Продвижение науки - это удел талантливых и трудолюбивых людей, которые не побоялись в свое время выдвинуть именно свою гипотезу, предложить проект, изобрести новое устройство. Совершенствуясь, человечество за каждое тысячелетие увидело множество особенных, интересных и важных открытий в области биологии. Кто те самые люди, которые прославили Россию? Кто эти известные биологи?
От античности до XIX века
Известные биологи и их открытия начали появляться уже давно. Еще в античные времена, когда даже речи не шло о такой науке, появлялись люди, которые хотели постигнуть тайны окружающего мира. Это такие знаменитые личности, как Аристотель, Плиний, Диоскорид.
Биология как наука начала зарождаться ближе к 17-му веку. Появлялась систематика живых организмов, зарождались такие дисциплины, как микробиология, физиология. Продолжала развиваться анатомия: произошло открытие второго круга кровообращения, впервые были изучены эритроциты и сперматозоиды животных. Известные биологи того времени - это А. Левенгук, Т. Морган.
XIX и XX века - это пик появления новых открытий, которые изменили мир. Самые известные биологи, жившие в то время, смогли колоссально изменить ход развития науки. Значимость 19-20-го веков невозможно переоценить, ведь основные гипотезы и инновации появились как раз в это время, причем не только в биологии, но и в других сферах науки. Наверное, самые важные исследования проводились только благодаря таким личностям, как Павлов, Вернадский, Мечников и многие другие известные биологи России.
Жан Батист Ламарк
Родился в 1744 году в Пикардии. Выдвинул свою гипотезу эволюции жизни на земле, за что его прозвали предшественником Дарвина. Также Ламарк ввел и положил начало таким дисциплинам, как зоология и палеонтология беспозвоночных животных.
Антони ван Левенгук (1632-1723)
После смерти отца Левенгук начал работать обычным шлифовальщиком стекла. Через несколько лет он стал мастером в своем деле, что помогло ему сконструировать собственный микроскоп 200-кратного увеличения. С помощью этого открыл свободноживущие организмы - бактерии и протистов.
Также ученый первый доказал, что кровь представляет собой жидкость с большим количеством клеток. Клетки крови, эритроциты, также были открыты Левенгуком.
Иван Петрович Павлов
И. П. Павлов родился в Рязани в 1849 году. После окончания духовной семинарии в родном городе он решил связать свою жизнь с наукой. Будущий ученый окончил медико-хирургическую академию, переняв у преподавателей мастерское владение скальпелем. Каких же успехов достигали самые известные биологи 19-го века?
Павлова была основана на функциях нервной системы. Он изучал строение головного мозга, процесс передачи нервного импульса. Также ученый занимался исследованиями пищеварительной системы, за что в 1904 году получил Нобелевскую премию. До самой смерти И. П. Павлов проработал ректором Института физиологии Академии наук.
Как и все известные биологи, Павлов потратил большую часть своей жизни на науку. Около 35 лет он занимался исследованиями, связав работу центральной нервной системы с особенностями психологического поведения. Ученый стал основателем нового направления в науке - физиологии высшей нервной деятельности. Исследования проводились в лаборатории, психических больницах и питомниках для животных. В общем, все условия для нормальной работы были предоставлены самим правительством СССР, т. к. результаты исследований помогли сделать большой шаг на пути к научной революции в области нервной деятельности.
Владимир Иванович Вернадский
Практически все известные биологи России были физиками, математиками. Яркий пример - В. И. Вернадский, великий мыслитель, естествоиспытатель, исследователь.
Вернадский родился в 1863 году в Петербурге. Окончив физико-математический факультет Петербуржского университета, он начал изучать свойства радиоактивных элементов, состав земной коры, строение минералов. Его исследования дали толчок для основания новой дисциплины - биогеохимии.
Вернадский также выдвинул свою гипотезу о развитии биосферы, по которой все организмы представляют собой живое вещество. Вовлекая радиоактивную солнечную энергию в круговорот веществ, он объединял живое и неживое в одну биологическую систему.
Илья Ильич Мечников
Известные биологи 19-го века сделали множество открытий в области физиологии и иммунологии человека.
Мечников родился в 1845 году в селе Ивановка Харьковской губернии, окончил в 1862 году школу и поступил на физико-математический факультет Харьковского университета. После окончания учебы в вузе ученый начал свои исследования в области эмбриологии беспозвоночных.
В 1882 году Мечников встречается с Луи Пастером, который предлагает ему хорошую работу в Пастеровском университете. Там Илья Ильич проработал еще несколько лет. За это время он не только сделал несколько немаловажных открытий в области эмбриологии, но также начал изучение такого явления, как фагоцитоз. Собственно, Мечникову и удалось впервые открыть его на примере лейкоцитов.
В 1908 году ученый получил Нобелевскую премию за развитие иммунологии и медицины. Благодаря его исследованиям эти дисциплины смогли подняться на новый уровень развития.
Мечников до конца своей жизни проработал в Парижском университете и умер после нескольких инфарктов.
Николай Иванович Вавилов
Известные биологи России могут похвастаться значимостью своих открытий. Не стал исключением и Н. И. Вавилов - микробиолог, ботаник, физиолог растений, астроном и географ.
Вавилов родился в 1887 году в Москве. С самого раннего детства он увлекался сбором растений, составлением гербариев, изучением свойств химических веществ. Неудивительно, что его будущим местом учебы станет Московский сельскохозяйственный институт, где он смог проявить свой талант.
Важнейшее открытие Вавилова - это который объясняет параллелизм в наследовании признаков нескольких поколений организмов. Ученый выяснил, что у близкородственных видов встречаются одинаковые аллели одного и того же гена. Это явление используется в селекции, чтобы предугадать возможные свойства растений.
Дмитрий Иосифович Ивановский (1864-1920)
Известные биологи работали не только в области ботаники, анатомии, физиологии, но и продвигали новые дисциплины. Например, Д. И. Ивановский внес свой вклад в развитие вирусологии.
Ивановский окончил Петербургский университет в 1888 году на кафедре ботаники. Под руководством талантливых преподавателей он изучал физиологию растений и микробиологию, что дало ему возможность найти исходный материал для его будущего открытия.
Дмитрий Иосифович проводил свои исследования на табаке. Он заметил, что возбудитель не виден в самый мощный микроскоп и не растет на обычных питательных средах. Чуть позже он сделал вывод, что существуют организмы неклеточного происхождения, которые и вызывают подобные заболевания. Ивановский назвал их вирусами, и с тех самых пор было положено начало такому разделу биологии, как вирусология, чего не смогли добиться другие известные биологи мира.
Заключение
Это не полный список ученых, которые смогли своими исследованиями прославить Россию. Известные биологи и их открытия дали толчок для качественного развития науки. Поэтому мы можем справедливо называть 19-20-й века пиком научной деятельности, временем великих открытий.
Химия и биология XIX векаРеферат по курсу «Концепции современного естествознания»
Р. Левентов
Химия
В конце XVIII века Лавуазье заложил основы современной химии. Вслед за Ломоносовым
Лавуазье пришел к выводу, что увеличение массы металлов при окислении должно быть
связано с поглощением воздуха. Позднее он впервые провел синтез и разложение воды, а
также доказал, что воздух является смесью двух простых газов и развенчал теории
флогистона. Лавуазье в 1787 году предложил новую рациональную номенклатуру
химических соединений, созданную им вместе со знаменитыми французскими химиками К.
Бертолле, А. Фуркруа и Л. Гитоном де Морво. В докладе Парижской Академии наук авторы
подчеркивали: «В соответствии с предложенной нами программой мы обратили особое
внимание на наименования простых тел, поскольку названия сложных тел должны
получаться из названий простых».
В своей новой химической системе Лавуазье впервые разделил вещества на химические
элементы (среди которых он выделил металлы и неметаллы, а также два «невесомых
флюида» - свет и теплород и, кроме того, так называемые «земли»: известь CaO, магнезит
MgO, барит BaO, глинозем Al2O3, кремнезем SiO2. Лавуазье подозревал сложность состава
этих веществ, но в то время они не были еще разложены, и поэтому ученый причислял их к
элементам) и химические соединения.
Таким образом, Лавуазье систематизировал совокупность химических знаний в рамках
созданной им общей теории. Открытие простых газов и газовых законов на рубеже 18-19 вв.
подготовило почву для разработки молекулярной теории, важнейший вклад в которую внесли
британский ученый Джон Дальтон, итальянец Амадео Авогадро и швед Йенс Якоб
Берцелиус.
Дальтон развил в своих исследованиях представления Ньютона, изложенные в его работе
«Математические начала натуральной философии», опубликованной в 1687 году. Ньютон
показал, что газ состоит из мельчайших материальных частичек, силы отталкивания между
которыми растут пропорционально уменьшению расстояния между ними. Дальтон считал,
что отталкивание происходит только между частицами определенного вида газа, в то время
как частицы других видов газов не должны отталкиваться.
Результаты своих определений весов мельчайших частиц Дальтон обобщил в 1803 году в
таблице, озаглавленной «Соотношения весов мельчайших частиц газообразных и других
тел». Приняв за единицу атомную массу водорода, Дальтон определил относительные
атомные массы азота (4), углерода (4,5), кислорода (5,66), серы (17), воды (6,66) и других
веществ. Дальтон пользовался атомной теорией как основой для новой химической
символики.
Хотя сделанные Дальтоном определения атомных весов были недостаточно точными,
разработанная английским ученым атомистическая теория внесла в химию первые ясные
представления о строении элементов и их соединений и позволила количественно объяснить
и предвидеть химические явления, отчетливо показала важность теоретических построений
| Page 2 |
для развития экспериментальных химических исследований. Большинство химиков тотчас
восприняло основные положения теории Дальтона и стало развивать их.
Свою научную деятельность Авогадро начал с изучения электрических явлений. Большое
внимание уделял он также исследованиям в области электрохимии, пытаясь найти связь
между электрическими и химическими явлениями, что привело его к созданию своеобразной
электрохимической теории. В этом отношении его исследования соприкасались с работами
Берцелиуса. Но в историю физики Авогадро вошел как открыватель одного из важнейших
законов молекулярной физики.
В 1811 году появилась статья Авогадро «Очерк метода определения относительных масс
элементарных молекул тел и пропорций, согласно которым они входят в соединения».
Излагая основные представления молекулярной теории, Авогадро показал, что она не только
не противоречит газовым законам Гей-Люссака, но напротив, прекрасно согласуется с ними и
открывает возможность точного определения атомных масс, состава молекул и характера
происходящих химических реакций.
В 1814 году появляется вторая статья Авогадро «Очерк об относительных массах молекул
простых тел, или предполагаемых плотностях их газа, и о конституции некоторых из их
соединений». Здесь четко формулируется закон Авогадро: «…равные объемы газообразных
веществ при одинаковых давлениях и температурах отвечают равному числу молекул, так что
плотности различных газов представляют собою меру масс молекул соответствующих
газов».
В 1821 году в статье «Новые соображения о теории определенных пропорций в соединениях
и об определении масс молекул тел» Авогадро подвел итог своей почти десятилетней работы
в области молекулярной теории и распространил свой метод определения состава молекул на
целый ряд органических веществ. В этой же статье он показал, что другие химики, прежде
всего Дальтон, Дэви и Берцелиус, не знакомые с его работами, продолжают придерживаться
неверных взглядов на природу многих химических соединений и характер происходящих
между ними реакций.
Йенс Якоб Берцелиус уточнил определения атомных масс Дальтона. Уже до Берцелиуса
Дальтон пользовался атомной теорией для новой химической символики. Дальтон отбросил
использующиеся в то время химические знаки, которые не отражали количественного
состава соединений, и предложил для каждого элемента символ, обозначающий его атом.
Однако, формулы, предложенные Дальтоном, не всегда давали представление об истинном
числе атомов, образующих соединение; количественный элементарный анализ позволял
ученому лишь судить об относительных массах элементов, входящих в состав соединения.
Берцелиус с большим успехом применил закон Гей-Люссака для определения состава и
количественных характеристик многих элементов и соединений. Со времени публикации
своих первых работ Берцелиус поддерживал тесные личные связи с химиками во многих
странах, что помогало ему создать четкое представление о мировом уровне разработки
научных проблем. Берцелиусом были подвергнуты анализу 2000 соединений, образованных
43 элементами. Результатом работ было усовершенствование старых и создание новых
методов анализа, изобретение новых приборов, развитие техники лабораторных работ.
Одним из наиболее значительных научных достижений Берцелиуса было создание им
таблицы атомных масс. Существенную помощь при этом ему оказал закон объемных
| Page 3 |
отношений газов, установленный Гей-Люссаком. Значение этого закона Берцелиус понял
сразу же после ознакомления с работой французского ученого, относящейся к 1808 году.
Первую таблицу атомных масс Берцелиус опубликовал в 1814 году. В отличии от Дальтона
Берцелиус принял за основу для расчетов атомную массу кислорода, а не водорода. Атомную
массу шведский ученый принял равной 100. Ж.С. Стас впоследствии пересчитал атомные
массы элементов, приняв атомную массу кислорода равной 16. С 1818 года по 1826
Берцелиус несколько раз исправлял значения атомных масс.
В результате этих исследований Берцелиус значительно уточнил величины атомных масс,
определенные Дальтоном. Тем самым были созданы предпосылки систематизации элементов
на основе их атомных масс. Эти тщательно выполненные исследования позволили
Берцелиусу сделать атомистическую модель основной химии.
Берцелиус разработал электрохимическую теорию. Приняв за основу электрохимические
положения Дэви, Берцелиус считал причиной соединения элементов в определенном
отношении электрическую полярность атомов. Учение об электричестве позволило дать
простое объяснение природе, например, такого распространенного в химии явления, как
образование солей. Оказалось, что суть этого явления заключается во взаимной
нейтрализации положительных и отрицательных зарядов мельчайших частичек вещества. На
основе разработанной им теории Берцелиус сделал принципиально важный вывод; все
химические элементы состоят из отрицательных и положительных веществ. Но
электрохимическая теория Берцелиуса затруднила признание гипотезы Авогадро, имеющей
большую область применения в химии.
Существенное значение для превращения химии в точную науку имело усовершенствование
Берцелиусом химической номенклатуры и создание им символики, близкой к современным
обозначениям элементов и их соединений. Она заменила символику Дальтона, в которой
чувствовалось влияние алхимических знаков. Для обозначения химических элементов
Берцелиус предложил применять начальные буквы их латинских названий.
Исходя из своей электрохимической теории Берцелиус предложил принцип наименования
соединений, состоящих из положительных элементов и отрицательных частей. В своей
химической символике Берцелиус хотел отобразить соотношение элементов в соединениях.
Созданный Берцелиусом «химический язык» позволил простым и наглядным способом
сопоставить особенности химических явлений с составом взаимодействующих молекул. Тем
самым этот язык в значительной мере способствовал взаимопониманию химиков разных
стран и укреплению их научных контактов.
В результате своих работ Берцелиус открыл несколько новых элементов. Так вместе с
Хизингером Берцелиус открыл элемент церий. Берцелиус выделил из шлака свинцовых
камер неизвестный доселе элемент - селен. Берцелиус открыл в минерале элемент торий.
Вместе со своим учеником Н.Г. Сефстеремом Берцелиус обнаружил новый элемент ванадий.
Впоследствии Берцелиусу удалось получить элементы, оксиды которых уже были известны;
кремний, цирконий, титан, тантал.
Будучи одним из лучших знатоков химии своего времени, Берцелиус объяснил с единой
точки зрения многие факты и понятия, ранее казавшиеся не связанными друг с другом. Так,
даже горные породы и минералы подаренной ему коллекции Берцелиус расположил не в
соответствии с общепринятой тогда кристаллографической систематизацией Р.Ж. Аюи, а по
их химическому составу.
Середина XIX века в истории химии прошла под знаком попыток упорядочить обширные
| Page 4 |
накопленные данные о количественных и качественных свойствах химических элементов в
единую стройную систему, которые привели к созданию Д. И. Менделеевым периодического
закона в 1969 году.
В 1829 году немецкий химик Иоганн Вольфганг Деберейнер предпринял первую значимую
попытку систематизации элементов. Он заметил, что некоторые сходные по своим свойствам
элементы можно объединить по три в группы, которые он назвал триадами, например, литий,
натрий и калий; хром, бром и иод.
Сущность предложенного закона триад Деберейнера состояла в том, что атомная масса
среднего элемента триады была близка к полусумме (среднему арифметическому) атомных
масс двух крайних элементов триады.
Несмотря на то, что триады Деберейнера в какой-то мере являются прообразами
менделеевских групп, эти представления в целом еще слишком несовершенны. Отсутствие
магния в едином семействе кальция, стронция и бария или кислорода в семействе серы,
селена и теллура является результатом искусственного ограничения совокупностей сходных
элементов лишь тройственными союзами. Очень показательна в этом смысле неудача
Деберейнера выделить триаду из четырех близких по своим свойствам элементов: фосфора,
мышьяка, сурьмы и висмута. Деберейнер отчетливо видел глубокие аналогии в их
химических свойствах, но, заранее ограничив себя поисками триад, он не смог найти верного
решения. Спустя полвека Лотар Майер скажет, что если бы Деберейнер хоть ненадолго
отвлекся от своих триад, то он сразу же увидел бы сходство всех этих четырех элементов
одновременно.
Хотя разбить все известные элементы на триады Деберейнеру, естественно, не удалось, закон
триад явно указывал на наличие взаимосвязи между атомной массой и свойствами элементов
и их соединений. Все дальнейшие попытки систематизации основывались на размещении
элементов в соответствии с их атомными массами.
Идеи Деберейнера были развиты другим немецким химиком Леопольдом Гмелиным,
который показал, что взаимосвязь между свойствами элементов и их атомными массами
значительно сложнее, нежели триады. В 1843 году Гмелин опубликовал таблицу, в которой
химически сходные элементы были расставлены по группам в порядке возрастания
соединительных (эквивалентных) весов. Элементы составляли триады, а также тетрады и
пентады (группы из четырех и пяти элементов), причем электроотрицательность элементов в
таблице плавно изменялась сверху вниз.
В 1850-х годах Макс фон Петтенкофер и Жан Дюма предложили «дифференциальные
системы», направленные на выявление общих закономерностей в изменении атомного веса
элементов, которые детально разработали немецкие химики Адольф Штреккер и Густав
Чермак.
В начале 60-х годов XIX века появилось сразу несколько работ, которые непосредственно
предшествовали Периодическому закону.
Александр де Шанкуртуа располагал все известные в то время химические элементы в
единой последовательности возрастания их атомных масс и полученный ряд наносил на
поверхность цилиндра по линии, исходящей из его основания под углом 45° к плоскости
основания. При развертывании поверхности цилиндра оказывалось, что на вертикальных
линиях, параллельных оси цилиндра, находились химические элементы со сходными
свойствами. Так, на одну вертикаль попадали литий, натрий, калий; бериллий, магний,
| Page 5 |
кальций; кислород, сера, селен, теллур и т. д.
Недостатком спирали де Шанкуртуа было то обстоятельство, что на одной линии с близкими
по своей химической природе элементами оказывались при этом и элементы совсем иного
химического поведения. В группу щелочных металлов попадал марганец, в группу кислорода
и серы - ничего общего с ними не имеющий титан.
Вскоре после спирали де Шанкуртуа английский ученый Джон Ньюлендс сделал попытку
сопоставить химические свойства элементов с их атомными массами. Расположив элементы
в порядке возрастания их атомных масс, Ньюлендс заметил, что сходство в свойствах
проявляется между каждым восьмым элементом. Найденную закономерность Ньюлендс
назвал законом октав по аналогии с семью интервалами музыкальной гаммы. В своей
таблице он располагал химические элементы в вертикальные группы по семь элементов в
каждой и при этом обнаружил, что (при небольшом изменении порядка некоторых
элементов) сходные по химическим свойствам элементы оказываются на одной
горизонтальной линии.
Джон Ньюлендс, безусловно, первым дал ряд элементов, расположенных в порядке
возрастания атомных масс, присвоил химическим элементам соответствующий порядковый
номер и заметил систематическое соотношение между этим порядком и физико-химическими
свойствами элементов. Он писал, что в такой последовательности повторяются свойства
элементов, эквивалентные веса (массы) которых отличаются на 7 единиц, или на значение,
кратное 7, т. е. как будто бы восьмой по порядку элемент повторяет свойства первого, как в
музыке восьмая нота повторяет первую.
Ньюлендс пытался придать этой зависимости, действительно имеющей место для легких
элементов, всеобщий характер. В его таблице в горизонтальных рядах располагались
сходные элементы, однако в том же ряду часто оказывались и элементы совершенно
отличные по свойствам. Кроме того, в некоторых ячейках Ньюлендс вынужден был
разместить по два элемента; наконец, таблица не содержала свободных мест; в итоге закон
октав был принят чрезвычайно скептически.
В 1864 году Уильям Одлинг опубликовал таблицу, в которой элементы были размещены
согласно их атомным весам и сходству химических свойств, не сопроводив ее, однако,
какими-либо комментариями.
В том же 1864 году появилась первая таблица немецкого химика Лотара Мейера; в нее были
включены 28 элементов, размещенные в шесть столбцов согласно их валентностям. Мейер
намеренно ограничил число элементов в таблице, чтобы подчеркнуть закономерное
(аналогичное триадам Деберейнера) изменение атомной массы в рядах сходных элементов.
В 1870 году вышла работа Мейера, содержащая новую таблицу под названием «Природа
элементов как функция их атомного веса», состоявшая из девяти вертикальных столбцов.
Сходные элементы располагались в горизонтальных рядах таблицы; некоторые ячейки Мейер
оставил незаполненными.
Дмитрий Иванович Менделеев в 1869 году опубликовал сообщение о систематизации
известных тогда элементов. Менделеев разместил элементы в порядке возрастания атомных
масс. Он использовал этот принцип, поскольку он проанализировал работы Дальтона по
установлению связи между количественными и качественными свойствами веществ.
| Page 6 |
Важнейшим из количественных свойств элементов в то время была атомная масса. Ученый
считал, что свойства элементов и их соединений зависят от величины атомных масс
элементов. Этот закон лег в основу созданной им системы элементов.
В марте 1869 года русский химик Дмитрий Иванович Менделеев представил Русскому
химическому обществу сообщение об открытии им Периодического закона химических
элементов. В том же году вышло первое издание менделеевского учебника «Основы химии»,
в котором была приведена его периодическая таблица. В ноябре 1870 года он доложил РХО
статью «Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств неоткрытых
элементов», в которой Менделеев впервые употребил термин «периодический закон» и
указал на существование нескольких не открытых еще элементов.
В 1871 году в итоговой статье «Периодическая законность химических элементов»
Менделеев дал следующую формулировку Периодического закона: «свойства простых тел, а
также формы и свойства соединений элементов, а потому и свойства образуемых ими
простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса». Тогда же
Менделеев придал своей периодической таблице вид, ставший классическим (т. н.
короткопериодный вариант).
В отличие от своих предшественников, Менделеев не только составил таблицу и указал на
наличие несомненных закономерностей в численных величинах атомных масс, но и решился
назвать эти закономерности общим законом природы. На основании предположения, что
атомная масса предопределяет свойства элемента, он взял на себя смелость изменить
принятые атомные веса некоторых элементов и подробно описать свойства не открытых еще
элементов. Для предсказания свойств простых веществ и соединений Менделеев исходил из
того, что свойства каждого элемента являются промежуточными между соответствующими
свойствами двух соседних элементов в группе периодической таблицы (то есть сверху и
снизу) и одновременно двух соседних элементов в периоде (слева и справа) (т. н. «правило
звезды»).
В 1886 году немец Винклер открыл германий, свойства которого прекрасно совпадали со
свойствами предсказанного Менделеевым экасилиция. Это открытие, а также открытие
галлия в 1875 году и стало подтверждением периодического закона. В 1890 году закон
получил всеобщее признание. Новые знания о структуре атома, полученные в начале 20
столетия уточнили периодический закон и позволили глубже понять его.
Органическая химия как наука появилась в 1828 году когда Фридрих Велер впервые получил
органическое вещество - мочевину - в результате упаривания водного раствора цианата
аммония.
Важным этапом стала разработка теории валентности Купером и Кекуле в 1857 году, а также
теории химического строения Бутлеровым в 1861 году.
Бутлеров впервые объяснил явление изомерии тем, что изомеры - это соединения,
обладающие одинаковым элементарным составом, но различным химическим строением. В
свою очередь, зависимость свойств изомеров и вообще органических соединений от их
химического строения объясняется существованием в них передающегося вдоль связей
«взаимного влияния атомов», в результате которого атомы в зависимости от их структурного
окружения приобретают различное «химическое значение». Самим Бутлеровым и особенно
его учениками В. В. Марковниковым и А. Н. Поповым это общее положение было
конкретизировано в виде многочисленных «правил». Уже в XX веке эти правила, как и вся
концепция взаимного влияния атомов, получили электронную интерпретацию.
| Page 7 |
В основу этих теорий были положены четырехвалентность углерода и его способность к
образованию цепей. В 1865 году Кекуле предложил структурную формулу бензола, что стало
одним из важнейших открытий в органической химии. В 1875 году Вант-Гофф и Ле Бель
предложили тетраэдрическую модель атома углерода, по которой валентности углерода
направлены к вершинам тетраэдра, если атом углерода поместить в центр этого тетраэдра.
Во время классической химии основополагающими были три закона; закон сохранения
массы, закон постоянных отношений элементов в веществах и закон Авогадро. Во второй
половине XIX века химическая теория обогатилась еще двумя закономерностями: учением о
строении органических соединений и периодическим законом. Это позволило химикам
глубже понять смысл процессов. Научное рассмотрение производственных процессов
превратило химию в непосредственно производительную силу.
Биология
Клеточная теория
К началу XIX века ученые обладали лишь самыми базовыми представлениями о клетке,
сформировавшимися еще во времена пионера микроскопии Антони Левенгука. За первую
четверть XIX века произошло значительное углубление представлений о клеточном строении
растений, что связано с существенными улучшениями в конструкции микроскопа (в
частности, созданием ахроматических линз).
Линк и Молднхоуэр устанавили наличие у растительных клеток самостоятельных стенок.
Выяснилось, что клетка есть некая морфологически обособленная структура. В 1831 году
Моль доказал, что даже такие, казалось бы, неклеточные структуры растений, как
водоносные трубки, развиваются из клеток.
Мейен в «Фитотомии» (1830) описал растительные клетки, которые «бывают или
одиночными, так что каждая клетка представляет собой особый индивид, как это встречается
у водорослей и грибов, или же, образуя более высоко организованные растения, они
соединяются в более и менее значительные массы». Мейен обратил внимание на
самостоятельность обмена веществ каждой клетки.
В 1831 году Роберт Браун описал клеточное ядро и высказал предположение, что оно
является составной частью растительной клетки.
Развитие представлений о микроскопическом строении тканей животных связано прежде
всего с исследованиями чешского физиолога Пуркинье. Пуркинье и его ученики (особенно
следует выделить Г. Валентина) выявили в первом и самом общем виде микроскопическое
строение тканей и органов млекопитающих (в том числе и человека). Пуркинье и Валентин
сравнивали отдельные клетки растений с частными микроскопическими тканевыми
структурами животных, которые Пуркинье чаще всего называл «зернышками» (для
некоторых животных структур в его школе применялся термин «клетка»).
В 1837 году Пуркинье выступил в Праге с серией докладов. В них он сообщил о своих
наблюдениях над строением желудочных желез, нервной системы и т. д. В таблице,
приложенной к его докладу, были даны ясные изображения некоторых клеток животных
тканей. Тем не менее установить гомологию клеток растений и клеток животных Пуркинье
| Page 8 |
не смог. Во-первых, под «зернышками» он понимал то клетки, то клеточные ядра; во-вторых,
термин «клетка» тогда понимался буквально как «пространство, ограниченное стенками».
Впервые сформулировать принципы клеточной теории удалось немецкому цитологу Теодору
Шванну. На представления Шванна оказала сильное влияние школа Пуркинье. Шванн нашел
правильный принцип сравнения клеток растений и элементарных микроскопических
структур животных. Шванн смог установить гомологию и доказать соответствие в строении
и росте элементарных микроскопических структур растений и животных.
На значение ядра в клетке Шванна натолкнули исследования Шлейдена, у которого в 1838
году вышла работа «Материалы по фитогенезу». Поэтому Шлейдена часто называют
соавтором клеточной теории. Но основная идея клеточной теории - соответствие клеток
растений и элементарных структур животных - была чужда Шлейдену. Он сформулировал
теорию новообразования клеток из бесструктурного вещества, согласно которой сначала из
мельчайшей зернистости конденсируется ядрышко, вокруг него образуется ядро, являющееся
образователем клетки (цитобластом). Однако эта теория опиралась на неверные факты.
В 1838 году Шванн опубликовал 3 предварительных сообщения, а в 1839 году появилось его
классическое сочинение «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и
росте животных и растений», в самом заглавии которого выражена основная мысль
клеточной теории. В первой части книги рассматривается строение хорды и хряща,
показывая, что их элементарные структуры - клетки - развиваются одинаково. Далее
Шванн доказывает, что микроскопические структуры других тканей и органов животного
организма - это тоже клетки, вполне сравнимые с клетками хряща и хорды. Во второй части
книги сравниваются клетки растений и клетки животных и показывается их соответствие. В
третьей части развиваются теоретические положения и формулируются принципы клеточной
теории.
Именно исследования Шванна оформили клеточную теорию и доказали (на уровне знаний
того времени и со множеством ошибок) единство элементарной структуры животных и
растений. Ф. Энгельс утверждал, что создание клеточной теории Шванном было одним из
трех величайших открытий в естествознании XIX века, наряду с законом превращения
энергии и эволюционной теорией.
С 1840-x годов учение о клетке оказывается в центре внимания всей биологии и бурно
развивается, превратившись в самостоятельную отрасль науки - цитологию. Для
дальнейшего развития клеточной теории существенное значение имело ее распространение
на простейших, которые были признаны свободно живущими клетками.
В 1841 польским эмбриологом Робертом Ремаком впервые подробно был описан процесс
деления тканевых клеток животных. До этого, в 1820-е годы, Прево, Дюма и другие
эмбриологи описали деление клеток при развитии лягушки. К этому моменту уже были
опубликованы работы Дюмортье (1832) и Моля (1835), в которых описывалось деление
клеток нитчатых водорослей, а также работа Моля (1838), в которой он описывал деление
клеток растений при развитии устьиц. Однако именно Ремак, по-видимому, первым связал
деление клетки с делением ядра.
Ремак настаивал на том, что клеточное ядро - это постоянная компонента клетки. Уже в
1852 году Ремак отстаивал идею о том, что новые клетки образуются только путем деления.
Наконец, к 1855 году одновременно с Р. Вирховом Ремак окончательно пришел к выводу, что
| Page 9 |
новые клетки появляются лишь в результате деления существующих клеток; этот вывод стал
одним из основных положений клеточной теории.
В середине XIX века изменилось представление о композиции клетки. Выяснилось
второстепенное значение клеточной оболочки, которая ранее признавалась самой
существенной частью клетки. На первый план учеными было выдвинуто значение
протоплазмы и ядра клеток.
Развитие цитологии во второй половине XIX века определили работы немецкого врача и
физиолога Рудольфа Вирхова. В развитии клеточной теории в XIX веке остро встают
противоречия, отражающие двойственный характер клеточного учения, развивавшегося в
рамках механистического представления о природе. Уже у Шванна встречается попытка
рассматривать организм как сумму клеток. Эта тенденция получает особое развитие в
«Целлюлярной патологии» Вирхова (1858).
Работы Вирхова оказали неоднозначное влияние на развитие клеточного учения. С одной
стороны, клеточная теория распространялась им на область патологии, что способствовало
признанию универсальности клеточного учения. Труды Вирхова закрепили отказ от теории
цитобластемы Шлейдона и Шванна, привлекли внимание к протоплазме и ядру, признанным
и наиболее существенными частями клетки. С другой стороны, Вирхов направил развитие
клеточной теории по пути чисто механистической трактовки организма.
Вирхов возводил клеток в степень самостоятельного существа, вследствие чего организм
рассматривался не как целое, а как просто сумма клеток. Этим игнорировалась целостность
организма, закономерности целого подменялись суммой частей.
Считая клетку всеобщим структурным элементом, клеточная теория рассматривала как
вполне гомологичные структуры тканевые клетки и гаметы, протисты и бластомеры.
Догматическая клеточная теория игнорировала специфичность неклеточных структур в
организме или даже признавала их, как это делал Вирхов, неживыми. В действительности, в
организме кроме клеток есть неклеточные ядерные структуры (синцитии, симпласты) и
безъядерное межклеточное вещество, обладающее способностью к метаболизму и потому
живое. Установить специфичность их жизнепроявлений и значение для организма является
задачей современной цитологии.
Проблема части и целого разрешалась ортодоксальной клеточной теорией метафизически:
все внимание переносилось на части организма - клетки или «элементарные организмы».
Ламаркизм
Ламаркизм - эволюционная концепция, основывающаяся на теории, выдвинутой в начале
XIX века французским биологом, ботаником и систематиком Жаном Батистом Ламарком в
трактате «Философия зоологии».
К началу XIX века, то есть ко времени, когда Ламарк писал свои книги, все идеи, имеющиеся
в его теории, уже были кем-либо выдвинуты. Ламарк лишь связал их воедино и создал на их
основе целостную теорию. Этими идеями были:
мысль об изменчивости видов под влиянием внешних условий;
мысль об изменении видов под влиянием упражнения и не упражнения органов;
идея об образовании видов в результате скрещивания двух других видов;
| Page 10 |
идея об общих родоначальных формах для определенных групп видов;
идея о допущении возможности резкого превращения одних организмов в другие
(например, рыб в птиц);
идея естественного возникновения организмов путем самозарождения;
идея о значении фактора времени в эволюции;
идея об иерархии и последовательности форм (т. н. «Лестница существ»);
идея единства плана строения разных организмов;
идея отбора.
Основой воззрений Ламарка стало положение о том, что материя и законы ее развития были
созданы творцом. Ламарк проанализировал сходства и различия между живой и неживой
материей и перечислил их. Важнейшим из таких отличий является способность реагировать
на внешние раздражители. Ламарк осознавал, что живая материя устроена гораздо сложнее,
чем мертвая, но все же не признавал за ней способности к жизни. По его мнению, причина
жизни лежит не в самом живом теле, а вне его.
Внешнее, по отношению к живому организму, пространство как бы пронизано вездесущими,
тонкими и неуловимыми флюидами, которые, соприкасаясь с особой организацией материи
(с живой материей), поддерживают в ней жизнь. Если живая материя разрушается, то
флюиды уже не могут поддерживать в ней жизнь. У сложно устроенных организмов влияние
этих флюидов происходит через нервную систему. Таким образом, живой организм
напоминает нечто вроде радиоприемника, улавливающего радиоволны и работающего под их
воздействием.
Ламарк считал, что жизнь может самопроизвольно зарождаться на Земле и продолжает
зарождаться в настоящее время. В XVII веке существовали представления о том, что для
самозарождения мышей необходима темнота и зерно, а для самозарождения червей -
гнилое мясо. Однако успехи науки XVIII века опровергли такие воззрения. Было замечено,
что черви в мясе не заводятся, если его предварительно не посетили мухи и т. п.
Тем не менее, Ламарк полагал, что глисты и кишечнополостные все же могут
самозарождаться. Одноклеточные, по его мнению, способны к самозарождению абсолютно
точно. Он считал, что никто не может доказать того, что все одноклеточные образовались
только в результате деления других одноклеточных, а не зародились сами под влиянием
тепла, влаги и электричества. По его мнению, такое самозарождение происходит в природе
постоянно.
Ламарк предполагал, что все животные и растения, имеющие более высокую организацию,
чем одноклеточные, появились в результате долговременного развития живых организмов.
Все организмы были поделены Ламарком на 14 классов и размещены на «Лестнице существ»
в следующем порядке:
Ступень 1: классы - Инфузории и Полипы;
Ступень 2: Лучистые и Черви;
Ступень 3: Насекомые и Паукообразные;
Ступень 4: Ракообразные и Кольчецы;
Ступень 5: Усоногие и Моллюски;
| Page 11 |
Ступень 6: Рыбы, Рептилии, Птицы и Млекопитающие.
«Лестница существ» отображает эволюцию животного мира, а не статичную его картину,
показывающую усложнение организации материи (как это было до Ламарка). Каждый
последующий класс произошел от предшествующего и обладает более сложной
организацией. Резкие скачки сложности организации, то есть то, что сейчас называется
ароморфозом, были названы Ламарком градациями. Ламарк думал, что они вызваны
внутренним стремлением живой материи к усложнению организации, такое стремление к
совершенству является свойством материи, заложенным в нее создателем. Эти скачки
происходят не в одночасье, чтобы они произошли, требуется очень много времени.
Целостное единство представляют собой только классы, в то время как виды, как считал
ученый, не представляют собой дискретной единицы и находятся в постоянном движении и
изменении. Границ между видами, по мнению Ламарка, нет, и переходы от одного вида к
другому происходят постепенно.
В пределах одного класса изменение форм происходит под воздействием внешних условий.
Такое изменение (прообраз идиоадаптации в современном дарвинистском учении) состоит из
следующих последовательных процессов:
изменение условий внешней среды;
изменение потребностей животного;
изменение его действий;
выработка новых привычек;
упражнение органов, необходимых для выработки этих привычек, и не упражнение
органов не нужных для этого;
изменение органов под влиянием длительного упражнения, или не упражнения (1-й
закон Ламарка);
закрепление изменений, произошедших в организме в результате передачи их по
наследству (2-й закон Ламарка).
Упражнение органов происходит в результате усиленного притока «жидкостей» под
воздействием воли животного. В качестве примера действия обстоятельств через привычку
Ламарк приводил жирафа: «Известно, что это самое высокое из млекопитающих животных
обитает во внутренних областях Африки и водится в местах, где почва почти всегда сухая и
лишена растительности. Это заставляет жирафа объедать листву деревьев и делать
постоянные усилия, чтобы дотянуться до нее. Вследствие этой привычки, существующей с
давних пор у всех особей данной породы, передние ноги жирафа стали длиннее задних, а его
шея настолько удлинилась, что это животное, даже не приподнимаясь на задних ногах,
подняв только голову, достигает шести метров в высоту».
Такое направление притока «жидкостей» возможно лишь у высокоорганизованных
животных. У низших животных и растений изменение органов возможно только
непосредственно под воздействием внешних условий, например как, изменение формы
листьев у водного лютика под водой и над водой.
Ламарк внес существенный вклад в развитие теории эволюции. Он создал первую целостную
теорию, в которой скомпоновал многие правильные идеи, выдвинутые в течение 2 столетий
до него. Его теория была во многом материалистическая, то есть не основанная на
| Page 12 |
абстрагированных от действительности теологических и философско-идеалистических
представлениях. В теории Ламарка ясно поставлен знак равенства между изменением
организма и его стремлением приспособиться к окружающей среде. Конечно, при уровне
развития науки в начале XIX века, Ламарк не мог ответить на многие вопросы с
материалистических позиций, а если и пытался делать это, то часто неправильно. Но все же
теория Ламарка стала важной вехой в развитии представлений об эволюции, и во многом
предопределило его дальнейшее направление.
Катастрофизм
Иным образом конкретизировалась идея развития в учении катастрофизма (Ж. Кювье, Л.
Агассис, А. Седжвик, У. Букланд, А. Мильн-Эдвардс, Р. И. Чурчисон, Р. Оуэн и др.). Здесь
идея биологической эволюции выступала как производная от более общей идеи развития
глобальных геологических процессов. Если Ламарк старался своей деистической позицией
отодвинуть роль божественного «творчества», отгородить органических мир от
вмешательства творца, то катастрофисты, наоборот, приближали бога к природе,
непосредственно вводили в свою концепцию представление о прямом божественном
вмешательстве в ход природных процессов. Катастрофизм это такая разновидность гипотез
органической эволюции, в которой прогресс органических форм объясняется через
признание неизменяемости отдельных биологических видов.
В системе эмпирических предпосылок катастрофизма можно указать следующие:
отсутствие палеонтологических связей между историческими, сменяющими друг
друга флорами и фаунами;
существование резких перерывов между смежными геологическими слоями;
отсутствие переходных форм между современными и ископаемыми видами;
малая изменяемость видов на протяжении культурной истории человечества;
устойчивость, стабильность современных видов;
редкость случаев образования межвидовых гибридов;
обнаружение обширных излияний лавы;
обнаружение смены земных отложений морскими отложениями и наоборот;
наличие целых серий перевернутых пластов, существование трещин в пластах и
глубинных разломов коры.
Длительность существования Земли в начале XIX века оценивалась примерно в 100 тысяч
лет - таким относительно небольшим сроком трудно объяснить эволюцию органических
форм.
Вопрос о возрасте Земли - особая проблема. В течение многих веков возраст Земли
считался равным нескольким тысячам лет, что следовало из библейского мифа о сотворении
мира. Однако к концу XVIII века геология уже становилась настоящей наукой, и
большинство геологов начали осознавать, что такие процессы как образование осадочных
пород или выветривание, имеют затяжной характер и совершаются за огромные промежутки
времени. Во второй половине XVIII века возраст Земли оценивался геологами лишь в 75 тыс.
лет. Однако к середине XIX века этот отрезов времени «растянулся» до сотен миллионов лет.
| Page 13 |
Теоретическим ядром катастрофизма являлся принцип разграничения действующих в
настоящее время и действовавших в прошлом сил и законов природы. Силы, действовавшие
в прошлом, качественно отличаются от тех, которые действуют сейчас. В отдаленные
времена действовали мощные, взрывные, катастрофические силы, прерывавшие спокойное
течение геологических и биологических процессов. Мощность этих сил настолько велика,
что их природа не может быть установлена средствами научного анализа. Наука может
судить не о причинах этих сил, а лишь об их последствиях. Таким образом, катастрофизм
выступает как феноменологическая концепция.
Главный признак катастрофизма раскрывался в представлениях о внезапности катастроф, о
крайне неравномерной скорости процессов преобразования поверхности Земли, о том, что
история Земли есть процесс периодической смены одного типа геологических изменений
другим, причем между сменяющими друг друга периодами нет никакой закономерной,
преемственной связи, как нет ее между факторами, вызывающими эти процессы. По
отношению к органической эволюции эти положения конкретизировались в двух принципах:
в принципе коренных качественных изменений органического мира в результате
катастроф;
в принципе прогрессивного восхождения органических форм после очередной
катастрофы.
С точки зрения Ж. Кювье, те незначительные изменения, которые имели место в периоды
между катастрофами, не могли привести к качественному преобразованию видов. Только в
периоды катастроф, мировых пертурбаций исчезают одни виды животных и растений и
появляются другие, качественно новые, Кювье писал: «Жизнь не раз потрясала на нашей
земле страшными событиями. Бесчисленные живые существа становились жертвой
катастроф: одни, обитатели суши, были поглощаемы потопами, другие, населявшие недра
вод, оказывались на суше вместе с внезапно приподнятым дном моря, сами их расы навеки
исчезали, оставив на свете лишь немногие остатки, едва различимые для натуралистов».
Творцы теории катастрофизма исходили из мировоззренческих представлений о единстве
геологических и биологических аспектов эволюции; непротиворечивости научных и
религиозных представлений, вплоть до подчинения задач научного исследования
обоснованию религиозных догм. В основе катастрофизма - допущение существования
скачков, перерывов постепенности в развитии.
По мнению Кювье, можно допустить инвариантные черты у видов, сменяющих друг друга
после очередной катастрофы. Он выделял четыре основных типа животных (позвоночные,
мягкотелые, членистые и лучистые), в каждом из которых соотносил определенный
исторически неизменный «план композиции» (основу многообразия систем
коррелированных признаков организма). «План композиции» у катастрофистов -
нематериальная сила, идеальный организующий центр божественного творения. По их
мнению, добавление «творящей силы» после каждой очередной катастрофы определяет
прогрессивное восхождение органических форм.
Катастрофизм способствовал развитию стратиграфии, связыванию истории развития
геологического и биологического миров, введению представления о неравномерности темпов
преобразования поверхности Земли, выделению качественного своеобразия определенных
периодов в истории Земли, исследованию закономерностей повышения уровня организации
видов в рамках общих ароморфозов и др. В исторической геологии и палеонтологии не
потеряло своего значения и само понятие «катастрофа»: современная наука также не
отрицает геологических катастроф. Они представляют собой «закономерный процесс,
| Page 14 |
неизбежно наступающий на определенном этапе жизнедеятельности геологической системы,
когда количественные изменения выходят за пределы ее меры».
Дарвинизм
Английский ученый и натуралист Чарльз Дарвин внес неоценимый вклад в биологическую
науку, сумев создать теорию развития животного мира, основанную на определяющей роли
естественного отбора как движущей силы эволюционного процесса. Фундаментом для
создания теории эволюции Ч. Дарвину послужили наблюдения во время кругосветного
путешествия на корабле «Бигль». Разработку эволюционной теории Дарвин начал в 1837
году, и лишь через 20 лет на заседании линнеевского общества в Лондоне Дарвин прочитал
доклад, который содержал основные положения теории естественного отбора. На том же
заседании был прочитан доклад А. Уоллеса, высказавшего взгляды, совпадавшие с
дарвиновскими. Оба доклада были опубликованы вместе в журнале линнеевского общества,
но Уоллес признал, что Дарвин разработал теорию эволюции раньше, глубже и полнее.
Именно поэтому свой основной труд, вышедший в 1889 году, Уоллес, подчеркивая приоритет
Дарвина, назвал «Дарвинизмом».
Главный труд всей жизни ученого, названный по традиции той эпохи многословно:
«Происхождение видов путем естественного отбора или Сохранение благоприятствуемых
пород в борьбе за жизнь», был издан в 1859 году. Первый набросок теории эволюции был
сделан Дарвином еще в 1842 году. Существуют разногласия по вопросу о том, достиг ли
Дарвин в 40-е годы той эволюционной концепции, которая изложена в «Происхождении
видов», или его взгляды претерпевали радикальные изменения. В этой работе Дарвин
показал, что виды растений и животных не постоянны, а изменчивы, что существующие
ныне виды произошли естественным путем от других видов, существовавших ранее.
Наблюдаемая в живой природе целесообразность создавалась и создается путем
естественного отбора полезных для организма ненаправленных изменений. Таким образом, в
борьбе за существование выживают формы, наиболее приспособленные к данным условиям
среды.
В 1868 году Дарвин публикует второй капитальный труд - «Изменение домашних животных
и культурных растений», который явился дополнением к основному труду. В этот труд вошла
масса фактических доказательств эволюции органических форм, почерпнутых из
многовековой практики человека. Третий большой труд по теории эволюции -
«Происхождение человека и половой отбор» Дарвин опубликовал в 1871 году, а дополнением
к нему явилась книга «Выражение эмоций у человека и животных».
Учение Дарвина опирается на объясненные им факты эволюции и само представляет основу
современной эволюционной теории, однако последняя так и не могла быть создана на одном
сопоставлении натуралистических фактов. Дарвин привлек гипотезу в виде Существа,
отбирающего значительно тоньше, чем человек. Вездесущее и всевидящее Существо
способно заглянуть во внутрь организмов и произвести отбор функционально значимых
вариаций, которые очень редко возникают в природе. Именно эта линия рассуждений
Дарвина прямо свидетельствовала о том, что он еще не порвал окончательно со старыми
теологическими идеями.
По-видимому, непосредственными причинами для введения Творца в структуру научной
теории послужила интерпретация Дарвиным абиотических факторов в качестве главных
детерминантов процессов, происходящих внутри популяций, в то время как малый запас
внутривидовой изменчивости имел меньший приоритет.
| Page 15 |
Дарвин уделял мало внимания определенной изменчивости, представляющей собой
приспособительные реакции организмов на воздействие факторов внешней среды, считая,
что главный материал для эволюции поставляет так называемая неопределенная
изменчивость, также возникающая под влиянием внешней среды, но не имеющая
приспособительного характера. Различные же антидарвинистические теории
главенствующую роль в эволюции отводили именно определенной изменчивости. Согласно
этим теориям, приспособительные (адаптивные) изменения передаются по наследству и
являются материалом для эволюционного процесса.
Для обоснования теории естественного отбора Дарвину не хватало многого, и прежде всего
генетики - сердцевины биологии. Кроме того, Дарвин был не очень силен в
последовательных логических построениях, и некоторые из его высказываний отличаются
противоречивостью, в частности имеет место несовместимость ламарковского принципа с
отказом от креационистской идеи целенаправленности эволюции.
Естественнонаучная сущность эволюционной теории Ч. Дарвина заключается в
определяющей роли естественного отбора как движущей силы эволюции и влиянии на
выживание особей таких характеристик, как наследственность и изменчивость. Реализация
данных факторов в ходе исторического развития живой природы - и есть эволюционный
процесс.
Материалом эволюции может служить только неопределенная (наследственная)
изменчивость, основанная, как установлено современной биологией, на мутациях и их
комбинациях, возникающих в результате скрещивания. Новые мутации обычно вредны: они
нарушают уже достигнутую приспособленность.
Эволюция не сводится, однако, только к внезапному возникновению новых удачных
наследственных свойств. Взаимодействие организмов с окружающей средой выражается в
борьбе за существование. Согласно Ч. Дарвину, это явление обусловлено нехваткой
жизненных средств (пищи, света, убежищ, территории и т. п.) для всех нарождающихся
особей данного вида. В процессе борьбы за существование у особей, оказавшихся не
приспособленными к данным условиям среды, снижается плодовитость или они погибают.
Чем ближе по своей биологии организмы, живущие на одной территории, тем острее идущая
между ними конкуренция и тем большее число их гибнет; гораздо чаще выживают особи,
использующие разную пищу, обладающие различными средствами защиты и т. п., иными
словами, приобретающие разные свойства.
В результате в ряду поколений происходит расхождение признаков - дивергенция, что, в
конце концов приводит к расщеплению исходного вида на разновидности, которые могут
стать новыми видами. Уклонения, не соответствующие условиям среды, не сохраняются,
особи, которым присущи такие признаки, гибнут, но незначительные мутации
комбинируются при скрещивании особей, прошедших отбор. Это приводит к изменению
свойств организма. Так, благодаря гибели особей, обладающих резкими неадаптивными
уклонениями, и скрещиванию выживших первично неадаптивные мутации в процессе отбора
превращаются в новые приспособления. Так как гибнут в борьбе за существование и
выживают (проходят отбор) не отдельные признаки, а несущие эти признаки особи,
эволюционировать может только популяция - группа принадлежащих к одному виду и
постоянно скрещивающихся между собой особей, обитающих на одной территории.
Идущее под контролем естественного отбора скрещивание приводит не только к
преобразованию мутаций, но и к постепенному распространению новых приспособлений на
| Page 16 |
все особи, составляющие популяцию. Благодаря непрерывному действию отбора в процессе
эволюции накапливаются новые адаптивные изменения тех признаков, по которым идет
отбор. Но все части любого организма теснейшим образом связаны между собой, поэтому в
ходе эволюции возникает соотносительная, или коррелятивная, изменчивость. Постепенное
изменение строение организмов в соответствии с факторами внешней среды в конечном
итоге приводит к становлению новых видов.
Конкретное направление эволюции определяется с одной стороны действием естественного
отбора, а с другой - наличием спектра неопределенных наследственных уклонений у
составляющих популяцию организмов, которые могут подвергнуться отбору. Таким образом,
наследственная изменчивость - это лишь материал для эволюции. Главным движущим
фактором эволюции служит естественный отбор.
Важным положением дарвинизма является представление об относительности органической
целесообразности, т. е. представление о том, что приспособленность организмов к условиям
внешней среды, целесообразность их строения и функций несовершенна. Относительный
характер приспособленности и обусловливает эволюцию, заставляет организмы непрерывно
совершенствоваться в процессе отбора.
Признание органической целесообразности имманентным свойством живых организмов
приводит либо к полному отрицанию эволюции: организмы идеально приспособлены к
условиям среды и не подвержены изменениям, как предполагали креационисты, либо к
постулированию эволюционного процесса, основанного на наследовании приобретенных
признаков и свойств: организм может адекватно, целесообразно реагировать на изменения
среды, и эта реакция закрепляется у потомков. Однако до сих пор нет убедительных
доказательств такого процесса.
Таким образом, Дарвин впервые в истории биологии построил теорию эволюции. Это имело
большое методологическое значение и позволило не только наглядно и убедительно для
современников обосновать идею органической эволюции, но и проверить справедливость
самой теории эволюции. Это была решающая фаза одной из величайших концептуальных
революций в естествознании. Самым главным в этой революции была замена теологической
идеи эволюции как представления об изначальной целесообразности моделью естественного
отбора.
Несмотря на ожесточенную критику, теория Дарвина быстро завоевала признание благодаря
тому, что концепция исторического развития живой природы лучше, чем представление о
неизменности видов, объясняло наблюдаемые факты. Для обоснования своей теории Дарвин
в отличие от своих предшественников, привлек огромное количество доступных ему фактов
из самых разных областей. Выдвижение на первый план биотических отношений и их
популяционно-эволюционная интерпретация была важнейшим новшеством дарвиновской
концепции эволюции и дает право на заключение, что Дарвин создал свою концепцию
борьбы за существование, принципиально отличную от идей предшественников.
Заслуга Дарвина и в том, что он вскрыл движущие силы органической эволюции.
Дальнейшее развитие биологии углубило и дополнило его представления, послужившие
основой современного дарвинизма. Во всех биологических дисциплинах ведущее место
занимает теперь исторический метод исследования, позволяющий изучать конкретные пути
эволюции организмов и глубоко проникать в существо биологических явлений.
Эволюционная теория Ч. Дарвина нашла широкое применение в современной синтетической
теории, где единственным направляющим фактором эволюции остается естественный отбор,
| Page 17 |
материалом для которого служат мутации. Исторический анализ теории Дарвина неизбежно
порождает новые методологические проблемы науки, которые могут стать предметом
специального исследования. Решение этих проблем влечет за собой расширение области
знаний, а, следовательно, и научный прогресс во многих областях: как в биологии, медицине,
так и в психологии, на которую эволюционная теория Ч. Дарвина оказала не меньшее
влияние, чем на естественные науки.
Возникновение генетики. Г. Мендель.
Австрийский священник и ботаник Грегор Иоганн Мендель заложил основы генетики во
второй половине XIX века. Он математически вывел законы генетики, которые называются
сейчас его именем. Однако при жизни новатора его идеи остались неоцененными.
Свои эксперименты, которые, в конце концов, привели к открытию законов генетики,
Мендель проводил в своем маленьком приходском саду с 1856 года. Надо отметить, что
окружение святого отца способствовало научным изысканиям. Некоторые его друзья имели
очень хорошее образование в области естествознания. Они часто посещали различные
научные семинары, в которых участвовал и Мендель. Кроме того, монастырь имел весьма
богатую библиотеку, завсегдатаем которой был, естественно, Мендель. Его очень
воодушевила книга Дарвина «Происхождение видов», но доподлинно известно, что опыты
Менделя начались задолго до публикации этой работы.
Опыты Грегор Мендель ставил на простых горошинах, однако, позже спектр объектов
эксперимента был значительно расширен. В результате, Мендель пришел к выводу, что
различные свойства конкретного растения или животного появляются не просто из воздуха, а
зависят от «родителей». Информация об этих наследственных свойствах передается через
гены (термин, введенный Менделем, от которого произошел термин «генетика»). Уже в 1866
году вышла книга Менделя «Эксперименты с растительными гибридами».
Цитологические основы законов Менделя базируются на:
парности хромосом (парности генов, обусловливающих возможность развития какого-
либо признака);
особенностях мейоза (процессах, происходящих в мейозе, которые обеспечивают
независимое расхождение хромосом с находящимися на них генами к разным плюсам
клетки, а затем и в разные гаметы);
особенностях процесса оплодотворения (случайного комбинирования хромосом,
несущих по одному гену из каждой аллельной пары).
В своих работах Мендель применил метод гибридологического анализа, ставший
универсальным в изучении закономерностей наследования признаков у растений, животных
и человека. В отличие от своих предшественников, пытавшихся проследить наследование
многих признаков организма в совокупности, Мендель исследовал это сложное явление
аналитически. Он наблюдал наследование всего лишь одной пары или небольшого числа
альтернативных (взаимоисключающих) пар признаков у сортов садового гороха, а именно:
белые и красные цветки; низкий и высокий рост; желтые и зеленые, гладкие и морщинистые
семена гороха и т. п. Такие контрастные признаки называются аллелями, а термин «аллель» и
«ген» употребляют как синонимы.
Для скрещиваний Мендель использовал «чистые линии», т. е. потомство одного
самоопыляющегося растения, в котором сохраняется сходная совокупность генов. Каждая из
| Page 18 |
этих линий не давала расщепления признаков. Существенным в методике
гибридологического анализа было и то, что Мендель впервые точно подсчитал число
потомков - гибридов с разными признаками, т. е. математически обработал полученные
результаты и ввел для записи различных вариантов скрещивания принятую в математике
символику: А, В, С, D и т. д. Этими буквами он обозначал соответствующие наследственные
факторы.
Из множества разнообразных признаков скрещиваемых растений гороха в первом опыте
Мендель учитывал наследование лишь одной пары: желтые и зеленые семена, красные и
белые цветки и т. д. Такое скрещивание называется моногибридным. Если прослеживают
наследование двух пар признаков, например желтые гладкие семена гороха одного сорта и
зеленые морщинистые другого, то скрещивание называют дигибридным. Если же учитывают
три и большее число пар признаков, скрещивание называют полигибридным.
Мендель сформулировал правила на основе анализа результатов моногибридного
скрещивания (позже они стали называться законами). Первый закон: при моногибридном
скрещивании все потомство в первом поколении характеризуется единообразием по
фенотипу и генотипу - цвет семян желтый, сочетание аллелей у всех гибридов Аа. Эта
закономерность подтверждается и для тех случаев, когда нет полного доминирования:
например, при скрещивании растения ночной красавицы, имеющего красные цветки (АА), с
растением, имеющим белые цветки (аа), у всех гибридов (Аа) цветки оказываются не
красными, а розовыми - их окраска имеет промежуточный цвет, но единообразие
полностью сохраняется.
Закон расщепления, или второй закон - при скрещивании двух гетерозиготных потомков
первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление в
определенном числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.
Для объяснения существа явлений единообразия гибридов первого поколения и расщепления
признаков у гибридов второго поколения Мендель выдвинул гипотезу (закон) чистоты гамет:
всякий гетерозиготный гибрид (Аа, Bb и т. д.) формирует «чистые» гаметы, несущие только
одну аллель: либо А, либо а, что впоследствии полностью подтвердилось и в цитологических
исследованиях. Как известно, при созревании половых клеток у гетерозигот гомологичные
хромосомы окажутся в разных гаметах и, следовательно, в гаметах будет по одному гену из
каждой пары.
Закон независимого наследования - при скрещивании двух гомозиготных особей,
отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и
соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во
всех возможных сочетаниях (как и при моногибридном скрещивании). Менделю попались
признаки, гены которых находились в разных парах гомологичных хромосом гороха. При
мейозе гомологичные хромосомы разных пар комбинируются в гаметах случайным образом.
Если в гамету попала отцовская хромосома первой пары, то с равной вероятностью в эту
гамету может попасть как отцовская, так и материнская хромосома второй пары. Поэтому
признаки, гены которых находятся в разных парах гомологичных хромосом, комбинируются
независимо друг от друга.
Только в начале XX века, с развитием представлений о генах, была осознана вся важность
сделанных Менделем выводов (после того, как ряд других ученых, независимо друг от друга,
заново открыли уже выведенные Менделем законы наследования).
Описание работы
В конце XVIII века Лавуазье заложил основы современной химии. Вслед за Ломоносовым
Лавуазье пришел к выводу, что увеличение массы металлов при окислении должно быть
связано с поглощением воздуха. Позднее он впервые провел синтез и разложение воды, а
также доказал, что воздух является смесью двух простых газов и развенчал теории
флогистона. Лавуазье в 1787 году предложил новую рациональную номенклатуру
химических соединений, созданную им вместе со знаменитыми французскими химиками К
Наиболее значимыми событиями первой половины XIX века стали становление палеонтологии и биологических основ стратиграфии, возникновение клеточной теории, формирование сравнительной анатомии и сравнительной эмбриологии. Центральными событиями второй половины XIX века стали публикация «Происхождения видов» Чарлза Дарвина и распространение эволюционного подхода во многих биологических дисциплинах.
Клеточная теория
Клеточная теория была сформулирована в 1839 г. немецким зоологом и физиологом Т. Шванном. Согласно этой теории, всем организмам присуще клеточное строение. Клеточная теория утверждала единство животного и растительного мира, наличие единого элемента тела живого организма - клетки. Как и всякое крупное научное обобщение, клеточная теория не возникла внезапно: ей предшествовали отдельные открытия различных исследователей.
В начале XIX в. предпринимались попытки изучения внутреннего содержимого клетки. В 1825 г. чешский ученый Я. Пуркине открыл ядро в яйцеклетке птиц. В 1831 г. английский ботаник Р. Броун впервые описал ядро в клетках растений, а в 1833 г. он пришел к выводу, что ядро является обязательной частью растительной клетки. Таким образом, в это время меняется представление о строении клетки: главным в ее организации стали считать не клеточную стенку, а содержимое.
Наиболее близко к формулировке клеточной теории подошел немецкий ботаник М. Шлейден, который установил, что тело растений состоит из клеток.
Многочисленные наблюдения относительно строения клетки, обобщение накопленных данных позволили Т. Шванну в 1839 г. сделать ряд выводов, которые впоследствии назвали клеточной теорией. Ученый показал, что все живые организмы состоят из клеток, что клетки растений и животных принципиально схожи между собой.
Клеточная теория включает следующие основные положения:
1) Клетка - элементарная единица живого, способная к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению и являющаяся единицей строения, функционирования и развития всех живых организмов.
2) Клетки всех живых организмов сходны по строению, химическому составу и основным проявлениям жизнедеятельности.
3) Размножение клеток происходит путем деления исходной материнской клетки.
4) В многоклеточном организме клетки специализируются по функциям и образуют ткани, из которых построены органы и их системы, связанные между собой межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.
Создание клеточной теории стало важнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства живой природы. Клеточная теория оказала значительное влияние на развитие биологии как науки, послужила фундаментом для развития таких дисциплин, как эмбриология, гистология и физиология. Она позволила создать основы для понимания жизни, индивидуального развития организмов, для объяснения эволюционной связи между ними. Основные положения клеточной теории сохранили свое значение и сегодня, хотя более чем за сто пятьдесят лет были получены новые сведения о структуре, жизнедеятельности и развитии клетки.
Эволюционная теория Ч. Дарвина
Переворот в науке произвела книга великого английского ученого-натуралиста Чарльза Дарвина «Происхождения видов», написанная в 1859 году. Обобщив эмпирический материал современной ему биологии и селекционной практики, использовав результаты собственных наблюдений во время путешествий, он раскрыл основные факторы эволюции органического мира. В книге «Изменение домашних животных и культурных растений» (1868) он изложил дополнительный фактический материал к основному труду. В книге «Происхождение человека и половой отбор» (1871) выдвинул гипотезу происхождения человека от обезьяноподобного предка.
Сущность дарвиновской концепции эволюции сводится к ряду логичных, проверяемых в эксперименте и подтвержденных огромным количеством фактических данных положений:
1) В пределах каждого вида живых организмов существует огромный размах индивидуальной наследственной изменчивости по морфологическим, физиологическим, поведенческим и любым другим признакам. Эта изменчивость может иметь непрерывный, количественный, или прерывистый качественный характер, но она существует всегда.
2) Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии.
3) Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены, и поэтому должна возникать борьба за существование либо между особями одного вида, либо между особями разных видов, либо с природными условиями. В понятие «борьба за существование» Дарвин включил не только собственно борьбу особи за жизнь, но и борьбу за успех в размножении.
4) В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи, имеющие те отклонения, которые случайно оказались адаптивными к данным условиям среды. Это принципиально важный момент в аргументации Дарвина. Отклонения возникают не направленно - в ответ на действие среды, а случайно. Немногие из них оказываются полезными в конкретных условиях. Потомки выжившей особи, которые наследуют полезное отклонение, позволившее выжить их предку, оказываются более приспособленными к данной среде, чем другие представители популяции.
5) Выживание и преимущественное размножение приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором.
6) Естественный отбор отдельных изолированных разновидностей в разных условиях существования постепенно ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном счете, к видообразованию.
В основе теории Дарвина - свойство организмов повторять в ряду поколений сходные типы обмена веществ и индивидуального развития в целом - свойство наследственности. Наследственность вместе с изменчивостью обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни и лежит в основе эволюции живой природы. Одно из основных понятий своей теории эволюции - понятие "борьба за существование" - Дарвин употреблял для обозначения отношений между организмами, а также отношений между организмами и абиотическими условиями, приводящих к гибели менее приспособленных и выживанию более приспособленных особей.
Дарвин выделил две основные формы изменчивости:
Определенную изменчивость - способность всех особей одного и того же вида в определенных условиях внешней среды одинаковым образом реагировать на эти условия (климат, почву);
Неопределенную изменчивость, характер которой не соответствует изменениям внешних условий.
В современной терминологии неопределенная изменчивость называется мутацией. Мутация - неопределенная изменчивость в отличие от определенной носит наследственный характер. По Дарвину, незначительные изменения в первом поколении усиливаются в последующих. Дарвин подчеркивал, что решающую роль в эволюции играет именно неопределенная изменчивость. Она связана обычно с вредными и нейтральными мутациями, но возможны и такие мутации, которые оказываются перспективными. Неизбежным результатом борьбы за существование и наследственной изменчивости организмов, по Дарвину, является процесс выживания и воспроизведения организмов, наиболее приспособленных к условиям среды, и гибели в ходе эволюции неприспособленных - естественный отбор.
Механизм естественного отбора в природе действует аналогично селекционерам, т.е. складывает незначительные и неопределенные индивидуальные различия и формирует из них у организмов необходимые приспособления, а также межвидовые различия. Этот механизм выбраковывает ненужные формы и образовывает новые виды.
Тезис о естественном отборе наряду с принципами борьбы за существование, наследственности и изменчивости - основа дарвиновской теории эволюции.
Клеточная теория и учение Дарвина об эволюции – это самые значительные достижения биологии XIX века. Но я думаю, что следует упомянуть и о других достаточно важных открытиях.
С развитием физики и химии происходят и изменения в медицине. С течением времени областей применения электричества становится все больше. Его использование в медицине положило начало электро- и ионофорезу. Открытие Х-лучей Рентгеном вызвало особый интерес у врачей. Физические лаборатории, где создавалась аппаратура, используемая Рентгеном для получения Х-лучей, атаковались врачами и их пациентами, подозревавшими, что в них находятся когда-то проглоченные иголки, пуговицы и т.д. История медицины до этого не знала столь быстрой реализации открытий в области электричества, как это случилось с новым диагностическим средством – рентгеновскими лучами.
С конца XIX века начинаются опыты на животных для определения пороговых – опасных – значений тока и напряжения. Определение этих значений вызвалось необходимостью создания защитных мероприятий.
Немало важным открытием в области медицины и биологии стало открытие витаминов. Еще в 1820 году наш соотечественник П. Вишневский впервые высказал предположение о существовании в противоцинготных продуктах некоего вещества, которое способствует правильной жизнедеятельности организма. Собственно открытие витаминов принадлежит Н. Лунину, доказавшему в 1880 году, что в состав пищи входят некие жизненно важные элементы. Термин "витамины" образован от латинских корней: "вита" - жизнь и "амин" – соединение азота.
В XIX веке начинается борьба с инфекционными заболеваниями. Английский врач Дженнер изобрел вакцину, Роберт Кох открыл возбудитель туберкулеза – палочку Коха, а также разработал профилактические меры против эпидемий и создал лекарства.
Развитие микробиологии в 19 веке
Луи Пастер подарил миру новую науку – микробиологию.
Этот человек, сделавший ряд ярчайших открытий, должен был всю жизнь отстаивать свои истины в бесполезных спорах. Естествоиспытатели всего мира вели споры о том, существует или нет «самозарождение» живых организмов. Пастер не спорил, Пастер работал. Почему бродит вино? Почему скисает молоко? Пастер установил, что процесс брожения - процесс биологический, вызываемый микробами.
В лаборатории Пастера до сих пор стоит колба удивительной формы – хрупкое сооружение с причудливо выгнутым носиком. Более 100 лет назад в неё влили молодое вино. Оно не скисло и по сей день - секрет формы бережет его от микробов брожения.
Опыты Пастера имели большое значение для создания методов стерилизации и пастеризации (нагревание жидкости до 80оС, чтобы убить микроорганизмы, и последующее быстрое ее охлаждение) различных продуктов. Он разработал методы предохранительных прививок против заразных болезней. Его исследования послужили основой для учений об иммунитете.
Генетика
В 1865 году были опубликованы результаты работ по гибридизации сортов гороха, где были открыты важнейшие законы наследственности. Автор этих работ - чешский исследователь Грегор Мендель показал, что признаки организмов определяются дискретными наследственными факторами. Однако эти работы оставались практически неизвестными почти 35 лет - с 1865 по 1900.
Содержание 2
- ВВЕДЕНИЕ 3
- Глава 1. Основные направления развития биологии в XVII-XIX в. 5
- 1.1 Исторический обзор 5
- 1.2 Развитие эволюционных идей 8
- Глава 2. Система биологических наук 14
- 2.1 Становление и развитие биологических наук 14
- 2.2 Вклад российских учёных в развитии биологических наук 17
- Заключение 22
- Литература 24
- ВВЕДЕНИЕ
- Биология(от греч. биос - жизнь, логос - наука, учение), совокупность наук о живой природе.
- Современная биология уходит корнями в древность и берёт начало в странах Средиземноморья (Др. Египет, Др. Греция). Крупнейшим биологом древности был Аристотель.
- В средние века накопление биологических знаний диктовалось в основном интересами медицины. При этом вскрытия человеческого тела были запрещены, и преподававшаяся анатомия была в действительности анатомией животных, гл. образом свиньи и обезьяны.
- В эпоху Возрождения (XIV - XVI вв.) после средневекового застоя наблюдалось бурное развитие науки, культуры, высших слоев общества - аристократии, нарождавшейся буржуазии, буржуазной интеллигенции. В этот период в науке накапливается фактический материал, усиливается интерес к естественным наукам. Число людей, принимавших теорию эволюции органического мира, с этого времени возрастало.
- Актуальность темы реферата состоит в том, что в том, что XVII-XIX в. были годами великих открытий в области естественных наук. Термин „биология“ предложен в 1802 г. Ж. Б. Ламарком и Г. Р. Тревиранусом независимо друг от друга. Он упоминается также в сочинениях Т. Роозе (1797) и К. Бурдаха (1800).
- XVIII в. ознаменовался развитием в русском и европейском естествознании эволюционных взглядов. К этому времени накопилось достаточно много описательного материала о растениях и животных, которые необходимо было систематизировать.
- XIX в. характеризуется всплеском научной мысли. Развитие промышленности, сельского хозяйства, геологии, астрономии, химии способствовало накоплению огромного фактического материала, который необходимо было объединить и систематизировать.
- Основная цель реферата состоит в исследовании исторических этапов образования и развития комплексных наук в биологии в XVII-XIX в.
- В соответствии с данной целью в реферате были поставлены следу ю щие задачи:
- 1. Изложить исторический обзор основных направлений развития биологии в 17-19 вв.
- 2. Привести пути развития эволюционных идей и создания эволюционного учения Ч. Дарвина.
3. Рассмотреть роль выдающихся учёных в создании и развитии биологических наук.
Глава 1. Основные направления развития биологии в XVII-XIX в.
1.1 Исторический обзор Работы анатомов древности подготовили великое открытие 17 в.-- учение У. Гарвея о кровообращении (1628), применившего для физиологических исследований количественного измерения и законы гидравлики.Плеяда микроскопистов открывает тонкое строение растений (Р. Гук, 1665; М. Малыгаги, 1675--79; Н. Грю, 1671--82) и их половые различия (Р. Камерариус, 1694, и др.), мир микроскопических существ, эритроциты и сперматозоиды (А. Левенгук, 1673 и сл.), изучает строе-ние и развитие насекомых (Мальпиги, 1669; Я. Сваммердам, 1669 и сл.). Эти открытия привели к возникновению противоположных направлений в эмбриологии -- овизма и анималькулизма и к борьбе концепций преформизма и эпигенеза.В области систематики Дж. Рей описал в «Истории растений» (1686--1704) свыше 18 тыс. видов, сгруппированных в 19 классов. Он же определил понятие «вид» и создал классификацию позвоночных, основанную на анатомо-физиологических признаках (1693). Ж. Турнефор распределил растения по 22 классам (1700) Лункевич В. В. От Гераклита до Дарвина. Очерки по истории биологии. - М., 1960 - с. 46. .В 18 в. фундаментальную «Систему природы» (1735 и позже), основанную на признании неизменности изначально сотворенного мира, дал К. Линней, применив бинарную номенклатуру.Сторонник ограниченного трансформизма Ж. Бюффон построил смелую гипотезу о прошлой истории Земли, разделив ее на ряд периодов, и в отличие от креационистов относил появление растений, животных и человека к последним периодам.Опытами по гибридизации Й. Кёльрёйтер окончательно доказал наличие полов у растений и показал участие в оплодотворении и развитии как яйцеклеток, так и пыльцы расте-ний (1761 и позже). Ж. Сенебье (1782) и Н. Соссюр (1804) установили роль солнечного света в способности зелёных листьев выделять кислород и использовать для этого углекислый газ воздуха. В кон. 18 в. Л. Спалланцани осуществил опыты, опровергающие господствовавшую до тех пор в биологии идею возможности самозарождения организмов.Уже со 2-й пол. 18 в. и в начале 19 в. всё настойчивее в той или иной форме возникают идеи исторического развития живой природы. Ш. Бонне развил (1745, 1764) идею «лестницы существ», которую эволюционно истолковал Ж. Б. Ламарк (1809). Эволюционные идеи Ламарка в то время успеха не имели и подвергались критике со стороны многих учёных, среди которых был Ж. Кювье -- основоположник сравнительной анатомии и палеонтологии живот-ных, выдвинувший (1812) учение о катастрофах, учение, рассматривающее геологическую историю Земли, как чередование длительных эпох относительного покоя и сравнительно коротких катастрофических событий, резко преобразовавших лик планеты Канаев И. И. Очерки из истории сравнительной анатомии до Дарвина. - М., 1963. - с. 13. .
Теория катастроф была доведена до логического завершения учеником Кювье А. Д"Орбиньи, насчитавшим в истрии Земли 27 катастроф, после которых живые организмы якобы возникли в результате новых божественных «актов творения».
Антиэволюционные концепций Кювье утвердились в 1830г. в результате дискуссии с Э. Жоффруа Сент-Илером, пытавшимся обосновать натурфилософское учение о «единстве плана строения» животных и допускавшим возможность эволюционных изменений под прямым воздействием внешней среды.
Идея развития организмов нашла убедительное подтверждение в эмбриологических исследованиях К. Ф. Вольфа (1759, 1768), X. Пандера (1817) и К. М. Бэра (1827), в установлении Бэром принципов сравнительной эмбриологии позво-ночных (1828--37). Обоснованная Т. Шванном (1839) клеточная теория сыграла огромную роль в понимании единства органического мира и в развитии цитологии и гистологии.
В середине 19 в. установлены особенности питания растений и его отличие от питания животных, сформулирован принцип круговорота веществ в природе (Ю. Либих, Ж. Б. Буссенго).
В физиологии жи-вотных крупные успехи достигнуты ра6отами Э. Дюбуа-Реймона, заложившего основы электрофизиологии, К. Бернара, выяснившего роль ряда секреторных органов в пищеварении (1845, 1847) и доказавшего синтез гликогена в печени (1848), Г. Гельмгольца и К. Людвига, разработавших методы изучения нервно-мышечной системы и органов чувств. И. М. Сеченов заложил основы материалистического понимания высшей нервной деятельности («Рефлексы головного мозга», 1863). Л. Пастер окончательно опроверг возможность самозарождения организмов (1860-- 1864). С. Н. Виноградский обнаружил (1887--91) бактерии, способные путём хемосинтеза образовывать органические вещества из неорганических. Д. И. Ивановский открыл (1892) вирусы.
Крупнейшим завоеванием 19 в. было эволюционное учение Ч. Дарвина, изложенное им в труде «Происхождение видов...» (1859), в котором он вскрыл механизм эволюционного процесса путём естественного отбора. Утверждение в биологии дарвинизма способствовало разработке ряда новых направлений: эволюционной сравнительной анатомии (К. Гегенбаур), эволюционной эмбриологии (А. О. Ковалевский, И. И. Мечников), эволюционной палеонтологии (В. О. Ковалев-ский).
Большие успехи, достигнутые в 70--80-х гг. 19 в. в изучении сложных процессов клеточного деления (Э. Страсбургер, 1875; В. Флемминг, 1882, и др.), созревания половых клеток и оплодотворения (О. Гертвиг, 1875 и позже; Г. Фоль, 1877; Э. ван Бенеден, 1884; Т. Бовери, 1887, 1888) и связанных с ними законо-мерностей распределения хромосом в митозе и мейозе, породили множество теорий, искавших в ядре половых клеток носителей наследственности (Ф. Гальтон, 1875; К. Негели, 1884; Э. Страсбургер, 1884; А. Вейсман, 1885--1892; X. Де Фриз, 1889).
Австрийский натуралист Грегор Мендель в 1868 г. открыл закономерности наследственных признаков. При этом они остались незамеченными вплоть до 1900, когда они были подтверждены и легли в основу генетики Биологический энциклопедический словарь. / гл. ред. М. С. Гиляров. - М, 1989. - с. 66. .
Таким образом, в XVII - XIX вв. в области естествознания была создана и развита наука биология - как совокупность наук о живой природе.
1.2 Развитие эволюционных идей Эволюция означает постепенный, закономерный переход от одного состояния в другое. Под биологической эволюцией понимают изменение популяций растений и животных в ряду поколений, направляемое естественным отбором. В течение многих миллионов лет, начиная с возникновения жизни на Земле, в результате непрерывного, необратимого, естественного процесса смены одних видов другими сформировались животные и растительные формы, существующие сегодня.Идея о том, что организмы развиваются в течение поколений, интересовала многих натуралистов. Мысль о том, что современные живые организмы произошли от более простых, примитивных, давно жила в умах людей.Первую систематизацию материала о растениях и животных произвёл знаменитый шведский ученый Карл Линней в 1735 г. На основе одного-двух признаков (преимущественно морфологических) он классифицировал растения и животных на виды, роды, классы. За единицу классификации им был принят вид. Вклад К. Линнея в прогрессивное развитие естествознания огромен: он предложил систему животных и растений; ввел бинарную систему двойных названий; описал около 1 200 родов и более 8 000 видов растений; реформировал ботанический язык и установил до 1 000 терминов, многие из которых ввел впервые Давиташвили Л. Ш. Очерки по истории учения об эволюционном прогрессе. - М., 1956. - с. 234. .Труды К. Линнея помогли его последователям осуществить систематизацию разрозненного фактического материала и усовершенствовать ее.В начале XVIII в. французский ученый Жано-Батисто Ламарк создал первую эволюционную теорию, которую изложил в труде “Философия зоологии” (1809 г.). По Ламарку, одни организмы произошли от других в процессе длительной эволюции, постепенно изменяясь и совершенствуясь под воздействием внешней среды. Изменения закреплялись и передавались по наследству, что и явилось тем основным фактором, который обусловил эволюцию.Ж.-Б. Ламарк впервые изложил идеи эволюции живой природы, утверждавшие историческое развитие от простого к сложному. Доказательства эволюционной теории, выдвинутые Ж.-Б. Ламарком, оказались недостаточными для полного их принятия, поскольку не были даны ответы на вопросы: чем объяснить большое разнообразие видов в природе; с чем связано совершенствование организации живых существ; как объяснить приспособленность организмов к условиям внешней среды Завадский К. М. История эволюционных учений в биологии. - М. 1966. - с. 67. ?В России XVIII в. примечателен появлением новых научных идей. Гениальный русский ученый М. В. Ломоносов, философ-материалист А. Н. Радищев, академик К. Ф. Вольф и другие видные ученые высказывали представления об эволюционном развитии и изменяемости природы.М. В. Ломоносов утверждал, что изменения ландшафта Земли вызывали изменения климата, в связи с чем изменялись животные и растения, ее населяющие.К. Ф. Вольф утверждал, что во время развития зародыша цыпленка все органы появляются в результате развития, а не предопределены заранее (теория эпигенеза), а все изменения связаны с питанием и климатом. Не располагая еще достаточным научным материалом, К. Ф. Вольф высказал предположение, гениально предвосхитившее полное научное эволюционное учение будущего.В XIX в. все больше подвергаются критике метафизические представления о неизменности живых существ. В России эволюционные идеи высказывались постоянно.Например, Афанасий Каверзнев (конец XVIII - начало XIX вв.) в труде “О перерождении животных” утверждал, что виды действительно существуют в природе, но они изменчивы. Факторами изменчивости являются изменения окружающей среды: пищи, климата, температуры, влажности, рельефа и др. Он поставил вопрос о происхождении видов один от другого и о их родстве. Свои рассуждения А. Каверзнев подтверждал примерами из практики человека по выведению пород животных.К. Ф. Рулье (1814-1858 гг.) еще за 10-15 лет до выхода в свет труда Ч. Дарвина “Происхождение видов” писал об историческом развитии природы, резко критикуя метафизические взгляды о неизменяемости и постоянстве видов и описательное направление в науке. Он связывал происхождение видов с их борьбой за существование. Прогрессивные эволюционные идеи высказывал К.М.Бэр (1792-1876 гг.), занимаясь исследованиями в области эмбриологии.А другой ученый - А.И. Герцен (1812-1870 гг.) в работах “Дилетантизм в науке” и “Письма об изучении природы” писал о необходимости изучать происхождение организмов, их родственные связи, рассматривать строение животных в единстве с физиологическими особенностями и о том, что психическую деятельность также следует изучать в развитии - от низших к высшим, включая человека. Основную задачу он видел во вскрытии причин единства органического мира при всем его разнообразии и объяснении происхождения животных.Н.Г. Чернышевский (1828-1889 гг.) в своих произведениях останавливался на причинах изменчивости и вопросе о единстве происхождения человека и животных Райков Б. Е. Русские биологи-эволюционисты до Дарвина. Л., 1959. - с. 90. .Величайший английский натуралист Ч. Дарвин (1809-1882 гг.) своей эволюционной теорией положил начало новой эпохе в развитии естествознания.Возникновению эволюционного учения Ч. Дарвина способствовали общественно-экономические предпосылки - интенсивное развитие капитализма, давшее импульс развитию науки, промышленности, техники, сельскому хозяйству.
После пятилетнего путешествия в качестве натуралиста на корабле “Бигль” вокруг света и почти 20-летнего обобщения и осмысливания большого объема фактических данных им была написана книга “Происхождение видов путем естественного отбора или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь”, опубликованная в 1859 г., ровно через 50 лет после книги Ламарка.
Во время этого путешествия у Дарвина зародилась идея эволюции - собственная свежая концепция, исправлявшая или улучшавшая взгляды и аргументы его предшественников. Идея Дарвина объясняла законы развития жизни лучше, чем какая-либо другая теория.
Ч.Дарвин в этой книге изложил эволюционную теорию, которая произвела переворот в биологическом мышлении и стала историческим методом исследования в биологии.
Основная заслуга Дарвина состоит в том, что он объяснил механизм процесса эволюции, создал теорию естественного отбора. Многочисленные отдельные явления органической жизни Дарвин связал в логическое целое, благодаря чему царство живой природы предстало перед людьми как нечто непрерывно меняющееся, стремящееся к постоянному совершенствованию.
Теория естественного отбора, выдвинутая Дарвиным, была настолько разумна и так хорошо обоснована, что большинство биологов очень скоро признали ее. Многочисленные отдельные явления органической жизни Дарвин связал в логическое целое, благодаря чему царство живой природы предстало перед людьми как нечто непрерывно меняющееся, стремящееся к постоянному совершенствованию.
Русскими эволюционистами была подготовлена почва для принятия теории Дарвина, поэтому в России она нашла своих последователей. При этом во времена Дарвина многие области биологической науки не были достаточно хорошо развиты и мало что могли дать ему при разработке его теории Данилевский Л. В. Дарвинизм. Критическое исследование. - Спб, 1999. - с. 46. .
Основные открытия Грегора Менделя в учении о наследственности (в генетике) не были известны ни Дарвину (хотя они творили в одно время), ни большинству ученых его времени. Цитология, изучающая клетки, еще не знала, как делятся клетки. Палеонтология - наука об ископаемых, была молодой наукой, и еще не были открыты прекрасные образцы ископаемых животных и растений, которые появились позже.
Дискретность фактического материала и отсутствие в тот период достижений науки, появившихся позже, позволило оппонентам Дарвина высказывать мнение о недостаточности доказательств правильности положений теории эволюции.
Из-за отсутствия этих и некоторых других данных развитие теории эволюции путем естественного отбора в XIX в. было даже более замечательным достижением, чем если бы это имело место в середине XX в..
Таким образом, существовавшие в XVII-XVIII вв. метафизические представления в науке и философии наложили глубокий отпечаток на изучение физиологических проблем: все явления в природе рассматривались как постоянные и неизменные. Эволюционное учение Ч. Дарвина нанесло сильнейший удар метафизическому взгляду на природу.
В целом , крупнейшим достижением биологии 19 в. была разработка клеточной теории, согласно которой в основе строения и развития животных и растительных организмов лежит единая форма организации живого вещества - клетка. Клеточная теория явилась основой для последующего развития эволюционной теории.
Глава 2. Система биологических наук
2.1 Становление и развитие биологических наук Эволюционное учение Ч. Дарвина нанесло сильнейший удар метаф изическому взгляду на природу. Он доказал, что весь современный органический мир - растения и животные - а, следовательно, и человек, являются продуктами процесса развития, длившегося миллионы лет.Под влиянием теории эволюции Ч. Дарвина перед биологическими науками открылись новые пути развития, биологией стали интересоваться те круги образованного общества, которые до того относились к ней равнодушно. Одними из первых в биологии сложились комплексные науки по объектам исследования: о животных - зоология ; растениях - ботаника ; анатомия и физиология человека - основа медицины История биологии с древнейших времён до начала XX в. / Под. К. С. Ушакова, - М., 1972. - с. 105. .В пределах зоологии сформировались более узкие дисциплины, например, протозоология, энтомология, орнитология, териология и др.; в ботанике - альгология, бриология, дендрология и др. В самостоятельные науки выделились микробиология, микология, лихенология, вирусология.
Начало развитию микробиологии и учения об иммунитете как самостоятельной научной дисциплины положили труды французского учёного Л. Пастера в 1865-1869гг.
В начале XIX в. оформляется в самостоятельную науку морфология растений. Немецкими учеными М.Шлейденом (1838 г.) и Т.Шванном (1839 г.) была создана клеточная теория, доказывающая единство происхождения всех организмов.
К концу XIX в. получили развитие новые отрасли биологии: филоген е тическая систематика, эволюционная морфология, биогеография и др. В этот период разрабатываются филогенетические системы различных растительных групп.
Зоологическая классификация стала исходить из данных сравнител ь ной анатомии , а систематика стала выражать родственные связи классов животных в точном значении этого слова. Особое развитие получила, в частности, сравнительная анатомия, включая гистологию (наука о тканях) и цитологию (наука о клетке).
Ученые стали отмечать, что анатомические подобия и различия живых организмов являются результатом общности происхождения или приспособляемости организма различных животных и растений к условиям внешней среды. Стало понятно, почему некоторые органы похожи друг на друга по строению, почему основные черты строения этих органов распространены среди наблюдаемых классов животных или растений, почему жизненные условия вызывают изменение органов при их приспособлении к новым условиям, сохраняя при всём этом общность строения и почему, наконец, существуют остаточные органы и каково их значение.
Становление физиологии как науки связано с именем английского врача Вильяма Гарвея (1578-1657 гг.), открывшего кровообращение. В 1628 г. Гарвей опубликовал книгу «О движении сердца и крови». В ней он подводил итоги многолетних наблюдений и выдвигал теорию о циркуляции крови в теле человека.
Дальнейшее развитие анатомии и физиологии определялось новыми методами научных исследований и общим развитием науки.
Создателем общей теории анатомии является Биша (1771-1802 гг.), который в книге «Общая анатомия» объединил по функциональным признакам разрозненные ранее представления о тканях, органах и системах органов. Очень важным для развития физиологии явилось открытие рефлекса в первой половине XVII в французским философом Декартом.
Столь же значительное развитие получила сравнительная эмбриол о гия . Такие основные биологические проблемы, как наследственность форм, выдвинулись на первый план. Изучение процесса оплодотворения, деления зародышевой клетки, явления партеногенеза, скрещивания, мутации, чем усиленно занимались зоологи и ботаники - это ни что иное, как продолжение поисков законов, вытекающих из теории Дарвина.
Создателем первой теории наследственности , показавшей биологам путь к решению ряда вопросов в этой области, был немецкий зоолог Август Вейсман. Именно его теория непрерывности зародышевой плазмы, опубликованная в 1855 г., в значительной мере привлекла внимание многих ученых к экспериментальному и теоретическому исследованию зародышевой клетки - носительницы наследственности.
Гипотеза Вейсмана стала крупным завоеванием биологии. Выдающиеся исследователи в Германии, США, России, Англии, Швеции и во многих других странах, развивая эту гипотезу, сделали много важных открытий, которые обосновали явление наследственности.
Теория Дарвина значительно повлияла на развитие всех областей наук, даже таких, которые, на первый взгляд, никак не были с ней связаны. Эта теория оказала немалое влияние на методологию, применявшуюся в различных гуманитарных науках и, прежде всего, на исследовательские методы с о циологии и всеобщей истории.
В этих отраслях науки не только были применены точные методы исследований, какими пользуется биология после Дарвина, но, что важнее всего, стали применяться методы определения причинной зависимости фактов из истории человечества, подобно тому, как биологи рассматривают явления развития живых организмов.
Биологический подход сильно сказался на философских и космогонич е ских взглядах, касающихся начала возникновения Вселенной, нашел отражение в психологии, биогеографии, языкознании и в других научных отраслях. В результате изучения прошлой истории органического мира была развита наука палеонтология и её разделы - палеозоология, палеоботаника, палеоэкология и др.
Творческое начало, содержавшееся в основном труде Дарвина "Происхождение видов путем естественного отбора", медленно, но решительно воздействовало, на религию и антропологию .
Правда, Дарвин считал, что религия - такое направление человеческой деятельности, касаться которого следует осторожно, но верил, что его теория будет стимулом для нового подхода к религиозным верованиям, к идее существования души и другим подобным понятиям.
Влияние дарвинизма с особой силой проявилось в антропологии - отрасли биологии, выделенной в самостоятельную науку в середине XVIII в.
Происхождение человека, образование человеческих рас, поиски связи человека с другими млекопитающими, в частности, с их высокоразвитыми формами, решение проблем естественного отбора - основные вопросы, которыми живо заинтересовались ученые, начиная со второй половины прошлого века. С течением времени естественная история человека преобразовалась в науку, изучающую биологические основы социальных явлений в жизни человечества. Этот гуманитарно-биологический подход к социологии вызвал объединение антропологии в точном значении этого слова с этнографией и доисторической археологией.
Таким образом, для биологии характерно взаимопроникновение идей и методов различных биологических дисциплин, а также других наук - химии, математики, физики.
2.2 Вклад российских учёных в развитии биологических наук Систематические исследования растений начались в России в XVIII в. Первоначально это связаны с открытием в 1725 г. в Петербурге Академии наук Калмыков К. Ф. История ботаники в России. - Новосибирск, 1983. - с. 129. . Развивалось флористическое направление - изучался видовой состав растений на всей огромной территории России. Появились важные научные труды, И.Г.Гмелина “Флора Сибири”(1747-1759 гг.), П.С.Палласа “Флора России” (1784-1788 гг.), К.Ф.Ледебура “Флора Алтая” и “Флора России” (1841-1853 гг.), он же сделал первую попытку деления карты России на флористические области.Среди друзей и последователей М. В. Ломоносова, которые работали над исследованиями природы, и в частности фауны России, прежде всего необходимо отметить академика Степана Петровича Крашенинникова. Главный труд ученого "Описание Земли Камчатки" (1755 г) был позже переведен на многие европейские языки. Книга представляет собой комплексную характеристику края, в которой явления природы и жизнь людей рассматриваются во взаимной связи.Это первый в отечественной и мировой науке опыт комплексного географического описания определенной территории. Книга оказала большое влияние на дальнейшее развитие зоогеографических и фаунистических исследований в России.В XIX в. русские ученые начали изучение растительного мира других стран - Китая, Монголии, Малой Азии и др. М.А.Максимовичем в “Систематике растений” (1831 г.) сделана первая попытка рассмотреть эволюцию как процесс видообразования. Ко второй половиной XIX в. - началом XX в. относительная деятельность таких видных русских ученых, как ботаники Л.С.Ценковский, А.Н.Бекетов, Д.И.Ивановский; физиологи растений А.С.Фаминиин, К.А.Тимирязев; морфолог растений И.И.Горожанкин; цитологи растений И.И.Герасимов и С.Г.Навашин и др. Г.В.Морозов изучал динамику лесных сообществ. Работы русских ученых широко использовались учеными всего мира. Изучение флоры России способствовало углублению и уточнению классификаций растений, давало материал для выводов, относящихся к географическому распределению растений и экологии, сделало возможным выделить центры происхождения культурных растений и установить географические закономерностей в распределении их наследственных признаков, достичь позволило значительных успехов в селекции растений. Академик Российской Академии Наук К. Ф. Вольф (1734-1794 гг.) известен в мировой науке как один из основателей эмбриологии и защитник развитого им учения об эпигенезе, т. е. постепенном развитии организмов путем новообразований. Его работы разбили господствовавшие в то время реформистские, метафизические представления, подкреплявшие догмат о неизменяемости видов, утверждали идею развития от простого к сложному и тем самым готовили почву для утверждения эволюционной идеи.К началу 60-х годов XIX в. эмбриология позвоночных была разработана достаточно детально, а беспозвоночных - представлена в виде разрозненных фактов, не связанных общей руководящей идеей. К этому времени были подробно описаны процесс дробления яиц некоторых кишечно-полостных, червей, моллюсков и иглокожих, строение и превращение личинок многих беспозвоночных, однако о внутренних процессах их развития, о способах закладки и дифференцировки органов у них почти ничего не было известно, а главное, не удавалось с достоверностью найти общие черты в эмбриональных процессах у животных, относящихся к разным типам Бляхер Н. Я. История эмбриологии в России. - М., 1959. - с 36. .Эволюционная эмбриология как наука, основывающаяся на историческом принципе, еще не возникла. Датой ее возникновения принято считать середину 60-х годов - начало исследований основоположников эволюционной сравнительной эмбриологии А.О. Ковалевского и И.И. Мечникова. Утверждение дарвиновской теории происхождения всего животного мира на основании эмбриологического материала, проверенное в многочисленных экспериментальных исследованиях, явилось основой для создания Ковалевским сравнительной эмбриологии.Одним из выдающихся зоологов первой половины XIX в. является академик Карл Максимович Бэр. Наиболее ценные исследования Бэра связаны с эмбриологией. При этом он известен не только как эмбриолог, но и как выдающийся ихтиолог, географ-путешественник, антрополог и этнограф, вдумчивый и энергичный исследователь природных богатств России. Дарвин высоко ценил Бэра как ученого и в труде "Происхождение видов" называет его имя в числе своих предшественников. Этот выдающийся биолог получил известность как создатель современной сравнительной эмбриологии. Владимир Онуфриевич Ковалевский (1842-1883 гг.) - выдающийся ученый-палеонтолог, основоположник эволюционной палеонтологии . Он был продолжателем лучших материалистических традиций русской биологической науки, развившихся под влиянием великих русских философов-материалистов. Исследования В. О. Ковалевского, его идеи и выводы, касающиеся общих закономерностей эволюции, явились исходными данными для успешной разработки проблем эволюционной палеонтологии и, в частности, вопросов, имеющих прямое отношение к филогении животного мира.В XIX вв. в России наука сделала большие успехи и в медицине. Значительных успехов достигла и физиология. С XVIII в. (при Петре I) в России началась систематическая подготовка медицинских работников. В XIX в. в области анатомии и физиологии работало много русских ученых.
Большое влияние на развитие отечественной анатомии оказали труды П. А. Загорского, И. В. Буильского, Н. И. Пирогова. Гениальный русский ученый Н. И. Пирогов (1810-1881 гг.) работал в области хирургии, анатомии и других разделов медицины. Он разработал основы топографической (взаиморасположение) анатомии, является основателем военно - полевой хирургии, разработал чёткую систему организации хирургической помощи раненым на войне, предложил ряд новых методов эфирного наркоза.
Большой вклад в развитие внесли П. Ф. Лесгафт (1837-1909 гг.), В. П. Воробьев (1876-1937 гг.), В. Н. Тонков (1872-1954 гг.) и многие другие, а в развитие физиологии - В. А. Басов, Н. А. Миславский, В. Ф. Овсянников, А. Я. Кулябко, С. П. Боткин и др.
Особую роль в развитии физиологии сыграли И.М. Сеченов и И. П. Павлов. Исключительное значение имела книга И. М. Сеченова «Рефлексы головного мозга» (1863 г.), в которой впервые высказано положение, что вся деятельность головного мозга носит рефлекторный характер.
И. П. Павлов (1849-1936 гг.) за более чем 60-летнюю научную деятельность разработал ряд различных проблем физиологии, оказавших большое влияние на развитие не только медицины, но и биологии в целом. Он сделал величайшие открытия в различных разделах физиологии - кровообращении, пищеварении и изучении работы больших полушарий головного мозга.
В трудах И. П. Павлова нашла блестящее подтверждение высказанная И. М. Сеченовым мысль о рефлекторном характере деятельности органов. Особое значение имеют исследования И. П. Павлова, посвященные изучению коры головного мозга. Он установил, что в основе деятельности коры головного мозга лежит процесс образования условных рефлексов (1895г.) Анохин П. К. От Декарта до Павлова. - М., 1985. - с. 199. .
Таким образом , выдающиеся российские учёные внесли большой вклад в становление и развитие системы биологических наук.
В целом, в XIX в. начался период расцвета систематики животного и растительного царств. Систематика перестала носить описательный характер науки, занимающейся простым перечислением форм на основе искусственной классификации, стала точной частью исследований, в которой поиски причин и естественных связей выдвинулись на первый план.
Заключение
В результате проведённого исследования
В разделе на вопрос Помогите, срочно! Как развивалась биология и какие научные открытия были совершенны в 19 веке?? заданный автором Джулия Джонс
лучший ответ это Наиболее значимыми событиями первой половины XIX века стали становление палеонтологии и биологических основ стратиграфии, возникновение клеточной теории, формирование сравнительной анатомии и сравнительной эмбриологии, развитие биогеографии и широкое распространение трансформистских представлений. Центральными событиями второй половины XIX века стали публикация «Происхождения видов» Чарльза Дарвина и распространение эволюционного подхода во многих биологических дисциплинах (палеонтологии, систематике, сравнительной анатомии и сравнительной эмбриологии) , становление филогенетики, развитие цитологии и микроскопической анатомии, экспериментальной физиологии и экспериментальной эмбриологии, формирование концепции специфического возбудителя инфекционных заболеваний, доказательство невозможности самозарождения жизни в современных природных условиях.
Появление органической химии и экспериментальной физиологии:
Химики того времени усматривали принципиальное различие между органическими и неорганическими веществами, в частности, в таких процессах как ферментация и гниение. Со времен Аристотеля они считались специфически биологическими. Однако Фридрих Вёлер и Юстус Либих, следуя методологии Лавуазье, показали, что органический мир уже тогда часто мог быть проанализирован физическими и химическими методами. В 1828 г. Вёлер химически, т. е. без применения органических веществ и биологических процессов, синтезировал органическое вещество мочевину, представив тем самым первое доказательство для опровержения витализма. Затем было обнаружено каталитическое действие бесклеточных экстрактов (ферментов) на химические реакции, благодаря чему к концу XIX в. была сформулирована современная концепция ферментов, хотя математическая теория ферментативной кинетики появилась только в начале ХХ века.
Физиологи, такие как Клод Бернар, с помощью вивисекции и другими экспериментальными методами исследовали химические и физические свойства живого тела, закладывая основы эндокринологии, биомеханики, учения о питании и пищеварении. Во второй половине XIX в. разнообразие и значимость экспериментальных исследований как в медицине, так и в биологии непрерывно возрастали. Главной задачей стали контролируемые изменения жизненных процессов, и эксперимент оказался в центре биологического образования.
Ответ от 22 ответа
[гуру]
Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Помогите, срочно! Как развивалась биология и какие научные открытия были совершенны в 19 веке??
Ответ от хлебосольный
[гуру]
начало XXI, повлекли за собой вереницу открытий. Новые открытия в биологии выстраивают перед собой кучу вопросов, которые заставляют задумать ученых о том, что все не так просто в этом мире. Поиск истины – вот главная цель исследователей.
Журнал Science подвёл итоги первого десятилетия XXI века. Оказалось, что учёные за это время успели создать принципиально новые приборы и технологии. Увидели то, что раньше казалось недоступным. И наоборот. научились делать предметы невидимыми.
