Основные этапы развития биологического познания

Основные этапы развития
биологического познания
Хотя термин встречается еще у К.
Линнея, а о «ботанической биологии»
часто говорили в конце XVIII в., в
современном смысле понятие
«биология» впервые использовал в 1797
г. немецкий врач Т. Роос (1771-1803) в
предисловие к своей книге «Основные
черты жизни и жизненной силы».
Биология – учение о живых
организмах
Впервые употребил термин
немецкий врач и
естествоиспытатель
Г.Р.Тревиранус в работе
«Биология и философия
живой природы» (1802 г.)
Готфрид Рейнхольд Тревиранус
(1776—1837)
Предмет биологии:
многообразие вымерших и ныне
населяющих Землю живых существ,
видов, экосистем, их строение,
функции, происхождение, развитие,
эволюция, распространение,
взаимоотношения друг с другом и
окружающей средой.
Предыстория биологии
Биологическое
протознание связано с
первобытным
обществом, где запросы
первоначальной
практической
деятельности человека
(охоты, рыболовства,
сбора трав и растений)
требовали определенных
оценочных критериев, позволяющих
приспосабливаться к окружающей среде.
Познание живой природы начиналось с наблюдений.
Начинаясь с наблюдения, оно продолжалось на уровне
мыслительных процедур, таких как:



описание (как с помощью терминов языка (естественного),
так и наглядным образом - с помощью рисунков, схем и др.)
систематизация
сравнение
То есть содержательной основой знания признавался
чувственный опыт в виде наблюдения. Только со временем
появились методы экспериментального изучения,
статистические методы, приборы.




Древняя Ассирия – открыто существование пола у
растений (18 в. до н.э.)
В начале 2 тыс. до н.э. в Месопотамии создавались
агрономические календари, а в Древнем Египте
были пособия по ветеринарии.
В 14 веке до н.э. в Хеттском государстве (Малая
Азия) был написан трактат о коневодстве – самая
древняя из дошедших до нас рукописей, целиком
посвященная биологической теме.
В 8 веке до н.э. в Ассирии появились первые
системы классификации растений (около 250 видов).


Известен «папирус
Эберса» (Фивы, 1500 г. до
н.э.),в котором описаны 877
болезней и содержатся
некоторые познания в
области ботаники и зоологии.
В Древней Индии было известно около 760 видов ядовитых
лекарственных растений. В «Ведах» (конец 2 – начало 1
тысячелетия до н.э.) описаны определенные методы лечения
различных недугов, сделаны попытки определить состав
организма, болезнь определялась как нарушение баланса в
необходимом единстве тела, чувства, духа и души («АюрВеды»).
Античные воззрения на
органический мир


1)
2)
Древнегреческая цивилизация характеризуется переходом от
мифа к логосу. Возникают первые умозрительные схемы,
объясняющие происхождение органического мира и его
развитие.
В античности возникли 2 противоположных подхода к
решению вопроса о происхождении жизни:
религиозно-идеалистический (витализм), основанный на
признании «жизненной силы»
теория самозарождения, в которой заключались предпосылки
теории естественного отбора (Анаксимандр, Эмпедокл).
Замечательной была идея
Эмпедокла о выживаемости
тех биологических видов,
которые отличались
целесообразностью. В этом
можно заметить уже зачатки
подхода к теории
естественного отбора.
Эмпедокл
(485 - 425 гг. до н. э.)
•
В учении Эмпедокла заложены основы
физиологии и эмбриологии. В работе «О природе»
он рассматривает развитие живых существ в
результате появления более сложных видов.
•
Эмпедоклу принадлежит и ряд замечательных
мыслей в области медицины. Так, он полагал, что
невозможно овладеть врачеванием, если не знать,
не исследовать тело человека.
Зарождение жизни по Эмпедоклу
•
•
•
•
Первые в мире живые организмы (растения) зародились в речном иле под
влиянием внутреннего тепла Земли.
Появляются части животных: «„головы выходили без шей, двигались руки
без ног, очи блуждали без лбов“, из соединения которых впоследствии
появились первые животные организмы».
Само же соединение происходило так: «Влекомые силой Любви эти части
искали друг друга и слагались в целые живые существа, причём
соединения частей происходили случайно, так что образовались чудовища
в виде животных с человеческими головами, многоголовые создания и т. д.
Но эти уродливые существа, по учению Эмпедокла, были неспособны к
продолжительному существованию и волею Вражды должны были
погибнуть, уступив место более гармонично устроенным организмам.
С течением времени по законам Любви и Вражды получились формы,
приспособленные к среде и способные к размножению».
Зарождение жизни по Анаксимандру
Анаксимандр
610 — 547/540 до н. э.
Источник происхождения всего сущего — апейрон
(ἄπειρον) — некое бесконечное, «нестареющее»
начало, которому присуще непрерывное движение.
Апейрон разделяется на горячее и холодное, влажное
и сухое и т. д.
Это взаимодействие порождает шарообразный космос.
Противоборство стихий в возникшем космическом
вихре
появление и разделение веществ.
В центре — «холодное» — Земля, окруженная водой и
воздухом, а снаружи — огонь.
Появление живых существ (все живые существа
произошли из отложений высохшего морского дна. Все
живое порождается испаряемой солнцем влагой; когда
океан выкипает, обнажив сушу, живые существа
возникают «из нагретой воды с землёй» и рождаются
«во влаге, заключенные внутрь илистой скорлупы»).
Натурфилософские идеи Греции и
развитие биологического протознания
Милетская, элейская школа,
Пифагор, Гераклит, Демокрит
определили становление
биологического познания.
Пифагор
Демокрит
Атомистическая теория Демокрита
имела огромное значение в
формировании научного стиля
мышления. Так, принцип детерминизма
исключил идею божественной
целесообразности.
В понимании Гераклита
эволюция - это постоянное
изменение природы, которое
представляет вечно
повторяющийся, замкнутый
круговорот. Идея же
исторического развития
природы осталась
Гераклиту чуждой.
Гераклит
(544—483 до н. э.)
Работы Алкмеона и Гиппократа
В работах Алкмеона Кротонского и Гиппократа
проводятся анатомо-физиологические исследования.
Алкмеон - основоположник анатомии и физиологии в
древней Греции. Первым начал анатомировать трупы
животных для научных целей. Признал мозг средоточием
ощущений и мышления и уяснил роль нервов, идущих от
органов чувств к мозгу.
Гиппократ определяет комплексы симптомов,
разрабатывает терапию для каждой болезни, в
результате трудов Гиппократа («Гиппократова
корпуса») было сформировано медико-биологическое
знание, отделившееся от религии, магии и мистицизма.
Медицина стала основываться на наблюдении и
изучении больного, на накоплении и обобщении
медицинского опыта. В то же время, Гиппократ
основывался на теории гуморальной патологии
(существование четырех жидкостей в организме
человека как проекций четырех мировых стихий).
Биологические идеи в работах
Аристотеля
В работе «О возникновении животных» рассмотрена
эмбриология животных и человека, вопросы происхождения
пола, наследственных признаков.
Изо дня в день Аристотель наблюдал развитие куриного
зародыша. Он обратил внимание, что на начальных стадиях
развития зародыши самых разных животных похожи.
Аристотель предположил, что зародыш живородящих
животных в начале своего развития тоже представляет собой
яйцо, хотя и лишённое твёрдой оболочки. Таким образом,
Аристотеля можно в какой-то степени считать основателем
эмбриологии.
Аристотель Стагирский
(384 – 322 до н. э.)
Человека Аристотель разместил во главе животных с кровью.
Аристотелю принадлежит крылатая фраза о том, что человек
— это «общественное животное» (по-древнегречески — «zoon
politicon»), наделённое разумом.
Ботанические труды Аристотеля не сохранились, но его
ученик Теофраст считается отцом ботаники.
1)
2)
3)
4)
Аристотеля называют «отцом зоологии»:
он описал свыше 454 видов животных, создал 15 биологических
трактатов
один из самых значительных трудов - «История животных», где он
описал, в том числе, наружные и внутренние органы человека,
привел сравнительно-анатомическое описание животных, их образ
жизни и питание
доказал, что акулы и некоторые змеи являются живородящими, а
также то, что трутни развиваются из неоплодотворённых яиц
изучил третье веко у птиц, рудиментарные глаза у крота,
жевательный аппарат морских ежей (который до сих пор зовётся
«аристотелевым фонарём»), зимнюю спячку животных, перелёты
птиц, миграции рыб и млекопитающих и многое другое.
«В системе мира нам дан короткий срок пребывания — жизнь. Дар этот
высок и прекрасен. Мышление — доблестнейшее занятие человека, верх
блаженства и радость в жизни».
Философские основания теории
Аристотеля
В центре внимания Аристотеля: вид, а не особь и не
род. Вид более реален, чем составляющие его особи и
чем род. Формулирует категорию сущность. Виды
стремится включить в более общие группы, выдел.
кровеносных и бескровных (ср.: позвоночных и бес-).
Обратил внимание на схожесть между растениями и
животными. «История животных»: природа постепенно
восходит от растений к животным, от неодушевленных
существ к одушевленным. ( В 18 веке швейцарский
натуралист Ш.Бонне назовет такое восхождение видов
«лестницей существ».
Биологические идеи
в Древнем Риме
Гален систематизировал медицинские, анатомофизиологические и фармацевтические знания эпохи
эллинизма. Он детально изложил анатомию животных.
Заметил сходство человека и обезьяны, описал
анатомическое строение сердца, создал принципы
воздухо- и водолечения. создал сложные лекарственные
препараты.
Гален
(130 г. н.э. – 200 г. н.э. )
Известен и такой александрийский
ученый, как Герофил, который
изучал строение и
функционирование нервной
системы, диагностическое
значение пульса.
Герофил
(ок. 300—250 гг. до н.э.)
Роль алхимии в Средние века
2 основные тенденции
Мистифицированная
алхимия (13-15 века)



химические превращения разных веществ

(ртути в золото)
идея «философского камня», как эликсира
жизни, дающий бессмертие
идея палингенезии – воскрешения мертвых,
господства человека над духами, создания
одушевленного существа – андроида иди
гумункула
Конкретная
практическая
технохимия
были открыты способы
получения различных кислот,
селитры, сплавов ртути с
металлами, многих лекарств
Известные алхимики:
Раймунд Луллий, Альберт
Великий и др.
Биологическое знание
в средние века
Арабские врачи: Ибн-Сина, Аль-Фараби и др.
детально изучают лекарственные растения животного и
минерального происхождения
создают диагностику, развивают учение о причинах
болезней, принципах лечения, профилактике заболеваний
токсикологию, диетологию, гигиену, косметологию и др.
Ибн-Сина в «Каноне медицины»
приводит сведения более чем о
полутора тысячах лекарственных
средств, причем в настоящее время
из них применяются свыше 70,
многие даже не испытаны и не
исследованы.
Ибн-Сина
(980 – 18 июня 1037г.)
Аль-Фараби
870 г. н.э. – 950 г. н.э.
Биологическое знание эпохи
Возрождения и Нового времени



В эпоху Возрождения происходят Великие
географические открытия. Развиваются науки: механика,
математика, астрономия. Закладываются основы
экспериментального естествознания (Леонардо да Винчи,
Г. Галилей)
Возникают ботанические сады: Парижский ботанический
сад (1627 год), ботанические сады в Италии, Голландии,
Германии. Появляются первые гербарии (Рим,
Флоренция, Болонья).
Создается научная методология и методика
исследования живого. Используются методы точных
наук: математики, механики, физики и химии.
Основание ятрохимии
Биологическое познание – в рамках
алхимии. Известно учение Парацельса
(16 век). Целью алхимии считал
изготовление лекарств. Он отвергал
ботаническую медицину, изучал
минеральные источники лекарств,
создавал на их основе новые лекарства.
Парацельс считается основателем
ятрохимии – учения, основанного на
представлении о том, что
физиологические процессы в организме
человека имеют химическую основу,
поэтому воздействовать на них можно
химическим способом.
Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст
фон Гогенхайм
(21.09.1493г. - 24.09 1541г.)


Парацельс ввел в медицинскую практику термин «вирус»
для обозначения «невидимых семян, приносящих
болезнь». Ввел в экспериментальные исследования
основополагающий принцип experimentum ad ratio (опыт
перед рассуждением), отвергающий все
бездоказательные догмы.
Выдающимся обобщением достижений этого опыта
явился труд итальянского ученого эпохи Возрождения
Джироламо Фракасторо (1478-1553). Он считал, что
инфекционные болезни передаются посредством «живого
болезнетворного начала» - contagium vivum. Ввел в
медицинскую практику термин «инфекция» (1546).
Две концепции
биологического знания


Преформизм - в зародышевой клетке уже
содержатся все структуры взрослого
многоклеточного организма, которые
развиваются в процессе онтогенеза (Дж.
Ароматари, Г. Лейбниц, Н. Мальбранш).
Эпигенез - развитие организма определяется
воздействием внешних факторов на
непреформированную зародышевую клетку
(У. Гарвей и Р. Декарт).
Открытие микромира
Антоний ван Левенгук (1632-1723) первые
микроскопы начал конструировать с 1660 г.
Увидел и описал (в 1683 г.) бактерий
(«анималькули» - «очень маленькие животные»).
Не нашел последователей среди врачей.
Фактически его открытие в течение столетия
оставалось незамеченным. Первое специальное
сочинение, посвященное простейшим, было
написано в 1718 г. французским профессором
математики Л. Жобло.
Предпосылки теории эволюции



Витализм – объяснение жизненных
явлений господством особой жизненной
силы («принципа анимы»).
Элементы сравнительной морфологии
(Ш. Бонне, Г. Лейбниц, Ж. Бюффон).
Становление физиологии (У.Гарвей
развивал теорию кровообращения, идея
рефлекса как общего принципа нервной
деятельности (работа 1628 года
«Анатомическое исследование движения
сердца и крови у животных»).
Основные открытия 17-18 веков



Сравнительная анатомия (А. Северино,
К. Перро, Э. Тисон, Т. Виллис).
Фактический материал, собранные в
результате научных экспедиций (под
рук. Д.Г. Мессершмидта; Г. Гмелина,
С.П. Крашенинникова).
Классификация растений: работы
Ламарка («Флора Франции» 1778 г.,
«Естественная история растений»)
Основные биологические
теории 17-18 века


Деизм (Р. Декарт)
Рене Декарт
(31.03.1596г. 11.02.1650 г.)
Жорж Леопольд
Кювье
(23.08.1769 г. 13.05.1832 г.)
Катастрофизм (Ж. Кювье)
Чарлз Лайель
(14.11.1797г. –
22.02.1875г.)

Униформизм (Ч. Лайель,
М.В. Ломоносов)
М.В. Ломоносов
(19.11.1711г. 15.04.1765 г.)
Рене Декарт



Учение о рефлексе: на примере
зрительного восприятия он обосновал идею
о замкнутой дуге рефлекса.
Ему принадлежат также специальные
исследования по эмбриологии животных.
С его точки зрения, живые организмы
являются механизмами,
сформировавшимися по законам механики.
Жорж Леопольд Кювье




Один из основателей палеонтологии
Исправлял систематику Линнея
Глубокие познания в анатомии животных позволяли
Кювье восстанавливать облик вымерших существ по
их сохранившимся костям.
«Организм, — говорил Кювье, — есть связное целое.
Отдельные части его нельзя изменить, не вызывая
изменения других». Эту постоянную связь органов
между собой Кювье назвал «соотношением частей
организма» и проследил ее у многих животных.
Формирование основ биологических
наук (18 в. – первая половина 19 в.)



Взаимосвязь философии и биологии
(идеи И. Канта, Ф. Шеллинга, Ф.В.
Гегеля)
Открытие клеточной теории (М.
Шлейден, Т. Шванн)
Работы Дарвина («Происхождение
видов», «Происхождение человека и
половой отбор»)
Чарльз Дарвин (12.02.1809 г.19.04.1882 г.)
Чарльз Ро́берт Да́рвин —
английский натуралист и
путешественник, одним из
первых осознал и наглядно
продемонстрировал, что все
виды живых организмов
эволюционируют во времени от
общих предков.
Интересно, что Дарвин
был знаком с учением Т.
Мальтуса, его работой
«Эссе о принципах
формирования
народонаселения», где
Мальтус развивал идею
естественного отбора в
обществе.
Биология 18-начала 19 веков базировалась
на следующих установках: признание
объективного существования
органических форм, существование и
познаваемость объективных законов,
порядка и структуры органического мира;
многообразие и единство, системность
органического мира; неизменность
методологических принципов.
Эволюция - направленное изменение
любого процесса, системы, предмета,
имеющее необратимый характер.
Как правило, происходит постепенно путем
накопления большого количества
микроизменений.
Эволюционная теория


объясняет единство мира живых существ
общностью их происхождения
называет пути, способы и механизмы, которые
за несколько миллиардов лет привели к
разнообразию живых форм, в одинаковой мере
приспособленных к среде обитания, но
различающихся по уровню
морфофизиологической организации.
Вывод:
Живые формы связаны друг с другом генетическим родством,
степень которого для представителей разных групп
различается.
Приобретя в эволюционной теории такую основу, современная
классификация органического мира непротиворечиво
отражает, с одной стороны, факт разнообразия живых
форм, а с другой - единство всего живого.
Эволюционный исторический метод стал доминирующим
методом научного познания.
Биология 19-20 веков





Возникновение генетики как науки:
творчество Г.И. Менделя, Г.Х. Харди и В.
Вайнберга.
Термин «ген» предложен В.Л.Йоганнсеном
(1909 год).
Концепция ДНК (К. Корренс и Э. Бауэр).
Теория гена (Т. Морган).
Структурная модель ДНК (Дж. Уотсон,
Ф.Крик, М. Виллис)
Возникновение синтетической
теории эволюции
СТЭ – синтез дарвинизма, генетики, экологии (С.С.
Четвериков, Н.И. Вавилов, И.И. Шмальгаузен, Э.
Майер).

Основные принципы СТЭ:
1) Основная единица биологической эволюции –
популяция.
2) Предмет биологии – биоценоз, экосистема,
биосфера.
3) Изучение молекулярного уровня организма
(биофизика, биохимия, молекулярная
биотехнология)
Проблема происхождения жизни
Философия ищет источник - субстанцию жизненного
движения или «жизненный порыв» (А.Бергсон). Философы
рассматривают жизнь в единстве множества объективных
условий и факторов, но всегда как биофизиологические и
социокультурные процессы. Живые системы отличаются
целостностью структуры и энергетической компактностью.
Живое вещество зависит от неживой природы, т.к. получает
из нее энергию. Проблема возникновения жизни: 1924 г.
А.И. Опарин, Дж. Холдейн). Опыты Ст. Миллера,
подтверждающие возникновение органики из неорганики.
Альтернативные теории: панспермии, направленной и
ненаправленной (Г.Рихтер, Аррениус, Гельмгольц),
стационарного состояния (В.И. Вернадский).
Возникновение физиологии
Российская
физиологическая школа
(И.П. Павлов, Н.Е.
Введенский,
А.А.Ухтомский, Н.О.
Ковалевский).
Основатель – И.М. Сеченов
Иван Михайлович Сеченов
(13 августа 1829 г.15 ноября 1905 г.)
Возникновение биоэнергетики
Илья Романович Пригожин
(25.01.1917 г. – 28.05.2003 г.)

Термодинамика открытых
систем (И.Р.Пригожин)

Работы Р. Рубнера («Связь
теплопродукции организма
с химическими
процессами»)
Биология 19-20 веков основывалась на следующих основных
событиях: возникновение филогенетического направления
(Э.Геккель; создание экспериментально-эволюционной
биологии; раскрыта сущность жизни; объяснено явление
наследственности; расшифрован генетический код;
происходит развитие биотехнологии; развивается
синтетическая теория эволюции – синтез дарвинизма,
генетики, экологии (С.С. Четвериков, Н.И. Вавилов, И.И.
Шмальгаузен, Э. Майер).
Биология 20-21 веков
Основные тенденции:
1) Развитие комплексных исследований
2) Идеи синтезогенеза (слияние генофондов
разных видов)
3) Концепция глобального эволюционизма –
представление о Вселенной как
развивающемся целом.
4) Развитие биотехнологии и генной инженерии
В настоящее время биология становится лидером
естествознания. К концу 20 века возникает концепция
глобального эволюционизма – представление о Вселенной
как развивающемся целом. Возникает модель универсальной
эволюции, выявляются общие законы природы, их
взаимосвязь в контексте космической эволюции.
Развиваются такие науки, как геохимия, космохимия,
биохимия, связанные с фундаментальными,
междисциплинарными исследованиями в ряде наук.
Происходит связь биологических и астрономических наук.
Развивается астробиология, связанная с поиском неземных
форм жизни.
Значение биологии как науки исключительно
велико, так как познание исторического
развития органического мира, начиная от
молекулярного уровня до биогеоценотического,
играет определяющую роль в формировании
материалистического мировоззрения и
понимания коренных философскометодологических проблем (форма и содержание,
целостность и целесообразность, прогресс и т.д.).