Esimene suurem bioloogiateadus on botaanika. Ta uurib taimi. Botaanika jaguneb paljudeks erialadeks, mida võib pidada ka bioloogiliseks. Algoloogia. Taimede anatoomia uurib taimekudede ja -rakkude ehitust, samuti seda, milliste seaduspärasuste järgi need koed arenevad. Brüoloogia uurib samblaid, dendroloogia puid. Karpoloogia on taimede seemnete ja viljade uurimine.

Lihhenoloogia on samblike teadus. Mükoloogia tegeleb seentega, mükogeograafia nende levikuga. Paleobotaanika on botaanika haru, mis uurib taimede fossiile. Palünoloogia on taimede õietolmuterade ja eoste uurimine. Taimede taksonoomia teadus tegeleb nende klassifitseerimisega. Fütopatoloogia uurib mitmesuguseid patogeensetest ja keskkonnateguritest põhjustatud taimehaigusi. Floristika on taimestiku uurimine, taimede kogum, mis on ajalooliselt kujunenud teatud piirkonnas.

Etnobotaanika teadus uurib inimeste ja taimede koostoimet. Geobotaanika on teadus Maa taimestikust, taimekooslustest – fütotsenoosidest. Taimede geograafia uurib nende leviku mustreid. Taimemorfoloogia on mustrite teadus. Taimefüsioloogia – taimeorganismide funktsionaalsest aktiivsusest.

Zooloogia ja mikrobioloogia

Ihtüoloogia on teadus kaladest, kartsinoloogia vähkidest, ketoloogia vaalalistest, konkoloogia molluskitest, mürmekoloogia sipelgatest, nematoloogia ümarussidest, ooloogia loomamunadest, ornitoloogia lindudest. Paleosooloogia uurib loomade fossiilseid jäänuseid, planktoloogia - planktonit, primatoloogia - primaate, terioloogia - imetajaid, - putukaid, protozooloogia - ainurakseid. Uuringuga tegeleb etoloogia.

Kolmas suur bioloogia haru on mikrobioloogia. See teadus uurib palja silmaga nähtamatuid elusorganisme: baktereid, arheid, mikroskoopilisi seeni ja vetikaid, viirusi. Vastavalt sellele eristatakse ka sektsioone: viroloogia, mükoloogia, bakterioloogia jne.

Klassifitseerib ja kirjeldab elusolendeid, nende liikide päritolu, vastastikmõju üksteisega ja keskkonnaga.

Iseseisva teadusena tekkis bioloogia loodusteaduste hulgast 19. sajandil, mil teadlased avastasid, et kõigil elusorganismidel on mingid ühised omadused ja tunnused, mis kokkuvõttes ei ole elutule loodusele omased. Mõiste "bioloogia" võtsid iseseisvalt kasutusele mitmed autorid: Friedrich Burdach 1800. aastal, Gottfried Reinhold Treviranus 1802. aastal ja Jean-Baptiste Lamarck 1802. aastal.

Bioloogiline pilt maailmast

Praegu on bioloogia standardaine kesk- ja kõrgkoolides üle maailma. Igal aastal avaldatakse üle miljoni bioloogia, meditsiini, biomeditsiini ja biotehnoloogia alase artikli ja raamatu.

• Rakuteooria – õpetus kõigest rakkudega seonduvast. Kõik elusorganismid koosnevad vähemalt ühest rakust – organismide põhilisest struktuuri- ja funktsionaalsest üksusest. Kõigi maismaaorganismide kõigi rakkude põhimehhanismid ja keemia on sarnased; rakud pärinevad ainult juba olemasolevatest rakkudest, mis paljunevad rakkude jagunemise teel. Rakuteooria kirjeldab rakkude ehitust, nende jagunemist, vastasmõju väliskeskkonnaga, sisekeskkonna ja rakumembraani koostist, raku üksikute osade toimemehhanismi ja nende omavahelist vastasmõju.
• Evolutsioon. Loodusliku valiku ja geneetilise triivi kaudu muutuvad populatsiooni pärilikud tunnused põlvest põlve.
• Geeni teooria. Elusorganismide tunnused antakse edasi põlvest põlve koos DNA-s kodeeritud geenidega. Infot elusolendite struktuuri või genotüübi kohta kasutavad rakud fenotüübi, organismi jälgitavate füüsikaliste või biokeemiliste omaduste loomiseks. Kuigi geeniekspressiooni kaudu väljendatud fenotüüp võib organismi ette valmistada eluks oma keskkonnas, ei kandu informatsioon keskkonna kohta tagasi geenidesse. Geenid saavad muutuda ainult vastusena keskkonnamõjudele evolutsiooniprotsessi käigus.
• Homöostaas. Füsioloogilised protsessid, mis võimaldavad organismil säilitada püsivat sisekeskkonda sõltumata väliskeskkonna muutustest.
• Energia. Iga elusorganismi atribuut, mis on selle seisundi jaoks hädavajalik.

rakuteooria

Evolutsioon

Bioloogia keskne korralduskontseptsioon on see, et elu muutub ja areneb aja jooksul evolutsiooni käigus ning et kõigil teadaolevatel eluvormidel Maal on ühine päritolu. See tõi kaasa ülalmainitud elu põhiüksuste ja protsesside sarnasuse. Evolutsiooni mõiste tõi teadusleksikoni Jean-Baptiste Lamarck 1809. aastal. Charles Darwin tegi viiskümmend aastat hiljem kindlaks, et looduslik valik on selle liikumapanev jõud, nii nagu inimene kasutab kunstlikku valikut teadlikult uute loomatõugude ja taimesortide loomiseks. Hiljem, sünteetilises evolutsiooniteoorias, postuleeriti geneetiline triiv evolutsioonilise muutuse lisamehhanismina.

geeniteooria

Bioloogiliste objektide kuju ja funktsiooni reprodutseerivad põlvest põlve geenid, mis on pärilikkuse elementaarsed ühikud. Füsioloogiline kohanemine keskkonnaga ei saa olla geenides kodeeritud ega päranduda järglastele (vt Lamarckism). Tähelepanuväärne on see, et kõigil olemasolevatel maapealse elu vormidel, sealhulgas bakteritel, taimedel, loomadel ja seentel, on DNA kopeerimiseks ja valkude sünteesiks samad põhimehhanismid. Näiteks on inimese DNA-ga süstitud bakterid võimelised sünteesima inimese valke.

Organismi või raku geenide kogumit nimetatakse genotüübiks. Geene hoitakse ühes või mitmes kromosoomis. Kromosoom on pikk DNA ahel, mis võib kanda paljusid geene. Kui geen on aktiivne, kopeeritakse selle DNA järjestus transkriptsiooni teel RNA järjestustesse. Seejärel saab ribosoom kasutada RNA-d RNA koodile vastava valgujärjestuse sünteesimiseks protsessis, mida nimetatakse translatsiooniks. Valgud võivad täita katalüütilist (ensümaatilist) funktsiooni, transpordi-, retseptori-, kaitse-, struktuuri- ja motoorseid funktsioone.

homöostaas

Homöostaas on avatud süsteemide võime reguleerida oma sisekeskkonda selliselt, et säilitada selle püsivus mitmesuguste regulatiivsete mehhanismide poolt juhitud parandusmeetmete kaudu. Kõik elusolendid, nii mitmerakulised kui ka üherakulised, on võimelised säilitama homöostaasi. Näiteks rakutasandil säilib sisekeskkonna () pidev happesus. Soojaverelised loomad hoiavad keha tasemel püsivat kehatemperatuuri. Seoses mõistega ökosüsteem viitab homöostaas eelkõige sellele, et taimed ja vetikad hoiavad Maal püsivat atmosfäärihapniku ja süsinikdioksiidi kontsentratsiooni.

Energia

Iga organismi ellujäämine sõltub pidevast energiavarustusest. Energia ammutatakse ainetest, mis toimivad toiduna, ning spetsiaalsete keemiliste reaktsioonide kaudu kasutatakse seda rakkude struktuuri ja toimimise ülesehitamiseks ja säilitamiseks. Selle protsessi käigus kasutatakse toidumolekule nii energia ammutamiseks kui ka organismi enda bioloogiliste molekulide sünteesimiseks.

Enamiku maapealsete olendite peamiseks energiaallikaks on valgusenergia, peamiselt päikeseenergia, kuid mõned bakterid ja arheed saavad energiat kemosünteesi teel. Valgusenergia fotosünteesi kaudu muudetakse taimede poolt vee ja teatud mineraalide juuresolekul keemiliseks (orgaanilisteks molekulideks). Osa saadud energiast kulub biomassi suurendamiseks ja eluea säilitamiseks, teine ​​osa läheb kaotsi soojuse ja jääkainetena. Üldisi mehhanisme keemilise energia muundamiseks elu säilitavaks energiaks nimetatakse hingamiseks ja ainevahetuseks.

Elukorralduse tasandid

Elusorganismid on kõrgelt organiseeritud struktuurid, seetõttu eristatakse bioloogias mitmeid organiseerituse tasemeid. Erinevates allikates on mõned tasemed välja jäetud või omavahel kombineeritud. Allpool on toodud eluslooduse korraldamise peamised tasemed üksteisest eraldi.

• Molekulaarne - raku moodustavate ja kõik selle protsessid määravate molekulide interaktsiooni tase.
• Rakuline – tase, mil rakke peetakse elusorganismide struktuuri elementaarseteks üksusteks.
• Kude – struktuurilt ja funktsioonilt sarnaste kudesid moodustavate rakkude komplektide tase.
• Elund - üksikute elundite tase, millel on oma struktuur (koetüüpide seos) ja asukoht kehas.
• Organism - üksikorganismi tase.
• Populatsiooniliigi tase - populatsiooni tase, mis koosneb sama liigi isendite kogumist.
• Biogeotsenootiline - liikide omavahelise ja erinevate keskkonnateguritega suhtlemise tase.
• Biosfääri tase on kõigi biogeotsenooside kogum, sealhulgas ja põhjustab kõiki elunähtusi Maal.

Bioloogiateadused

Enamik bioloogiateadusi on distsipliinid kitsama fookusega. Traditsiooniliselt rühmitatakse need uuritud organismide tüüpide järgi:

• botaanika on taimede, vetikate, seente ja seenelaadsete organismide uurimine,
• zooloogia - loomad ja protistid,
• mikrobioloogia - mikroorganismid ja viirused.

• biokeemia uurib elu keemilisi aluseid,
• biofüüsika uurib elu füüsilisi aluseid,
• molekulaarbioloogia – keerulised vastasmõjud bioloogiliste molekulide vahel,
• rakubioloogia ja tsütoloogia – mitmerakuliste organismide, rakkude,
• histoloogia ja anatoomia - kudede ja keha struktuur üksikutest elunditest ja kudedest,
• füsioloogia – elundite ja kudede füüsikalised ja keemilised funktsioonid,
• etoloogia - elusolendite käitumine,
• ökoloogia - erinevate organismide ja nende keskkonna vastastikune sõltuvus,
• geneetika - pärilikkuse ja muutlikkuse mustrid,
• arengubioloogia - organismi areng ontogeneesis,
• paleobioloogia ja evolutsioonibioloogia – eluslooduse päritolu ja ajalooline areng.

Seotud teaduste piiril on: biomeditsiin, biofüüsika (elusobjektide uurimine füüsikaliste meetoditega), biomeetria jne. Seoses inimese praktiliste vajadustega kerkivad esile sellised valdkonnad nagu kosmosebioloogia, sotsiobioloogia, tööfüsioloogia, bioonika. .

Bioloogilised distsipliinid

Bioloogia ajalugu

Kuigi bioloogia kui eraldiseisva loodusteaduse kontseptsioon tekkis 19. sajandil, tekkisid bioloogiadistsipliinid varem meditsiinis ja loodusloos. Tavaliselt pärineb nende traditsioon sellistest iidsetest teadlastest nagu Aristoteles ja Galenus läbi araabia arstide al-Jahizi, ibn-Sina, ibn-Zuhra ja ibn-al-Nafizi. Renessansiajal muutis bioloogiline mõtlemine Euroopas revolutsiooni trükikunsti leiutamise ja trükiste levikuga, huvi eksperimentaalsete uuringute vastu ning paljude uute looma- ja taimeliikide avastamine avastusajastul. Sel ajal töötasid silmapaistvad vaimud Andrei Vesalius ja William Harvey, kes panid aluse kaasaegsele anatoomiale ja füsioloogiale. Mõnevõrra hiljem tegid Linnaeus ja Buffon suurepärase töö elusolendite ja fossiilsete olendite vormide klassifitseerimisel. Mikroskoopia avas vaatlusele seni tundmatu mikroorganismide maailma, pannes aluse rakuteooria arengule. Loodusteaduse areng, mis oli osaliselt tingitud mehhanistliku filosoofia tekkest, aitas kaasa loodusloo arengule.

19. sajandi alguseks olid mõned kaasaegsed bioloogilised distsipliinid, nagu botaanika ja zooloogia, jõudnud professionaalsele tasemele. Lavoisier ja teised keemikud ja füüsikud hakkasid lähenema arusaamadele elava ja eluta looduse kohta. Loodusteadlased, nagu Alexander Humboldt, on uurinud organismide vastasmõju nende keskkonnaga ja selle sõltuvust geograafiast, pannes aluse biogeograafiale, ökoloogiale ja etoloogiale. 19. sajandil viis evolutsiooniõpetuse areng järk-järgult arusaamiseni väljasuremise rollist ja liikide muutlikkusest ning rakuteooria näitas uues valguses elusaine ehituse põhialuseid. Koos embrüoloogia ja paleontoloogia andmetega võimaldasid need edusammud Charles Darwinil luua looduslikul valikul põhineva tervikliku evolutsiooniteooria. 19. sajandi lõpuks andsid spontaanse genereerimise ideed lõpuks teed nakkustekitaja kui haiguste tekitaja teooriale. Kuid vanemlike tunnuste pärimise mehhanism oli endiselt mõistatus.

Bioloogia populariseerimine

Vaata ka

Bioloogia tähtsus meditsiinis:

Geeniuuringud on võimaldanud välja töötada meetodeid inimese pärilike haiguste varaseks diagnoosimiseks, raviks ja ennetamiseks;

Mikroorganismide valik võimaldab saada mitmete haiguste raviks vajalikke ensüüme, vitamiine, hormoone;

Geenitehnoloogia võimaldab toota bioloogiliselt aktiivseid ühendeid ja ravimeid;

Mõiste "elu" määratlus teaduse praeguses etapis. Elusolendite põhiomadused: Elu mõiste täielikku ja ühemõttelist määratlust on üsna raske anda, arvestades selle ilmingute tohutut mitmekesisust. Enamikus elu mõiste definitsioonides, mille on andnud paljud teadlased ja mõtlejad sajandite jooksul, võeti arvesse juhtivaid omadusi, mis eristavad elavaid elututest. Näiteks ütles Aristoteles, et elu on organismi "toitumine, kasv ja vähenemine"; A. L. Lavoisier määratles elu kui "keemilist funktsiooni"; G. R. Treviranus uskus, et elu on "protsesside stabiilne ühtsus koos välismõjude erinevusega". On selge, et sellised määratlused ei suutnud teadlasi rahuldada, kuna need ei kajastanud (ja ei suutnud kajastada) kõiki elusaine omadusi. Lisaks näitavad vaatlused, et elavate omadused ei ole erakordsed ja ainulaadsed, nagu varem tundus, neid leidub elutute objektide hulgas eraldi. AI Oparin määratles elu kui "aine liikumise erilist, väga keerukat vormi". See määratlus peegeldab elu kvalitatiivset originaalsust, mida ei saa taandada lihtsatele keemilistele või füüsikalistele seadustele. Kuid ka sel juhul on definitsioon üldist laadi ega paljasta selle liikumise spetsiifilist eripära.

F. Engels "Looduse dialektikas" kirjutas: "Elu on valgukehade eksisteerimisviis, mille olemuslikuks punktiks on aine ja energia vahetus keskkonnaga."

Praktiliseks rakendamiseks on kasulikud need määratlused, mis sisaldavad põhiomadusi, mis on tingimata omased kõikidele eluvormidele. Siin on üks neist: elu on makromolekulaarne avatud süsteem, mida iseloomustab hierarhiline korraldus, enesepaljunemisvõime, enesesäilitus ja -regulatsioon, ainevahetus, peenreguleeritud energiavoog. Selle määratluse kohaselt on elu vähem korrastatud universumis leviva korra tuum.

Elu eksisteerib avatud süsteemide kujul. See tähendab, et iga eluvorm ei ole suletud ainult iseendas, vaid vahetab pidevalt ainet, energiat ja informatsiooni keskkonnaga.

2. Evolutsioonist tingitud elukorralduse tasemed: On olemas sellised elusaine organiseerituse tasandid – bioloogilise organiseerituse tasemed: molekulaarne, rakuline, koe, organ, organism, populatsioon-liik ja ökosüsteem.

Organisatsiooni molekulaarne tase– see on bioloogiliste makromolekulide – biopolümeeride – funktsioneerimise tase: nukleiinhapped, valgud, polüsahhariidid, lipiidid, steroidid. Sellelt tasandilt algavad olulisemad eluprotsessid: ainevahetus, energia muundamine, päriliku informatsiooni edastamine. Seda taset õpitakse: biokeemia, molekulaargeneetika, molekulaarbioloogia, geneetika, biofüüsika.

Raku tase- see on rakkude tase (bakterirakud, tsüanobakterid, üherakulised loomad ja vetikad, ainuraksed seened, paljurakuliste organismide rakud). Rakk on elamise struktuuriüksus, funktsionaalne üksus, arenguüksus. Seda taset uurivad tsütoloogia, tsütokeemia, tsütogeneetika, mikrobioloogia.

Kudede organiseerituse tase- See on tase, millel uuritakse kudede struktuuri ja toimimist. Seda taset uurib histoloogia ja histokeemia.

Organisatsiooni tase- See on mitmerakuliste organismide elundite tase. Seda taset uurivad anatoomia, füsioloogia, embrüoloogia.

Organismi organiseerituse tase- see on üherakuliste, koloniaalsete ja mitmerakuliste organismide tase. Organismi taseme spetsiifilisus seisneb selles, et sellel tasemel toimub geneetilise teabe dekodeerimine ja rakendamine, antud liigi isenditele omaste tunnuste kujunemine. Seda taset uurivad morfoloogia (anatoomia ja embrüoloogia), füsioloogia, geneetika, paleontoloogia.

Populatsiooni-liikide tase on isendite – populatsioonide ja liikide – agregaatide tase. Seda taset uurivad süstemaatika, taksonoomia, ökoloogia, biogeograafia ja populatsioonigeneetika. Sellel tasemel uuritakse populatsioonide geneetilisi ja ökoloogilisi iseärasusi, elementaarseid evolutsioonifaktoreid ja nende mõju genofondile (mikroevolutsioon), liigi säilimise probleemi.

Elukorralduse biogeotsenootiline tase - mida esindavad mitmesugused looduslikud ja kultuurilised biogeotsenoosid kõigis elukeskkondades . Komponendid- Erinevate liikide populatsioonid; keskkonnategurid ; Toiduvõrgud, aine ja energia voolavad ; Põhiprotsessid; Biokeemiline tsükkel ja energiavoog, mis säilitavad elu ; Tasakaal elusorganismide ja abiootilise keskkonna vahel (homöostaas) ; Elusorganismidele elutingimuste ja ressurssidega (toit ja peavarju) tagamine. Sellel tasemel juhtivad teadusuuringud: biogeograafia, biogeocenoloogia ökoloogia

Biosfääriline elukorralduse tase

Seda esindab biosüsteemide kõrgeim, globaalne korraldusvorm - biosfäär. Komponendid - Biogeotsenoosid; antropogeenne mõju; Põhiprotsessid; Planeedi elusa ja eluta aine aktiivne interaktsioon; Aine ja energia bioloogiline globaalne ringlus;

Inimese aktiivne biogeokeemiline osalemine kõigis biosfääri protsessides, tema majanduslikus ja etnokultuurilises tegevuses

Sellel tasemel juhtivad teadused: ökoloogia; Globaalne ökoloogia; Kosmoseökoloogia; Sotsiaalökoloogia.

Bioloogia (kreeka sõnadest βίος - elu ja λόγος - teadus) - loodusteaduste kogum. Bioloogia uurib kõiki eluilminguid, elusolendite ja nende koosluste ehitust ja funktsioone, elusorganismide levikut, päritolu ja arengut, nende omavahelisi ja elutu loodusega seotud suhteid.

Elusat loodust iseloomustavad selle struktuuride erinevad organiseerituse tasemed, mille vahel on keeruline alluvus. Kõik elusorganismid koos keskkonnaga moodustavad biosfääri, mis koosneb biogeotsenoosidest. Nende hulka kuuluvad omakorda populatsioonidest koosnevad biotsenoosid. Populatsioonid koosnevad üksikisikutest. Mitmerakuliste organismide isendid koosnevad erinevatest rakkudest moodustatud elunditest ja kudedest. Igal elukorralduse tasandil on oma mustrid. Elu igal tasandil uurivad kaasaegse bioloogia vastavad harud.

Metsloomade uurimiseks kasutavad bioloogid erinevaid meetodeid: vaatlus, mis võimaldab kirjeldada konkreetset nähtust; võrdlus, mis võimaldab kehtestada eluslooduse erinevatele nähtustele ühiseid mustreid; eksperiment ehk kogemus, kui uurija ise loob kunstlikult olukorra, mis aitab paljastada bioloogiliste objektide teatud omadusi. Ajalooline meetod võimaldab kaasaegse orgaanilise maailma ja selle mineviku andmete põhjal õppida eluslooduse arenguprotsesse. Lisaks nendele põhimeetoditele kasutatakse palju muid.

Rooma arst ja loodusteadlane Claudius Galen.



Renessansiajastu teadlane, anatoom ja kirurg Andreas Vesalius.



Inglise arst ja teadlane William Harvey räägib oma katsetest vereringe alal Inglise kuningale Charles I-le.



Robert Hooke'i mikroskoop (17. sajandi 60. aastad).



Nii nägid korgilõigud R. Hooke’i mikroskoobi all välja. See oli esimene pilt rakkudest.



17. sajandi Hollandi bioloogi joonistused taimerakkudest. Anthony van Leeuwenhoek.

Bioloogia sai alguse iidsetest aegadest. Inimeste praktiliseks tegevuseks olid vajalikud loomade ja taimede kirjeldused, teave inimese ja loomade anatoomia ja füsioloogia kohta. Üks esimesi katseid elunähtuste mõistmiseks ja süsteemi toomiseks, kogutud bioloogiliste teadmiste ja ideede üldistamiseks tegid Vana-Kreeka ja hiljem Vana-Rooma teadlased ja arstid Hippokrates, Aristoteles, Galenus jt. Need renessansiajastu teadlaste poolt välja töötatud vaated tähistasid kaasaegse botaanika ja zooloogia, anatoomia ja füsioloogia ning teiste bioloogiateaduste algust.

XVI-XVII sajandil. teaduslikus uurimistöös hakati koos vaatluse ja kirjeldamisega eksperimenti laialdaselt kasutama. Sel ajal saavutab hiilgavaid edusamme anatoomia. XVI sajandi kuulsate teadlaste töödes. A. Vesalius ja M. Serveta panid aluse ideedele loomade vereringesüsteemi ehitusest. See valmistas ette 17. sajandi suure avastuse. - inglase W. Harvey (1628) loodud vereringe õpetus. Mõnikümmend aastat hiljem avastas itaallane M. Malpighi mikroskoobiga kapillaarid, mis võimaldasid mõista vere teed arteritest veenidesse.

Mikroskoobi loomine avardas elusolendite uurimise võimalusi. Avastused järgnesid üksteise järel. Inglise füüsik R. Hooke avastab taimede rakulise ehituse ning hollandlane A. Leeuwenhoek üherakulisi loomi ja mikroorganisme.

XVIII sajandil. juba kogunud palju teadmisi eluslooduse kohta. Kõik elusorganismid on vaja klassifitseerida, viia nad ühte süsteemi. Sel ajal pannakse alus süstemaatikateadusele. Olulisim saavutus selles vallas oli Rootsi teadlase K. Linnaeuse "Loodussüsteem" (1735).

Edasise arengu sai füsioloogia - teadus organismide, nende üksikute süsteemide, organite ja kudede elutegevusest ning kehas toimuvatest protsessidest.

Inglane J. Priestley näitas taimekatsetes, et need eraldavad hapnikku (1771-1778). Hiljem tegi Šveitsi teadlane J. Senebier kindlaks, et taimed neelavad päikesevalguse toimel süsihappegaasi ja eraldavad hapnikku (1782). Need olid esimesed sammud taimede keskse rolli uurimisel Maa biosfääri aine ja energia muundamisel, esimene samm uues teaduses – taimefüsioloogias.

A. Lavoisier ja teised prantsuse teadlased selgitasid välja hapniku rolli loomade hingamisel ja loomse soojuse kujunemisel (1787-1790). XVIII sajandi lõpus. avastas itaalia füüsik L. Galvani "loomse elektri", mis viis hiljem elektrofüsioloogia arenguni. Samal ajal viis Itaalia bioloog L. Spallanzani läbi täpsed katsed, mis lükkasid ümber organismide spontaanse tekke võimaluse.

19. sajandil seoses füüsika ja keemia arenguga tungivad bioloogiasse uued uurimismeetodid. Kõige rikkalikuma materjali looduse uurimiseks pakkusid maa- ja mereekspeditsioonid seni ligipääsmatutesse Maa piirkondadesse. Kõik see viis paljude spetsiaalsete bioloogiateaduste kujunemiseni.

Sajandivahetusel tekkis paleontoloogia, mis uuris loomade ja taimede fossiilseid jäänuseid – tõendeid järjekindlast muutusest – eluvormide arengust Maa ajaloos. Selle asutaja oli prantsuse teadlane J. Cuvier.

Embrüoloogia, teadus organismi embrüonaalsest arengust, on saanud suure arengu. Veel 17. sajandil. W. Harvey sõnastas seisukoha: "Kõik elusolendid munast." Kuid alles XIX sajandil. Embrüoloogiast on saanud iseseisev teadus. Eriline teene selles kuulub loodusteadlasele K. M. Baerile, kes avastas imetajate muna ja avastas erinevate klasside loomade embrüote struktuuriplaanide ühisuse.

Bioloogiateaduste saavutuste tulemusena XIX sajandi esimesel poolel. laialt levis idee elusorganismide suhetest, nende tekkest evolutsiooni käigus. Esimese tervikliku evolutsioonikontseptsiooni – looma- ja taimeliikide päritolu nende järkjärgulise põlvest põlve muutumise tulemusena – pakkus välja J. B. Lamarck.

Sajandi suurim teadussündmus oli Ch. Darwini evolutsiooniline õpetus (1859). Darwini teoorial oli tohutu mõju kogu bioloogia edasisele arengule. Tehakse uusi avastusi, mis kinnitavad Darwini õigsust paleontoloogias (V. O. Kovalevski), embrüoloogias (A. O. Kovalevski), zooloogias, botaanikas, tsütoloogias ja füsioloogias. Evolutsiooniteooria laiendamine ideedele inimese päritolu kohta viis uue bioloogia haru – antropoloogia – loomiseni. Saksa teadlased F. Müller ja E. Haeckel sõnastasid evolutsiooniteooria põhjal biogeneetilise seaduse.

Veel üks üheksateistkümnenda sajandi bioloogia silmapaistev saavutus. - Saksa teadlase T. Schwanni looming rakuteooriast, mis tõestas, et kõik elusorganismid koosnevad rakkudest. Nii tehti kindlaks mitte ainult makroskoopilise (anatoomilise), vaid ka elusolendite mikroskoopilise struktuuri ühisosa. Nii tekkis veel üks bioloogiateadus - tsütoloogia (rakkudeteadus) ja selle tulemusena kudede ja elundite struktuuri uurimine - histoloogia.

Prantsuse teadlase L. Pasteuri avastuste tulemusena (mikroorganismid on alkohoolse käärimise põhjustajad ja põhjustavad paljusid haigusi) sai mikrobioloogiast iseseisev bioloogiline distsipliin. Pasteuri töö lükkas lõplikult ümber organismide spontaanse genereerimise kontseptsiooni. Koolera mikroobse olemuse uurimine lindudel ja marutaudi imetajatel ajendas Pasteuri looma immunoloogia kui iseseisva bioloogiateaduse. Ta andis selle arengule 19. sajandi lõpus olulise panuse. Vene teadlane I. I. Mechnikov.

XIX sajandi teisel poolel. paljud teadlased püüdsid spekulatiivselt lahendada pärilikkuse mõistatust, paljastada selle mehhanismi. Kuid ainult G. Mendel suutis kogemuse abil paika panna pärilikkuse mustrid (1865). Nii pandi alus geneetikale, mis sai iseseisvaks teaduseks juba 20. sajandil.

XIX sajandi lõpus. biokeemias on tehtud suuri edusamme. Šveitsi arst F. Miescher avastas nukleiinhapped (1869), mis, nagu hiljem kindlaks tehti, täidavad geneetilise teabe salvestamise ja edastamise funktsioone. XX sajandi alguseks. leiti, et valgud koosnevad aminohapetest, mis on omavahel ühendatud, nagu näitas Saksa teadlane E. Fischer, peptiidsidemetega.

Füsioloogia 19. sajandil areneb erinevates maailma riikides. Eriti märkimisväärsed olid prantsuse füsioloogi C. Bernardi tööd, kes lõi doktriini keha sisekeskkonna – homöostaasi – püsivusest. Saksamaal seostatakse füsioloogia edenemist I. Mulleri, G. Helmholtzi, E. Dubois-Reymondi nimedega. Helmholtz arendas meeleelundite füsioloogiat, Dubois-Reymondist sai füsioloogiliste protsesside elektrinähtuste uurimise alusepanija. Silmapaistev panus füsioloogia arengusse XIX lõpus - XX sajandi alguses. tutvustasid vene teadlased: I. M. Sechenov, N. E. Vvedensky, I. P. Pavlov, K. A. Timirjazev.

Geneetika kujunes välja iseseisva bioloogiateadusena, mis uurib elusorganismide pärilikkust ja muutlikkust. Isegi Mendeli töödest järeldub, et on olemas materiaalsed pärilikkuse ühikud, mida hiljem nimetati geenideks. Seda Mendeli avastust hinnati alles 20. sajandi alguses. Hollandis H. De Vriesi, Austrias E. Cermaki, Saksamaal K. Korrensi uurimistöö tulemusena. Ameerika teadlane T. Morgan jõudis Drosophila kärbse hiidkromosoome uurides järeldusele, et geenid paiknevad raku tuumades, kromosoomides. Tema ja teised teadlased töötasid välja pärilikkuse kromosoomiteooria. Nii ühendati geneetika suures osas tsütoloogiaga (tsütogeneetika) ning sai selgeks mitoosi ja meioosi bioloogiline tähendus.

Alates meie sajandi algusest algas paljudes maailma riikides biokeemiliste uuringute kiire areng. Põhitähelepanu pöörati ainete ja energia muundumisviisidele rakusiseste protsesside käigus. Leiti, et need protsessid on põhimõtteliselt samad kõigis elusolendites – bakteritest inimeseni. Adenosiintrifosforhape (ATP) osutus universaalseks vahendajaks energia muundamisel rakus. Nõukogude teadlane V. A. Engelgardt avastas ATP moodustumise protsessi hapniku neeldumisel rakkude poolt. Vitamiinide, hormoonide avastamine ja uurimine, raku kõigi peamiste keemiliste komponentide koostise ja struktuuri kindlakstegemine on viinud biokeemia ühele juhtivale kohale paljudes bioloogiateadustes.

Isegi XIX ja XX sajandi vahetusel. Moskva ülikooli professor A. A. Kolli tõstatas küsimuse tunnuste pärilikkuse teel edasikandumise molekulaarsest mehhanismist. Vastuse küsimusele andis 1927. aastal nõukogude teadlane N. K. Koltsov, tuues välja geneetilise informatsiooni kodeerimise maatriksprintsiibi (vt Transkriptsioon, tõlge).

Maatrikskodeerimise põhimõtte töötasid välja Nõukogude teadlane N. V. Timofejev-Resovski ja Ameerika teadlane M. Delbrück.

1953. aastal kasutasid seda põhimõtet desoksüribonukleiinhappe (DNA) molekulaarstruktuuri ja bioloogiliste funktsioonide analüüsimisel ameeriklane J. Watson ja inglane F. Crick. Niisiis tekkis biokeemia, geneetika ja biofüüsika põhjal iseseisev teadus - molekulaarbioloogia.

1919. aastal asutati Moskvas maailma esimene Biofüüsika Instituut. See teadus uurib energia ja teabe muundamise füüsilisi mehhanisme bioloogilistes süsteemides. Biofüüsika oluliseks probleemiks on erinevate ioonide rolli selgitamine raku elus. Selles suunas töötasid Ameerika teadlane J. Loeb ning Nõukogude teadlased N. K. Koltsov ja D. L. Rubinštein. Need uuringud viisid bioloogiliste membraanide erilise rolli loomiseni. Briti teadlaste A. L. Hodgkini, J. Eckle'i ja A. F. Huxley poolt näidatud naatriumi- ja kaaliumiioonide mittetasakaaluline jaotus mõlemal pool rakumembraani on närviimpulsi levimise aluseks.

Märkimisväärseid edusamme on teinud teadused, mis uurivad organismide individuaalset arengut – ontogeneesi. Muu hulgas on välja töötatud kunstliku partenogeneesi tehnikad.

XX sajandi esimesel poolel. Nõukogude teadlane V. I. Vernadski lõi Maa biosfääri doktriini. Samal ajal pani V.N. Sukachev aluse biogeotsenooside ideedele.

Üksikisikute ja nende agregaatide koosmõju uurimine keskkonnaga viis ökoloogia kujunemiseni – teaduse organismide ja keskkonna vaheliste suhete mustrite kohta (mõiste "ökoloogia" pakkus välja 1866. aastal saksa teadlane E. Haeckel). .

Loomade käitumist uurivast etoloogiast on saanud iseseisev bioloogiateadus.

XX sajandil. bioloogilise evolutsiooni teooriat arendati edasi. Tänu paleontoloogia ja võrdleva anatoomia arengule selgitati enamiku orgaanilise maailma suurte rühmade päritolu ja selgusid evolutsiooni morfoloogilised mustrid (nõukogude teadlane A. N. Severtsov). Evolutsiooniteooria arengu seisukohalt oli suur tähtsus geneetika ja darvinismi sünteesil (Nõukogude teadlase S. S. Chetverikovi, inglise teadlaste S. Wrighti, R. Fisheri, J. B. S. Haldane’i töö), mis viis tänapäevase evolutsiooniõpetuse loomiseni. Talle on pühendatud Ameerika teadlaste F. G. Dobzhansky, E. Mayri, J. G. Simpsoni, inglase J. Huxley, nõukogude teadlaste I. I. Schmalhauseni, N. V. Timofejev-Resovski, saksa teadlase B. Renschi tööd.

Taimefüsioloogia on teinud edusamme fotosünteesi olemuse mõistmisel, selles osalevate pigmentide ja eelkõige klorofülli uurimisel.

Inimese vabastamisega kosmosesse ilmus uus teadus – kosmosebioloogia. Selle peamiseks ülesandeks on inimeste elu toetamine kosmoselennu tingimustes, kunstlike suletud biotsenooside loomine kosmoselaevadel ja jaamades, elu võimalike ilmingute otsimine teistel planeetidel, aga ka selle olemasoluks sobivad tingimused.

70ndatel. tekkis uus molekulaarbioloogia haru - geenitehnoloogia, mille ülesandeks on elusolendite geenide aktiivne ja sihipärane ümberstruktureerimine, nende konstrueerimine ehk pärilikkuse juhtimine. Nende tööde tulemusena sai võimalikuks mõnelt organismilt võetud või isegi kunstlikult sünteesitud geenide viimine teiste organismide rakkudesse (näiteks loomade insuliini sünteesi kodeeriva geeni viimine bakterirakkudesse). Sai võimalikuks eri tüüpi rakkude hübridiseerimine – rakutehnoloogia. On välja töötatud meetodid organismide kasvatamiseks üksikutest rakkudest ja kudedest (vt Raku- ja koekultuur). See avab suurepärased väljavaated koopiate – väärtuslike isikute kloonide – reprodutseerimisel.

Kõik need saavutused on äärmiselt olulise praktilise tähtsusega – need on saanud uue tootmisharu – biotehnoloogia – aluseks. Ravimite, hormoonide, vitamiinide ja antibiootikumide biosüntees toimub juba tööstuslikus mastaabis. Ja tulevikus saame sel viisil kätte toidu põhikomponendid – süsivesikud, valgud, lipiidid. Päikeseenergia kasutamine taimede fotosünteesi põhimõttel biotehnilistes süsteemides lahendab inimeste põhivajaduste katmiseks vajaliku energiaga varustamise probleemi.

Bioloogia tähtsus on tänapäeval mõõtmatult kasvanud seoses biosfääri säilimise probleemiga, mis on tingitud tööstuse, põllumajanduse kiirest arengust ja maailma rahvastiku kasvust. Ilmunud on bioloogilise uurimistöö oluline praktiline suund - inimkeskkonna uurimine laiemas tähenduses ja selle korraldamine rahvamajanduse ja looduskaitse ratsionaalsetel meetoditel.

Bioloogiauuringute teine ​​oluline praktiline tähtsus on selle kasutamine meditsiinis. Just bioloogia õnnestumised ja avastused määrasid arstiteaduse kaasaegse taseme. Nendega on seotud meditsiini edasine areng. Paljude inimese tervisega seotud bioloogia ülesannete kohta saate lugeda meie entsüklopeediast (vt Immuunsus, Bakteriofaag, Pärilikkus jne).

Bioloogiast on tänapäeval saamas tõeline tootlik jõud. Bioloogiliste uuringute taseme järgi saab hinnata ühiskonna materiaalset ja tehnilist arengut.

Teadmiste kogumist uutes ja klassikalistes bioloogia valdkondades soodustab uute meetodite ja instrumentide kasutamine, näiteks elektronmikroskoopia ilmumine.

Üha rohkem on bioloogilisi uurimisinstituute, bioloogilisi jaamu, aga ka looduskaitsealasid ja rahvusparke, millel on oluline roll "looduslaboritena".

Kõrgkoolides koolitatakse välja suur hulk erinevate erialade biolooge (vt Bioloogiaõpetus). Paljud teist liituvad tulevikus suure hulga spetsialistidega, kes seisavad silmitsi ülesandega lahendada olulisi bioloogilisi probleeme.