Методы рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии.
Второй этап в истории методов физико-химической биологии можно связать с началом использования рентгеноструктурного анализа (рентгеновских лучей) и электронного микроскопирования, позволяющих исследовать крупные молекулярные компоненты и субмикроскопические структуры клетки. С помощью этих методов английскими исследователями во главе с У. Астбюри (1930-1950-е годы) была установлена двойная спираль строения молекулы ДНК, нитевая структура белков.
МЕТОДЫ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ.
Третий этап в истории физико-химических методов связан с применением методов фракционирования. Это, прежде всего, методы фракционирования различных биополимеров. В конце 1930-х годов А. Тизелиус разработал метод фракционирования (разделения) белков с помощью электрофореза. Суть этого метода в дальнейшем была использована в различных типах хроматографии - адсорбционной, распределительной, осадочной.
Недостатком этих методов было то, что объектом изучения являлся не целостный организм, а фрагменты различных уровней его организации.
МЕТОДЫ ПРИЖИЗНЕННОГО АНАЛИЗА.
Четвертый этап в истории методов связан с применением методов прижизненного анализа.
К настоящему времени определился комплекс методов прижизненного анализа структурных и функциональных характеристик организма. К их числу можно отнести методы:
1) микроспектрального и микрофлуорометрического анализов (флуоресценция - испускание ранее поглощенной энергии в виде света);
2) приема оптического сканирования (глубокое проникновение света). Это так называемая оптическая биохимия.
3) радиоспектроскопии;
4) скоростного рентгеноструктурного анализа;
5) анализа структур с помощью ультразвука (УЗИ);
6) электронного микроскопирования.
Эти методы используются не только в физико-химической биологии, но и в медицинской практике.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭВМ.
Пятый этап в истории методов физико-химической биологии можно представить как широчайшее внедрение электронно-вычислительной техники (ЭВМ) в практику биологического эксперимента.
ЭВМ, с одной стороны, позволяет расшифровывать глубинные структуры и их изменения, которые не выявляют описанные выше методы, а с другой стороны, помогают обрабатывать огромное количество полученной информации.
Современная физико-химическая биология объединила в единый комплекс биологические дисциплины, которые ранее по объективному признаку считались самостоятельными. Иначе говоря, традиционное разделение биологии на науки о строении - цитологию, гистологию, анатомию, морфологию - и науки; исследующие физиолого-биохимические процессы - физиологию и биохимию - в значительной мере утратило свой первоначальный смысл.
- Эволюционная биология.
Предметом ее является изучение истории развития как отдельного организма, т.е. его онтогенез, так и органического мира в целом или отдельных его таксонов, т.е. филогенез.
Концепция развития для биологии получила фундаментальное значение, поскольку именно для живой природы развитие во времени - неотъемлемое и наиболее характерное свойство.
В итоге сформировалась достаточно самостоятельная область знания эволюционная биология.
Понятие «эволюционной биологии» намного шире, чем понятие «теория естественного отбора» и понятия «эволюционное учение»! Многоплановый облик эволюционной биологии сложился в результате интеграции двух потоков знания.
Во-первых, в итоге развития самого эволюционного учения, приведшего к разнообразию самих теорий эволюции (дарвинизм, синтетическая теория эволюции - СТЭ, недарвиновская и т.д.).
Второй поток - это вклад различных биологических дисциплин, да и всего естествознания в целом в единый комплекс знаний об эволюции и ее механизмах.
В настоящее время накоплено огромное количество информации в биологии и в естествознании, так что возникает необходимость в проведении нового эволюционного синтеза.
Зарождение жизни на этой чертовой планетке, теории. Третий вопрос
Креациони́зм (от лат. creatio, род. п. creationis — творение) — теологическая и мировоззренческая концепция, согласно которой основные формы органического мира (жизнь), человечество, планета Земля, а также мир в целом, рассматриваются как непосредственно созданные Творцом или Богом.
Креационизм имеет два источника. С одной стороны, своим становлением он обязан священным текстам христианской религии, утверждающим генезис бытия через творческий акт Создателя, сотворившего Вселенную из небытия (ничего), а затем все виды (роды) живого в земной биосфере и человека из различных форм неживой природы (шестидневное творение). С другой стороны, своим становлением он обязан целой серии научных фактов, объяснить которые невозможно с точки зрения эволюционизма.
Среди течений креационизма наиболее представительными и сильными являются младоземельный креационизм (Young-Earth Creationism), настаивающий на буквальном следовании шестидневному творению Книги Бытия Ветхого Завета. И староземельный креационизм, где шесть дней творения интерпретируются как символическая формула - метафора, приспособленная к уровню восприятия людей различных эпох с различным уровнем знаний.
Гипотеза стационарного состояния- согласно этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой версии, виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности — либо изменение численности, либо вымирание.
Однако гипотеза стационарного состояния в корне противоречит данным современной астрономии, которые указывают на конечное время существования любых звёзд и, соответственно, планетных систем вокруг звёзд.
Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми останками, можно сделать вывод о вымирании, да и в этом случае весьма вероятно, что он окажется неверным. Используя палеонтологические данные для подтверждения теории стационарного состояния, ее сторонники интерпретируют появление ископаемых остатков в экологическом аспекте. Так, например, внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определенном пласте они объясняют увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков.
Самозарождение жизни- эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384—322 гг. до н. э.), которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения жизни. Согласно этой гипотезе, определенные «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе.
В 1860 году проблемой происхождения жизни занялся французский химик Луи Пастер. Своими опытами он доказал, что бактерии вездесущи и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми существами, если их не стерилизовать должным образом. Учёный кипятил в воде различные среды в которых могли бы образоваться микроорганизмы. При дополнительном кипячений микроорганизмы и их споры погибали. Пастер присоединил к S-образной трубке запаянную колбу со свободным концом. Споры микроорганизмов оседали на изогнутой трубке и не могли проникнуть в питательную среду. Хорошо прокипяченная питательная среда оставалось стерильной, в ней не обнаруживалось зарождения жизни, не смотря на то, что доступ воздуха был обеспечен. Он окончательно опроверг теорию самозарождения.