Особенности системы биологических наук: первые науки о биологии и основные ее направления
Что изучает биология? Биология как наука изучает все формы и закономерности развития живых организмов. Биология является комплексной наукой о живой природе. Предмет изучения в биологии — разнообразие живых существ, как современных, так и вымерших, особенности их строения, индивидуального развития, происхождения, эволюции, распространения по планете, а также взаимоотношений друг с другом и окружающей средой.
Науки, связанные с биологией, исследуют разнообразные проявления жизни: обмен веществ и энергии, рост и развитие, саморегуляцию, размножение, наследственные изменения, разнообразие жизни и др.
Биология, как наука, изучающая живое, оформилась в самостоятельную естественную науку до нашей эры. Однако свое настоящее название она получила только в 1802 году. Название «биология» было предложено сразу двумя учеными — независимо друг от друга: французом Жан-Батистом Ламарком и немцем Готфридом Рейнхольдом Тревиранусом.
Первые науки в биологии — это:
- зоология. Какая это наука в биологии и что она изучает? Зоология является наукой о животных. Она изучает особенности их строения и развития, образ жизни, разнообразие и распространение;
- ботаника. Она стала той биологической наукой, что изучает растительные организмы: она концентрируется на их происхождении, развитии, жизнедеятельности, свойствах. В поле ее зрения — история развития растений, их классификация, структура, а также развитие и расположение на поверхности земли растительных сообществ, которые получили название фитоценозов;
- анатомия и физиология человека. Как и все науки биологии, она изучает охватывает все, что связано с человеком: форму и строение тела (с точки зрения его развития и взаимозависимости формы и функции), жизнедеятельность организма, значение его функций, взаимосвязь и зависимость от внешних и внутренних условий;
- гигиена. В системе биологических наук — это наука об основных вариантах сохранения и укрепления человеческого здоровья, оптимальных условиях жизни, профилактике заболеваний (тесно связана с физиологией в этом плане).
Основные направления всех биологических наук
В зависимости от объекта исследования наук, изучающих биологию, выделяют некоторые направления:
- систематика. Если кратко, что изучает в биологии эта наука — видовое разнообразие современных и вымерших живых организмов. Также она занимается описанием новых для науки видов, а на базе достижений других отраслей биологии — распределением или классификацией (создает систему организмов). В задачи систематики входит описание новых для науки видов, распределение их по группам или таксонам с точки зрения эволюционного родства;
- микробиология. Это наука в биологии, что изучает микроорганизмы;
- вирусология. Это наука по биологии о неклеточных формах жизни, то есть, вирусах;
- бактериология. Это биологическая наука о прокариотических организмах;
- гидробиология. В списке наук в биологии она отвечает за изучение организмов, населяющих водную среду;
- альгология. Что изучает эта наука в биологии? За ней скрывается наука о водорослях;
- микология. Предмет ее изучения — представители царства грибов;
- бриология. Изучает мхи;
- паразитология. Предметом ее изучения являются паразитические организмы;
- малакология. Она отвечает за изучение моллюсков;
- арахнология. Как видно из названия, которое более-менее на слуху, эта дисциплина изучает паукообразных;
- энтомология. Объект ее изучения — насекомые;
- ихтиология. Она ответственна за изучение строения, жизнедеятельности, развитие, разнообразие и распространение рыб;
- герпентология. Изучает пресмыкающихся;
- орнитология. Это наука о птицах;
- маммология. Занимается изучением млекопитающих.
Перечисленные выше науки и дисциплины изучают особенности происхождения, строения, развития, жизнедеятельности, разнообразия и распространения каждого вида.
Какие еще науки изучаются в биологии? По исследовании свойств организмов и проявлений живого в биологии выделяют:
- анатомию и морфологию. Предмет их изучения — строение и форма организмов, как внешняя, так и внутренняя;
- экологию. Ее задача — изучать взаимосвязи организмов друг с другом, а также с условиями окружающей среды, структуру и функционирование систем с многочисленными видами (вроде экосистем, биосистем). Экологические принципы — база для охраны природы;
- физиологию растений и животных. Она занимается изучением функций живых организмов;
- генетику. В ее основе — изучение основных закономерностей наследственности и изменчивости живых организмов, механизмы передачи наследственной информации от родителей к потомкам;
- биологию индивидуального развития. Ее интересуют закономерности развития организма от момента зарождения до смерти;
- эмбриологию. В фокусе науки — закономерности индивидуального развития организмов от состояния зиготы до рождения;
- филогения. Ей интересны конкретные этапы и пути исторического развития различных групп живых организмов;
- дарвинизм или эволюционное учение. Она концентрируется на закономерностях исторического развития органического мира.
Прикладные науки и науки по методу исследования
Также в биологии выделяются дисциплины, которые основываются на определенных методах исследования:
- биометрия. За основу она берет обмер живых тел и их частей, процессов и реакций, на базе чего осуществляет вычисления и математическую обработку биологических данных. Это используется для установки зависимостей, закономерностей, которые недоступны при обычном описании конкретных явлений и процессов;
- теоретическая и математическая биология. Они дают возможность использовать логические построения и математические методы, а также устанавливать общие биологические закономерности.
Также есть прикладные биологические науки. Это:
- селекция. Она направлена на выведение новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов;
- клеточная инженерия. Она изучает пересадку клеточных ядер, а также получение гибридных клеток (клетки организмов разных видов объединяются). В рамках дисциплины выращиваются в лабораторных условиях ткани и органы, а также целые организмы из соматических клеток. Клеточная инженерия занимается клонированием, то есть, выращиванием нового организма из яйцеклетки с замененным ядром;
- генная инженерия. Ее интересует пересадка генов в организм другого вида таким образом, чтобы они приобрели новые качества;
- биотехнология. Эта прикладная наука разрабатывает и внедряет в производство промышленные методы с использованием живых организмов и биологических процессов.
Данные, получаемые из биологических наук о человеке, используются как теоретическая база для медицины.
Под медициной понимают науку о здоровье человека, а также его сохранении, заболеваниях и вариантах их диагностики и лечения.
Поскольку все живое изучается на самых разных уровнях, то в биологии возникли определенные дисциплины:
- молекулярная биология. Жизненные явления изучаются этой наукой на молекулярном уровне;
- цитология. Она занимается изучением строения и жизнедеятельности клеток;
- гистология. Объект ее изучения — ткани живых организмов;
- популяционно-видовая биология. В ее фокусе — популяции и составные части отдельного вида;
- биогеоценология. Она исследует высшие структурные уровни организации жизни на планете, включая биосферу;
- общая биология. Ее интересуют общие закономерности того, как устроены и функционируют организмы.
Какие науки входят в биологию? Проще всего представить биологические науки в таблице:
Связь биологии с другими науками
Отмечается тесная связь биологии с другими естественными и гуманитарными науками. Как результат взаимодействия с химией — появилась биохимия: она концентрируется на химическом составе живых организмов и основных жизненных химических процессах организма. Взаимодействие с физикой привело к появлению биофизики, которая изучает значение физических закономерностей в процессах жизнедеятельности организмов.
Биогеография представляет собой комплексную науку, изучающую распространение на планете живых организмов. Она появилась благодаря труду нескольких поколений ученых, изучающих флору, фауну, видовые сообщества в разных географических зонах.
Математические методы обработки собранного материала используются во всех отраслях биологии.
Как результат взаимодействия экологии и гуманитарных наук появилась социоэкология. Ее интересуют закономерности взаимодействия общества людей и окружающей природы.
На стыке биологии человека и гуманитарных наук появилась антропология, которая изучает происхождение и эволюции человека как исключительного биосоциального вида.
Философия биологии возникла в результате взаимодействия биологии и классической философии: она занимается изучением проблем восприятия мира с позиции достижения биологии.
Вторая половина 20-го века ознаменовалась достижениями в различных естественных науках: физике, математике, химии, кибернетике и др. Как результат — появились новые направления биологических исследований:
- космическая биология. Ее задача — изучение специфики функционирования живых систем в условиях космических аппаратов и Вселенной;
- бионика. Она занимается исследованиями особенностей строения и жизнедеятельности организмов с последующим созданием различных технических систем и приборов;
- радиобиология. Это наука, изучающая влияние разных видов ионизирующего излучения на живые системы;
- криобиология. Она изучает, как на живую материю влияют низкие температуры.
Довольно часто перед людьми возникают вопросы, возникающие на стыке с другими науками. К примеру, чтобы оценить последствия антропогенных влияний на живые системы (химические или радиационные), необходимы общие усилия не только биологов, но и медиков, физиков, химиков и др.
Специальные компьютерные программы помогают создавать биоинформационные технологии — такие используются, например, в процессе изучения структуры и функций наборов наследственной информации организмов. Многие науки сегодня (генетика, биохимия, медицина и др) решают вопрос изучения наследственных болезней человека.
Сегодня биология считается одной из ведущих наук.
Источник