ВВЕДЕНИЕ. Многочисленные вещества, образованные химическими элементами, составляют важную группу неорганических соединений

ВВЕДЕНИЕ

Биология - наука или, точнее, система наук о живом. Биология исследует многообразие существующих и вымерших живых существ, их строение и функции, происхождение, эволюцию, распространение и индивидуальное развитие, связи друг с другом и с неживой природой. Биология зародилась в античное время (Гиппократ, Аристотель, Гален), однако получила своё наименование только в 1802 году, когда термин в современном толковании был предложен французским учёным Ж.Б. Ламарком и немецким исследователем Г.Р. Тревиранусом.

Первые сведения о живых существах человек начал собирать с тех пор, как выделил себя из окружающей природы, осознавая своё отличие от её объектов. Из сохранившихся литературных памятников известно, что уже древние индейцы, вавилоняне, египтяне и другие народы немало знали о растениях и животных. В XIV веке в Месопотамии систематизировались знания о растениях, подразделявшихся на деревья, овощи, лекарственные травы и т.п., а также о плотоядных и травоядных животных, что следует из дошедших до нас клинописных табличек тех времён. Изучение живой природы диктовалось двумя насущными потребностями человечества: 1) потребностью познания растений и животных с целью удовлетворения своих нужд в растительной и животной пище; 2) необходимостью познания тела человека с целью совершенствования древнейшего искусства врачевания. В созданных в VI - I веках до н.э. индийских сочинениях на медицинскую тему обобщены представления о причинах сходства родителей и детей, а в памятниках «Махабхарата» и «Рамаяна» описывается жизнь растений и животных. В древнем Китае впервые изучены способы разведения шелковичных червей.

Рабовладельческий период истории человечества ознаменовался фор­мированием ионийской, афинской, александрийской и римской школ в изучении живой природы. Философы ионийской школы (Иония, VI -
IV вв. до н.э.) не верили в сверхъестественное происхождение жизни, признавая причинную обусловленность всех явлений. Наиболее яркими представителями этой школы являлись Алкмеон (VI - V вв. до н.э.), описавший зрительный нерв и развитие куриного зародыша и Гиппократ (460 - 370 гг. до н.э.), впервые подробно описавший строение тела человека и животных, изучавший роль наследственности и среды в развитии болезней.

Наиболее выдающийся представитель афинской школы Аристотель (384 - 322 гг. до н.э.), считающийся основоположником зоологии, посвятил животным четыре трактата. Он разработал первую классификацию животных, подразделив их на четвероногих, летающих, пернатых и рыб. Аристотель описал органы человека, происхождение пола и наследование отдельных признаков.

Изучением растений занимался другой представитель афинской школы - Теофраст (372 – 287 гг. до н.э.), описавший около
500 видов растений. Теофраст, которого многие рассматривают как основоположника ботаники, оставил сведения о строении и размножении многочисленных растений, включающие предложенные им термины «плод», «околоплодник», «сердцевина». Теофрастом установлены различия между однодольными и двудольными растениями.

Александрийская школа получила известность благодаря учёным-анатомам: Герофилу (около 300 лет до н.э.), который дал сравнительное описание строения человека и животных, изучил строение глаза, артерий, вен и других органов и Эразистрату (300 - 240 гг. до н.э.), описавшему извилины полушарий головного мозга и мозжечок.

Представители римской школы ограничились коллекционированием и систематизацией сведений, полученных греками. Гай Плиний Старший (23 - 79 гг. н.э.) создал эн­циклопедию «Естественная история» в 37 то­мах, которая почти до начала средневековья служила главным источником знаний о природе, в том числе о животных и растениях. Диоскорид (I век н.э.) составил описание
600 видов растений, обратив внимание на их целебные свойства. К. Гален (II век н.э.), используя вскрытия млекопитающих, описал строение и некоторые физиологические процессы у ряда видов. Ему принадлежит первое сравнительно-анатомичес­кое описание человека и обезьяны, включая данные о центральной и периферической нервной системах. Клавдий Гален по существу был последним великим биологом древности, оказавшим существенное влияние на развитие анатомии и физиологии.

Господствующей идеологией средневековья была религия, а биология, подобно другим наукам, существовала в общем русле религиозно-философских взглядов.

Развитие биологии, как и всего естествознания, связано с эпохой Возрождения (Ренесанса), переходом от культуры средних веков к культуре нового времени. Коренные социально-экономические преобразования сопровождались развитием научного познания, созданием светских школ. Со второй половины XV века началось развитие естествознания. Самым известным учёным этой эпохи был Леонардо да Винчи (1425 - 1519). Его вклад в биологическую науку включает открытие явления гомологии органов, описания щитовидной железы, деятельности сердца, функционирования глаза, способов соединения костей, сходства костей человека и животных, а также результаты изучения растений и птиц.

Основы анатомии человека как науки заложены трудом Андрея Везалия (1514 - 1564) «Семь книг о строении человеческого тела». Научную базу физиологии успешно создавали в тот период работы В. Гарвея (1578 - 1657) по изучению кровообращения и Д. Борелли (1608 - 1679) по механизмам передвижения животных. Конец XVII и начало XVIII века ознаменовались формированием систематики растений и животных как биологической науки, основы которой были заложены в работах Дж. Рея (История растений, 1686 - 1704) и К. Линнея (Система природы, 1735 и позже). С изобретением микроскопа (1590 - 1617) и открытием Р. Гуком клетки (1665) начинается этап бурного развития микроскопических исследований животных (А. Левенгук) и растений (Н. Грю, М. Мальпиги). В XVIII -
XIX вв. работами К.Ф. Вольфа (1734 - 1794) и К.М. Бэра (1792 - 1876) закладываются научные основы эмбриологии.

В 1839 году немецкий зоолог Т.Шванн, использовав результаты исследований ботаника М. Шлейдена (1838), разработал положения первой в истории биологии фундаментальной теории - клеточной теории, которая стала методологической основой последующих исследований растений, животных, бактерий, а также организма человека в XIX - XX вв.

Вторая фундаментальная теория биологии не меньшего, по сравнению с первой, методологического значения была сформулирована в работе Ч. Дарвина (1809 - 1882) «Происхождение видов путём естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» (1859). В дарвиновской теории эволюции органического мира, основанной на неопровержимых доказательствах эволюционного процесса, объяснялись пути и механизмы исторических преобразований живой природы.

В работе Г. Менделя (1822 - 1884) «Опыты над растительными гибридами» (1865) впервые описаны закономерности наследования (законы наследственности Г. Менделя) и обосновано существование материальных носителей наследственной информации (впоследствии генов). Однако как самостоятельная наука генетика оформилась только после повторного открытия законов наследственности в 1900 году.

Многообещающим для биологии было начало XX века: в 1908 -
1911 гг. американский биолог Т. Морган совместно с сотрудниками своей школы разрабатывает хромосомную теорию наследственности; в
1926 году российский академик В.И. Вернадский завершает формирование учения о биосфере; в 20 - 40-х гг. происходит становление экологии
(В.Н. Сукачёв, А. Тенсли и др.) и оформление современной (синтетичес­кой) теории революции (С. Райт, Э. Фишер, Дж. Холдейн, Дж. Хаксли, С.С. Четвериков, И.И. Шмальгаузен и др.); результатом успешных ультрамикроскопических исследований клетки стало формирование современной клеточной теории. В 1953 году в английском журнале «Nature» публикуется статья о величайшем открытии ХХ века - расшифровании струк­туры ДНК, ставшем, к большому сожалению, последним открытием такого масштаба в истории биологии.

Современная биология представляет собой обширную систему наук о живой природе. По мере развития исходно единая биологическая наука дифференцировалась (разделялась) на отдельные биологические науки по двум принципам: 1) формировались самостоятельные науки (дисциплины) по объектам изучения (ботаника, микробиология, зоология, микология и т.д.), которые с течением времени вступали в последующие этапы дифференциации (в рамках зоологии, например, возникли зоология беспозвоночных и зоология позвоночных, протозоология, гельминтология, ихтиология, орнитология и т.д.); 2) возникали науки, изучающие отдельные свойства (проявления) жизни, на основе использования своего арсенала методов, методик и приёмов исследования (анатомия, физиология, эмбриология, молекулярная биология, биология развития, общая биология и т.д.).

Наряду с дифференциацией в развитии биологии имела место интеграция отдельных наук, в результате которой возникли биохимия, биофизика, радиобиология, цитогенетика и др. науки. Наиболее интенсивно развивающимися в настоящее время биологическими науками являются молекулярная биология, генетика, биология развития, экология. Это прежде всего связано с их огромными возможностями в обосновании и разработке новых технологий - биотехнологий. Ограниченные в этом плане возможности других биологических наук (ботаники, зоологии, систематики, анатомии, физиологии, гистологии), к сожалению, не способствуют реализации их огромного потенциала на благо человечества. Последствия такого «перекоса» грозят обернуться серьёзными бедами середины ХХI века: «раковой», «продовольственной» и «экологической» катастрофами человечества. Их предотвращение во многом определяется тем, услышим ли мы призыв «мудрейших» среди «мудрых» учёных современности объявить ХХI век веком биологии и приложить все усилия, чтобы наверстать упущенное в
ХХ веке, веке ядерной физики и оборонных наук.

Вся система биологических знаний охватывает различные уровни организации жизни - от молекулярной биологии, цитологии, гистологии к популяционно-видовой биологии, биоценологии и учению о биосфере. Область биологии, рассматривающая универсальные для всего живого закономерности строения и функционирования, происхождения, развития и распространения живых существ получила название «Общая биология». Она включает учения о клетке и индивидуальном развитии организмов, молекулярную биологию, генетику, эволюционное учение, биоэкологию, учение о биосфере и учение о происхождении человека. Основная задача общей биологии - раскрытие сущности жизни, обобщение закономерностей возникновения и развития живой природы.

Биология - наука о живой природе. Она изучает жизнь как особую форму движения материи, вскрывая закономерности её существования и развития. Предметом биологии являются строение и жизнедеятельность живых организмов, происхождение, развитие и распространение живых существ на Земле, их связи друг с другом и с неживой природой. Вместе с астрономией, геологией, физикой, химией и другими науками о природе биология составляет комплекс естественных наук. В общей системе знаний об окружающем мире другую группу составляют гуманитарные, или социальные науки, изучающие закономерности развития человеческого общества.

Как система наук биология представляет собой теоретическую основу медицины, агрономии, животноводства и всех других отраслей производства, которые связаны с живыми организмами. Многие биологические науки являются основой теоретической и практической медицины. Один из крупнейших теоретиков медицины И.В. Давыдовский утверждал, что «медицина, взятая в плане теории, это прежде всего общая биология».

В этом убеждают также примеры связи успехов медицины и открытий, казалось бы, в сугубо теоретических областях биологии. В частности, исследования Л. Пастера (1882 - 1895) о невозможности самозарождения жизни, его открытие роли микроорганизмов в гниении и брожении произвели переворот в медицине и обеспечили развитие хирургии благодаря введению в практику антисептики, а затем и асептики. Изучение И.И. Мечниковым процессов пищеварения у низших многоклеточных способствовало объяснению механизмов иммунитета. Развитие в ХХ веке науки о наследственности и изменчивости живых организмов - генетики побудило развитие генетики человека и медицинской генетики, формирование специального раздела клинической медицины - наследственной патологии вызвало становление в системе здравоохранения сети медико-генетических консультаций.

Отдельные биологические науки часто становились исходной теоретической базой для развития специальных медицинских наук. Так, на основе морфологических наук (анатомия, гистология, цитология) успешно развивается патологическая анатомия, а на основе физиологии, биохимии и генетики - патологическая физиология. Эпидемиология своими успехами обязана зоологии, паразитологии, бактериологии, вирусологии. Становление акушерства было тесно связано с эмбриологией. На успехах анатомии, физиологии и биохимии основывались многие достижения терапии и хирургии. С учётом этого нет необходимости в специальном объяснении роли изучения биологических наук в подготовке врача. Познание закономерностей развития патологических процессов, диагностика, лечение и профилактика заболеваний немыслимы без знания строения и жизнедеятельности клеток, тканей, органов и целостного организма человека в норме, без знания закономерностей наследственности и изменчивости, а также приспособляемости организма человека к изменяющимся условиям внешней среды.