Баширов Р.И., Бакинский Государственный Университет, Азербайджан.
Предмет, структура и уровень развития биологии
Познание человеком природы и его оценивающее отношение к ней находит свое самое высокое и концентрированное выражение в естествознании. Современное естествознание – это система эмпирических и теоретических, репродуктивных и продуктивных знаний, взаимосвязанных между собой и отражающих единый материальный мир в форме научных понятий, законов, принципов, идей, теорий. Также как природа богата процессами и явлениями и является пёстрой, так и естествознание, сражающее её различные оттенки, состоит из наук, каждая из которых обладает свойственным ей предметом, конкретным объектом исследования. Одним из составляющих элементов современного естествознания является биология, изучающая живую материю, формы проявления органического мира, его особенности и закономерности развития, а также способы и пути их исследования.
Также как у всех конкретных наук у биологии есть свойственный ей специфический предмет исследования. Биология с первого взгляда кажется очень простой и понятной, на самом же деле она сложна и очень разветвлена, содержащий различные стороны предмет можно изложить так: биология – наука о живом, о его строении, формах существования, распределении живых существ на Земле, их развитии, взаимосвязях друг с другом и с неживой природой.
Современная биология – продукт длительного развития научного познания, динамическая система эмпирических и теоретических, чувственных и рациональных знаний о живом, которая принадлежит человечеству и которая накапливалась веками.
Интерес человека к живому зарядился в глубинах истории и это стремление было связано с его жизненными повседневными потребностями – природные потребности есть, пить, одеваться, находить лекарства, жить. Однако изучение живых организмов с научной точки зрения было, возможно только в древних цивилизованных обществах и с тех пор оформилась, классификация различных растительных и животных видов, распространенных в разных регионах. В древний период одним из первых биологов был греческий учёный Аристотель (384-322 гг. до н.э.).
С течением истории неустанно накапливались биологические знания, развивались и подвергались интеграции и дифференциации.
Современная биология – это комплекс целого ряда наук о живой природе. Подходя к её структуре с различных точек зрения, все содержащиеся в этой системе науки можно классифицировать на основе различных принципов.
По объекту исследования биологию можно разделить на вирусологию, бактериологию, микрологию, ботанику, зоологию, антропологию.
По свойствам изучаемых организмов биологию можно разделить на морфологию, физиологию, молекулярную биологию, экологию и генетику.
Морфология – наука о строении живых организмов;
Физиология – наука о жизнедеятельности организмов;
Молекулярная биология – наука о микроструктуре клетки и живой ткани;
Экология – наука о жизненном образе растений и животных и о их взаимосвязи с окружающей средой;
Генетика – наука о законах наследственности и изменчивости живых организмов.
По уровню формирования исследуемых живых объектов в составе биологии различаются следующие разделы:
Анатомия – наука, изучающая макроскопическое строение живых организмов;
Гистология – наука, изучающая структуру живой ткани;
Ситология – наука, изучающая строение живой клетки.
Отметим, что многоплановость комплекса биологических наук обусловлена многообразием самого органического мира. Сведения о составе современной биосферы всё время уточняются и поэтому их можно считать лишь ориентировочными. По мнению М.М. Камшилова,1 считающегося авторитетным исследователем в области биологии, биологи до настоящего времени обнаружили и изучили более миллиона видов животных, 265500 видов растений, несколько сотен тысяч видов грибов, около трёх тысяч видов бактерий. Согласно данным К.Вилли и В.Детьена на поверхности Земли в настоящее время существует чуть больше миллиона видов животных и около 400 тысяч видов растений.2 Таким образом, теоретическое освоение живого мира вовсе неисчерпаемо. В настоящее время предполагается, что на Земле ещё остаётся не менее миллиона неизученных доселе живых организмов.
Проведённые исследования показали, что 75% от общего числа видов животных составляют членистоногие, в том числе насекомые. Согласно численности на втором месте находятся моллюски, на третьем месте – позвоночные. Последние, составляют приблизительно 4% всех живых видов. Млекопитающие животные составляют только, 10% всех позвоночных 50% всех позвоночных приходится, на долю рыб. 93% всех известных видов животных обитают на суше и только 7% в воде. 92% растений расположились на суше и 8% в воде.
Как видно из приведённых цифр возможность зарождения вида на Земле во много превосходит возможность зарождения его в воде. Выход жизни из воды на сушу открыл широкую перспективу для её эволюции.
Таким образом, на материках растения, а в океанах животные формируют превосходство. Несмотря на то, что мировой океан занимает 70,2% поверхности Земли, живущая в океане биомасса составляет только 0,13% всей биомассы планеты. Среди людей широко распространилась мнение о том, что по сравнению с жизнью на суше жизнь в океане более богатая. Однако это мнение ошибочно! С другой стороны живое вещество материи в основном скопилось в зеленых растениях суши. Все неспособные к фотосинтезу организмы составляют всего 1% всех живущих на Земле живых организмов. Несмотря на то, что растения составляют всего 21% от общего числа видов на Земле, они формируют 99% всей биомассы. Немного меньше 1% биомассы приходится на долю животных. Это говорит о том, что более высокий уровень дифференциации характеризует более меньшую часть жизни.
Нижеприведённая таблица отражает биомассу живых организмов, распространенных на Земном шаре.
| Сухое вещество | Материки | Океаны | В общем | ||||
| Зеленые растения | Животные имикроорганизмы | Итог | Земные растения | Животные и микроорганизмы | Итог | ||
| в тоннах | 2,4×1012 | 0,2×1012 | 2,42×1012 | 0,0002×1012 | 0,0032×1012 | 2,43×1012 | 2,43×1012 |
| в процентах | 99,2 | 0,8 | 100 | 6,3 | 93,7 | 100 | – |
Количество жизни в современной биосферы и неравномерное её количественное распределение дополняет неравномерность развития жизни на Земле в ходе истории. Когда жизнь только зарождалась на Земле низкое соперничество между живыми организмами шансом к выживанию и увеличению своего рода. Естественный отбор устранения только те организмы, которые не были способны к размножению. С увеличением притеснения жизни увеличивалось соперничество. Для создания нового было недостаточно обладать элементарной способностью к жизни, от новых организмов требовалось более сильная жизненная выносливость по сравнению с предыдущими видами.
В развитии биологии можно выделить 3 этапа: 1) систематический этап, связанный с именем швейцарского естествознателя Карла Линейна; 2) эволюционный этап, связанный с именем английского учёного Чарльза Дарвина; 3) биология микромира, связанная с именем чешского учёного Г. Менделя. Каждый из этих этапов был связан с изменением взглядов на живое, основ биологического мышления, биологической парадигмы.
Жизнь – специфическая материальная система и особая форма движения материи
В отдельные периоды истории науки давалась различное определение и толкование жизни, начинаясь наивного гилозоизма и механизма, до современных виталистических и кибернетических представлений. Современное понимание жизни наряду с её традиционными атрибутами (увеличение, репродукция, наследственность, изменчивость, борьба за жизнь и естественный отбор) включает также такие показатели, как формирование, информированность, упорядоченность. Для прославления природы в этой или другой форме необходимо принять во внимание в первую очередь и многокачественность и иерархию. Область жизни охватывает различные уровни начиная с молекулярно-генетического и клеточного уровня и заканчивая уровнем организма, далее уровне биогенеценоза и биосферы.
В настоящее время самое конкретное и убедительное определение жизни – характеристика её как особой формы движения, формирующей способ существования высоко формированных молекулярных систем.1 Каждый вид системы и процесса отличается только присущими ей законами и закономерностями, структурой и функциями. Этот факт обладает фундаментальной важностью для опровержения односторонних и простых подходов к жизни, взглядов, заменяющих сложное простым (механизм, редукционизм и другие) или простое сложным, точек зрения, отделяющих химию от физики, биологию от физики или химии (витализм и другие).
Жизнь создается совместно с высокомолекулярными физико-химическими системами, содержащими белки и аминокислоты. Эти системы характеризуются единством изменчивости и стабильности. Наука, отделяя сложный белково-аминный комплекс, как специфический вид материальных объектов, характеризует их посредством метаболических реакций, обеспечивающих стабильное существование обмена материй и информаций этих комплексов с окружающей средой. Содержание и структура закономерности, объединяющей биологию, химию и физику, состоит в соответствующих материальных системах – органах, семенах, клетках и биологических процессах, протекающих в их атомно-молекулярном составе.
Как отмечал академик В.А.Энгельгардт, «в биологических процессах саморегулирование явлений происходит не как обмен веществ с простым смещением равновесия в некоторых обратных химических реакциях, а как результат общности химических реакций, которые демонстрируют взятое целиком свойство механизма обратной связи, хотя в отдельности каждая из них не обладает свойством саморегулирования.»1 Фундаментальные свойства живых систем – это их самопроизводство, редупликация, обеспечиваемая посредством молекул аминокислот – ДНК и РНК. Большинство учёных пришли к мысли о том, что только молекулы РНК – первичные молекулы, представляющие генетический код на предшествующем биологической эволюции этапе, для того чтобы сохранить и передать наследственную информацию генетический аппарат должен быть достаточно устойчивым.