Біологія – це комплексна наука, що вивчає всі прояви життя: будову, функції та походження живих організмів, їх взаємини у природних спільнотах із середовищем проживання та іншими живими організмами.

Концепція наука визначається як «сфера людської діяльності з отримання, систематизації об'єктивних знань про реальність». Відповідно до цього визначення об'єктом науки – біології є життя у всіх її проявах та формах, а також на різних рівнях .

Історія становлення та розвитку біології

Історія біології налічує багато століть. Вже первісним людям потрібно було мати певні знання рослин і тварин. У рамках загального розвитку природничих наук відбувалося і накопичення знань, що нині належать до галузі біологічної науки. У працях філософів античності можна знайти відомості про біологічний характер. Арістотельглибоко продумав теорію органічного розвитку, будучи знавцем природничо-наукових дисциплін, насамперед зоології, ботаніки та пов'язаних з ними проблем елементарних форм живого відчуття процесів життя. Гіппократзапропонував першу теорію, яка пояснює інфекційні захворювання. Загальний розквіт науки за часів античності змінився, як відомо з історії, щодо «прохолодним» періодом Середньовіччя, що характеризується загальним спадом у природничих науках та біології зокрема. Зі зрозумілих причин на даному етапі люди були знайомі лише з представниками рослинного та тваринного світу. Величезний поштовх розвитку біології та використанню її плодів, зокрема, у медицині дало винахід у XVII ст. мікроскопа голландцем О.Левенгуком.Людство проникло в мікросвіт, розширивши уявлення про живе. Треба сказати, що сам факт існування мікроорганізмів спричинив зміну поглядів на теорію самозародження життя. К. Ліннеємзапропонована бінарна номенклатура видів – це також важливо, оскільки дозволило систематизувати накопичений великий, але дуже суперечливий фактичний матеріал. Мікроскопічні дослідження послужили основою формулювання Т. Шванномі М. Шлейденомположень клітинної теорії у ХІХ ст. На рубежі XVIII-XIX ст. працями Ж. Ламарка, А. Вейсмана, Ж. Кюв'є, Ч. Лайєллабуло закладено основи еволюційного вчення, яке стало основою сучасної біології. Чарльз Дарвінвсвоїй основній праці «Походження видів шляхом природного відбору» (1859) узагальнив емпіричний матеріал сучасної йому біології та селекційної практики на основі результатів власних спостережень під час подорожей, навколосвітнього плавання на кораблі «Бігль» розкрив основні фактори еволюції органічного світу. Еволюційна теорія має велике значення як для біології, але й всіх природничих наук загалом, примітно, що еволюційна теорія існувала поруч із термодинамікою, що описує сутнісно цілком протилежні процеси. Другий початок термодинаміки передбачає світові все більш одноманітне майбутнє, розсіювання і деградацію енергії, спрощення структур. Еволюційна теорія, навпаки, проголошує можливість освіти складного з простого, що все ускладнюється розвиток. Дозволити цей феномен змогли лише XX в. Біологія прийшла як потужна і розгалужена галузь наукового знання, що диференціюється на ряд дочірніх дисциплін, що набули статусу повноважних самостійних областей. ХХ ст. ознаменувався бурхливим розвитком генетики, селекції, екології, молекулярної біології та інших дисциплін. В даний час на стику біологічних дисциплін з іншими галузями знань виникають нові галузі науки, такі як космічна біологія та ін.

2 Поняття про життя та живі системи. рівні організації життя. Властивості живого.

Що таке життя?Одне з визначень понад сто років тому дав Ф. Енгельс: " Життя є спосіб існування білкових тіл, і цей спосіб існування полягає по суті в постійному самооновленні хімічних складових частин цих тілУ це визначення увійшли два важливі положення:

життя тісно пов'язане з білками

Неодмінна умова життя - постійний обмін речовин, із припиненням якого припиняється життя.

Вивчення властивостей об'єктів живої природи показало, що життя пов'язане зі складним колоїдним станом протопласту (вмісту клітини), для якого характерні обмін речовин та енергії, зумовлені реалізацією спадкової інформації, яка міститься в нуклеїнових кислотах. Живі системи від клітини до біосфери загалом є системи, асимілюючі енергію із зовнішнього середовища в такий спосіб, що можуть активно протистояти руйнації сформованої організованості, тобто. протистояти процесу, характерному всім тіл неорганічної природи. За сучасними уявленнями, життя- це спосіб існування відкритих колоїдних систем, що мають властивості саморегуляції, відтворення та розвитку на основі геохімічної взаємодії білків, нуклеїнових кислот інших сполук внаслідок перетворення речовин та енергії із зовнішнього середовища. Живі системи мають низку загальних властивостей та ознак, які відрізняють їх від неживої природи.

Молекулярний рівень організації – це рівень функціонування біологічних макромолекул – біополімерів: нуклеїнових кислот, білків, полісахаридів, ліпідів, стероїдів. З цього рівня починаються найважливіші процеси життєдіяльності: обмін речовин, перетворення енергії, передача спадкової інформації. Цей рівень вивчають: біохімія, молекулярна генетика, молекулярна біологія, генетика, біофізика.

Клітинний рівень- це рівень клітин (клітин бактерій, ціанобактерій, одноклітинних тварин та водоростей, одноклітинних грибів, клітин багатоклітинних організмів). Клітина – це структурна одиниця живого, функціональна одиниця, одиниця розвитку. Цей рівень вивчають цитологія, цитохімія, цитогенетика, мікробіологія.

Тканинний рівень організації- це рівень, на якому вивчається будова та функціонування тканин. Досліджується цей рівень гістологією та гістохімією.

Органний рівень організації- Це рівень органів багатоклітинних організмів. Вивчають цей рівень анатомія, фізіологія, ембріологія.

Організмовий рівень організації- це рівень одноклітинних, колоніальних та багатоклітинних організмів. Специфіка організмового рівня в тому, що на цьому рівні відбувається декодування та реалізація генетичної інформації, формування ознак, властивих особам цього виду. Цей рівень вивчається морфологією (анатомією та ембріологією), фізіологією, генетикою, палеонтологією.

Популяційно-видовий рівень- це рівень сукупностей особин - популяційі видів. Цей рівень вивчається систематикою, таксономією, екологією, біогеографією, генетикою популяцій. На цьому рівні вивчаються генетичні та екологічні особливості популяцій, елементарні еволюційні факторита їх вплив на генофонд (мікроеволюція), проблема збереження видів.

Екосистемний рівень організації- Це рівень мікроекосистем, мезоекосистем, макроекосистем. На цьому рівні вивчаються типи харчування, типи взаємин організмів та популяцій в екосистемі, чисельність популяцій, динаміка чисельності популяцій, щільність популяцій, продуктивність екосистем, сукцесії Цей рівень вивчає екологія.

Виділяють також біосферний рівень організаціїживої матерії. Біосфера – це гігантська екосистема, що займає частину географічної оболонки Землі. Це мега-екосистема. У біосфері відбувається кругообіг речовин та хімічних елементів, а також перетворення сонячної енергії.

Ознаки живого: 1. Обмін речовиною та енергією 2. Обмін речовин – особливий спосіб взаємодії живих організмів із середовищем 3. Обмін речовин вимагає постійного припливу деяких речовин та енергії з поза та виділення деяких продуктів дисиміляції у зовнішнє середовище. Організм є відкритою системою 4. Подразливість полягає у передачі інформації від зовнішнього середовища до організму; на основі дратівливості здійснюється саморегуляція та гомеостаз 5. Репродукція – відтворення собі подібних 6. Спадковість – потік інформації між поколіннями внаслідок чого забезпечується наступність 7. Мінливість – поява нових ознак у процесі репродукції; основа еволюції 8. Онтогенез – індивідуальний розвиток, реалізація індивідуальної програми 9. Філогенез – історичний розвиток, еволюційний розвиток здійснюється внаслідок спадкової мінливості, природного відбору та боротьби за існування 10. Організми включені до процесу еволюції

3 Різноманітність живих організмів, їхня класифікація.

Систематика - наука, яка встановлює взаємозв'язки між живими організмами та розробляє систему їх класифікації.

Таксони (систематичні одиниці):

Рослини Тварини

Царство Царство

Відділ Тип

Клас Клас

Порядок Загін

Сімейство Сімейство

Назва виду складається з двох слів: Назва Роду та Видовий Епітет.

Називати так живі організми запропонував Карл Лінней. Це бінарна номенклатура.

Інтерес до пізнання світу живої природи супроводжує людство протягом усієї його історії. Вже в первісному суспільстві, в епоху верхнього палеоліту (неоген) та неоліту (антропоген), інтерес до живого оточення відображав практичні потреби людей. Бажання дізнатися, чи слід уникати зустрічей з тими чи іншими тваринами та рослинами чи, навпаки, використовувати їх у своїх цілях, пояснює, чому спочатку увага до живих організмів виливалась у спроби їх підрозділу на корисні та небезпечні, хвороботворні, що становлять харчову цінність, придатні для виготовлення одягу, знарядь праці, житла, предметів побуту, задоволення естетичних запитів. Первісна людина була допитлива і спостережлива. Після себе він залишив наскельні малюнки, насамперед, тварин, що відрізняються точністю зображення, динамізмом. У цей час формується первісний антропоморфізм(людина не протиставляє себе решті природи), на її основі виникають різні релігійні вірування у формі « анемізму» - « вчення про душу». Виникає уявлення про «живе» і «мертве»: все стає мертвим (людина, тварини, рослини, вода, камінь) після того, як «душа виходить з тіла». Надалі анемізм набуває різних форм. Наприклад, за однією з версій, душа - самостійна сутність, їх може бути безліч і кожна знаходиться в тому чи іншому органі, керує ним. Однак уже в епоху неоліту, бронзи та заліза виникає раціональне, матеріалістичне розуміння природи, що насамперед пов'язане з практикою. Відбувається одомашнення собаки, що нагадує ідею приручення, що, своєю чергою, дає початок скотарству. Поруч із людиною вже жили вівці, коні, корови, верблюди, свині та ін тварини. Їх зміст призводить до того, що паралельно розвивається землеробство. Так, у VI - V т до н.е. були культивовані пшениця, ячмінь, жито, кукурудза, городні, плодові та технічні культури. Центри їх походження були відкриті та описані нашим великим співвітчизником Н. І. Вавіловим (1921). Ч.Дарвін пише: «Всі культурні рослини та свійські тварини походять від диких форм у результаті несвідомого штучного відбору в епоху ранніх рабовласницьких цивілізацій» (1839). У зв'язку з цим принципово важливий факт констатує Ф.Енгельс «У рабовласницькому суспільстві відбувається перехід від використання готових продуктів для їх виробництва».

Біологія як наука формувалася тривалий час. У її розвитку були різні періоди та події. Вивчення історії біології показує, що тривалість періодів плавного розвитку до чергового стрибка скорочується, чим ближче ми наближаємося до нашого часу. Т.Кун (американський історик науки) у своїй роботі "Структура наукової революції" (1960) запропонував виділяти:

· Періоди плавного розвитку науки

· Революційні перетворення, що завершуються формуванням нової парадигми (вузлові моменти).

Саме вузлові моменти (ароморфози) визначають ПЕРІОДИ (ЕТАПИ)розвитку тієї чи іншої науки. Так, у природній історії, згодом – природознавства та БІОЛОГІЇвиділяють такі ПЕРІОДИ (ЕТАПИ) РОЗВИТКУ:

· Початкові уявлення про живу природу та перші спроби наукових узагальнень (з початку становлення людини як соціальної істоти – близько 15 т. років т.зв.)

· Античний період (бл. VI ст. до н.е. – III ст.н.е.)

· Середні віки (III – XIV ст)

· Епоха Відродження, розвиток принципів природничо пізнання природи (XIV - XVII)

· Метафізичний період (XVII - XVIII). Виникнення та розвиток уявлень про змінність живої природи

· Формування еволюційних ідей та теорій (еволюційний період) – перша половина XIX ст. (1809, 1859)

· Період диференціації біологічних наук на основі еволюційного підходу (друга половина ХІХ ст.

· Період інтеграції біології з іншими науками природничо циклу (XX ст.)

· Найновіші напрями біологічних досліджень - XXI ст.

На певній стадії знайомства з живою природою в умах людей, поряд з уявленнями про різноманітності організмів,виникає ідея єдностівсього живого, включаючи людей. Одночасно проясняються роль і витоки різноманітності живої природи. Виникає розуміння несуперечності біологічної одноманітності та різноманіття.

Вирішальним науковим доказом єдності всього живого стала КЛІТИННА ТЕОРІЯТ.Шванна та М.Шлейдена (1838-39). Відкриття клітинного принципу будови рослинних та тваринних організмів започаткувало плідне вивчення ЗАГАЛЬНИХ ЗАКОНОМІРНОСТЕЙ, що становлять основу морфології, фізіології, репродукції та індивідуального розвитку живих організмів.

Відкриттям фундаментальних ЗАКОНІВ СПАДКОВОСТІбіологія зобов'язана Г.Менделю, який описав правила успадкування ознак на основі передачі в поколіннях дискретних спадкових задатків (1865), Г.де Фрізу, К.Корренсу і К.Чермаку, які відкрили незалежно один від одного в 1900 р. і зробив надбанням науки правила успадкування Г. Менделя, Г. де Фрізу, що відкрив мутаційну мінливість (1901), засновникам популяційної генетики Г. Харді і В. Вайнбергу, що сформулювали закон генетичної рівноваги в популяціях організмів (1908), Т. Морганом і його ученому 1910-1916), Дж. Уотсону, Ф. Кріку, М. Уілкінс і Р. Франклін, що відкрив подвійну спіраль ДНК (1953). Названі закони розкривають механізм передачі спадкової інформації від клітини до клітини, а через клітини – від особи до особи та перерозподілу її в межах виду в низці поколінь, принципи структурно-функціональної організації генетичного апарату. Завдяки цим відкриттям стає зрозумілою роль таких біологічних явищ, як статеве розмноження, зміна поколінь, онтогенез та філогенез.

Єдність всього живого також підтверджують дослідження біохімічних (обмінних, метаболічних) та біофізичних механізмів життєдіяльності клітин.Початок цих досліджень датується другою половиною XIX ст., проте найвагоміші досягнення молекулярної біології(Друга половина XX ст.). Завдяки молекулярно-біологічним дослідженням, що приділяють головну увагу закономірностям зберігання, передачі та використання клітинами біологічної інформації, були розкриті фізико-хімічні основи таких універсальних властивостей живого, як спадковість та мінливість, специфічність біологічних макромолекул, структур та функцій, закономірне відтворення у ряді поколінь клітин організмів певного типу структурно-функціональної організації

У контексті ідеї єдності живої природи важливим є те, що живі форми принципово однаковим чином зберігають спадкову інформацію, передають її в ряді поколінь або використовують у своїй життєдіяльності, забезпечують життєві процеси енергією та переводять енергію в роботу.

Клітинна теорія, досягнення генетики, біохімії, біофізики та молекулярної біології обґрунтовують тезу про єдність органічного світу у його сучасному стані. Те, що живе на планеті єдинов історичному плані, обґрунтовується теорією еволюції (еволюційне вчення).Природничі основи теорії закладені Ч.Дарвіном (1859). Подальший розвиток, пов'язане з досягненнями генетики та популяційної біології, порівняльної ембріології та морфології, палеонтології, вона отримала у працях А.М.Северцова, Н.І.Вавілова, С.С.Четверікова, Ф.Р.Добжанського, Н.В. Тимофєєва-Ресовського, І.І.Шмальгаузена, чия наукова діяльність належить до першої половини – середини ХХ ст.

Еволюціоністи рубежу ХХ – ХХ1 ст. розвивають ідеї про нові, у тому числі «недарвінівські» фактори, механізми та форми еволюційного процесу.

Еволюційна ідея називає НАПРЯМКИ, ШЛЯХИ, СПОСОБИ ТА МЕХАНІЗМИ, які за кілька мільярдів років привели до того, що нині спостерігається різноманітності живих форм,однаковою мірою пристосованих до довкілля та різняться за рівнем структурно-функціональної організації. Інший важливий підсумок еволюційної парадигмиполягає у визнанні, що живі форми пов'язані один з одним спільністю походження (генетична спорідненість).Ступінь спорідненості відрізняється для представників різних груп, а своє вираження воно знаходить у наступності та спільності фундаментальних молекулярних, клітинних та системних механізмів розвитку та життєдіяльності. Така спадкоємність (спадковість) поєднується з мінливістю, яка дозволяє освоювати у просторі та часі нові життєві умови (еволюційна та екологічна пластичність), досягати високих рівнів структурно-функціональної організації.

Еволюційні ідеї необхідно доповнити з урахуванням специфічної функції живих форм в «економіці» природи як фактора інтенсифікації та стабілізації земних речовинно-енергетичних кругообігів та потоків –планетарна геохімічна роль живої речовини (В.І. Вернадський). У зв'язку з цим еволюцію живого (або життя)слід представляти не лише як видоутворення, але як перетворення біосфери, під час якого еволюціонують співтовариства (екосистеми, біоценози), історична динаміка яких обумовлена ​​ЕВОЛЮЦІЄЮ ВИДІВ.

Зближення двох еволюційних парадигм - еволюції видів (таксонів) та еволюції екосистем та біосфери робить внесок еволюційної ідеї в обґрунтування тези про єдність світу живого особливо вагомим.

Теорія еволюції звертає увагу на умовність граней між неживою та живою природою планети, між живою природою та людиною.Відповідно до геохімічної гіпотези походження життя обґрунтовано припущення, що найважливіші атрибути життя:

· Самовідтворення на базі аутокаталізу (матричний синтез)

· Використання високомолекулярних сполук вуглецю (нуклеїнові кислоти, білки)

· Збереження в часі існуючої та створення нової біологічної інформації

· Прогресивне ускладнення структур на основі випадкової мінливості та відбору

Могли виникнути на « добіологічному» етапі історії планети.

Закономірностям еволюції біологічних форм не суперечить ПОЯВА ЛЮДИНИ– соціальної істоти, життя якої невіддільне від принципу клітинної організації структур та функцій, молекулярно-біологічних, генетичних та екологічних законів буття. ЕВОЛЮЦІЙНА ТЕОРІЯ ПОКАЗУЄ ВИТОКИ БІОЛОГІЧНИХ МЕХАНІЗМІВ РОЗВИТКУ І ЖИТТЯДІЙНОСТІ, ПЕРЕДУМОВИ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ТА ТРУДОВОЇ ДІЯЛЬНОСТІ ТІЛЬКОС, ЩО ТО, ЩО, «ЩО», ЩО», ЩО».

Біологія як вчення про живі організми виникла, коли людина нарешті усвідомила свою відмінність від навколишнього її нерухомого, неживого світу. Однак ще довго, протягом багатьох століть, біологію не можна було назвати наукою у строгому значенні цього слова. Люди намагалися позбавлятися недуг, полегшувати біль, відновлювати здоров'я, рятувати від смерті. Робили вони це за допомогою релігійних чи магічних обрядів, сподіваючись умилостивити доброго чи злого духу і тим самим змінити перебіг подій.

Розкриваючи туші тварин, які приносяться в жертву або використовуються для приготування їжі, людина не могла не звернути увагу на будову їхніх внутрішніх органів, однак її метою було не вивчення тварин, а передбачення майбутнього. Тому першими анатомами слід вважати жерців, які за формою та зовнішнім виглядом органів тварин прагнули передбачити долі володарів держав.

Безсумнівно, навіть у ті часи, коли людина повністю перебувала у владі забобонів, накопичувалася безліч корисних відомостей. Єгиптяни, які вміли майстерно бальзамувати тіла померлих і робити мумії, мали практичні знання анатомії людини. У Кодексі Хаммурапі, складеному у XVIII ст. до зв. е. (Вавилон), був навіть докладний статут, який регулює діяльність лікарів; їх знання, засновані на дбайливо переданих з покоління в покоління спостереженнях, безумовно, приносили певну користь.

Проте, доки люди вірили, що світом керують злі сили, а природа перебуває у владі надприродного, прогрес науки йшов надзвичайно повільно. Навіть найобдарованіші були зайняті не вивченням видимого світу, а спробами за допомогою якогось одкровення зрозуміти невидимий і керуючий усім світ.

Звичайно, і тоді перебували дослідники, які відкидали подібну думку і зосереджували свою увагу на вивченні реального, сприйманого органами почуттів світу. Однак у обстановці загальної ворожнечі де вони могли діяти скільки-небудь активно, навіть імена їх до нас дійшли.

І лише стародавні греки, цей розумний, неспокійний і допитливий народ, який ставив під сумнів всі і всілякі авторитети, змінили стан речей. Переважна більшість греків, так само як і населення інших країн, жило в оточенні невидимого світу богів та півбогів. Хоча створені їх уявою боги набагато привабливіші за язичницькі божества інших народів, уявлення греків відрізнялися майже такою ж наївністю. Вони, наприклад, вважали, що хвороби викликаються стрілами бога Аполлона, якого можна й розгнівати, і умилостивити жертвопринесенням чи лестощами.

Проте приблизно 600 р. до зв. е. на берегах Егейського моря, в Іонії, з'явилася філософська школа, яка внесла новий струмінь у панували до цього уявлення. За переказом одним із найдавніших філософів цієї школи був Фалес (кінець VII – початок VI ст. до н. е.). Філософи іонійської школи відкидали надприродне, вважаючи, що життя Всесвіту тече строго певним і незмінним шляхом. Кожне явище має свою причину, у свою чергу кожна причина неминуче викликає певний ефект без втручання чиєїсь волі ззовні. Крім того, філософи припускали, що «природний закон», що править світом, доступний розуму людини, його можна вивести на підставі певних передумов або спостережень. Подібна думка визначила подальший прогрес у вивченні зовнішнього світу.

На жаль, у нас дуже мало відомостей про цих давніх філософів, праці їх втрачені, але імена збереглися, як і основа самого вчення. Більше того, раціоналізм як філософська система (тобто віра в те, що світ можна зрозуміти розумом, а не завдяки одкровенню), який бере початок із філософських поглядів давньої іонійської школи, ніколи не вмирав. І молодість його була бурхлива.

Іонійська школа

Раціоналізм увійшов у біологію у період, коли будову тіла тварин почали вивчати по-справжньому, а чи не з метою розгадати божественну волю. За переказами першим став розкривати тварин, щоб описати побачене Алкмеон (VI ст. до н. е.). Він описав очний нерв і спостерігав за розвитком курячого ембріона. Очевидно, саме Алкмеона слід вважати основоположником анатомії(вивчення будови живих організмів) та ембріології(Вивчення розвитку організмів). Алкмеону належить також опис тонкої трубки, що з'єднує середнє вухо з горлянкою. На жаль, це відкриття пройшло непоміченим і повернулося до нього лише через два тисячоліття.

Проте найвідомішим ім'ям, пов'язаним з раціоналістичним початком у біології, було ім'я Гіппократа (близько 460–377 рр. до н. е.). Про нього відомо лише, що він народився і жив на острові Кос проти іонійського узбережжя. На острові був храм Асклепія, або Ескулапа, грецького бога медицини. Храм був чимось подібним до сучасного медичного факультету, а його жерці - своєрідними лікарями.

Великою заслугою Гіппократа перед біологією було те, що він відвів Асклепію почесне місце суто формально: на його думку, боги не впливають на медицину. Гіппократ вважав, що у здоровому тілі всі органи працюють злагоджено та гармонійно, чого не можна сказати про хворий організм. Завдання лікаря полягає в тому, щоб уважно стежити за змінами в організмі і вчасно виправляти або усувати їх шкідливі наслідки. Сама діяльність лікаря, що виключає молитви і жертвопринесення, вигнання злих духів або змилосердження богів, полягає в тому, щоб навчити пацієнтів відпочивати, дотримуватися чистоти, як можна довше перебувати на свіжому повітрі і харчуватися простою, здоровою їжею. Будь-яка надмірність так чи інакше порушує рівновагу у функціонуванні організму; тому рекомендувалося у всьому дотримуватися помірності.

Коротше кажучи, за Гіппократом, роль медика зводилася до того, щоб надати свободу зцілюючим силам організму. На той час ці поради були просто чудовими.

Традиції Гіппократа збереглися після його смерті. Довгі роки лікарі вважали за честь поставити його ім'я на своїх роботах, тому зараз практично не можна сказати, які з робіт, що дійшли до нас, дійсно належать Гіппократу. Так, наприклад, «клятва Гіппократа», яку і досі вимовляють випускники медичних інститутів, найімовірніше, було складено через шість століть після його смерті. З іншого боку, можна вважати, що один із найдавніших трактатів, що описують епілепсію, мабуть, написаний самим Гіппократом. Він є чудовим прикладом застосування філософії раціоналізму до біології.

Епілепсія – розлад функції головного мозку (досі ще недостатньо пояснений), при якому порушено нормальне регулювання мозком життєдіяльності організму. При легкій формі хворий неправильно тлумачить чуттєві враження і тому часто страждає на галюцинації; при більш важкій - з-під контролю раптово виходить м'язова діяльність: хворий втрачає свідомість і падає, судомно посмикуючись і скрикуючи; іноді під час нападу він завдає собі важких каліцтв.

Приступ епілепсії триває недовго, але викликає тяжке почуття страху оточуючих. Люди, які не розуміють всієї складності функціонування нервової системи, наївно вважають, що, якщо людина рухається не з власної волі і при цьому сама завдає собі пошкодження, вона «одержима», її тіло має якась надприродна сила.

Автор трактату «Про священні хвороби», написаного приблизно 400 р. до зв. е. і, можливо, що належить перу самого Гіппократа, різко виступає проти цієї поширеної точки зору. Гіппократ відкидав будь-яке втручання потойбічних сил і вважав, що вони не можуть бути джерелом або причиною будь-якого захворювання, у тому числі епілепсії. На його думку, епілепсія, подібно до інших хвороб, викликається природними причинами і, отже, повинна піддаватися раціональному лікуванню. Вся сучасна наука ґрунтується на цій точці зору, і якщо зараз нам потрібно назвати ім'я основоположника біології, його найважливішу працю та час, коли він працював, то найкраще послатися на Гіппократа та його книгу «Про священні хвороби», написану в 400 р. до зв. е.

Афінська школа

Грецька біологія, як і вся еллінська культура загалом, досягла найвищого етапу свого розвитку при Арістотелі (384–322 рр. до н. е.). Аристотель, уродженець Північної Греції, був у свій час вихователем Олександра Македонського. Розквіт його творчої діяльності належить на той час, що він викладав у створеної ним знаменитої школі Афінах. Аристотель належить до найрізноманітніших і найглибших давньогрецьких філософів. Його твори охоплюють усі галузі знання на той час - від фізики до літератури і зажадав від політики до біології. Найбільшу популярність здобули його праці з фізики, що стосуються головним чином будови неживої природи і процесів, що відбуваються в ній, проте, як з'ясувалося пізніше, майже всі вони виявилися невірними.

Поряд із фізикою, філософією та іншими науками Аристотель дуже захоплювався біологією, зокрема, багато часу присвятив вивченню морських організмів, - як стверджують, це було одне з найулюбленіших його занять. Праці Аристотеля з біології відносяться до найкращих у його спадщині, проте згодом вони були майже забуті.

Аристотель уважно вивчав зовнішній вигляд та поведінку живих істот (тобто природну історію). Він нарахував близько п'ятисот різних «видів» тварин і вказав на їхні відмінності. Сам по собі цей список, можливо, і не заслуговував на особливу увагу, але Аристотель на цьому не зупинився. Він, наприклад, виявив, що різних тварин можна згрупувати, але проводити градацію слід дуже обережно. Так, наземних тварин легко розділити на чотириногих (звірів), літаючих пернатих (птах), а тих, що залишилися, об'єднати в одну групу під загальною назвою черв'яки. Морських жителів можна поєднати в одну групу під назвою риби. Однак за допомогою навіть такої грубої класифікації давньогрецький вчений не завжди міг визначити, до якої групи належить тварина.

Наприклад, уважно спостерігаючи за дельфінами, Арістотель встановив, що, хоча останні за зовнішнім виглядом і місцем проживання і представляють рибоподібних тварин, за іншими важливими ознаками вони далекі від риб. Так, дельфіни мають легкі, і дихають вони повітрям. На відміну від риби, дельфіна можна втопити, якщо довго тримати під водою. Крім того, дельфіни – тварини теплокровні, а не холоднокровні. І, що найважливіше, вони народжують живих дитинчат, які ще в утробі матері харчуються через плаценту. У всьому цьому дельфіни подібні до покритих вовною теплокровними тваринами суші. На думку Аристотеля, цих подібних ознак було цілком достатньо, щоб об'єднати китоподібних (кити, дельфіни та морські свині) із сухопутними тваринами, а не морськими рибами, - у цьому він на два тисячоліття випередив свій час, бо всі античні та середньовічні вчені продовжували об'єднувати китоподібні з рибами. Заслугою Арістотеля слід вважати й інший його висновок: він розділив покритих лускою риб на дві групи - риби з кістковим та риби з хрящовим, як у акули, скелетом.

Класифікуючи тварин, Аристотель мав об'єкти в міру їх прогресивного ускладнення. Від його гострого погляду не сховалося, що природа по дорозі до вершини світобудови - людині - проходить різні стадії еволюції. Відповідно до цього свого бачення світу Аристотель розділив його на чотири царства: внизу - неживий світ землі, води та повітря; трохи вище – рослинний світ, ще вище – світ тварин і, нарешті, на самій вершині – світ людини. Неживий світ існує, світ рослин не тільки існує, але й розмножується; світ тварин існує, розмножується та рухається, а людина не тільки існує, розмножується та рухається, а й мислить.

У свою чергу рослинний світ ділиться на прості та складніші рослини; світ тварин - на тваринах з червоною кров'ю та безкровними. До останніх Аристотель відносив (у порядку дедалі більшої складності) губок, молюсків, комах, ракоподібних та спрутів. Тварини з червоною кров'ю, що мають, на його думку, більш високу організацію, включають риб, рептилій, птахів та звірів.

Аристотель виявив, що на цих сходах життя немає крутих щаблів і неможливо з упевненістю віднести той чи інший вигляд до певної групи. Так, найпростіші рослини, здавалося б, ледве виявляють ознаки життя, а найпростіші тварини (наприклад, губки) майже не відрізняються від рослин і таке інше.

Правда, у Аристотеля ми ніде не знаходимо згадки про те, що форми життя поступово перетворюються на інші і що вищестояще істота походить від істоти, що стоїть на нижчому ступені розвитку. Як відомо, саме ця концепція є провідною у сучасній еволюційній теорії, а Аристотель ніколи не був еволюціоністом. Однак створена ним «сходи життя» неминуче наштовхувала вчених на такий хід думки, який мав привести до уявлення про еволюцію.

Ми можемо вважати Арістотеля основоположником зоології(Науки про тварин); наскільки дозволяють судити праці вченого, які дійшли до нашого часу, він певною мірою нехтував рослинами. Однак після смерті Арістотеля створену ним афінську школу філософів очолив його учень Теофраст (372-287 рр.. До н. Е..), Який заповнив цю прогалину у спадок свого вчителя. Теофраст заклав основи ботаніки(науки про рослини); у його творах докладно описано близько п'ятисот видів рослин.

Олександрійці

Після переможної ходи Олександра Македонського та завоювання ним Перської імперії еллінська культура проникла до країн Середземноморського басейну. Єгипет підпав під владу Птолемеїв (нащадків одного з воєначальників Олександра), і греки перебралися до новоствореної столиці Олександрії. Там було створено музей, який із повним правом можна вважати прообразом сучасного університету. Олександрійські вчені здобули широку популярність своїми дослідженнями з математики, астрономії, географії та фізики. І хоча біологія не належала до популярних в Олександрії наук, однак і в ній можна знайти принаймні два славні імені: це Герофіл (розквіт його діяльності відноситься до 300-х років до н. е.) та його учень Еразістрат (250- е роки до н.

В епоху християнства Герофіла та Еразістрата звинуватили у тому, що, вивчаючи анатомію людини, вони публічно робили розтин трупів. Не виключено, що це вигадка. Герофіл першим із вчених того часу звернув увагу на головний мозок як на орган мислення. Правда, до нього на це вказували Алкмеон і Гіппократ, тоді як Аристотель відводив головному мозку лише роль органу, призначеного для охолодження крові. Герофіл встановив різницю між нервами чутливими (сприймають відчуття) і руховими (що викликають м'язові скорочення), і навіть між артеріями і венами, помітивши, що перші пульсують, а останні ні. Йому належить опис печінки та селезінки, сітківки очей та першого відділу тонкої кишки (який тепер отримав назву дванадцятипалої кишки), а також статевих органів жінок та передміхурової залози чоловіків.

У свою чергу Еразістрат виявив, що головний мозок розділений на більші півкулі та менший за розміром мозочок. Він дав опис мозкових звивин і звернув увагу, що вони яскравіше виражені в людини, ніж у тварин. Це спостереження дозволило йому пов'язати кількість звивин мозку з розумовими здібностями.

Залишається тільки пошкодувати, що після такого перспективного початку олександрійська школа в біології зійшла нанівець. Фактично грецька наука почала занепадати приблизно після 200 р. до н. е. Вона процвітала протягом чотирьох століть, але у тривалих міжусобних війнах греки безрозсудно розтратили свою енергію та добробут. Вони підпали під владу спочатку Македонської імперії, та був Риму. Поступово грецькі вчені зосередили свою увагу вивченні риторики, етики, філософії, відмовилися вивчення філософії природознавства, тобто раціонального вивчення природи, яке зародилося ще надрах іонійської школи.

Крім того, на розвитку біології позначався ще й той важливий факт, що життя - жива природа - на відміну від неживого світу вважалося священним, а тому непридатним для раціоналістичного вивчення. Анатомування людського тіла багатьом уявлялося абсолютно неприпустимим. Тому невдовзі їм взагалі припинили займатися - спочатку через моральне засудження, а потім під страхом порушення законів. У ряді випадків заперечення мали релігійний характер. Так, єгиптяни вважали, що від цілісності тіла залежить добробут потойбіччя покійного. У юдеїв, а пізніше у християн розтин вважався блюзнірством, бо, як вони стверджували, людське тіло створено за образом і подобою бога і тому священне.

Епоха римського володарювання

Панування римлян на Середземномор'ї надовго призупинило розвиток біології. Освіченим людям того часу здавалося достатнім зібрати воєдино відкриття минулого, зберегти їх та популяризувати серед співгромадян. Так, Авл Корнелій Цельс (I ст. до н. е. – I ст. н. е.) звів спадщину греків у своєрідний курс оглядових лекцій. Розділ цього курсу з медицини пережив сучасників. Тим самим Цельс як лікар прославився набагато більше, ніж він того заслуговував.

Розширення території Римської імперії внаслідок успішних завоювань дозволило вченим збирати колекції рослин та спостерігати за тваринним світом у тих місцях, які були недоступні давнім грекам. Так, грецький медик Діоскорид (I в. н. е.), який служив у римській армії, перевершив Теофраста: йому належить опис шестисот видів рослин. Особливу увагу Діоскорид звертав на цілющі властивості рослин, тому ми можемо вважати його основоположником фармакології(Вчення про ліки).

Одним з найвідоміших римських дослідників природи вважається Гай Пліній старший (23-79 рр. н. Е..). У своїй знаменитій енциклопедії (що налічує 37 томів) він звів докупи всі праці античних вчених з природної історії, які йому вдалося відшукати. Слід зазначити, проте, що Пліній який завжди критично ставився до використовуваних джерел. Хоча він зібрав значний фактичний матеріал (запозичивши його в основному у Аристотеля), у його творах чимало байок та забобонів. Понад те, Пліній відступив від філософії раціоналізму. Зіткнувшись з різними видами рослин та тварин, він цікавився, яку роль кожен із них грає у житті людини. На його думку, все в природі існує заради людини: або дає їй їжу, або є джерелом ліків, або стимулює фізичний розвиток або волю людини, або, нарешті, служить моральним цілям. Ці погляди Плінія, що збігалися з вченням стародавніх християн, а крім того, безперечний інтерес, який люди виявляли до його домислів, частково пояснюють, чому Плінія збереглася до наших днів.

Останнім біологом давнини (в справжньому значенні цього слова) був Гален (131–200 рр. н. е.) – римський лікар, уродженець Малої Азії. Перші роки лікарської практики Гален провів на арені гладіаторів. Лікування людей, які перенесли травму, дозволило йому зібрати багатий анатомічний матеріал. Однак, хоча його сучасники і не заперечували проти жорстоких і кривавих ігор гладіаторів на догоду збоченим смакам публіки, що розважається, вони продовжували несхвально дивитися на розтин людських трупів з науковими цілями. Тому анатомічні дослідження Гален проводив переважно на собаках, вівцях та інших тварин. Щойно уявлявся випадок, він розкривав мавп, знаходячи в них велику схожість із людиною.

Гален залишив велику наукову спадщину. Його ретельно розроблені теорії щодо функції різних органів людського тіла відіграли істотну роль у розвитку медицини. Проте неможливість вивчати людський організм по-справжньому, відсутність у той час потрібного інструментарію, безсумнівно, спричинила помилковість більшості його теорій. Не будучи християнином, Гален все ж таки твердо вірив у існування єдиного бога. Подібно до Плінії, він думав, що все живе створено з наперед наміченою метою. Всюди в організмі людини він вбачав прояви божественної праці. Така думка, цілком прийнятна під час підйому християнства, пояснює популярність Галена й у пізніший час.

Сучасна біологія сягає корінням у давнину, ми знаходимо її витоки в цивілізаціях минулих тисячоліть: у Стародавньому Єгипті, Стародавній Греції.

Першим ученим, який створив наукову медичну школу, був давньогрецький лікар Гіппократ (бл. 460 - бл. 370 до н. е.). Він вважав, що кожна хвороба має природні причини, і їх можна дізнатися, вивчаючи будову та життєдіяльність людського організму. З давніх-давен і до цього дня лікарі урочисто вимовляють «клятву Гіппократа», обіцяючи зберігати лікарську таємницю і за жодних обставин не залишати хворого без медичної допомоги.

Великий енциклопедист давнини Аристотель (384 – 322 до н. е.) став одним із засновників біології як науки, вперше узагальнивши біологічні знання, накопичені до нього людством. Він розробив систематику тварин, визначивши в ній місце і людині, яку він називав «суспільною твариною, наділеною розумом». Багато творів Аристотеля були присвячені походження життя.

Давньоримський вчений і лікар Клавдій Гален (бл. 130 - бл. 200), вивчаючи будову ссавців, заклав основи анатомії людини. Протягом наступних п'ятнадцяти століть його праці були основним джерелом знань з анатомії.

У середні віки в Європі запанував період застою у всіх галузях знань. У цей час традиції античних авторів знайшли своє продовження у країнах Передньої та Середньої Азії, де жили та творили такі видатні вчені, як Абу Алі Ібн Сіна (Авіценна) (бл. 980-1037) та Абу Рейхан Мухаммед ібн Ахмет аль-Біруні (973) -бл. 1050). З того часу в сучасній анатомічній номенклатурі збереглося безліч арабських термінів.

Настання епохи Відродження ознаменувало початок нового періоду у розвитку біології.

Різко зріс інтерес до біології за доби Великих географічних відкриттів (XV в.). Відкриття нових земель, налагодження торгових відносин між державами розширювали відомості про тварин та рослини. Ботаніки та зоологи описували безліч нових, невідомих раніше видів організмів, що належать до різних царств живої природи.

Один з найпрекрасніших людей цієї епохи Леонардо да Вінчі (1452-1519) описав багато рослин, вивчав будову людського тіла, діяльність серця та зорову функції.

Після того, як була знята церковна заборона на розтин людського тіла, блискучих успіхів досягла анатомія людини, що відбилося в класичній праці Андреаса Везалія (1514-1564) «Про будову людського тіла». Найбільше наукове досягнення - відкриття кровообігу - зробив XVII в. англійський лікар і біолог Вільям Гарві (1578-1657).

Нову епоху у розвитку біології ознаменувало винахід кінці XVI в. мікроскоп. Вже у середині XVII в. була відкрита клітина, а пізніше виявлено світ мікроскопічних істот - найпростіших і бактерій, вивчено розвиток комах та важливу будову сперматозоїдів.

У XVIII ст. шведський натураліст Карл Лінней (1707-1778) запропонував систему класифікації живої природи та запровадив бінарну (подвійну) номенклатуру для найменування видів.

Карл Ернст Бер (Карл Максимович Бер) (1792-1876), професор Петербурзької медико-хірургічної академії, вивчаючи внутрішньоутробний розвиток, встановив, що зародки всіх тварин на ранніх етапах розвитку схожі, сформулював закон зародкової подібності і увійшов в історію науки як основ.

Першим біологом, який спробував створити струнку та цілісну теорію еволюції живого світу, став французький вчений Жан Батіст Ламарк (1774–1829). Палеонтологію, науку про викопні тварини і рослини, створив французький зоолог Жорж Кюв'є (1769-1832).

Велику роль розумінні єдності органічного світу зіграла клітинна теорія зоолога Теодора Шванна (1810-1882) та ботаніка Маттіаса Якоба Шлейдена (1804-1881).

Найбільшим досягненням ХІХ ст. стало еволюційне вчення Чарлза Роберта Дарвіна (1809-1882), яке мало визначальне значення у формуванні сучасної природничо картини світу.

Основоположником генетики, науки про спадковість і мінливість, став Грегор Йоган Мендель (1822-1884), роботи якого настільки випередили свій час, що були не зрозумілі сучасниками і відкриті заново через 35 років.

Одним із засновників сучасної мікробіології став німецький вчений Роберт Кох (1843-1910), а праці Луї Пастера (1822-1895) та Іллі Ілліча Мечникова (1845-1916) визначили появу імунології.

Розвиток фізіології пов'язане з іменами великих російських учених Івана Михайловича Сєченова (1829-1905), який заклав основи вивчення вищої нервової діяльності, та Івана Петровича Павлова (1849-1936), який створив вчення про умовні рефлекси.

ХХ ст. ознаменувався бурхливим розвитком біології. Мутаційна теорія Гуго де Фріза (1848-1935), хромосомна теорія спадковості Томаса Ханта Моргана (1866-1945) Александер Флемінг (1881 - 1955), встановлення структури ДНК Джеймсом Вотсоном (нар. 1928) і Френсісом Криком (1916-2004) - неможливо перерахувати всіх тих, хто своєю самовідданою працею створював сучасну біологію, яка в даний час є однією з найбільш бурхливих областей людського знання.

■ Система біологічних наук.Сучасна біологія - це сукупність природничих наук, які вивчають життя як особливу форму існування матерії. Одними з перших у біології склалися комплексні науки: зоологія, ботаніка, анатомія та фізіологія. Пізніше всередині них сформувалися більш вузькі дисципліни, наприклад усередині зоології з'явилася іхтіологія (наука про риби), ентомологія (про комах), арахнологія (про павуки) і т. д. Різноманітність організмів вивчає систематика, історію живого світу – палеонтологія. Різні властивості живого є предметом дослідження таких наук, як генетика (закономірності мінливості та спадковості), етологія (поведінка), ембріологія (індивідуальний розвиток), еволюційне вчення (історичний розвиток).

У середині XX ст. у біологію почали активно проникати методи та ідеї інших природничих наук. На кордонах суміжних дисциплін виникали нові біологічні напрями: біохімія, біофізика, біогеографія, молекулярна біологія, космічна біологія та багато інших. Широке використання математики в біологію викликало народження біометрії. Успіхи екології, а також дедалі актуальніші проблеми охорони природи сприяли розвитку екологічного підходу у більшості галузей біології.

На рубежі XX та XXI ст. з величезною швидкістю почала розвиватися біотехнологія – напрямок, якому, безперечно, належить майбутнє. Останні досягнення у цій галузі відкривають широкі перспективи для створення біологічно активних речовин та нових лікарських препаратів, для лікування спадкових захворювань та здійснення селекції на клітинному рівні.

В даний час біологія стала реальною продуктивною силою, з розвитку якої можна судити про загальний рівень розвитку людського суспільства.

Запитання для самоконтролю.

1. Розкажіть про внесок у розвиток біології давньогрецьких та давньоримських філософів та лікарів.

2. Охарактеризуйте особливості поглядів на живу природу в Середні віки, епоху Відродження.

3. Який винахід XVII ст. дало можливість відкрити та описати клітину?

4. Яке значення для біологічної науки робіт Л. Пастера та І. І. Мечникова?

5. Перерахуйте основні відкриття, зроблені у біології у XX ст.

6. Назвіть відомі вам природничі науки, що становлять біологію. Які їх виникли наприкінці XX в.?

Він захистив дисертацію, в якій намагався знайти «закони зародження» всіх органічних тіл, і відповідно він послідовно розглядав у ній «зародження рослин», «зародження тварин» і, нарешті, «загальні закони зародження органічних тіл». Вольф зробив важливе відкриття, вивчаючи розвиток стебел, листя та квітів. Він виявив, що у вершин кожної втечі, що росте, є особлива «точка або поверхня зростання». До Вольфа процес "розгортання" (evolutio) нирки, квітки та листа був класичним прикладом преформації. Твердження Вольфа, що всередині будь-якої листової бруньки немає скільки-небудь помітного листя», лише «внутрішня субстанція рослин», що зароджує із себе зачатки листя, стало вихідним пунктом нового принципу розвитку. Інше важливе відкриття робить К.Ф. Вольф, простеживши розвиток квітки. Своє завершення вчення про метаморфоз рослини отримав у нього в роботі петербурзького періоду (1767 р.), в якій він заявляє: «У всій рослині, частини якої на перший погляд настільки надзвичайно різноманітні, я вбачаю по зрілому розгляді нічого більше як листя і стебло. Всі частини рослини, за винятком стебла, є, отже, лише зміненим листям». Це вчення про метаморфоз рослини є безперечною історичною заслугою К.Ф. Вольфа. Також він спостерігав за розвитком курячим яйцем, що насиджується. Він виявив утворення «кров'яних острівців», які потім перетворюються на кров та кровоносні судини; він описав утворення кінцівок, первинних нирок та інших органів. Такі коротко спостереження Вольфа, дозволили йому відкинути теорію преформації і висунути ідею справжньому розвитку рослин та тварин. У 1767 р. Вольф приїжджає в Росію, і у вересні того ж року представляє до друку свою нову працю «Про утворення кишечника у курчати». Це найзріліша праця К.Ф. Вольфа – суворо науковий трактат, у яких він утримується від поспішних натурфілософських узагальнень; він формулює загальний принцип розвитку органів: «Частина, яка в завершеному вигляді має внутрішню порожнину або представляє трубку або резервуар, у своєму первісному стані була відкритою і розтягнутою у вигляді відомого роду простої пластинки, краї якої були примушені до складання один з одним для освіти цілісного каналу». К.Ф. Вольф невпинно повторював, що виявлені ним закономірності є «основним доказом епігенезу». Завдяки колекції Кунсткамери, він написав численні анатомічні роботи, що публікувалися протягом 25 років щороку в працях Петербурзької Академії та написав не менше 1000 сторінок, описи особливо цікавих, на його думку, виродків, досі неопублікованих.