости от охватываемых ими объектов. Так, ботаническими науками
микология (наука о грибах);
альгология (наука о водорослях);
бриология (наука о мхах) и т. д.
К зоологическим наукам относятся :
протозоология - учение о простейших;
арахнология - о паукообразных;
энтомология - о насекомых и т. д. Классификацией живых существ занимается систематика. Ряд биологических наук изучают морфологию, т. е. строение организмов, другие - физиологию, т. е. процессы, протекающие в живых организмах, и обмен веществ между организмами и средой. К морфологическим наукам относятся :
Анатомия, изучающая макроскопическую организацию животных и растений;
Гистология - наука о тканях и о микроскопическом строении тела.
2. Многие общебиологические закономерности являются предметом изучения :
Цитологии;
Эмбриологии;
Геронтологии;
Генетики;
Экологии;
Дарвинизма и других наук.
Цитология - наука о клетке. Благодаря применению электронного микроскопа, новейших химических и физических методов исследования современная цитология изучает строение и жизнедеятельность клетки не только на микроскопическом, но и на субмикроскопическом, молекулярном, уровне.
Эмбриология изучает закономерности индивидуальности развития организмов, развитие зародыша.
Геронтология - учение о старении организмов и борьбе за долголетие.
Генетика - наука о закономерностях изменчивости и наследственности. Она является теоретической базой селекции микроорганизмов, культурных растений и домашних животных. Исследование взаимодействия между организмами и окружающей их средой, обусловливающего выживание, развитие и размножение организмов, входит в задачу экологии. К экологическим наукам относятся :
биоценология и биогеоценология, изучающие биоценозы, т. е. устойчивые взаимообусловленные сообщества организмов и взаимоотношения биоценозов с окружающей их неживой природой;
биогеография, выясняющая пути распространения организмов по земной поверхности;
Дарвинизм, или эволюционное учение, рассматривает общие закономерности исторического развития органического мира. Антропология - наука о происхождении человека и его рас. Правильное понимание биологической эволюции человека невозможно без учета закономерностей развития человеческого общества, поэтому антропология является не только биологической, но и социальной наукой.
3. Биологические науки представляют собой теоретическую основу медицины, агрономии, животноводства, а также всех тех отраслей производства, которые связаны с живыми организмами. Все биологические науки в той или иной мере являются базой для теоретической или практической медииины. например :
На основе морфологических наук развивается патологическая анатомия;
На основе физиологии, биохимии и генетики - патологическая физиология;
гигиена тесно связана с физиологией, экологией и генетикой;
терапия и хирургия постоянно оперируют сведениями из области анатомии, физиологии, биохимии;
акушерство имеет тесную связь с эмбриологией;
Во всех теоретических и практических медицинских науках используются общебиологические закономерности.
Вопрос 2. Методы биологических наук
1. Основные методы биологии
2. История развития биологии до XVIII в.
1. Основными частными методами в биологии являются :
Описательный;
Сравнительный;
Исторический;
Экспериментальный.
Для того чтобы выяснить сущность явлений, необходимо прежде всего собрать фактический материал и описать его. Собирание и описание фактов были главным приемом исследования в ранний период развития биологии, который, однако, не утратил своего значения.
Еще в XVIII в. получил распространение сравнительный метод, позволяющий путем сопоставления изучать сходство и различие организмов и их частей. На принципах этого метода была основана систематика и сделано одно из крупнейших обобщений - создана клеточная теория. Сравнительный метод перерос в исторический, но также не утратил своего значения. Исторический метод выясняет закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функций. Утверждением в биологии исторического метода наука обязана Ч. Дарвину.
Экспериментальный метод исследования явлений природы связан с активным воздействием на них путем постановки опытов (экспериментов) в точно учитываемых условиях и путем изменения течения процессов в нужном исследователю направлении. Этот метод позволяет изучать явления изолированно и добиваться повторяемости их при воспроизведении тех же условий. Эксперимент обеспечивает не только более глубокое по сравнению с другими методами проникновение в сущность явлений, но и непосредственное овладение ими. Высшей формой эксперимента является моделирование изучаемых процессов. Блестящий экспериментатор И.П. Павлов говорил: "Наблюдение собирает то, что ему предлагает природа, опыт же берет у природы то, что он хочет".
Комплексное использование различных методов позволяет наиболее полно познать явления и объекты природы. Происходящее в настоящее время сближение биологии с химией, физикой, математикой и кибернетикой, использование их методов для решения биологических задач оказались весьма плодотворными.
2. Первые сведения о живых организмах начал накапливать еще первобытный человек. Живые организмы доставляли ему пищу, материал для одежды и жилища. Уже в то время появилась необходимость знать свойства растений и животных, места их обитания и произрастания, сроки созревания плодов и семян, особенности поведения животных.
Так постепенно не из праздной любознательности, а вследствие насущных повседневных потребностей накапливались сведения о живых организмах. Приручение животных и начало возделывания растений потребовали более глубоких сведений о живых организмах.
Первоначально накапливавшийся опыт передавался устно от одного поколения другому. Появление письменности способствовало лучшему сохранению и передаче знаний. Информация становилась полней и богаче. Однако длительное время вследствие низкого уровня развития общественного производства биологической науки еще не существовало. Значительный фактический материал о живых организмах был собран великим врачом Греции Гиппократом (460-377 гг. до н. э.). Ему принадлежат первые сведения о строении животных и человека, описание костей, мышц, сухожилий, головного и спинного мозга. Гиппократ учил: "Необходимо, чтобы каждый врач понимал природу".
Естествознание и философия античного мира в наиболее концентрированном виде представлены в трудах Аристотеля (384- 322 гг. до н. э.), который:
Описал более 500 видов животных и сделал первую попытку их классификации;
Интересовался строением и образом жизни растений и животных;
заложил основы зоологии;
Оказал огромное влияние на дальнейшее развитие естествознания и философии. Работы Аристотеля в области изучения и систематизации знаний о растениях продолжил Теофраст (372-287 гг. до н. э.). Его называют "отцом ботаники". Расширением знаний о строении человеческого тела античная наука обязана римскому врачу Галену (139-200), производившему вскрытие обезьян и свиней. Труды его оказывали влияние на естествознание и медицину в течение ряда веков. Римский поэт и философ Тит Лукреций Кар, живший в I в. до н. э., в поэме "О природе вещей" выступил против религии и высказал мысль о естественном возникновении и развитии жизни. Во времена средневековья утвердилось господство Церкви с ее мистикой и реакционной идеологией. Наука переживала упадок, стала, по выражению К. Маркса, "служанкой богословия". Церковь канонизировала и объявила незыблемой истиной сочинения Аристотеля, Галена, во многом исказив их. Утверждалось, что в естествознании все проблемы уже решены учеными древности, поэтому в изучении живой природы нет необходимости. "Мудрость мира - есть безумие перед богом", - поучала Церковь. Библия была объявлена книгой "божественного откровения". Все объяснения явлений природы не должны были противоречить ни Библии, ни сочинениям древних. Церковь жестоко карала всех прогрессивных мыслителей и исследователей, поэтому накопление знаний в эпоху средневековья шло очень медленно. Важным рубежом в развитии науки являлась эпоха Возрождения (XIV-XVI вв.). С этим периодом связано зарождение нового общественного класса - буржуазии. Развивающиеся производственные силы требовали конкретных знаний. Это привело к обособлению ряда наук о природе. В XV-XVIII вв. выделились и интенсивно развивались следующие науки :
Ботаника;
Зоология;
Анатомия;
Физиология.
Однако развивающемуся естествознанию нужно было еще отстаивать свои права на существование, вести жестокую борьбу с Церковью. Еще продолжали пылать костры инквизиции. Мигель Сереет (1511-1553), открывший малый круг кровообращения, был объявлен еретиком и сожжен на костре. Характерной чертой естествознания того времени было изолированное изучение объектов природы. "Надо было исследовать
предметы, прежде чем можно было приступить к исследованию процессов", - писал Ф. Энгельс. Изолированное изучение объектов природы порождало представления о ее неизменности, в том числе неизменности видов. "Видов столько, сколько их создал творец", - считал К. Линней. "Но что особенно характеризует рассматриваемый период, так это выработка своеобразного общего мировоззрения, центром которого является представление об абсолютной неизменяемости природы", - писал Ф. Энгельс. Этот период в развитии естествознания он называл метафизическим.
Однако, как указывает Ф. Энгельс, уже тогда в метафизических представлениях начинают возникать первые бреши. В 1755 г. появилась "Всеобщая естественная история и теория неба" И. Канта (1724-1804), в которой он развил гипотезу о естественном происхождении Земли. Через 50 лет эта гипотеза получила математическое обоснование в работе П. С. Лапласа (1749-1827).
В борьбе с идеалистическими представлениями большую положительную роль сыграли французские материалисты XVIII в. - Ж. Ламетри (1709-1751), Д. Дидро (1713-1784) и др.
Система биологических наук
Основные методы биологии: наблюдение, позволяющее описать биологические явления; сравнение, дающее возможность найти закономерности (строение, функции, происхождение, распространение и развитие), общие для разных явлений - эксперимент или опыт, в ходе которого исследователь искусственно создает ситуацию, помогающую выявить глубже лежащие свойства биологических объектов; наконец, исторический метод, позволяющий на основе данных о современном органическом мире и его прошлом познавать процессы развитии живой природы.
Биология тесно связана со многими науками и с практической деятельностью человек.
Одними из первых в биологии сложились комплексные науки по объектам исследования - о животных - зоология, растениях - ботаника; анатомия и физиология человека - основа медицины. В пределах зоологии сформировались более узкие дисциплины. Например, протозоология, энтомология, орнитология и др.; в ботанике - альгология, дендрология и т.д. В самостоятельные науки выделились микробиология, микология, вирусология Многообразие организмов и распределение их по группам изучают систематика животных и систематика растений. Изучением прошлой истории органического мира занимается палеонтология и ее разделы - палеозоология, палеоботаника и др.
Другой аспект классификации биологических дисциплин - по исследуемым свойствам и проявлениям (механизмам) живого. Форму и строение организмов изучают морфологические дисциплины - цитология, гистология, анатомия; состав и ультраструктуру тканей и клеток - биохимия, биофизика, молекулярная биология; образ жизни животных и растений и их взаимоотношения с условиями среды обитания - экология и более специально - гидробиология, биогеография и т.д.; функции живых существ изучают физиология животных и физиология растений; закономерности наследственности и изменчивости - предмет исследований генетики; закономерности индивидуального развития изучает эмбриология; историческое развитие - эволюционное учение. Глубокое проникновение математики в разделы биологии вызвало к жизни математическую биологию, биометрию. В целом для биологии характерно взаимопроникновение идей и методов различных биологических дисциплин, а также других наук - химии, физики, математики. В 20 в. возникли новые биологические дисциплины и направления на границах смежных наук, а также в связи с практическими потребностями (радиобиология, космическая биология, физиология труда, социобиология и др.).
Современная биология изобилует проблемами, решение которых может оказать революционизирующее влияние на естествознание в целом и прогресс человечества. Это многие вопросы молекулярной биологии и генетики, физиологии и биохимии, энергетика, коренные философско-методологические проблемы (форма и содержание, целостность).