новая папка 1 / 685675

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования «Самарский государственный аграрный университет»

Кафедра «Зоотехния»

Н. Е. Земскова

ИСТОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ НАУКИ В ЗООТЕХНИИ

Методические указания для лабораторных занятий

Кинель РИО СамГАУ

2019

1

УДК 638.1 (075)

ББК 46.91 я 7

З55

Земскова, Н. Е.

З55 История и методология науки в зоотехнии : методические указания / Н. Е. Земскова. – Кинель : РИО СамГАУ, 2019. – 25 с.

Методические указания предназначены для обучающихся по магистерской программе: «Частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства», направлению подготовки: 36.04.02 «Зоотехния» и содержат материал по практическому курсу, изучение которого позволит приобрести определенные знания об историческом развитии зоотехнической науки и достижениях современности в области животноводства.

Методические указания могут быть использованы при изучении дисциплины «История и методология науки в зоотехнии».

©ФГБОУ ВО Самарский ГАУ, 2019

©Земскова Н. Е., 2019

2

Предисловие

Данные методические указания ставят своей целью расширить знания обучающихся по истории развития животного мира и методам продуктивного воздействия на него – от истоков до настоящего времени.

Задачи методических указаний:

-сформировать у обучающихся общее представление о научной картине мира в процессе исторического развития человечества;

-научить анализировать взаимосвязь геологических изменений и адаптивной радиации животных;

-способствовать овладению навыками определения принадлежности животных к тому или иному классу;

-ознакомить с основными методами биотехнологии животноводства.

Методические указания способствуют формированию компетенций дисциплины «История и методология науки в зоотехнии» (в соответствии с ФГОС ВО и требованиями к результатам освоения ОПОП) по направлению 36.04.02 «Зоотехния»

3

Занятие 1. Научная картина мира и ее эволюция

Цель занятия: ознакомиться с формированием научной картины мира в процессе исторического развития человечества.

Научная картина мира – это особая форма систематизации знаний, преимущественно качественное их обобщение, мировоззренческий синтез различных научных теорий.

В истории науки научные картины мира не оставались неизменными, а сменяли друг друга, таким образом, можно говорить об эволюции научных картин мира. Наиболее наглядной представляется эволюция биологической картины мира.

Первоначальные знания о живых организмах стали формироваться, когда человек, наконец, осознал свое отличие от окружающего мира.

Изначально, посредством религиозных или магических обрядов в надежде умилостивить богов и духов, люди пытались избавиться от недугов посредством религиозных или магических обрядов, используя различные растения и животных в качестве приношений, или как часть ритуала. С появлением первых поселений у человека разумного, начало развиваться земледелие и скотоводство. Человек обогащался реальными знаниями о небесных светилах, растениях и животных, о движении и силах, метеорологических явлениях и т.д. Накопленные знания и практические навыки, передаваясь от поколения к поколению, образовывали первоначальный фонд будущей науки. По мере развития общества и общественного труда накапливались предпосылки для создания устойчивой цивилизации. Решающую роль здесь сыграло возникновение земледелия. Там, где сложились условия для получения устойчивых урожаев на одном и том же месте и из года в год, создавались поселения, города, а затем и государства. Такие условия возникли в Северной Африке в долине Нила, ежегодные разливы которого оставляли на полях плодородный ил, а также в Двуречье между реками Тигр и Евфрат, где уже в IV тысячелетии до н. э. стали складываться древнейшие рабовладельческие государства, ставшие колыбелью современной европейской науки.

Ацтеки, инки, мая, индусы и китайцы не только не уступали по знаниям египтянам и вавилонцам, но и в некоторых вопросах превосходили их.

4

Итак, система орошаемого земледелия, добыча металла (меди)

иего обработка, развитие техники и изготовление орудий создали предпосылки для возникновения сложного общественного организма с развитой экономикой. Общественные потребности привели к появлению письменности: иероглифов в Египтe, клинописи в Вавилонии, к возникновению астрономических и математических знаний. Однако большую часть явлений природы человечество не могло объяснить на основе имеющихся (накопленных эмпирическим путем) знаний, поэтому главенствующую роль в познании природы играла религия. Вскрывая туши животных для религиозных обрядов и мумифицируя тела фараонов и их приближенных, именно жрецы стали первыми анатомами. Сохранившиеся до наших дней великие пирамиды Египта свидетельствуют о том, что уже в III тысячелетии до н. э. государство могло организовывать большие массы людей, вести учет материалов, рабочей силы, затраченного труда. Следовательно, в обществе были сформированы различные классы, в которых люди разделялись на инженеров, строителей, астрономов, писцов и т. д. Таким образом, сформировался слой работников умственного труда.

Астрономия была первой из естественных наук, с которой началось развитие естествознания. Сначала возникла астрономия из наблюдения времен года и потому абсолютно необходимая для пастушеских и земледельческих народов.

Высокого уровня достигли вавилонская математика и астрономия. Вавилоняне знали теорему Пифагора, вычисляли квадраты

иквадратные корни, кубы и кубические корни, умели решать системы уравнений и квадратные уравнения. Практические потребности общества способствовали развитию научных знаний по арифметике, геометрии, алгебре, астрономии, механике и других естественных наук.

Несмотря на огромные заслуги науки Древнего Востока, подлинной родиной современной науки стала Древняя Греция. Именно здесь возникла теоретическая наука, разрабатывающая научные представления о мире, не сводящиеся к сумме практических рецептов, именно здесь развивался научный метод. Если египетский или вавилонский писец, формулируя правило вычисления, писал: «поступай так», не поясняя, почему надо «поступать так», то греческий ученый требовал доказательства.

5

Таким образом, вавилонская и египетская наука возникли из потребностей практики. Что касается теоретического мышления египтян и вавилонян, то оно не выходило за рамки мифологии; вопросы мироздания и окружающего мира объяснялись только жрецами на основе их фантазии, которые легли в основу религиозного знания.

Первая попытка систематизировать, критически осмыслить и обобщить накопленные знания о растениях и животных и их жизнедеятельности была осуществлена Аристотелем (IV в. до н. э.). Расцвет его творческой деятельности относится к тому времени, когда он преподавал в созданной им знаменитой школе в Афинах. Основой биологических знаний той эпохи можно считать «Историю животных», написанную Аристотелем в 330-е годы до н. э., занявшей десять томов, и еще более поразительные семь анатомических атласов, которые к ней прилагались. Эти труды были созданы гениальным ученым на основе изучения огромного систематического материала.

Тем не менее, хотя эмпирические исследования известны еще с античных времен, а научный метод был в своих основах разработан в Средние века, начало современной науки восходит к Новому времени, периоду, называемому научной революцией, произошедшей в XVI-XVII веках в Западной Европе, которая завершилась созданием классической механики и становлением первых форм институализации науки. В этот период формируется особый способ научного мышления, соединяющий в себе принципы математического описания явлений действительности и требования их экспериментальной проверки.

Периодизация развития науки, принятая как основополагающая в современной отечественной историографии опирается на концепцию академика В. С. Степина, согласно которой формирование науки рассматривается как длительный процесс, начавшийся в глубокой древности и завершившийся в XVI-XVII веках. В. С. Степин выделяет две стадии в развитии научного знания:

I. Преднаука (или донаучный период) – 1 тыс. до н.э. – XVI-XVII вв. – период зарождения науки. Преднаука сформировалась в рамках школ жрецов, которые аккумулировали социальнополезные знания в области астрономии, математики, архитектуры, медицины и алхимии. Систематизация знания шла вокруг решения практических задач.

6

II. Наука – XVI-XVII вв. – начало XXI в. – формирование науки в собственном смысле слова. Наука, в частности, представляет собой совокупность эмпирических, теоретических и практических знаний о мире, полученных научным сообществом.

Таким образом, развитие науки было составной частью общего процесса интеллектуального развития человеческого разума и становления человеческой цивилизации, что представляет собой обобщенный, интегральный образ мира, складывающийся на основе научных и философских представлений о природе, обществе, человеке и его познании в конкретно-исторический период развития человечества.

Задание 1. Изложите работы Аристотеля в систематизации знаний о живой природе.

Задание 2. Охарактеризуйте концепцию академика В. С. Степина в периодизации развития науки.

Контрольные вопросы

1.Как формировалась научная картина мира?

2.Что послужило формированию первоначальных знаний о живых организмах?

3.Обоснуйте роль земледелия в создании устойчивой цивилизации.

4.Каким образом сформировался слой работников умственного

труда?

5.Какова роль научной революции в формировании развития научного знания?

Занятие 2. Пути исторического развития животного мира

Цель занятия: изучить эволюцию многоклеточных. Научиться анализировать взаимосвязь геологических изменений и адаптивной радиации животных.

Все животные классифицируются как многоклеточные эукариоты. По сравнению с прокариотическими организмами, такими как бактерии, животные имеют относительно недавнее эволюционное происхождение. Данные ДНК свидетельствуют о том, что первые эукариоты развивались от прокариот, от 2,5 до 1 млрд. лет

7

назад. То есть, эукариоты датируются как таксоны начиная с заключительного эона в докембрии протерозойской эры.

Первоначально, до формирования озонового слоя, животные развивались и обитали в море. Затем, когда фотосинтез поднял уровни атмосферного кислорода достаточно высоко, сформировался озоновый слой, и живые существа перебрались на сушу.

Между 620 и 550 миллионами лет назад в летописи окаменелостей появились крупные, сложные, мягкотелые многоклеточные животные. Эта особая группа животных, известная как эдиакарская биота, характеризовалась отсутствием скелетных твердых частей.

Эдиакарские животные исчезают из летописи окаменелостей в конце вендского периода (544 миллионов лет назад). На их месте появляются представители почти всех современных типов: губки, медузы и кораллы, плоские черви, моллюски, кольчатые черви, насекомые, иглокожие и хордовые. Резкое возникновение данных организмов часто описывается как «кембрийский взрыв».

За период до кембрийского взрыва наблюдалась постепенная эволюция генов, которые управляют процессами развития. Благодаря этому, начался беспрецедентный период эволюционных экспериментов и конкуренции. Многие виды, обнаруженные в летописи окаменелостей кембрия, исчезли бесследно. Те животные, которые остались в живых, подверглись значительным эволюционным изменениям.

Животные продолжали диверсифицироваться в ордовикский период (505-440 миллионов лет назад). В основном это были беспозвоночные, в том числе граптолиты, брахиоподы, трилобиты, головоногие моллюски, кораллы, морские лилии и конодонты. Последние относятся к типу хордовых.

Всилурийском периоде появились акулы и их родственники,

атакже две вымершие группы – плакодермы (у которых были костлявые пластины, покрывающие их головы) и акантоды (первые известные челюстные позвоночные, с хрящевым скелетом). В течение девонского периода развивалось два других класса ныне существующих рыб: лучепёрые рыбы (например, карповые) и лопастопёрые рыбы (например, двоякодышащие и целакантообразные).

Бесчелюстные (Agnathans) были самой ранней, докембрийской группой рыб (около 530 миллионов лет до кембрия). Самыми

8

ранними бесчелюстными были остракодермы. Они имели хорошо развитый экзоскелет. Когда акулы и костные рыбы начали развиваться, около 450 миллионов лет назад, большинство остракодерм вымерли. Осталась лишь родословная, которая связывает их с современными миксинами и миногами.

Рыбы продолжали развиваться в силурийский период (440-410 миллионов лет назад). В то же время некоторые группы растений и животных колонизировали землю в первый раз, вероятно, в результате конкуренции в морских экосистемах.

Первыми животными, которые стали постоянными наземными обитателями были членистоногие (пауки, губоногие и клещи).

К девонскому периоду на земле доминировали две основные группы животных: тетраподы (четвероногие наземные позвоночные) и членистоногие, в том числе паукообразные и бескрылые насекомые. Первыми тетраподами были амфибии, такие как ихтиостега, которые также были тесно связаны с лопастопёрыми рыбами. Ихтиостеги имели несколько особенностей, которые предварительно адаптировали их к жизни на суше: у них были конечности (с пальцами), позволяющие передвигаться по дну мелких водоемов; легкие, для газообмена, а также начало шеи. Кости в плавниках ихтиостег почти идентичны костям в конечностях ранних амфибий.

Одним из величайших эволюционных новшеств каменноугольного периода (360-268 миллионов лет назад) было амниотическое яйцо, которое позволило ранним рептилиям уходить из прибрежных местообитаний и колонизировать сухие районы. Амниотическое яйцо позволило предкам птиц, млекопитающих и рептилий размножаться на суше, и не допустить высыхание эмбриона внутри, поэтому можно было обходиться без воды.

Ранние рептилии принадлежали к отряду, названному капторинидами. Представителями этого отряда были гилономусы, которые представляли собой животных размером с ящерицу, с черепами амфибий, плечами, тазом и конечностями, а также промежуточными зубами и позвонками. Остальная часть скелета была рептильной.

Основной переход в эволюции жизни произошел, когда млекопитающие развились из одной линии рептилий. Этот переход начался во время пермского периода (286-248 миллионов лет назад), когда группа рептилий, которая включала диметродонов,

9

породила терапсидов. Эти млекопитающие-рептилии, в свою очередь, породили цинодонт, таких как тринаксодон (Thrinaxodon) во время триасового периода.

Развитие ключевой особенности млекопитающих, – наличие единственной кости в нижней челюсти (по сравнению с несколькими у рептилий), можно проследить в истории окаменелостей этой группы. Она включает в себя прекрасные переходные окаме-

нелости, Diarthrognathus и Morganucodon, чьи нижние челюсти имеют как рептильные, так и млекопитающие сочленения с верхними. Другие новые особенности, обнаруженные в этой линии, включают развитие различных видов зубов, формирование вторичного нёба и увеличение зубной кости в нижней челюсти.

Конец пермского периода был отмечен, возможно, самым большим массовым исчезновением, спровоцированным изменением климата (по некоторым оценкам, до 90% видов вымерли). В течение последующего триасового периода (248-213 миллионов лет назад) выжившие особи начали занимать свободные экологические ниши. У лучепёрых рыб начался процесс адаптивной радиации, который сделал их класс наиболее богатым видами из всех классов позвоночных.

Одно из основных изменений в группе рептилий, породивших динозавров, заключалось в позе животных. Изменилось расположение конечностей: ранее они выступали по бокам, а затем начали расти непосредственно под телом. Динозавры, исходя из строения тазобедренного сустава, делятся на два отряда: ящеротазовые и птицетазовые. Птицетазовые включают: трицератопса, игуанодона, гадрозавра и стегозавра. Ящеротазовые подразделяются на теропод и завропод. Большинство ученых согласны с тем, что птицы эволюционировали от динозавров теропод.

Млекопитающие являются развитыми синапсидами. Синапсиды – одна из двух ветвей генеалогического древа амниот. Амниоты – это группа животных, которые характеризуются наличием зародышевых оболочек, включая рептилий, птиц и млекопитающих. Другая крупная амниотическая группа, диапсид, включает птиц и всех живых и вымерших рептилий, кроме черепах. Черепахи принадлежат к третьей группе амниот – анапсид. Члены этих групп классифицируются по числу отверстий в височной области черепа. Синапсиды характеризуются наличием пары дополнительных отверстий в черепе за глазами, что дало им более сильные

10