Прадмет і метады вывучэння біялогіі

Біялогія - навука пра жыццё ў самых розных яе праявах. Функцыянаванне аднаклетачных арганізмаў, паводзіны самцоў і самак у шлюбны перыяд, заканамернасці ў спадчыну прыкмет - гэта і многае іншае ўваходзіць у сферу інтарэсаў навукі. Прадмет вывучэння біялогіі і складаюць ўсе гэтыя праявы жыцця. Метады яе накіраваны на пошук заканамернасцяў будовы, функцыянавання арганізмаў, іх узаемадзеяння з навакольным асяроддзем. Па сутнасці, яны вывучаюць тыя ўласцівасці, якія адрозніваюць жывую матэрыю ад нежывой.

падраздзялення

Біялогія ўяўляе сабой сукупнасць некалькіх навук, у цэнтры ўвагі якіх стаяць розныя аб'екты:

• заалогія;
• батаніка;
• мікрабіялогія;
• вірусалогія.

Кожная з іх, у сваю чаргу, можа быць падзелена на некалькі больш дробных. Напрыклад, у заалогіі суіснуюць Іхтыялогія (вывучае рыб), арнітолаг (вывучае птушак), альгологов (вывучае багавінне) і гэтак далей.

варыянт класіфікацыі

Іншы прынцып дзялення біялогіі на складнікі - гэта ўласцівасці і ўзроўні арганізацыі жывой матэрыі. Згодна з ім вылучаюць:

• малекулярную біялогію;
• біяхімію;
• цыталогіі;
• генетыку;
• біялогію развіцця;
• анатомію і фізіялогію розных арганізмаў;
• экалогію (часта сёння разглядаецца як асобная навука);
• эмбрыялогіі;
• тэорыю эвалюцыі.

Такім чынам, прадмет вывучэння біялогіі застаецца нязменным - гэта само жыццё. Розныя яе праявы вывучаюцца асобнымі дысцыплінамі. Існуе таксама агульная біялогія. У цэнтры яе ўвагі - ўласцівасці жывой матэрыі, якія адрозніваюць яе ад нежывой, а таксама спарадкаванае іерархічнае яе будынак і ўзаемасувязь асобных сістэм паміж сабой і навакольным асяроддзем.

Вопыт і тэорыя

Метады вывучэння біялогіі ў цэлым аналагічныя спосабам пазнання ў іншых навуковых дысцыплінах. Яны падзяляюцца на эмпірычныя (практычныя, вопытныя) і тэарэтычныя. Практычныя метады вывучэння біялогіі выяўляюць розныя параметры, ўласцівасці і асаблівасці жывых сістэм. Затым на іх аснове распрацоўваюцца тэорыі. Працэс гэты цыклічны, паколькі эмпірычныя метады вывучэння біялогіі часцей за ўсё выкарыстоўваюцца на аснове ўжо наяўных высноў. Тэорыі, у сваю чаргу, заўсёды патрабуюць дадатковых вопытных праверак.

Першасны збор інфармацыі

Адзін з асноўных эмпірычных метадаў - гэта назіранне. Яно ўяўляе сабой вывучэнне знешніх прыкмет аб'екта і яго змяненняў ва ўмовах натуральнай асяроддзя пражывання на працягу некаторага часу.

Любое даследаванне жывой сістэмы пачынаецца з назірання за ёй. Гісторыя вывучэння біялогіі выдатна ілюструе гэта зацвярджэнне. На першых этапах развіцця навукі даследчыкі маглі карыстацца толькі гэтым эмпірычным метадам. Сёння назіранне не страціла сваёй актуальнасці. Яно, як і іншыя метады вывучэння біялогіі, карыстаюцца шматлікімі тэхналогіямі. Для назірання прымяняюцца біноклі, розныя камеры (начнога бачання, глыбакаводныя і гэтак далей), разнастайнае лабараторнае абсталяванне, напрыклад мікраскоп, біяхімічны аналізатар і іншыя.

Па тым, ці выкарыстоўваецца ў працэсе абсталяванне, назіранне можна падзяліць на два тыпу:

• Непасрэднае. Яно накіравана на вывучэнне паводзін і характарыстык розных арганізмаў.
• Інструментальнае. Пры дапамозе рознага абсталявання праводзіцца даследаванне асаблівасцяў тканін, органаў, клетак, аналіз хімічнага складу і абмену рэчываў.

эксперымент

Як вядома, не ўсе з'явы і працэсы, звязаныя з жывымі сістэмамі, можна назіраць непасрэдна ў іх натуральным асяроддзі. Акрамя таго, разуменне некаторых заканамернасцяў патрабуе пэўных умоў, якія зручней ствараць штучна, чым чакаць іх з'яўлення ў прыродзе. Падобны падыход у біялогіі называецца эксперыментальным метадам. Ён прадугледжвае вывучэнне аб'екта ў экстрэмальных умовах. Даследаванне арганізма падчас ўплыву на яго высокіх або нізкіх тэмператур, вялікага ціску або празмернай нагрузкі, пры змяшчэнні яго ў нязвыклую сераду дапамагае выявіць межы яго цягавітасці, выявіць схаваныя ўласцівасці і магчымасці. З удасканаленнем тэхналогій павялічваецца патэнцыял эксперыментальных метадаў. Дадзеныя, якія атрымлівае такім шляхам, становяцца ўсё больш дакладнымі. Якiя ствараюцца ў ходзе эксперыменту ўмовы можна практычна да бясконцасці вар'іраваць.

Адно з асноўных ужыванняў эксперыменту - праверка вылучаных раней гіпотэз. Атрыманыя на аснове вопыту дадзеныя дазваляюць скарэктаваць разгляданую тэорыю, пацвердзіць яе ці закласці базу для новай. Эксперыментальныя метады вывучэння біялогіі, прыклады якіх можна ў вялікай колькасці сустрэць на старонках падручнікаў, спрыяюць спецыялістаў глыбей вучоных у таямніцы жывой матэрыі. Менавіта дзякуючы ім сучасная навука дасягнула такога прагрэсу.

параўнанне

Гістарычны метад дазваляе выявіць эвалюцыйныя пераўтварэнні супольнасцяў і відаў. Таксама яго называюць параўнальным. Аналізуецца хімічнае і анатамічны будынак, асаблівасці функцыянавання, спадчынны матэрыял арганізмаў розных узроўняў. У якасці аб'ектаў параўнальнага метаду выкарыстоўваюцца не толькі тыя, што жывуць зараз арганізмы, але і ўжо вымерлыя.

Падобны прыём стаў асноўнай крыніцай дадзеных для Чарльза Дарвіна ў перыяд фармулявання ім тэорыі эвалюцыі.

Што бачу, то запісваю

З наглядам цесна звязаны апісальны метад. Ён заключаецца ў фіксацыі заўважаных уласцівасцяў, прыкмет і асаблівасцяў аб'ектаў з наступным іх аналізам. Метад апісання лічыцца самым старажытным у біялогіі: першапачаткова, на світанку станаўлення навукі, менавіта з яго дапамогай выяўляліся розныя заканамернасці ў прыродзе. Зафіксаваныя дадзеныя ўважліва аналізуюцца, падзяляюцца на важныя і неістотныя ў рамках канкрэтнай тэорыі. Апісаныя прыкметы можна параўноўваць, аб'ядноўваць, класіфікаваць. Толькі на аснове гэтага метаду ў біялогіі былі адкрыты новыя класы і віды.

Без матэматыкі нікуды

Уся інфармацыя, сабраная на аснове апісаных методык, патрабуе далейшага пераўтварэнні. Біялогія актыўна выкарыстоўвае для гэтага матэматычны апарат. Атрыманыя дадзеныя перакладаюцца ў лічбы, на аснове якіх будуецца пэўная статыстыка. У біялогіі немагчыма адназначна прадказаць тое ці іншае з'ява. Менавіта таму пасля аналізу звестак выяўляецца статыстычная заканамернасць. На аснове гэтых дадзеных будуецца матэматычная мадэль, якая дазваляе спрагназаваць некаторыя змены ўнутры якая вывучаецца жывой сістэмы.

Падобная апрацоўка дазваляе структураваць атрыманую інфармацыю. На аснове створаных мадэляў магчымы прагноз стану сістэмы практычна праз любы прамежак часу. Дзякуючы прымяненню досыць вялікага матэматычнага апарата біялогія ўсё больш ператвараецца ў дакладную навуку.

сінтэз

Нароўні з пранікненнем у біялогію ідэй кібернетыкі (яны ляжаць у аснове мадэлявання), у ёй актыўна пачынае выкарыстоўвацца сістэмны падыход. Абедзве гэтыя тэндэнцыі ўплываюць на метады вывучэння біялогіі. Схема будовы жывых структур прадстаўляецца ў выглядзе іерархіі сістэм рознага ўзроўню. Кожная больш высокая ступень - гэта ўзаемазвязаныя на аснове пэўных заканамернасцяў элементы, якія таксама з'яўляюцца сістэмамі, але узроўнем ніжэй.

Такі падыход характэрны для вялікага ліку дысцыплін. Яго пранікненне ў біялогію сведчыць аб пераходзе ў навуцы ў цэлым ад аналізу да сінтэзу. Перыяд паглыбленага вывучэння ўнутраных структур асобных элементаў саступае месца часу інтэграцыі. Сінтэз усіх атрыманых у біялогіі, а часта і ў сумежных навуках, дадзеных прывядзе да новага разумення узаемасувязяў прыродных сістэм. Прыкладам канцэпцый, пабудаваных на аснове інтэграцыі, могуць быць тэорыя нейра-гумаральнай рэгуляцыі, сінтэтычная тэорыя эвалюцыі, сучасная імуналогія і сістэматыка. З'яўленню кожнай з іх папярэднічала назапашванне вялікай колькасці інфармацыі аб асобных структурных адзінках, прыкметах і характарыстыках. На наступным этапе сабраныя дадзеныя дазвалялі выявіць заканамернасці і стварыць абагульняючыя канцэпцыі.

тэндэнцыя

Сінтэтычныя метады вывучэння біялогіі сведчаць аб пераходзе ад эмпірычнага пазнання да тэарэтычнага. Першапачатковае назапашванне фактаў і дадзеных дазваляе вылучыць нейкія гіпотэзы. Затым у большасці выпадкаў яны праходзяць праверку пры дапамозе эксперыментальных метадаў. Пацверджаныя гіпотэзы перакладаюцца ў ранг заканамернасцяў і кладуцца ў аснову тэорый. Сфармуляваныя такім чынам канцэпцыі не з'яўляюцца чымсьці абсалютным. Заўсёды застаецца шанец, што новыя звесткі запатрабуюць перагледзець ўстояныя погляды.

Усе віды вывучэння біялогіі накіраваны на спасціжэнне уласцівасцяў і асаблівасцяў жыцця. Пры гэтым нельга вылучыць нейкі адзін метад ў якасці галоўнага. Сучасны ўзровень ведаў быў дасягнуты толькі дзякуючы адначасоваму выкарыстанні ўсіх названых спосабаў пазнання навакольнага свету. Акрамя таго, метады вывучэння чалавека біялогія ня адрознівае ад прыёмаў збору і аналізу дадзеных аб любым іншым арганізме. У гэтым праяўляецца іх універсальнасць. Для кожнага ўзроўню іерархічнай арганізацыі жывых сістэм прымяняюцца адны і тыя ж метады вывучэння, але ў розных камбінацыях. Пераход да выкарыстання кібернетычных і сістэмных методык сведчыць аб інтэграцыі не толькі ўнутры біялогіі, але і ва ўсёй навуцы ў цэлым. Сінтэз ведаў розных дысцыплін спрыяе больш глыбокага разумення асноўных заканамернасцяў свету, у якім мы жывем.