Біологія

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Біологія (від грецького βίοσ (bios) - життя, λόγος (logos) - слово; наука) - сукупність наук про живу природу, про живих істот, що населяють Землю чи вже вимерли, їх будову, функції, розвиток особин і родів, спадковість, мінливість, взаємні стосунки, систиматику, поширення на Землі; про зв'язки між живими істотами і живих істот з неживою природою. Біологія встановлює загальні закономірності, властиві життя у всіх її проявах і властивостях.

Перші систематичні спроби пізнання живої природи були зроблені античними лікарями і філософами (Гіппократ, Аристотель, Теофаст, Гален). Їхні праці, продовжені в епоху Відродження, поклали початок ботаніці і зоології, а також анатомії і фізіології людини (Везалій і ін.). У 17 - 18 століттях в біологію проникають експериментальні методи. На основі кількісних вимірів і застосування законів гідравліки був відкритий механізм кровообігу (Вільям Ґарвей, 1628). Винахід мікроскопа розсунув границі відомого світу живих істот, поглибив уявлення про їхню будову. Одне з головних досягнень цієї епохи створення системи класифікації рослин і тварин (Карл Лінней, 1735). Разом з тим переважали умоглядні теорії про розвиток і властивості живих істот (самозародження, преформації й ін.). У 19 столітті в результаті різкого збільшення кількості біологічних досліджень (нові методи, експедиції в тропічні і малодоступні райони Землі та ін.), нагромадження і диференціації знань сформувалося багато спеціальних біологічних наук. Так, в ботаніці і зоології появляються розділи, які вивчають окремі систематичні групи, розвиваються ембріологія, гістологія, мікробіологія, палеонтологія, біогеографія тощо. Серед досягнень біології клітинна теорія (Т. Шванн, 1839), відкриття закономірностей спадковості (Грегор Мендель, 1865). До фундаментальних змін у біології призвело еволюційне вчення Чарльза Дарвіна (1859). Для біології 20 століття характерні дві взаємозалежні тенденції. З одного боку, сформувалося уявлення про якісно різні рівні організації живої природи: молекулярний (молекулярна біологія, біохімія й інші науки, які поєднують поняттям фізико-хімічна біологія), клітинний (цитологія), рівень організмів (анатомія, фізіологія, ембріологія), популяційно-видовий (екологія, біогеографія). З іншого боку, прагнення до цілісного, синтетичного пізнання живої природи призвело до прогресу наук, які вивчають певні властивості живої природи на всіх структурних рівнях її організації (генетика, систематика, еволюційне вчення тощо). Разючих успіхів починаючи з 1950-х років досягла молекулярна біологія, яка розкрила хімічні основи спадковості (будова ДНК, генетичний код, матричний принцип синтезу біополімерів). Вчення про біосферу (В. І. Вернадський) розкрило масштаби геохімічної діяльності живих організмів, їхній нерозривний зв'язок з неживою природою. Практичне значення біологічних досліджень і методів (у т.ч. генної інженерії, біотехнології) для медицини, сільського господарства, промисловості, розумного використання природних ресурсів і охорони природи, а також проникнення в ці дослідження ідей і методів точних наук висунули біологію в середині 20 століття на передові рубежі природознавства.

Біологія - наука, точніше комплекс наук про життя і закономірності розвитку організмів. Термін Б. був запроваджений в науку французьким біологом Ж.-Б. Ламарком.

Основну масу тіла організмів становить жива речовина, найважливішою складовою частиною якої є білкові сполуки. Найістотнішою і найхарактернішою властивістю живої речовини є безперервне самооновлення, що відбувається шляхом біологічного обміну речовин. Поняття про життя, про різницю між живим і неживим було сформульоване Ф. Енгельсом.

В процесі історичного розвитку Землі в результаті тривалих перетворень з неорганічних речовин утворились спочатку прості, а потім і складні органічні речовини, зокрема білкові сполуки, дальші зміни яких спричинились до виникнення найпримітивніших організмів (див. Життя). Зміни умов існування супроводились змінами і ускладненням живих істот, що на певному етапі привело до утворення двох основних гілок органічного світу — рослин і тварин, вся теперішня різноманітність яких виникла в процесі дальшого розвитку. Питання про історичний розвиток органічного світу й походження людини є одними з найважливіших в сучасній Б.; вони завжди стояли в центрі боротьби між матеріалізмом та ідеалізмом. Саме розділ Б., що охоплює ці питання, зазнавав і зазнає сильних нападок з боку реакц. сил в Б.

Завданням Б. є всебічне вивчення всієї сукупності організмів як сучасних, так і викопних. Число сучасних видів організмів досягає близько 2 млн., в т. ч. понад 1,5 млн. тварин. Приблизно стільки ж відомо викопних видів. Біологи досліджують будову рослин і тварин, їх життєві функції, спосіб життя та поширення на Землі, їхній історич. розвиток і значення, шляхи використання їх тощо. Ці дослідження дають можливість все більше і раціональніше використовувати в інтересах людини корисні форми, все успішніше знищувати шкідливі.

Б. тепер являє собою складну систему наукових дисциплін, кожна з яких має свої завдання, свої методи й об'єкти дослідження.

Весь світ організмів, залежно від ступеня їх спорідненості, поділяється на певні групи: типи, класи, ряди, родини, роди, види. Розподіл організмів по групах, або їхню класифікацію, здійсшоє систематика. Основоположником наукової систематики є К. Лінней.

Поділ Б. на окремі наукові дисципліни визначається передусім місцем організмів у системі. Своєрідні особливості рослинних і тваринних організмів зумовили насамперед диференціацію двох основних галузей Б. — ботаніки, що всебічно вивчає рослини, і зоології — науки про тварин. Багато розділів ботаніки і зоології оформилось в самостійні науки. Так,напр., з ботаніки виділились науки: про бактерії — бактеріологія, про водорості — альгологія, про гриби — мікологія, про лишайники — ліхенологія, про мохи — бріологія та ін. В 20 ст. розвинулась вірусологія. Зоологія також поділяється на ряд наук,кожна з яких вивчає певну групу тварин. Так, одноклітинних вивчає протозоологія, паразитичних червів — гельмінтологія, ракоподібних — карцинологія, павукоподібних — арахнологія, комах — ентомологія, молюсків — малакологія, риб — іхтіологія, земноводяних — батрахологія, плазунів — герпетологія, птахів — орнітологія, ссавців — мамаліологія (теріологія). Крім того, розрізняють ще гідробіологію — науку, що вивчає життя організмів у водному середовищі, паразитологію — науку про паразитичні організми та боротьбу з ними.

Будову організмів та її зміни в індивідуальному й історичному розвитку досліджує морфологія, яка є базою для розвитку інших біологічних наук. Для вивчення внутрішньої будови організмів морфологія користується методом розтинів та зрізів, тому цей її розділ відомий ще під назвою анатомії. Застосування порівняльного аналізу внутрішніх структур дало можливість зробити ряд важливих узагальнень. Без порівняльної анатомії неможливе розв'язання такої важливої проблеми, як еволюція органічного світу.

Мікроскопічне дослідження найтоншої будови тіла організмів, недоступної для неозброєного людського ока, здійснює наука про тканини — гістологія. Паралельно порівняльній анатомії розвинулась порівняльна гістологія. Мікроскопічне дослідження будови клітин привело до розвитку цитології — науки про будову, хімічний склад, фізіологічні властивості та розвиток цієї основної структурної одиниці живих істот.

Морфологічні науки тісно переплітаються з фізіологією, яка вивчає життєві функції організмів, тобто процеси їхньої життєдіяльності (рух, живлення, дихання, кровообіг, виділення, передачу нервового збудження тощо). З фізіологією близько споріднена біохімія, або фізіологічна хімія, яка досліджує хімічні процеси, що лежать в основі обміну речовин, провадить хімічний аналіз тканин та різних виділень організму.

Взаємовідношення і взаємодію організму та зовнішнього середовища вивчає екологія. Важливим її розділом є ценологія, яка вивчає біоценази. З даних екології і ценології виходить у своїх висновках біогеографія, яка поділяється на фітогеографію (географія рослин) і зоогеографію (географія тварин).

Індивідуальний розвиток організмів (онтогенез) поділяється на два етапи — ембріональний (зародковий) і постембріональний (післязародковий). Закономірності ембріонального розвитку вивчає ембріологія, яка, природно, поділяється на ембріологію рослин та ембріологію тварин і людини. Питання спадковості й мінливості організмів досліджує генетика.

Еволюційне вчення, або дарвінізм, охоплює як загальні закономірності еволюції організмів, так і фактори історичного (філогенетичного) й індивідуального розвитку тварин і рослин. Конкретні шляхи історичного розвитку, спорідненість різних систематичних груп організмів—їхню філогенію вивчає філогенетика. Дуже важливе значення для виявлення спорідненості організмів має палеонтологія, яка досліджує викопні рослини (палеоботаніка) і викопних тварин (палеозоологія) та їхній розвиток протягом усіх геологічних часів. Саме вона дозволяв на підставі документальних даних — скам'янілих решток викопних організмів — відтворити реальну картину еволюції органічного світу, послідовні етапи розвитку життя на Землі.

При аналізі складних біологічних явищ необхідно розглядати їх у тісному зв'язку з процесами, що відбуваються в неживій природі. Тому Б. широко користується послугами фізики, хімії, геології та ін. природничих наук. Вивчення фізичних закономірностей в біологічних явищах, зокрема впливу радіоактивних речовин на організми, привело до виникнення нових розділів Б. — біофізики та радіобіології.

Знайомство людини з живими істотами почалось ще в давно минулі, доісторичні, часи. Ще більше ознайомилась вона з ними, коли почала вводити в культуру різні рослини і одомашнювати тварин. В міру освоєння рослинного і тваринного світу розвивались і поглиблювались знання людини. З поверхових і часто неточних уявлень про природу поступово формувались більш певні і точні знання. Пам'ятки стародавніх культур — китайської, індійської, ассіро-вавілонської, єгипетської, грецької — свідчать про те, що ще задовго до початку нашої ери був нагромаджений значний емпіричний матеріал в галузі Б. Поряд з практичними питаннями, важливими для сільського господарства і медицини, стародавні природознавці-мислителі (Геракліт, Демокріт, Гіппократ та ін.) намагались розв'язати і ряд за-гальнобіологічних питань, зокрема питань, що стосуються походження й еволюції живих істот. Важливе значення для розвитку біології мали твори Арістотеля (384—322 до н. е.). Але питання про розвиток органічного світу Арістотель розглядав часто з ідеалістичних позицій.

Перші століття нашої ери характеризуються посиленою проповіддю ідеї про «божествений початок» всього існуючого. Антинаукова ідея про створення світу богом міцно вкоренилася в часи середньовіччя. Протягом тривалого історичного періоду Б. розвивалася слабо, бо розвиткові науки протидіяла церква, особливо католицька, яка жорстоко розправлялася з найменшими проявами «вільнодумства». Вивчення природи в епоху Відродження почало рішуче звільнятися від релігійних пут, хоч науці доводилось прокладати собі шлях в жорстокій боротьбі із старим схоластичним світоглядом. Крок за кроком біологічна наука розкривала таємниці природи, з'ясовуючи закони, що лежать в основі розвитку органічного світу. Дедалі більше поглиблюється вивчення рослинного і тваринного світу. Великий вплив на розвиток біології мало винайдення мікроскопа й удосконалення мікроскопічної техніки дослідження. Воно привело до відкриття світу дрібних (мікроскопічних) організмів, до глибокого вивчення будови й розвитку рослин і тварин та до створення клітинної теорії.

З 2-ї половини 18 от. почала розвиватися матеріалістична теорія еволюції органічного світу. В розвиток цієї теорії внесли свій вклад численні вчені 18 ст. (М. В. Ломоносов, К. Ф. Вольф, II. С. Паллас, О. А. Каверзнєв) та 1-ї пол. 19 ст, (К. М. Бер, Е. Жоффруа Сент-Ілер, А. Я. Кайданов, М. О. Максимович, К. Ф. Рульє та ін.). Перше ґрунтовне опрацювання теорії історичного розвитку живої природи належить Ж.-Б. Ламарку (початок 19 ст.), але особливо глибоко опрацьована і науково обгрунтована вона була Ч. Дарвіном. Вчення Дарвіна — дарвінізм — поклало початок новій, справді науковій епосі в історії розвитку Б. Дарвінізм вклав новий зміст в біол. науки, поставив перед ними нові завдання й сприяв їхньому швидкому розквіту.

Дарвінізм, як і біологія в цілому, знайшов найкращі умови для свого розвитку в Радянському Союзі. Озброєна найпередовішою, марксистсько-ленінською теорією, Б. вступила в новий, вищий етап свого розвитку. Найтісніший зв'язок з практикою соціалістич. будівництва, перехід від пасивного вивчення живої природи до свідомого, спрямованого перетворення її в інтересах суспільства докорінно змінили Б., надали їй дійового характеру. В умовах нашої дійсності виросла нова галузь Б.— агробіологія, яка вивчає життя і розвиток культурних рослин і с.-г. тварин, опрацьовує принципи і методи підвищення їх продуктивності.

В основу діяльності рад. біологів лягли праці І. В. Мічуріна, К. А. Тімірязєва, І. М. Сєченова, І. П. Павлова, І. І. Мечникова та ін. видатних біологів. Могутність радянської Б. була яскраво продемонстрована на 4-й сесії ВАСГНІЛ (липень — серпень 1948), яка високо піднесла мічурінський напрям у Б. і піддала глибокій науковій критиці хромосомну теорію спадковості. Опрацьовуючи питання про розвиток органічної форми матерії, про його рушійну силу, послідовники Мічуріна виходили з вчення марксизму-ленінізму про єдність і боротьбу протилежностей як рушійну силу всякого розвитку, про розвиток як перехід кількісних змін у корінні якісні. Це вчення має виняткове значення для Б. Воно озброює радянських і прогресивних зарубіжних біологів правильним підходом при дослідженні процесів розвитку в живій природі з метою свідомого керування ними. Радянські біологи успішно опрацьовують вчення І. П. Павлова про вищу нервову діяльність та її філогенетичний розвиток. Великі досягнення мають радянські біохіміки в розробці наукової спадщини О. М. Баха і, зокрема, у вивченні процесів, що лежать в основі обміну речовин. Значних результатів у галузі фізіології рослин досягли учні і послідовники К. А. Тімірязєва, Д. М. Прянишникова, С. П. Костичева та ін. Розвиток радянської науки про грунт, зокрема про біологічні основи його родючості, зв'язаний з ім'ям В. Р. Вільямса. Закономірності еволюції тваринного світу успішно вивчають наступники О. М. Сєвсрцова, О. О. Борисяка, П. П. Суш-кіна. Великі заслуги перед радянською наукою мають 6. М. Павловський і К. І. Скрябін— основоположники радянської паразитології.

Досягнення рад. біологів використовуються в різних галузях народ, господарства. Важливу роль відіграли їх дослідження і в розвитку рад. медицини та ветеринарії. Значний вклад у розвиток Б. внесли біологи Рад. України; деякі з них (Т. Д. Лисенко, О. В. Палладін, В. Я. Юр'єв, О. О. Богомолець та ін.) удостоєні високого звання Героя Соціалістичної Праці. За роки Рад. влади досягнуто значних успіхів у вивченні рослинного світу України (Ін-т ботаніки АН УРСР), в справі селекції та акліматизації на Україні нових видів рослин (М. Ф. Кащенко та ін.), в розв'язанні різних питань фізіології рослин, зокрема проблеми фотосинтезу (Є. Ф. Вотчал, В. М. Любименко), у вивченні фізіологічно активних речовин — фітогормонів. М. Г. Холодним створена гормональна теорія тропізмів, що пояснює ростові рухи рослин. Важливі дослідження проведені в галузі мікробіології. В цьому насамперед слід відзначити заслуги основоположника рад. епідеміології Д. К. Заболотного, який заснував Ін-т мікробіології АН УРСР. В працях Т. Д. Лисенка накреслені нові шляхи в галузі агробіології.

Велику роботу в галузі досліджень тваринного світу провадять Ін-т зоології АН УРСР, зоологічні кафедри університетів та ін. вузів. В галузі порівняльної анатомії слід відзначити діяльність М. М. Воскобойникова, Д. К. Третьякова і В. Г. Касьяненка. Широко відомі праці М. Ф. Іванова в галузі племінної справи, селекції та акліматизації тварин, здійснені в Асканії-Нова. В розвитку фізіології тварин і людини важливу роль відіграли праці О. О. Богомольця, В. Я.Данилевського, О. В. Леонтовича, В. Ю. Чаговця. їхню роботу успішно продовжує Ін-т фізіології АН УРСР. Колектив фізіологів і біохіміків Харків, держ. ун-ту, створений О. В. Нагорним, вніс багато цінного в розв'язання проблем вікової фізіології. Розвиток біохімії на Україні пов'язаний з діяльністю О. В. Палладіна та створеної ним наукової школи.

Українські біологи, як і всі вчені Радянського Союзу, спрямовують свої зусилля на виконання величних завдань побудови комуністич. суспільства та на боротьбу з реакційними течіями в біології.

Літ.: Енгельс Ф. Діалектика природи. К., 1953; Ленін В. І. Матеріалізм і емпіріокритицизм. Твори. Вид. 4, т. 14; Дарвін Ч. Походження видів. К.—X., 1949; Тімірязєв К. А. Вибрані твори. В 4 т. К.—X., 1949; Мічурін І. В. Вибрані твори. К.—X., 1949; Лисенко Т. Д. Агробіологія. К., 1952; Питання мічурінської біології. Збірник статей, в. 1 — 3. К., 1949—54; Розвиток науки в Українській РСР за 40 років. К., 1957; Ламарк Ж.-Б. Философия зоологии, т. 1 — 2. Пер. с франц. М.—Л., 1935—37; МечниковИ.Й. Избранные биологические произведения. М., 1950; Мичурин И. В. Сочинения. Изд. 2, т. 1 — 4. М., 1948; О положений в биологической науке. Стенографический отчет сессии Всесоюзной Академии сельскохозяйственньїх наук имени В. И. Ленина. 31 июля — 7 августа 1948 г. М., 1948.