На этом сайте собраны большое количество ссылок на сайты по отображению биологической информации.
На этом сайте представлены новости науки биологии, подборки интересных материалов по разным разделам биологии.
На этом сайте представлена информация по всем разделам биологии.Очень удобно для использования на уроках.
Наглядная Биология предоставляет педагогу возможность находить наиболее интересные и эффективные методы обучения, делая занятия интересными и более насыщенными.
Использование интерактивных работ по Биологии, подразумевает формирование практических навыков, приобретению навыков использования лабораторного оборудования и проведения самостоятельных наблюдений в процессе выполнения лабораторных работ и решения экспериментальных задач, а также формированию естественнонаучного знания.
Уроки по основным предметам школьной программы. Представлены материалы по всем разделам биологии: запись урока, файл урока, тренажеры, он-лайн-тесты.
Все материалы, на основе которых создан сайт, были опубликованы в журнале "Биология". Вы можете подписаться на бумажную или электронную версии журнала.
Современные уроки биологии. Сайт - сообщество учителей биологии, которые делятся своими разработками к урокам биологии. Уроки в он-лайн, фильмы для уроков.
На сайте представлена информация по общей биологии. Доступно представлены материалы и фотографии, схемы, необходимые для составления уроков, а так же при подготовке к ЕГЭ.
«Биологический словарь On-line» - универсальное справочное интернет-издание, предназначенное как для биологов, так и для широкого круга представителей смежных наук, учащихся и всех интересующихся живой природой.
Один из старейших и крупнейших в стране сайтов по живой природе и биоразнообразию. Научно-популярные и профессиональные тематические материалы, справочники, базы данныхЮ официальные издания Красной книги России и регионов, интерактивные режимы
Биология (греч. bio - жизнь и logos - знание, учение, наука) - наука о живой природе. Термин биология был предложен в 1802 году Ж. Б. Ламарком и Г. Р. Тревиранусом независимо друг от друга.
Многообразие живой природы настолько велико, что современная биология представляет собой комплекс биологических наук, значительно отличающихся одна от другой. При этом каждая имеет собственный предмет изучения, методы, цели и задачи.
Система биологических наук
Биологические науки можно разделить по направлениям исследований.
| НАУКА | ПРЕДМЕТ ИЗУЧЕНИЯ |
| Науки, изучающие систематические группы живых организмов | |
| Вирусология | Наука о вирусах |
| Микробиология | Наука о микроорганизмах |
| Микология | Наука о грибах |
| Ботаника (фитология) | Наука о растениях |
| Зоология | Наука о животных |
| Антропология | Наука о человеке |
| Науки, изучающие структуру, свойства и проявления жизни | |
| Анатомия | Наука о внутреннем строении |
| Морфология | Наука о внешнем строении |
| Физиология | Наука о жизнедеятельности целостного организма и его частей |
| Генетика | Наука о наследственности и изменчивости организмов отдельных организмов |
| Науки, изучающие разные уровни организации всего живого | |
| Молекулярная биология | Наука о свойствах и проявлении жизни на молекулярном уровне |
| Цитология | Наука о клетках |
| Гистология | Наука о тканях |
| Науки, изучающие структуру, свойства и проявления коллективной жизни и сообществ живых организмов | |
| Экология | Наука об отношениях живых организмов между собой и с окружающей их средой |
| Биогеография | Наука о закономерностях географического распространения живых организмов |
| Науки о развитии живой материи | |
| Биология индивидуального развития | Наука о развитии живого организма от момента его зарождения до смерти |
| Эволюционное учение | Наука об историческом развитии живой природы |
| Палеонтология | Наука о развитии жизни в прошлые геологические времена |
| Науки, использующие различные методы исследований | |
| Биохимия (на стыке биологии и химии) | Наука о химических веществах и процессах в живых организмах |
| Биофизика (на стыке биологии и физики) | Наука о физических и физико-химических явлениях в живых организмах |
| Прикладные науки | |
| Биотехнология | Совокупность методов получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью живых организмов |
| Бионика | Разработка технических устройств по подобию живых систем |
| Растениеводство | Разработка технологий выращивания сельскохозяйственных растений |
| Животноводство | Разработка технологий выращивания сельскохозяйственных животных |
| Ветеринария | Разработка технологий лечения сельскохозяйственных животных |
Задачи биологии:
- изучение закономерностей проявления жизни (строения и функций живых организмов и их сообществ, распространение, происхождение и развитие, связи друг с другом и неживой природой);
- раскрытие сущности жизни;
- систематизация многообразия живых организмов.
Методы биологии
Современная биология располагает широким набором методов исследования. Основными являются следующие методы.
Связь биологии с другими науками. Биология принадлежит к комплексу естественных наук, то есть наук о природе, и тесно связана с другими науками:
- фундаментальными (математикой, физикой, химией);
- естественными (геологией, географией, почвоведением);
- общественными (психологией, социологией);
- прикладными (биотехнологией, бионикой, растениеводством, охраной природы).
Значение биологии.
- Биология является теоретической основой таких наук, как медицина, психология, социология.
- Биологические знания используются в пищевой промышленности, фармакологии, сельском, лесном и промысловом хозяйствах.
- Достижения биологии используются при решении глобальных проблем современности: взаимоотношения общества с окружающей средой, рационального природопользования и охраны природы, продовольственного обеспечения.
Уровни организации живой природы
Иерархичность организации живой материи позволяет условно подразделить её на ряд уровней. Уровень организации живой материи
- это функциональное место биологической структуры определённой степени сложности в общей иерархии живого.
Выделяют следующие уровни организации живой материи.
Уровни организации живой материи
| Уровень | Характеристика |
| Молекулярный (молекулярно-генетический) | На этом уровне живая материя организуется в сложные высокомолекулярные органические соединения, такие как белки, нуклеиновые кислоты и др. |
| Субклеточный (надмолекулярный) | На этом уровне живая материя организуется в органоиды: хромосомы, клеточную мембрану, эндоплазматическую сеть, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, рибосомы и другие субклеточные структуры. |
| Клеточный | На этом уровне живая материя представлена клетками. Клетка является элементарной структурной и функциональной единицей живого. |
| Органно-тканевой | На этом уровне живая материя организуется в ткани и органы. Ткань - совокупность клеток, сходных по строению и функциям, а также связанных с ними межклеточных веществ. Орган - часть многоклеточного организма, выполняющая определённую функцию или функции. |
| Организменный (онтогенетический) | На этом уровне живая материя представлена организмами. Организм (особь, индивид) - неделимая единица жизни, её реальный носитель, характеризующийся всеми её признаками. |
| Популяционно-видовой | На этом уровне живая материя организуется в популяции. Популяция - совокупность особей одного вида, образующих обособленную генетическую систему, которая длительно существует в определённой части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида. Вид - совокупность особей (популяций особей), способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и занимающих в природе определённую область (ареал). |
| Биоценотический | На этом уровне живая материя образует биоценозы. Биоценоз - совокупность популяций разных видов, обитающих на определённой территории. |
| Биогеоценотический | На этом уровне живая материя формирует биогеоценозы. Биогеоценоз - совокупность биоценоза и абиотических факторов среды обитания (климат, почва). |
| Биосферный | На этом уровне живая материя формирует биосферу. Биосфера - оболочка Земли, преобразованная деятельностью живых организмов. |
Необходимо отметить, что биогеоценотический и биосферный уровни организации живой материи выделяют не всегда, поскольку они представлены биокосными системами, включающими не только живое вещество, но и неживое. Также часто не выделяют субклеточный и органно-тканевой уровни, включая их в клеточный и организменный соответственно.
Вопрос 1. Введение в биологию
1. Определение биологии
Биология – наука о жизни . Она изучает жизнь как особую форму движения материи, законы ее существования и развития. Предметом изучения биологии являются живые организмы, их строение, функции, их природные сообщества. Термин «биология», предложенный в 1802 г. впервые Ж.Б. Ламарком, происходит от двух греческих слов: bios - жизнь и logos – наука. Вместе с астрономией, физикой, химией, геологией и другими науками, изучающими природу, биология относится к числу естественных наук. В общей системе знаний об окружающем мире другую группу наук составляют социальные, или гуманитарные (лат. humanitas – человеческая природа), науки, изучающие закономерности развития человеческого общества.
2. Современная биология
Классификацией живых существ занимается систематика.
Ряд биологических наук изучает морфологию, т. е. строение организмов, другие – физиологию, т. е. процессы, протекающие в живых организмах, и обмен веществ между организмами и средой. К морфологическим наукам относятся анатомия, изучающая макроскопическую организацию животных и растений, и гистология – наука о тканях и о микроскопическом строении тела.
Многие общебиологические закономерности являются предметом изучения цитологии, эмбриологии, геронтологии, генетики, экологии, дарвинизма и других наук.
3. Наука о клетке
Цитология – наука о клетке. Благодаря применению электронного микроскопа, новейших химических и физических методов исследования современная цитология изучает строение и жизнедеятельность клетки не только на микроскопическом, но и на субмикроскопическом, молекулярном уровне.
4. Эмбриология и генетика
Эмбриология изучает закономерности индивидуальности развития организмов, развитие зародыша. Геронтология – учение о старении организмов и борьбе за долголетие.
Генетика – наука о закономерностях изменчивости и наследственности. Она является теоретической базой селекции микроорганизмов, культурных растений и домашних животных.
5. Экологические науки
6. Палеонтология. Антропология
Палеонтология изучает вымершие организмы, ископаемые останки прежней жизни.
Дарвинизм , или эволюционное учение, рассматривает общие закономерности исторического развития органического мира.
Антропология – наука о происхождении человека и его рас. Правильное понимание биологической эволюции человека невозможно без учета закономерностей развития человеческого общества, поэтому антропология является не только биологической, но и социальной наукой.
7. Связь биологии с другими науками
Во всех теоретических и практических медицинских науках используются общебиологические закономерности.
Вопрос 2. Методы биологических наук
1. Основные методы биологии
Основными частными методами в биологии являются:
Описательный,
Сравнительный,
Исторический,
Экспериментальный.
Для того чтобы выяснить сущность явлений, необходимо прежде всего собрать фактический материал и описать его. Собирание и описание фактов были главным приемом исследования в ранний период развития биологии , который, однако, не утратил значения и в настоящее время.
Еще в XVIII в. получил распространение сравнительный метод, позволяющий путем сопоставления изучать сходство и различие организмов и их частей. На принципах этого метода была основана систематика и сделано одно из крупнейших обобщений – создана клеточная теория. Сравнительный метод перерос в исторический , но не потерял своего значения и сейчас.
2. Исторический метод
Исторический метод выясняет закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функций. Утверждением в биологии исторического метода наука обязана Ч. Дарвину.
3. Экспериментальный метод
Экспериментальный метод исследования явлений природы связан с активным воздействием на них путем постановки опытов (экспериментов) в точно учитываемых условиях и путем изменения течения процессов в нужном исследователю направлении. Этот метод позволяет изучать явления изолированно и добиваться повторяемости их при воспроизведении тех же условий. Эксперимент обеспечивает не только более глубокое, чем другие методы, проникновение в сущность явлений, но и непосредственное овладение ими.
Высшей формой эксперимента является моделирование изучаемых процессов. Блестящий экспериментатор И.П. Павлов говорил: «Наблюдение собирает то, что ему предлагает природа, опыт же берет у природы то, что он хочет».
Комплексное использование различных методов позволяет наиболее полно познать явления и объекты природы. Происходящее в настоящее время сближение биологии с химией, физикой, математикой и кибернетикой, использование их методов для решения биологических задач оказались весьма плодотворными.
Вопрос 3. Этапы развития биологии
1. Эволюция биологии
Развитие каждой науки находится в известной зависимости от способа производства , общественного строя, потребностей практики, общего уровня науки и техники. Первые сведения о живых организмах начал накапливать еще первобытный человек. Живые организмы доставляли ему пищу, материал для одежды и жилища. Уже в то время появилась необходимость знать свойства растений и животных, места их обитания и произрастания, сроки созревания плодов и семян, особенности поведения животных. Так постепенно не из праздной любознательности, а вследствие насущных повседневных потребностей накапливались сведения о живых организмах. Приручение животных и начало возделывания растений потребовали более глубоких сведений о живых организмах.
Первоначально накапливающийся опыт передавался устно от одного поколения другому. Появление письменности способствовало лучшему сохранению и передаче знаний.
Информация становилась полней и богаче. Однако длительное время вследствие низкого уровня развития общественного производства биологической науки еще не существовало.
2. Изучение биологии в древности
Значительный фактический материал о живых организмах был собран великим врачом Греции Гиппократом (460–377 гг. до н. э.). Ему принадлежат первые сведения о строении животных и человека, описание костей, мышц, сухожилий, головного и спинного мозга. Гиппократ учил: «Необходимо, чтобы каждый врач понимал природу».
Естествознание и философия античного мира в наиболее концентрированном виде представлены в трудах Аристотеля (384–322 гг. до н. э.). Он описал более 500 видов животных и сделал первую попытку их классификации. Аристотель интересовался строением и образом жизни животных. Им были заложены основы зоологии. Аристотель оказал огромное влияние на дальнейшее развитие естествознания и философии. Работы Аристотеля в области изучения и систематизации знаний о растениях продолжил Теофраст (372–287 гг. до н. э.). Его называют «отцом ботаники». Расширением знаний о строении человеческого тела античная наука обязана римскому врачу Галену (139–200 гг. н. э.) производившему вскрытие обезьян и свиней. Труды его оказывали влияние на естествознание и медицину в течение ряда веков. Римский поэт и философ Тит Лукреций Кар , живший в I в. до н. э., в поэме «О природе вещей» выступил против религии и высказал мысль о естественном возникновении и развитии жизни.
3. Упадок науки в Средневековье
На смену рабовладельческому обществу в результате развития производительных сил и производственных отношений пришел феодализм, охватывающий период Средневековья. В эту мрачную эпоху утвердилось господство церкви с ее мистикой и реакционной идеологией. Наука переживала упадок, стала, по выражению К. Маркса , «служанкой богословия». Церковь канонизировала и объявила незыблемой истиной сочинения Аристотеля, Галена , во многом исказив их. Утверждалось, что в естествознании все проблемы уже решены учеными древности, поэтому в изучении живой природы нет необходимости. «Мудрость мира – есть безумие перед богом», – поучала церковь. Библия была объявлена книгой «божественного откровения». Все объяснения явлений природы не должны были противоречить ни Библии, ни сочинениям древних. Церковь жестоко карала всех прогрессивных мыслителей и исследователей, поэтому накопление знаний в эпоху Средневековья шло очень медленно.
4. Эпоха Возрождения и развитие науки
Важным рубежом в развитии науки являлась эпоха Возрождения (XIV–XVI вв.). С этим периодом связано зарождение нового общественного класса – буржуазии. Развивающиеся производственные силы требовали конкретных знаний. Это привело к обособлению ряда наук о природе. В XV–XVIII вв. выделились и интенсивно развивались ботаника, зоология, анатомия, физиология. Однако развивающемуся естествознанию нужно было еще отстаивать свои права на существование, вести жестокую борьбу с церковью. Еще продолжали пылать костры инквизиции. Мигель Сервет (1511–1553 гг.), открывший малый круг кровообращения, был объявлен еретиком и сожжен на костре.
5. Учение Ф. Энгельса
Характерной чертой естествознания того времени было изолированное изучение объектов природы. «Надо был исследовать предметы, прежде чем можно было приступить к исследованию процессов», – писал Ф. Энгельс . Изолированное изучение объектов природы порождало представления о ее неизменности, в том числе неизменности видов. «Видов столько, сколько их создал творец», – считал К. Линней . «Но что особенно характеризует рассматриваемый период, так это – выработка своеобразного общего мировоззрения, центром которого является представление об абсолютной неизменяемости природы», – писал Ф. Энгельс . Этот период в развитии естествознания он называл метафизическим.
Однако, как указывает Ф. Энгельс , уже тогда в метафизических представлениях начинают возникать первые бреши. В 1755 г. появилась «Всеобщая естественная история и теория неба» И. Канта (1724–1804 гг.), в которой он развил гипотезу о естественном происхождении Земли. Через 50 лет эта гипотеза получила математическое обоснование в работе П.С. Лапласа (1749–1827 гг.).
В борьбе с идеалистическими представлениями большую положительную роль сыграли французские материалисты XVIII в. – Ж. Ламетри (1709–1751 гг.), Д. Дидро (1713–1784 гг.) и др.
6. Необходимость нового подхода к изучению природы
В период быстрого развития промышленности и роста городов, потребовавшего резкого увеличения продуктов сельскохозяйственного производства, возникла необходимость в научном ведении земледелия. Потребовалось раскрытие закономерностей жизнедеятельности организмов, истории их развития. Для решения этих задач нужен был новых подход к изучению природы. В науку начинают проникать идеи о всеобщей связи явлений, изменяемости природы, эволюции органического мира.
Академик Российской академии наук К.Ф. Вольф (1733–1794 гг.), исследуя зародышевое развитие животных, выяснил, что индивидуальное развитие связано с новообразованием и преобразованием частей эмбриона. По словам Ф. Энгельса, Вольф произвел в 1759 г. первое нападение на теорию постоянства видов. В 1809 г. Ж.Б. Ламарк (1744–1829 гг.) выступил с первой теорией эволюции. Однако фактического материала для обоснования теории эволюции еще было недостаточно. Ламарку не удалось открыть основные закономерности развития органического мира, и его теория не была признана современниками.
7. Возникновение новых наук
В первой половине XIX в. возникли новые науки – палеонтология, сравнительная анатомия животных и растений, гистология и эмбриология. Знания, накопленные естествознанием в первой половине XIX в., явились прочной основой для эволюционной теории Ч. Дарвина. Его труд «Происхождение видов» (1859 г.) знаменовал собой переломный момент в развитии биологии: с него началась новая эпоха в истории естествознания. Вокруг учения Дарвина возникает ожесточенная идеологическая борьба, но идея эволюционного развития быстро завоевывает всеобщее признание. Вторая половина XIX в. характеризуется плодотворным проникновением идей дарвинизма во все области биологии.
8. Распад науки на отдельные отрасли
Для биологии ХХ в. характерны два процесса. Во-первых, вследствие накопления огромного фактического материала прежние единые науки начинают распадаться на отдельные отрасли. Так, из зоологии выделились энтомология, гельминтология, протозоология и многие другие отрасли, из физиологии – эндокринология, физиология высшей нервной деятельности и т. д. Во-вторых, намечается тенденция к сближению биологии с другими науками : возникли биохимия, биофизика, биогеохимия и др. Появление пограничных наук указывает на диалектическое единство многообразных форм существования и развития материи, способствует преодолению метафизического разобщения в изучении форм ее существования. В последние десятилетия в связи с бурным развитием техники и новейшими достижениями в ряде областей естествознания возникли молекулярная биология, бионика, радиобиология, космическая биология.
Молекулярная биология – область современного естествознания. Используя теоретические основы и экспериментальные методы химии и молекулярной физики, она дает возможность исследовать биологические системы на молекулярном уровне.
Бионика изучает функции и строение организмов с целью использования тех же принципов при создании новой техники. Если до настоящего времени биология была одной из теоретических основ медицины и сельского хозяйства, то ныне становится также одной из основ техники будущего.
Появление радиобиологии – учения о действии ионизирующих излучений на живые организмы – связано с открытием биологического действия рентгеновских и гамма-лучей, особенно после обнаружения природных источников радиоактивности и создания искусственных источников ионизирующих излучений.
До недавнего прошлого биология оставалась чисто земной наукой, изучающей формы жизни только на нашей планете. Однако успехи современной техники, позволившие создать летательные аппараты, способные преодолевать земное притяжение и выходить в космическое пространство, поставили перед биологией ряд новых задач, являющихся предметом космической биологии . В решении вопросов сегодняшнего дня вместе с биологами принимают участие математики, кибернетики, физики, химики и специалисты в других областях естествознания.
Вопрос 4. Роль биологии в системе медицинского образования
1. Связь биологии с медициной
Важность изучения биологии для медика определяется тем, что биология – это теоретическая основа медицины. «Медицина, взятая в плане теории, – это прежде всего общая биология», – писал один из крупнейших теоретиков медицины И.В. Давыдовский. Успехи медицины связаны с биологическими исследованиями, поэтому врач постоянно должен быть осведомлен о новейших достижениях биологии. Достаточно привести несколько примеров из истории науки, чтобы убедиться в тесной связи успехов медицины с открытиями, сделанными, казалось бы, в чисто теоретических областях биологии.
2. Учение Л. Пастера
Исследования Л. Пастера (1822–1895 гг.), доказавшие невозможность самопроизвольного зарождения жизни в современных условиях, открытие того, что гниение и брожение вызываются микроорганизмами, произвели переворот в медицине и обеспечили развитие хирургии. В практику были введены сначала антисептика (предупреждение заражения раны посредством химических веществ), а затем асептика (предупреждение загрязнения путем стерилизации предметов, соприкасающихся с раной). Это же открытие послужило стимулом к поискам возбудителей заразных болезней, а с обнаружением их связаны разработка профилактики и рационального лечения инфекционных болезней. Открытие клетки и изучение микроскопического строения организмов позволили глубже понять причины возникновения болезненного процесса, способствовали разработке методов диагностики и лечения. То же самое следует сказать об изучении физиологических и биохимических закономерностей. Изучение И.И. Мечниковым процессов пищеварения у низших многоклеточных организмов способствовало объяснению явлений иммунитета. Его исследования по межвидовой борьбе у микроорганизмов привели к открытию антибиотиков, используемых для лечения многих болезней.
3. Филогенетический принцип
Следует помнить, что человек выделился из животного мира. Структура и функции человеческого организма, в том числе защитные механизмы, – результат длительных эволюционных преобразований предшествующих форм. В основе патологических процессов также лежат общебиологические закономерности. Необходимой предпосылкой для понимания сущности патологического процесса является знание биологии.
Филогенетический принцип , учитывающий эволюцию органического мира, может подсказать правильный подход к созданию живых моделей для изучения и незаразных болезней и для испытания новых лекарственных препаратов. Этот же метод помогает найти правильное решение при выборе тканей для заместительной трансплантации, понять происхождение аномалий и уродств, найти наиболее рациональные пути реконструкции органа и т. д.
4. Роль генетики в медицине
Большое число болезней имеет наследственную природу. Профилактика и лечение их требуют знания генетики. Ненаследственные болезни протекают неодинаково, а их лечение проводится в зависимости от генетической конституции человека, чего не может не учитывать врач. Многие врожденные аномалии возникают вследствие воздействия неблагоприятных условий среды. Предупредить их – задача врача, вооруженного знаниями биологии развития организмов. Здоровье людей в большой мере зависит от среды, в частности от той, которую создает человечество. Знание биологических закономерностей необходимо для научно обоснованного отношения к природе, охране и использованию ее ресурсов, в том числе с целью лечения и профилактики заболеваний. Как уже говорилось, причиной многих болезней человека являются живые организмы, поэтому для понимания патогенеза (механизма возникновения и развития болезни) и закономерностей эпидемического процесса (т. е. распространения заразных болезней) необходимо изучение болезнетворных организмов.
Вопрос 5. Обмен веществ и энергии
1. Совокупность закономерностей
К числу закономерностей, совокупность которых характеризует жизнь, относятся:
Самообновление, связанное с потоком вещества и энергии;
Самовоспроизведение, обеспечивающее преемственность между сменяющими друг друга генерациями биологических систем, связанное с потоком информации;
Саморегуляция, базирующаяся на потоке вещества, энергии и информации.
Перечисленные закономерности обусловливают основные атрибуты жизни: обмен веществ и энергии, раздражимость, гомеостаз, репродукцию, наследственность, изменчивость, индивидуальное и филогенетическое развитие.
2. Обмен веществ и энергии
Характеризуя явление жизни, Ф. Энгельс писал: «Жизнь – это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».
Важно отметить, что обмен веществ может иметь место и между телами неживой природы . Однако обмен веществ как свойство живого качественно отличается от обменных процессов в неживых телах. Для того чтобы показать эти отличия, рассмотрим ряд примеров.
Горящий кусок угля находится в состоянии обмена с окружающей природой: происходит включение кислорода в химическую реакцию и выделение углекислого газа. Образование ржавчины на поверхности железного предмета является следствие обмена со средой. Но в результате этих процессов неживые тела перестают быть тем, чем они были. Наоборот, для тел живой природы обмен с окружающей средой является условием их существования. В живых организмах обмен веществ приводит к восстановлению разрушенных компонентов, замене их новыми, подобными им, т. е. к самообновлению и самовоспроизведению , построению тела живого организма за счет усвоения веществ из окружающей среды.
Из сказанного следует, что организмы существуют как открытые системы. Через каждый организм идут непрерывные потоки вещества и энергии. Осуществление этих процессов обусловлено свойствами белков, особенно их каталитической активностью.
3. Места обитания микроорганизмов
Благодаря тому, что организмы – открытые системы, они находятся в единстве со средой , а физические, химические и биологические свойства окружающей среды обусловливают осуществление всех процессов жизнедеятельности. Каждый вид организмов приспособлен к обитанию лишь в определенных условиях. Это те условия, в которых происходило развитие данного вида, к которым он приспособился. Одни виды обитают только в воде, другие – на суше, одни – лишь в полярных широтах, другие – в экваториальном поясе, различные организмы приспособлены к обитанию в степях, пустынях, лесах, глубинах океанов или на вершинах гор. Немало таких, для которых средой обитания служат другие организмы (их кишечник, мышцы, кровь и т. д.).
4. Изменение окружающей среды
Не только организмы зависят от среды, но и сама окружающая среда изменяется в результате жизнедеятельности организмов. Первобытный облик нашей планеты значительно изменился под воздействием организмов: она приобрела атмосферу со свободным кислородом и почвенный покров. Из свободного кислорода образовался озон, препятствующий проникновению ультрафиолетового излучения к поверхности Земли; так возник «озоновый экран», обеспечивающий существование жизни на поверхности суши. Из зеленых растений, накопивших в себе солнечную энергию в прошлые геологические эпохи, сформировались огромные запасы богатых энергией горных пород, таких как уголь и торф. Органическое происхождение имеют известняки, мел и многие другие минералы. Растительный покров влияет на климат, древесная растительность делает его более мягким, уменьшает колебания температуры и других метеорологических факторов. Влияние неживой природы на организмы и организмов на неживые тела указывает на единство всей природы.
Биоло́гия (от греч. bios - жизнь и logos - слово, учение), совокупность наук о живой природе - об огромном многообразии вымерших и ныне населяющих Землю живых существ, их строении и функциях, происхождении, распространении и развитии, связях друг с другом и с неживой природой. Биология устанавливает общие и частные закономерности, присущие жизни во всех ее проявлениях и свойствах (обмен веществ, размножение, наследственность, изменчивость, приспособляемость, рост, подвижность и др.).
Первые систематические попытки познания живой природы были сделаны античными врачами и философами (Гиппократ , Аристотель, Теофраст, Гален). Их труды, продолженные в эпоху Возрождения, положили начало ботанике и зоологии, а также анатомии и физиологии человека (Везалий и др.). В 17 - 18 вв. в биологию проникают экспериментальные методы. На основе количественных измерений и применения законов гидравлики был открыт механизм кровообращения (У. Гарвей , 1628). Изобретение микроскопа раздвинуло границы известного мира живых существ, углубило представление об их строении. Одно из главных достижений этой эпохи - создание системы классификации растений и животных (К. Линней , 1735). Вместе с тем преобладали умозрительные теории о развитии и свойствах живых существ (самозарождения, преформации и др.). В 19 в. в результате резко возросшего числа изучаемых биологических объектов (новые методы, экспедиции в тропические и малодоступные районы Земли и др.), накопления и дифференциации знаний сформировались многие специальные биологические науки. Так, ботаника и зоология дробятся на разделы, изучающие отдельные систематические группы, развиваются эмбриология, гистология, микробиология, палеонтология, биогеография и др. Среди достижений биологии - клеточная теория (Т. Шванн, 1839), открытие закономерностей наследственности (Г. Мендель, 1865). К фундаментальным изменениям в биологии привело эволюционное учение Ч. Дарвина (1859). Для биологии 20 в. характерны 2 взаимосвязанные тенденции. С одной стороны, сформировалось представление о качественно различных уровнях организации живой природы: молекулярном (молекулярная биология, биохимия и другие науки, объединяемые понятием физико-химическая биология), клеточном (цитология), организменном (анатомия, физиология, эмбриология), популяционно-видовом (экология, биогеография). С другой стороны, стремление к целостному, синтетическому познанию живой природы привело к прогрессу наук, изучающих определенные свойства живой природы на всех структурных уровнях ее организации (генетика, систематика, эволюционное учение и др.). Поразительных успехов начиная с 50-х гг. достигла молекулярная биология, вскрывшая химические основы наследственности (строение ДНК, генетический код, матричный принцип синтеза биополимеров). Учение о биосфере (В. И. Вернадский) раскрыло масштабы геохимической деятельности живых организмов, их неразрывную связь с неживой природой. Практическое значение биологических исследований и методов (в т. ч. генетической инженерии, биотехнологии) для медицины, сельского хозяйства, промышленности, разумного использования естественных ресурсов и охраны природы, а также проникновение в эти исследования идей и методов точных наук выдвинули биологию с сер. 20 в. на передовые рубежи естествознания.
В 1802 году.
Энциклопедичный YouTube
1 / 5
✪ Введение в эволюцию и естественный отбор
✪ Высшая нервная деятельность Рефлексы | Биология 7 класс #53 | Инфоурок
✪ Строение клетки. Видеоурок по биологии 5 класс
✪ СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ
✪ ТОП 7 ЖИВОТНЫХ СОЗДАННЫХ ЧЕЛОВЕКОМ. ЗАЧЕМ УЧЁНЫМ БИОРОБОТЫ - МУТАНТЫ. ШОКИРУЮЩИЕ НАУЧНЫЕ ОПЫТЫ С ДНК
Субтитры
Научная концепция, которую часто неправильно понимают и о которой ведётся много споров (не столько в науке, сколько в общественном сознании), - это теория эволюции. Эволюция. Где бы мы ни слышали это слово (даже если мы слышим его не в контексте биологии), мы сразу думаем об изменениях, о развитии. Когда люди используют его в повседневной речи, они подразумевают изменения, которые... Не знаю, смогу ли я это нарисовать... Вот, скажем, обезьяна, согнутая... Мы все видели эту картинку в музеях естественной истории. Она ходит сгорбившись, примерно так, голова опущена... Это человекоподобная обезьяна, пусть она ещё будет в шляпе... А дальше мы видим картинку, где она медленно-медленно выпрямляется и в конце концов превращается в какого-то парня, идущего на работу. В том же отличном настроении. И теперь он держится совсем прямо. Конечно подтекст такой: стоять прямо лучше, чем не стоять прямо... (У него больше нет хвоста...) Давайте я это сотру. А у этого парня он как раз есть. Нарисую его подходящей толщины. У этого парня хвост есть. (Извините, уж как могу.) Вы это видели, если были в музее естественной истории. Дальше идёт ещё несколько обезьян, всё более прямоходящих, и наконец они превращаются в человека. И есть эта идея, что обезьяны как-то превратились в людей. Я слышал это в разных ситуациях: на уроках биологии и даже среди учёных. Они говорят: обезьяна развилась в человека или обезьяна развилась в прачеловека. Такой, знаете, стоял почти прямо, немного сутулый, был похож на обезьяну и несколько на человека и так далее. Я хочу предельно ясно сказать: хотя этот процесс действительно прошёл, были существа, со временем накапливающие изменения, может, их предки выглядели сначала так, потом так, нет никакого направленного процесса, называемого эволюцией. Не то чтобы обезьяна думала: «Вот бы мои дети походили на того парня. Надо как-то набрать изменений в свою ДНК, чтобы они так выглядели». И ДНК тоже не в курсе. ДНК не говорила: «Эй, ходите прямо, не горбатьтесь, как обезьяна. А я постараюсь как-нибудь внезапно превратить нас в этого парня». Такого не происходило. Понимаете? Нужно четко осознавать, эволюция - нечто иное. Это не так, как некоторые представляют себе... Вот дерево, и на нём, на самом верху, много прекрасных фруктов. Много вкусных фруктов наверху. Возможно, это яблоки. И было какое-то животное, типа коровы, или лошади. И оно думало: вот бы мне достать те яблоки. И потому, что они хотят добраться до яблок через пару поколений, они будут всё время вытягивать шею, и из поколения в поколение их шеи будут всё длиннее, пока они не превратятся в жирафов. Это не эволюция, она подразумевает не это, хотя обычное понимание эволюции иногда наводит нас именно на эту мысль. Вообще, я предпочитаю другой термин: естественный отбор. Давайте я запишу этот термин: Естественный отбор. Буквально это означает, что в любой популяции живых существ будет изменчивость. Это ключевое слово. Это значит, что есть какие-то вариации. Если вы посмотрите на детей в школе, то увидите изменчивость. Кто-то выше, кто-то ниже, кто-то светловолосый, кто-то тёмноволосый. И так далее. Изменчивость есть всегда. И что такое естественный отбор: это процесс, связанный с тем, что иногда некоторые факторы окружающей среды оказываются более подходящими для определённых вариаций. Некоторые вариации могут не иметь значения, а некоторые очень важны. Один пример повторяется в каждой книге по биологии, но он интересен. Кажется, эта бабочка называется пяденица берёзовая. Это было в Англии до промышленной революции. Эти бабочки были... (Сейчас попробую нарисовать её.) Вроде, похоже. Нарисую несколько, берёзовых пядениц. Парочку здесь, и тут ещё одну. Так вот, большинство пядениц были такими, а некоторые из них были более пятнистыми. Некоторые могли выглядеть так. (Давайте нарисуем белым цветом.) Вот у этой есть пятнышки. Некоторые, возможно, выглядели так. Ещё у них были и чёрные пятнышки. А некоторые были вообще почти без пятнышек. Это и есть естественная изменчивость, которую можно видеть в любой популяции животных. Есть немного разные расцветки. Они жили долго и счастливо, возможно, тысячи лет, это естественная изменчивость. Просто для этих бабочек это была не важная черта. Но потом в Англии вдруг случилась промышленная революция, и стало очень много сажи от заводов, от паровых двигателей тоже, работающих на угле. И вдруг многое, что некогда было серым и белым, например, стволы некоторых деревьев... Может, были деревья, которые раньше выглядели так, сохранился цвет... а может, стволы выглядели как-то так. Например, так. И тут пяденицам было бы вполне хорошо. Какие-то стволы были довольно тёмные... Но вдруг случилась промышленная революция, всё покрывается сажей от сжигаемого угля, и внезапно все деревья совершенно чёрные, как смола, или гораздо темнее, чем были. Среда, в которой жили бабочки, внезапно изменилась. Как вы думаете: какие будут факторы отбора для этих бабочек? Бабочку могут съесть птицы, тут важно, насколько птице легко её видеть. Внезапно среда обитания становится намного темнее, чем раньше. Вы догадываетесь, что произойдёт: птицам теперь намного легче увидеть эту бабочку, чем эту, потому что на тёмном фоне эту бабочку гораздо сложнее заметить. И это не значит, что птицы вообще никогда не поймают эту, просто вот эту они будут ловить гораздо чаще. Ну и вы понимаете, что будет, если птицы переловят этих бабочек до того, как они оставят потомство, или во время брачного периода. Эта бабочка, тёмные бабочки будут размножаться намного чаще, и у нас внезапно окажется в разы больше бабочек, которые выглядят так. Таких будет намного больше. Итак, что у нас произошло? Был тут у бабочек какой-то замысел или план развития? Казалось бы, почернеть - самое разумное решение. Всё вокруг стало чёрным, у бабочек сменяется пара поколений, все бабочки внезапно оказываются чёрными, и вы думаете: О, эти бабочки гениальны, они как-то все решили стать чёрными, чтобы лучше прятаться от птиц. Но всё было не так. Их было много. В популяции бабочек было много разных вариантов, и когда окружающая среда начала становиться темнее, вот этим красавицам и красавцам стало гораздо меньше везти с размножением. А эти плодились и плодились, пока тех доедали до того, как они успевали оставить потомство. Или в процессе. Они не смогли оставить достаточно потомков, и тогда доминировать стал другой вариант. И тогда пяденицы стали совсем чёрными, как вы видите. Вы можете сказать: «Ладно, Сал, это только один пример, мне нужно больше. Этот естественный отбор должен действовать везде, он может объяснить, как мы эволюционировали из примитивных бактерий или из самореплицирующейся РНК (о ней я подробно расскажу позже). Мне нужны ещё доказательства, я хочу видеть, как он работает сейчас». И лучший пример - это грипп. Я сделаю ролики о том, что такое вирусы и как они размножаются. Вирусы - это очень интересно, потому что на самом деле не очень понятно, живые они или нет. По сути это просто контейнеры с ДНК и иногда с РНК, а это - просто генетическая информация, содержащаяся в этих маленьких белковых контейнерах правильной геометрической формы. И это всё, что они из себя представляют, это не обычные живые организмы, которые активно передвигаются, имеют активный метаболизм и прочее. Они берут эту ДНК и внедряют её в другие клетки, которые могут её обработать, а потом используют эту ДНК, чтобы создать больше вирусов. В общем, мы можем сделать целую серию видео о вирусах. Словом, грипп - это вирус. Каждый год мы видим определённый штамм вируса... тип вируса, и они все немного различаются. Я обозначу различия разным количеством точек. Давайте это будет вирус гриппа, человеческий грипп, он заражает человека, и наша иммунная система, о которой будет сразу несколько видео, медленно учится распознавать этот вирус и атаковать его, пока он не нанёс большого вреда. И вы представляете, что происходит. Например, это сегодняшний вирус гриппа... Давайте я их все нарисую, они все с двумя точками... Вот так, я ещё расскажу, что означают эти точки. Пока скажем, что по ним иммунная система их распознаёт. Она понимает: так, когда я вижу этого зелёного парня с двумя точками, это не к добру. Я на него нападу и уничтожу, пока он не повредил мне иммунную систему, ДНК и всё остальное. Как только иммунная система понимает, что из себя представляет данный вирус, начинается жёсткий отбор. Мы ещё поговорим о том, как иммунная система учится. Она начнёт атаковать этих парней. Вы можете подумать, что грипп хитрит, но он не хитрый, он вообще не разумен. Что он делает: он постоянно изменяется. Так что в каждой популяции гриппа всегда есть небольшие вариации. Может, подавляющее большинство вирусов с двумя точками, но время от времени появится один вирус с одной точкой, другой - с тремя, может, это случайная мутация. Возможно, один из (возьму любое число) ...один из миллиона этих вирусов имеет одну точку вместо двух. И вот что происходит: как только иммунная система человека привыкает атаковать вирус с двумя красными точками, вот этому парню уже не придётся конкурировать с другими вирусами за место в человеке, ему и так достанется вся человеческая ДНК. И тогда этот вирус будет более успешным. Так что к следующему гриппозному сезону, когда люди опять начнут чихать, везде распространяя заразу, новым вирусом гриппа будет этот парень. Так что когда вы год за годом наблюдаете этот процесс, Это новый вирус гриппа, эволюция и естественный отбор в прямом эфире. Всё работает! Этот процесс не всегда занимает миллионы лет. Хотя самые значительные его проявления, которые мы видим вокруг и в себе, - это обычно результат процессов, длившихся миллионы лет, но то же самое происходит каждый год. Ещё пример - это бактерии и антибиотики. Бактерии - это маленькие клетки, которые могут перемещаться. Мы ещё поговорим о них. Они определённо живые, у них есть обмен веществ и всё остальное. И это просто полезно знать: когда люди говорят об инфекциях, это может быть либо вирусная инфекция, которая заражает нашу ДНК и использует наши клеточные механизмы для размножения, либо бактериальная, это заражение маленькими клетками, которые перемещаются и выделяют токсины, от которых нам плохо. Так вот, именно бактерии убивают антибиотиками. Анти-биотики. Хотя нет, там нет дефиса. Антибиотики. Они атакуют бактерии и убивают их. Если у вас, может, есть знакомые врачи и вы им скажете: «Я заболел, это, наверное, бактериальная инфекция, дайте мне антибиотик», то ответственный доктор ответит: «Нет, я не могу давать антибиотики просто так, потому что чем чаще вы используете антибиотики, тем больше шансов, создать новые варианты... (надо быть осторожнее со словом «создать», тут нет целенаправленного создания... и надо закончить это предложение) Очень вероятно, что вы таким образом помогаете отбору бактерий, устойчивых к антибиотикам. Как это работает? Скажем, это зелёное... скажем, это всё бактерии, их тут квадриллионы. И время от времени появляется одна, которая немного отличается от других. Все бактерии из случайной популяции одинаково могут вас заразить, и это случайные различия между этими бактериями. Может, в её ДНК произошли незначительные изменения, но это всё те бактерии, которые не нужны в организме в большом количестве. Ваша иммунная система может атаковать их и справиться с ними. Но их будет очень много, и вы можете заболеть, умереть и так далее. Допустим, все начнут использовать антибиотики, когда не болеют, когда нет реальной необходимости, не так, что вопрос жизни и смерти И допустим, есть антибиотик, который очень хорошо убивает зелёные бактерии. Что произойдёт, если вы внезапно убьёте все зелёные бактерии? После этого синие бактерии займут всю экосистему, где они раньше конкурировали со всеми этими зелёными за доступ ко всему внутри вашего тела. А теперь он совсем один и может свободно размножаться, так что он будет это делать, разумеется... Ещё раз повторю: здесь нет никакого плана и разумного процесса: вроде того, что какая-то бактерия думает: «Я поступлю умнее, обзаведусь устойчивостью к антибиотикам». Нет.Такого, отнюдь, не происходит. Просто существуют случайные изменения, а мутации в вирусах и бактериях происходят очень часто. Есть вот эти случайные изменения, может, одно изменение на миллион. Но если вдруг вы начнёте убивать всех её конкурентов, то эта бактерия сможет воспроизводиться очень быстро и станет доминирующей. И антибиотик, созданный специально для уничтожения зелёных бактерий, окажется абсолютно бесполезен. А вы получите супербактерию. Может, вы слышали слово «супермикроб». Это он. Это не они себя как-то создали. Это мы научились очень хорошо убивать их конкурентов и позволили им взять верх. Теперь не можем их убить, потому что все наши лекарства работали только против их конкурентов. Бактерии продолжают и продолжают мутировать. И если мы слишком налегаем на антибиотики, то всегда способствуем отбору вариаций, которые к этим антибиотикам не чувствительны. Я думаю, уже достаточно долго говорил. Вообще это очень увлекательная тема. Я хотел сделать её темой моего первого ролика (или лекции, если позволите) по биологии, потому что если... Биология - это наука о жизни, и мы можем говорить о жизни независимо от того, являются ли вирусы живыми, но если вы действительно хотите изучать живые системы, единственное, что мы всегда увидим - это естественный отбор. Мы можем попасть на другую планету, где у живых существ нет ДНК. Или они могут иметь другой тип наследственной информации, хранящийся в клетках, или они размножаются каким-то другим способом, или вообще они не на углеродной основе, а на основе кремния... И если бы мы попали на такую планету и стали изучать их биологию, то всё, что мы знаем о биологии, вирусах, ДНК, было бы бесполезно. Но если мы понимаем одну эту концепцию естественного отбора, о том, что окружающая среда отбирает какие-то изменения и нет какого-то волевого процесса, а происходят лишь случайные события, идёт случайный отбор случайных вариаций, и что за большое время, за невообразимо большое время эти изменения просто накапливаются, и их накапливание может дать очень значительные результаты. Мы ещё поговорим об этом в другом видео. До скорой встречи! Subtitles by the Amara.org community
Биологическая картина мира
В основе современной биологии лежат пять фундаментальных принципов: клеточная теория , эволюция , генетика , гомеостаз и энергия . В настоящее время биология - стандартный предмет в средних и высших учебных заведениях всего мира. Ежегодно публикуется более миллиона статей и книг по биологии, медицине , биомедицине и биоинженерии .
Существует пять принципов, объединяющих все биологические дисциплины в единую науку о живой материи :
- Клеточная теория - учение обо всём, что касается клеток . Все живые организмы состоят как минимум из одной клетки - основной структурно-функциональной единицы организмов. Базовые механизмы и химия всех клеток во всех земных организмах сходны; клетки происходят только от ранее существовавших клеток, которые размножаются путём клеточного деления. Клеточная теория описывает строение клеток, их деление, взаимодействие с внешней средой, состав внутренней среды и клеточной оболочки, механизм действия отдельных частей клетки и их взаимодействия между собой.
- Эволюция . Через естественный отбор и генетический дрейф наследственные признаки популяции изменяются из поколения в поколение.
- Теория гена . Признаки живых организмов передаются из поколения в поколение вместе с генами , которые закодированы в ДНК . Информация о строении живых существ или генотип используется клетками для создания фенотипа , наблюдаемых физических или биохимических характеристик организма. Хотя фенотип, проявляющийся за счёт экспрессии генов, может подготовить организм к жизни в окружающей его среде, информация о среде не передаётся назад в гены. Гены могут изменяться в ответ на воздействия среды только посредством эволюционного процесса.
- Гомеостаз . Физиологические процессы, позволяющие организму поддерживать постоянство своей внутренней среды независимо от изменений во внешней среде.
- Энергия . Атрибут любого живого организма, существенный для его состояния.
Клеточная теория
Эволюция
Центральная организующая концепция в биологии состоит в том, что жизнь со временем изменяется и развивается посредством эволюции , и что все известные формы жизни на Земле имеют общее происхождение. Это обусловило сходство основных единиц и процессов жизнедеятельности, упоминавшихся выше. Понятие эволюции было введено в научный лексикон Жаном-Батистом Ламарком в 1809 году. Чарльз Дарвин через пятьдесят лет установил, что её движущей силой является естественный отбор , так же как искусственный отбор сознательно применяется человеком для создания новых пород животных и сортов растений . Позже в синтетической теории эволюции дополнительным механизмом эволюционных изменений был постулирован генетический дрейф .
Теория гена
Форма и функции биологических объектов воспроизводятся из поколения в поколение генами , которые являются элементарными единицами наследственности. Физиологическая адаптация к окружающей среде не может быть закодирована в генах и быть унаследованной в потомстве (см. Ламаркизм). Примечательно, что все существующие формы земной жизни, в том числе, бактерии, растения, животные и грибы, имеют одни и те же основные механизмы, предназначенные для копирования ДНК и синтеза белка. Например, бактерии, в которые вводят ДНК человека, способны синтезировать человеческие белки.
Совокупность генов организма или клетки называется генотипом . Гены хранятся в одной или нескольких хромосомах. Хромосома - длинная цепочка ДНК, на которой может быть множество генов. Если ген активен, то последовательность его ДНК копируется в последовательности РНК посредством транскрипции . Затем рибосома может использовать РНК, чтобы синтезировать последовательность белка , соответствующую коду РНК, в процессе, именуемом трансляция . Белки могут выполнять каталитическую (ферментативную) функцию, транспортную, рецепторную , защитную, структурную, двигательную функции.
Гомеостаз
Гомеостаз - способность открытых систем регулировать свою внутреннюю среду так, чтобы поддерживать её постоянство посредством множества корректирующих воздействий, направляемых регуляторными механизмами. Все живые существа, как многоклеточные, так и одноклеточные, способны поддерживать гомеостаз . На клеточном уровне, например, поддерживается постоянная кислотность внутренней среды (). На уровне организма у теплокровных животных поддерживается постоянная температура тела. В ассоциации с термином экосистема под гомеостазом понимают, в частности, поддержание растениями и водорослями постоянной концентрации атмосферного кислорода и диоксида углерода на Земле.
Энергия
Выживание любого организма зависит от постоянного притока энергии. Энергия черпается из веществ, которые служат пищей, и посредством специальных химических реакций используется для построения и поддержания структуры и функционирования клеток. В этом процессе молекулы пищи используются как для извлечения энергии , так и для синтеза биологических молекул собственного организма.
Первичным источником энергии для подавляющего большинства земных существ является световая энергия, главным образом солнечная , однако некоторые бактерии и археи получают энергию посредством хемосинтеза . Световая энергия посредством фотосинтеза превращается растениями в химическую (органические молекулы) в присутствии воды и некоторых минералов. Часть полученной энергии затрачивается на наращивание биомассы и поддержание жизни, другая часть теряется в виде тепла и отходов жизнедеятельности. Общие механизмы превращения химической энергии в полезную для поддержания жизни называются дыхание и метаболизм .
Уровни организации жизни
Живые организмы представляют собой высокоорганизованные структуры, поэтому в биологии выделяют ряд уровней организации. В различных источниках некоторые уровни опускаются или совмещаются друг с другом. Ниже представлены основные уровни организации живой природы обособленно друг от друга.
- Молекулярный - уровень взаимодействия молекул , составляющих клетки и обуславливающих все её процессы.
- Клеточный - уровень, на котором рассматриваются клетки как элементарные единицы строения живого.
- Тканевой - уровень совокупностей сходных по строению и функциям клеток, образующих ткани .
- Органный - уровень отдельных органов , обладающих собственным строением (объединением типов тканей) и местоположением в организме.
- Организменный - уровень отдельного организма .
- Популяционно-видовой уровень - уровень популяции, составляемой совокупностью особей одного вида .
- Биогеоценотический - уровень взаимодействия видов между собой и с различными факторами окружающей среды.
- Биосферный уровень - совокупность всех биогеоценозов , включающих и обуславливающих все явления жизни на Земле.
Биологические науки
Большинство биологических наук является дисциплинами с более узкой специализацией. Традиционно они группируются по типам исследуемых организмов:
- ботаника изучает растения , водоросли , грибы и грибоподобные организмы ,
- зоология - животных и протистов ,
- микробиология - микроорганизмы и вирусы .
- биохимия изучает химические основы жизни,
- биофизика изучает физические основы жизни,
- молекулярная биология - сложные взаимодействия между биологическими молекулами,
- клеточная биология и цитология - основные строительные блоки многоклеточных организмов, клетки,
- гистология и анатомия - строение тканей и организма из отдельных органов и тканей,
- физиология - физические и химические функции органов и тканей,
- этология - поведение живых существ,
- экология - взаимозависимость различных организмов и их среды,
- генетика - закономерности наследственности и изменчивости ,
- биология развития - развитие организма в онтогенезе ,
- палеобиология и эволюционная биология - зарождение и историческое развитие живой природы.
На границах со смежными науками возникают: биомедицина , биофизика (изучение живых объектов физическими методами), биометрия и т. д. В связи с практическими потребностями человека возникают такие направления, как космическая биология , социобиология , физиология труда , бионика .
Биологические дисциплины
История биологии
Хотя концепция биологии как особой естественной науки возникла в XIX веке , биологические дисциплины зародились ранее в медицине и естественной истории . Обычно их традицию ведут от таких античных учёных, как Аристотель и Гален через арабских медиков аль-Джахиза , ибн-Сину , ибн-Зухра и ибн-аль-Нафиза . В эпоху Возрождения биологическая мысль в Европе была революционизирована благодаря изобретению книгопечатания и распространению печатных трудов, интересу к экспериментальным исследованиям и открытию множества новых видов животных и растений в эпоху Великих географических открытий . В это время работали выдающиеся умы Андрей Везалий и Уильям Гарвей , которые заложили основы современной анатомии и физиологии . Несколько позже Линней и Бюффон совершили огромную работу по классификации форм живых и ископаемых существ. Микроскопия открыла для наблюдения ранее неведомый мир микроорганизмов, заложив основу для развития клеточной теории . Развитие естествознания, отчасти благодаря появлению механистической философии , способствовало развитию естественной истории .
К началу XIX века некоторые современные биологические дисциплины, такие как ботаника и зоология , достигли профессионального уровня. Лавуазье и другие химики и физики начали сближение представлений о живой и неживой природе. Натуралисты, такие как Александр Гумбольдт , исследовали взаимодействие организмов с окружающей средой и его зависимость от географии, закладывая основы биогеографии , экологии и этологии . В XIX веке развитие учения об эволюции постепенно привело к пониманию роли вымирания и изменчивости видов , а клеточная теория показала в новом свете основы строения живого вещества. В сочетании с данными эмбриологии и палеонтологии эти достижения позволили Чарльзу Дарвину создать целостную теорию эволюции, в основе которой лежит естественный отбор . К концу XIX века идеи самозарождения окончательно уступили место теории инфекционного агента как возбудителя заболеваний. Но механизм наследования родительских признаков всё ещё оставался тайной .
Традиционно научными исследованиями в области биологии занимаются университеты, хотя не всегда соответствующие факультеты называются биологическими. Например, в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова кроме имеются также факультет биоинженерии и биоинформатики , факультет фундаментальной медицины и НИИ физико-химической биологии . Кроме университетов научные исследования проводят государственные и частные институты, которые в России преимущественно относятся к системе