История биологии: основные этапы.
На сегодняшний день биология – это комплекс, система наук. Ряд биологических дисциплин появился под влиянием процесса разделения, постепенного обособления некоторых областей изучения живого мира. Зачастую это приводит к интенсификации и углублении исследований в определённом направлении. Так, по причине изучения в живом мире растений, животных, простейших, микроорганизмов, вирусов произошло обособление таких крупных самостоятельных областей как зоология, ботаника, протистология, микробиология, вирусология. Набор сведений, содержащийся в каждой из наук , включается в обобщённый комплекс, в котором науки дополняют друг друга, это способствует выявлению общих закономерностей, которые либо прямо, либо косвенно воздействуют на человека.
Возникновение интереса к познанию окружающего живого мира произошло на самых ранних этапах развития человечества, отражая практические потребности людей. Мир для людей того времени представлялся и как источник жизни, и как источник опасности. Это объясняет то, что изначальный интерес к познанию живого мира проявлялся в попытках его классификации, разделения на опасные и полезные, съедобные и несъедобные, пригодные для хозяйства и для лечебных целей.
Но также кроме понимания широкого разнообразия живых организмов, появилась идея о единстве всего живого. Особенное значение эта идея имела для медицины, в виду того, что это говорит об универсальности биологических закономерностей для органического мира и человека. В определённом смысле история развития современной биологии как науки – это последовательная цепь крупных открытий и выявление закономерностей, которые подтверждают справедливость этой идеи и раскрывают ее сущность.
Важнейшим научным доказательством единства всего живого является клеточная теория Т. Шванна и М. Шлейдена (1839). Открытие клетки и изучение клеточного строения растительных и животных организмов, понимание идентичности и общности в функционировании всех клеток, послужило толчком для подробного изучения закономерностей, которые лежат в основе морфологии и физиологии.
Фундаментальные законы наследственности биологии были открыты Г. Менделем (1865), Г. де Фризом, К. Корренсом и К. Чермаком (1900), Т. Морганом (1910-1916), Дж. Уотсоном и Ф. Криком (1953). Эти законы раскрыли всеобщий механизм передачи наследственной информации от клетки к клетке, а через клетки - от организма к организму и изменения ее в пределах биологического вида. Законы наследственности обладают большой важностью в обосновании идей единства живого мира; они объясняют роль таких важнейших биологических процессов, как половое размножение, онтогенез, смена поколений.[13 c.105]
Также идея о единстве живого мира получила подтверждение в результатах исследований биохимических и биофизических механизмов жизнедеятельности клеток. Наиболее наглядными и убедительными явились успехи в развитии молекулярной биологии. Она оформилась как самостоятельная отрасль в составе биологических наук в 50-е гг. 20 века, что связано с открытием и описанием Дж. Уотсоном и Ф. Криком (1953) строения дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
Молекулярная биология занимается изучением роли биологических макромолекул в процессах жизнедеятельности, закономерностей хранения и передачи генетической информации между клетками. В рамках исследований данной науки были раскрыты универсальные физико-химические механизмы, которые влияют на такие всеобщие свойства живого, как наследственность, изменчивость, специфичность, воспроизведение.
Клеточная теория, законы наследственности, достижения биохимии, биофизики и молекулярной биологии говорят в пользу идеи единства живого мира в его современном состоянии. То, что живые организмы на планете представляют собой единое целое в историческом плане, обосновывается теорией эволюции.
Эволюционная теория объясняет единство мира живой природы единством происхождения всех живых организмов. Она указывает на пути и механизмы, с помощью которых за несколько миллиардов лет появилось существующее ныне разнообразие живых организмов, которые в одинаковой мере способны существовать в определённой среде обитания, но имеют отличия в уровнях морфологической и физиологической организации. Современная теория эволюции говорит об условности границы между живой и неживой природой, между человеком и живой природой. С помощью исследования молекулярного и атомного состава клеток, появления возможности синтезирования в химической лаборатории веществ, которые характерны в условиях природы только живому, была доказана возможность перехода в истории нашей планеты от неживого к живому. Нет противоречия законам эволюции в появлении на Земле социального существа - человека. Ему, как и любому другому организму присущи и физико-химические, и генетические законы, и клеточная организация.
Изначально классификация организмов проводилась в соответствии с их практическим значением. В 1735 году К. Линнеем была введена бинарная классификация, в соответствии с которой, чтобы определить положение организмов в системе живой природы необходимо указывать их принадлежность к определённому виду и роду. НЕ смотря на то, что бинарный принцип имеет место в систематике и сегодня, первоначальный вариант классификации К. Линнея имеет формальный характер. До появления теории эволюции учёные определяли род и вид живого существа по их подобию друг другу, в соответствии с близостью их строения. В естественнонаучную основу биологической классификации легла эволюционная теория, разъясняющая сходство между организмами их генетическим родством. Взяв за основу теорию эволюции, классификация живого мира на сегодняшний день непротиворечиво показывает, с одной стороны, существование разнообразия живых организмов, а с другой - единство всего живого.
Идея единства живого мира нашла свое отражение также в экологических исследованиях, время которых относится к XX в. Понятия о биоценозе (В.Н. Сукачев) или экологической системе (А. Тенсли) участвовали в раскрытии универсального механизма обеспечения важнейшего свойства живого - непрекращающегося в природе обмена вещества и энергии. Данный обмен может быть осуществлен только при условии сосуществования на единой территории и постоянного взаимодействия организмов различного строения(продуцентов, консументов, деструкторов) и уровня организации. Учение о биосфере и ноосфере (В.И. Вернадский) определило место и планетарную роль живых существ, включая человека, в природе, а также и возможные последствия ее изменения.[4,c.256]
Каждый этап на пути открытия и изучения фундаментальных законов живой природы существенно влиял на состояние медицины, приводя к изменению содержания и понимания механизмов патологических процессов. В связи с этим происходил пересмотр принципов существования лечебной и профилактической медицины, методов диагностики заболеваний и их лечения.
В последующем, взяв за основу клеточную теорию и разрабатывая ее глубже, Р. Вирховым была создана концепция клеточной патологии (1858), определившая на долгие годы главные направления развития медицины. Эта концепция придавала большое значение в процессах существования патологий структурным изменениям на клеточном уровне, и в связи с этим произошло возникновение в практическом здравоохранении патологоанатомической, прозекторской службы.
Используя генетико-биохимический подход к исследованию болезней человека, А. Гарродом были заложены основы молекулярной патологии (1908). Это позволило подойти к пониманию практической медициной таких явлений, как отличия в восприимчивости людей к болезням, индивидуальность реакции на лекарственные препараты.
Успехи общей и экспериментальной генетики 20-30-х годов повлияли на увеличение числа исследований в области генетики человека. Успехи в этой области науки повлекли за собой появление целой отрасли производства, работающей на здравоохранение, медицинской биотехнологии.
Рассматривая развитие биологической науки в 20 веке, можно отметить следующее: период начала века и вплоть до середины 1950-х гг. был наполнен огромным потоком различных обобщений и открытий, которые позволили биологии окончательно оформиться в статусе мощного самостоятельного пласта современного естествознания. Столетний юбилей выхода в свет книги Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора» стал важным моментом признания, что органическое соединение идеи естественного отбора Дарвина с генетикой Менделя позволило создать подлинный теоретический фундамент для всех областей классической биологии и показало возможность дальнейшего подробного теоретического и экспериментального исследования проблем этих классических отраслей с новой стороны — со стороны идей менделевской трансмиссионной генетики, используя при этом достижения современной математики. К тому же событие 1953 г. – расшифровка строения молекулы ДНК, этого загадочного, важного, как тогда говорили, «вещества наследственности» стало началом в быстро развивающемся процессе формирования молекулярной биологии. Это событие отразило безграничную возможность трактовки всего огромного материала классической биологии в физических и химических терминах. Эти события положили начало обсуждению философских и методологических проблем биологии с использованием огромного инструментария, наработанного в философии науки на материале физико-математических наук.