Глава 7. Биологические предпосылки и структурные

уровни жизни

7.1 Предмет биологии, структура и этапы развития

Биология (от греч. bios - жизнь; logos – закон) - система наук о живом, о живой природе, о многообразии живых организмов, их происхождении, строении и развитии, о взаимосвязи живого с неживой природой. С точки зрения системных представлений, жизнь есть форма существования и развития макроскопических органических систем, далеких от равновесия. Эти системы способны к самоорганизации, самовоспроизведению и эволюции.

Макроскопический характер живых систем означает, что любой живой организм, начиная с бактерии, должен содержать большое число атомов и молекул. Если этого нет, упорядоченность, как необходимое качество жизни, невозможно было бы сохранить, так как она разрушилась бы флуктуациями, т. е. Случайными отклонениями.

Жизнь - гетерогенна. Гетерогенность означает необходимость построения живого из множества различных веществ. Отдельно взятые молекулы не живут. Жизнь присуща лишь молекулярной системе. Жизнь – качество открытых систем, способных обмениваться со средой, веществом и энергией. Состояние и развитие таких систем характеризуется оттоком энергии в окружающую среду. Жизнь имеет энтропийную сущность

Удаленность от равновесия, способность к самоорганизации и самовоспроизведению, упорядоченность характерны для систем, которые называются диссипативными. Состав химических соединений живого характерен тем, что это в основном белки и нуклеиновые кислоты, а наряду с ними используются углеводы, липиды, ряд низкомолекулярных органических соединений, вода, ионы металлов и т.д.

Если сравнивать живые существа с неживыми, то прежде всего отличает их активность и целесообразность поведения, их действия кажутся целенаправленными, они тонко приспособлены для достижения определенных целей и имеют для этого соответствующее строение и функции. Такое совершенство наводит на мысль о разумном создателе живых организмов. Возможно, поэтому наиболее ранней попыткой объяснить сущность жизни было теологическое объяснение, когда утверждается, что все растения и животные были созданы Богом, который и предусмотрел все необходимое для их жизни.

Позже, в греческой философии было разработано теологическое объяснения органической целесообразности (от греч. Teleos - цель) Аристотель попытался разработать понятия для описания живых существ. Он выделяет существенные признаки живых организмов, пытается выявить основные формы живого, связь организма и среды. В целом , биология Аристотеля , хотя и умозрительная стала "началом" биологии как науки.

Предмет биологии как науки сложен и включает многообразные формы живых объектов. Поэтому структура биологии как науки включает в себя дисциплины различного уровня и направления. Можно выделять дисциплины по степени сложности организации изучаемых ими объектов.

1. Вирусология (от греч. virus- яд), которая изучает мельчайшие неклеточные частицы, состоящие из нуклеиновых кислот и белковой оболочки. Вирусы – внутриклеточные паразиты, они используют ферментативный аппарат клетки для своего размножения, переключая клетку на синтез зрелых вирусных частиц. Вирусология, изучая строение, размножение, биохимию и генетику вирусов, разрабатывает методы борьбы с патогенными последствиями их действия, диагностику и методы лечения.

2. Бактериология (от греч. Bakterion - палочка) – наука изучающая группу микроскопических, преимущественно одноклеточных организмов, которые еще не имеют ядра и поэтому называются прокариотами. Они подвижны, питаются различными органическими веществами клеточного и внеклеточного происхождения, способны расти как в атмосфере, так и без нее. Бактерии участвуют в кругообороте веществ в природе, в образовании полезных ископаемых, почвы, поддерживают запасы углекислого газа в атмосфере, используются в микробиологической, химической, пищевой и др. промышленности. Могут возбуждать болезни в растительных и животных организмах (в человеке). Бактериология, изучая бактерии, дает методы и способы использования их в полезных целях и борьбе с вредными последствиями от них.

3. Ботаника (от греч. Botane - растение) – наука о растениях, изучает их видовое многообразие, их строение, особенности жизнедеятельности, закономерности обмена веществ в них, развития и распространения их в среде обитания, возможности использования растительных ресурсов в интересах человека.

4. Зоология (от греч. zoon – животное) – изучает видовое многообразие животных, их строение, особенности жизнедеятельности, закономерности индивидуального и исторического развития, законы эволюции видов животных, распространение в средах обитания, особенности поведения и селекции их, пути и методы использования животных ресурсов.

5. Антропология (от греч antropos – человек) наука о биологическом происхождении человека, его эволюции, образовании, человеческих рас, о нормальных вариациях физического строения человека. "Биология человека" важнейшее направление в антропологии, где все интенсивнее изучаются физиологические, биохимические, генетические и т.п. факторы влияющие на вариации в строении развитии человеческого организма.

Если различать биологические науки по особенностям структурной организации объектов то они следующие:

1. Молекулярная биология, которая исследует проявление жизни на молекулярном уровне, изучает каким образом и в какой мере рост и развитие организмов, хранение и передача наследственной информации превращение энергии и вещества в жизненных клетках обусловленные структурой и свойствами биологически важных молекул, главным образом нуклеиновых кислот и белков. Молекулярная биология широко использует методы химии, биологии и биофизики, широко взаимодействует с генетикой и микробиологией.

2. Цитология (от греч. Kytos - жилище) – наука о клетке. Изучает строение и функции клеток, их место и роль в тканях и органах многоклеточных организмов, а так же изучает одноклеточные организмы. Цитология тесно взаимодействует с биохимией, генетикой, гистологией, макро биологией и анатомией, привлекая методы этих наук для изучения клеточного строения организмов. Она изучет устройство клетки, технологию продуцирования ею живых веществ

3. Гистология (от греч. – histos - ткань) наука о разнообразных тканях многоклеточных животных и человека. Она исследует эволюцию тканей, развитие их в организме, строение и функции тканей, взаимодействие клеток в пределах одной ткани и между клетками разных тканей, изучает процессы нормальных и патологических изменений в тканях с целью медицинского оздоровления их и выработки средств и методов лечения.

4. Анатомия (от греч- anatome – рассечение) – изучает внутреннее строение организмов, растений, животных и в особенности человека. С помощью методов сравнительного анализа устанавливает нормы и патологию в анатомии организмов, исследует закономерности анатомического развития индивидуального организма и эволюцию анатомии организмов в целом.

Кроме того, различают биологические науки в зависимости от того, как проявляется сущность живого. Здесь следует выделить:

1. Морфология (от греч. morphe – форма) – наука о многообразных формах животных и растительных организмов, существующих в настоящем и в прошлом развитии. Морфология животных организмов тесно связана эмбриологией, анатомией, гистологией и цитологией. Морфология растительных организмов изучает строение и формообразование прежде всего на организменном уровне, а затем на эволюционно-видовом. Морфология человека входит в антропологию и изучает закономерности изменчивости человеческого организма от возрастных, половых, профессиональных или территориальных факторов.

2. Физиология (от греч phуses - природа) – наука о целостной жизнедеятельности организма, клетки, органов и их систем. Физиология исследует системы функций организма – рост, размножение, дыхание и т.д., взаимосвязь организмов, регуляцию и приспособление, закономерности индивидуального развития и видовой эволюции. Существует физиология как наука на трех уровнях: физиология растений, животных, и человека. Тесно связана с анатомией, эмбриологией, цитологией и др.

3. Генетика (от греч. genesis – происхождение) – наука о законах наследственности и измечивости организмов и методов управления ею. Это бурно развивающаяся наука имеет сложное разветвленное строение: генетика микроорганизмов, растений, животных, человека. Она исследует наследственность и изменчивость преемственность и видоизменения организмов, через анализ сложных внутриклеточных структур – ген, хромосом, в которых кодируется наследственная информация. Генетика тесно взаимодействует с эволюционной теорией, цитологией и молекулярной биологией селекцией и даже теорией информации.

4. Экология (от греч. oikos жилище) изучает зависимость между средой обитания и организмами, между обществом и природой в целом. Она исследует взаимодействие организмов, популяций и видов, экосистем и биосферы в целом. Особое значение имеет экология человека. Здесь разрабатываются проблемы оптимизации взаимоотношений человека и природы, строятся прогнозы, осуществляются экспертные оценки и т.п. В целом экология должна найти пути гармоничного сосуществования биосферы и общества.