Биология – Что такое, что изучает, история, дисциплины, фото и видео

Биология - что такое, методы изучения, дисциплины, фото и видео Растения

Людей окружает удивительный и многообразный мир живых организмов. Его изучает наука биология. Знания о природе помогают излечиться от болезней, получить пищу, продлить жизнь и сохранить окружающий мир.

Что такое биология и что она изучает

Биология – это наука о живых организмах. Формирование ее началось в древности, когда люди увидели, что одни животные и растения отличаются от других.

Область исследования ученых-биологов – все живое, от крошечных одноклеточных существ до сложных организмов. Изучается их появление на Земле, эволюция, жизнедеятельность, поведение, взаимодействие с окружающей средой, друг с другом и т.д.

Интересный факт: по оценкам биологов, на Земле обитает 1 миллион видов бактерий и 99% из них до сих пор не изучены.

Биология – это комплекс взаимосвязанных дисциплин: ботаника, зоология, генетика, экология и др. Именно широкая область изучения стала причиной появления специальных направлений в науке.

Детальная классификация живых организмов – результат работы ученых-биологов. Она наглядно демонстрирует многообразие природы Земли.

Откуда появилось слово «биология»

Термин «биология» появился в 1800 году
Термин «биология» появился в 1800 году

Слово «биология» произошло от двух греческих: «биос» – жизнь и «логос» – учение. В древние времена люди жили в основном скотоводством, земледелием и охотой. Наблюдение за растениями и животными, знание повадок последних помогало в домашнем хозяйстве. От этого зависело и выживание людей.

Долгое время способами изучения природы были наблюдение и скрещивание схожих видов между собой. К XVIII веку знаний о живых организмах стало уже довольно много. Современные ученые до сих пор часто к ним обращаются.

История изучения биологии

История изучения биологии начинается с древнегреческих философов Аристотеля и Галена. В эпоху Возрождения, с появлением книгопечатания, научные знания стали распространяться активнее. Во времена великих географических открытий путешественники обнаружили много новых видов растений и животных. Позже Линней и Бюффон классифицировали формы живых и ископаемых организмов.

Чарльз Дарвин - создатель теории об эволюции
Чарльз Дарвин – создатель теории об эволюции

С появлением микроскопии был открыт мир микроорганизмов, и заложены основы клеточной теории. В XIX веке стало развиваться учение об эволюции. Чарльз Дарвин создал свою теорию, в основе которой лежал естественный отбор.

В XX веке начала стремительно развиваться генетика. К 1930-м годам сформировалась современная эволюционная теория или неодарвинизм. Открытие ферментов подтолкнуло к изучению метаболизма. Ученые Уотсон и Крик открыли ДНК и началось развитие молекулярной биологии. К концу XX века расшифровали генетический код человека.

Чем дальше развивается наука, тем больше у нее специализаций, но все они объединяются в единое целое. Знания из одной области могут быть успешно применены во многих других.

Значение биологии

Биология помогает открывать новые лекарства и лечить болезни
Биология помогает открывать новые лекарства и лечить болезни

Благодаря открытиям, сделанным в области биологии, люди смогли создать много полезного для себя:

  • изобрели лекарства от многих болезней;
  • вывели новые породы домашних животных и сорта сельскохозяйственных культур;
  • открыли способы борьбы с вредителями.

Знания об экологии помогают поддерживать баланс взаимодействия человека и природы. Без специальных исследований невозможно решить проблему загрязнения окружающей среды. Ученые работают над сохранением редких и исчезающих видов.

Интересно:  Интересные особенности строения и питания животных - фото и видео

Биология не зря считается наукой будущего, потому что она побуждает людей бережно относиться к природе и соблюдать ее законы. Это ключ к гармонии человека с окружающей средой.

Биологические науки

Область изучения биологии очень широка. По мере накопления знаний появлялись новые, более узкие дисциплины. Обычно они классифицируются по типу исследуемых организмов.

Ботаника

Ботаника позволяет получить все необходимые данные о разных видах растений
Ботаника позволяет получить все необходимые данные о разных видах растений

Ботаника – это раздел биологии, изучающий растения. Долгое время наука описывала только внешний вид представителей флоры. Позже стали изучать происхождение, распространение, размножение, внутреннее строение, патологии растений.

Условно выделяют несколько подразделов в ботанике:

  1. Систематика растений разделяет их на соподчиненные группы.
  2. Морфология изучает форму представителей флоры в процессе развития.
  3. Экология растений исследует влияние среды обитания и способы приспособления к внешним условиям.
  4. Фитогеография изучает распространение по поверхности Земли.

Деление на подразделы условно. Их методы изучения часто пересекаются, а знания взаимно используются.

Физиология и биохимия растений не всегда относится к ботанике. Процессы, протекающие внутри представителей флоры и фауны, во многом схожи.

В ботанике для изучения используются методы наблюдения, сравнения, а также исторический и экспериментальный. Ученые собирают коллекции, наблюдают растения в природе или в лаборатории, проводят опыты в естественной или созданной среде.

Зоология

Зоология - важная наука, позволяющая лучше изучить животных
Зоология – важная наука, позволяющая лучше изучить животных

Зоология – это наука о животных и человеке. Она взаимосвязана с ветеринарией, медициной и сельским хозяйством.

Интересный факт: на планете Земля насчитывается 7,8 млн видов животных, 611 тысяч – грибов, 300 тысяч – растений. Зоологами описано около 15%. На изучение остальных видов животных может уйти около 500 лет.

Из-за большого разнообразия существ зоология имеет много вспомогательных дисциплин по объектам исследования: ихтиология, орнитология, териология, герпетология, нематология, арахнология и другие.

Основные направления делятся по задачам исследования:

  • Систематика – классификация живых организмов;
  • Морфология изучает внешнее и внутреннее строение;
  • Эмбриология занимается исследованиями в области развития зародышей;
  • Физиология изучает функционирование и регуляцию живых организмов;
  • Этология – исследование инстинктов;
  • Экология – взаимодействие существ друг с другом и окружающей средой;
  • Зоогеография – распространение животных по Земле.

Микробиология

Микробиология помогает получить сведения о бактериях
Микробиология помогает получить сведения о бактериях

Микробиология – это наука о микроскопических живых существах: одноклеточных, многоклеточных и бесклеточных (вирусах). Изучается их внешнее и внутреннее строение, происхождение, развитие, роль в экосистемах и систематика.

Возможность изучения таких мелких существ появилась с открытием микроскопии. В 1665 году Роберт Гук увидел первые растительные клетки. Всплеск новых открытий был отмечен в конце XIX века.

Используются следующие методы изучения микроорганизмов:

  • микроскопия;
  • культуральный – лабораторное выявление возбудителей заболеваний;
  • биологический – заражение и исследование лабораторных животных;
  • молекулярно-генетический (ПЦР, ДНК- и РНК-зонды и др.);
  • серологический – выявление антигенов и антител к ним.

Микробиология разделена на специальные дисциплины: общая, медицинская, промышленная, геологическая, космическая, сельскохозяйственная и ветеринарная.

Интересный факт: эритроциты (красные кровяные тельца) – это единственные клетки в человеческом организме, которые не имеют ядра.

Микология

Микология занимается изучением грибов
Микология занимается изучением грибов

Микология – наука о грибах. Она долгое время была разделом ботаники. Эти науки до сих пор имеют много общего, потому что грибы долгое время относили к растениям.

Микология изучает систематику, распространение, морфологию, физиологию, генетику, биохимию и практическое применение. Грибы могут приносить как пользу, так и вред людям.

Интересно:  Опасные растения России: список, описание, фото и видео

Использование в деятельности человека:

  • пищевая промышленность;
  • переработка отходов;
  • разработка лекарств;
  • объекты исследований.

Вред от грибов:

  • порча продуктов питания и различных изделий;
  • возбудители заболеваний и аллергических реакций;
  • отравления и микотоксикозы.

Методы изучения биологии

Первыми методами исследования в биологии были наблюдение, сравнение, описание и классификация. С развитием науки и техники люди получили больше возможностей и способов изучения окружающего мира.

Современные методы:

  1. Наблюдение и описание с древних времен применяются разными учеными. Сейчас используется в том числе оптическая аппаратура. Метод подразумевает наблюдение, описание и анализ полученных знаний. Используется в ботанике, экологии, зоологии и генетике.
  2. Сравнительный метод устанавливает родство разных видов в результате эволюции, закономерности появления и развития живых организмов. Используется в эмбриологии, палеонтологии и анатомии.
  3. Эксперименты позволяют повторять одно и тоже явление несколько раз в необходимых условиях.
  4. Исторический метод помогает найти закономерности происхождения и развития живых организмов.
  5. Метод моделирования позволяет искусственно воспроизвести любой процесс. В том числе такой, который уже невозможно увидеть в живой природе.

Принципы биологии

Биология состоит из нескольких научных разделов, но все они объединены пятью принципами в одно целое.

Клеточная теория

Трехмерная модель органических клеток
Трехмерная модель органических клеток

Живые организмы состоят из одной или нескольких клеток и внеклеточного вещества. Это основополагающее утверждение теории. Клетки похожи по строению, хотя имеют разный размер и форму. Они размножаются делением существующих клеток. Многоклеточные организмы появляются на свет в результате оплодотворения яйцеклетки.

Клеточная теория описывает строение, размножение, функционирование и взаимодействие клеток друг с другом и окружающей средой.

Эволюция

Все живые организмы на Земле имеют одно происхождение. Это объясняет похожее строение клеток и процессы, происходящие в них. По Дарвину, развитие происходит в результате естественного (выживание в природе) или искусственного отбора (когда человек сам выводит новые породы животных и сорта растений).

В рамках синтетической теории эволюции была выдвинута еще одна причина изменения живых существ – генетический дрейф. При передаче генов из поколения в поколение частота их распределения может нарушаться по разным причинам (катастрофические природные явления, гибель живых организмов или деятельность человека).

Теория гена

Гены – элементарные единицы наследственности. Они передают форму и функции живых организмов из поколения в поколение. Совокупность генов – это генотип. Он хранится в одной или нескольких хромосомах, длинных цепочках ДНК. Число их у разных видов не повторяется.

Гены изменяются и могут мутировать в ответ на воздействие окружающей среды. Это может стать причиной патогенных процессов в организме и заболеваний. Все живые организмы на Земле обладают одинаковыми основными механизмами, предназначенными для копирования ДНК и синтеза белка.

Гомеостаз

Гомеостаз – это саморегуляция и сохранение постоянства внутренней среды живыми организмами. Например, тело человека поддерживает постоянную температуру в здоровом состоянии. С гомеостазом связаны и более глобальные процессы в биосистемах: растения поддерживают постоянную концентрацию кислорода в атмосфере Земли.

Энергия

Благодаря изучению энергии люди смогли найти альтернативные источники ее применения
Благодаря изучению энергии люди смогли найти альтернативные источники ее применения

Энергия – это непременное условие поддержания жизни всех организмов. Она получается из веществ, служащих пищей, или с помощью некоторых химических реакций. Растения путем фотосинтеза преобразуют солнечную энергию в химическую с помощью воды и минералов. Часть ее уходит на поддержание жизни, другая – теряется в виде отходов жизнедеятельности и тепла.

Интересный факт: за полчаса человеческое тело может произвести достаточно тепла, чтобы вскипятить 2 литра воды.

Кто такие биологи

Биолог должен разбираться в большом количестве дисциплин, чтобы преуспевать в профессии
Биолог должен разбираться в большом количестве дисциплин, чтобы преуспевать в профессии

Биолог – это человек, который занимается изучением растений и животных. Большинство ученых проводят исследования в достаточно узкой области:

  1. Ботаники изучают и классифицируют растения, выявляют взаимосвязь растений с человеком, открывают новые виды.
  2. Зоологи занимаются исследованием животных и их заболеваний, выведением новых видов. Эти ученые ищут способы сохранить исчезающие виды обитателей Земли.
  3. Микробиологи в основном занимаются поиском методов борьбы с заболеваниями. Они изучают различные микроорганизмы и их взаимодействие.
Интересно:  Цветные мотыльки - интересные факты, фото и видео

У профессии ученого-биолога есть свои плюсы и минусы. Сначала рассмотрим положительные черты:

  1. Возможность путешествовать с целью исследования окружающего мира. Так можно увидеть разные страны и познакомиться с культурой их народов.
  2. Высокая зарплата.
  3. Возможность помогать людям бороться с заболеваниями.
  4. Новые знакомства и самореализация.

Теперь немного отрицательных моментов:

  1. Профессия биолога не пользуется спросом на рынке труда.
  2. Нужно много учиться и иметь глубокие знания по профессии.
  3. Ученым часто приходится проводить много времени в лабораториях. Из-за этого получается редко видеть близких и друзей.

Профессия биолога очень увлекательная, несет пользу и помощь людям. Она имеет свои плюсы и минусы.

Уровни организации жизни

Окружающая среда – это совокупность биосистем разного уровня организации. На каждом из них появляются новые свойства живых организмов. Эти уровни отражают ход процесса эволюции. Их выделение дает возможность изучать жизнь в качестве сложного природного явления.

Схема уровней организации жизни
Схема уровней организации жизни

Следует отметить каждый из уровней:

  • молекулярный – взаимодействие молекул, из которых состоят клетки;
  • клеточный – изучение элементарных единиц всех живых организмов;
  • тканевой – схожие клетки объединяются в ткани;
  • органный – все органы имеют свое строение и функции;
  • организменный – уровень отдельных организмов;
  • популяционно-видовой – все схожие особи объединяются в один вид;
  • биогеоценотический – виды обитателей Земли взаимодействуют друг с другом и окружающим миром;
  • биосферный – системы живых организмов и абиотических факторов внешней среды обусловливают все природные явления.

Для чего нужна биология

Биологические знания имеют много сфер практического применения. Человечество научилось создавать новые сорта растений и выводить новые породы животных. Все это может быть использовано в сельском хозяйстве и позволяет решить проблему нехватки продуктов питания. Ученые обнаружили много новых способов лечения заболеваний. С помощью биологических открытий можно отсрочить старение и продлить жизнь. Экологи успешно решают проблемы загрязнения окружающей среды.

Интересный факт: некоторые металлы убивают бактерии. Например, медь и серебро. Дверные ручки каждый день трогает множество людей. В таких местах скапливаются бактерии. По этой причине ручки часто делают из медных сплавов.

Это далеко не все, что можно сделать с помощью знаний о мире и организмах, населяющих его. С развитием технического прогресса наука сильно вырвалась вперед. Человечество еще ждет много новых и удивительных открытий.

Интересное видео о биологии

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Поделиться с друзьями

Эксперт и постоянный автор научно-популярного журнала: «Как и Почему». Свидетельство о регистрации средства массовой информации ЭЛ № ФС 77 - 76533. Издание «Как и почему» kipmu.ru входит в список социально значимых ресурсов РФ (определяет Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации).

Оцените автора
( 3 оценки, среднее 4.67 из 5 )
Научно-популярный журнал: «Как и Почему»
Подписаться
Уведомление о
guest

0 Комментарии
Встроенная обратна связь
Просмотр всех комментариев

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: