A biológia az élet tudománya annak különféle megnyilvánulásaiban. Az egysejtű szervezetek működése, a hímek és a nőstények viselkedése a párzási időszakban, a tulajdonságok öröklődési mintái - ez és még sok más a tudomány látókörébe tartozik. A biológia tárgya az élet mindezen megnyilvánulásainak tanulmányozása. Módszerei az élőlények felépítésében, működésében, a környezettel való kölcsönhatásában törvényszerűségeket keresnek. Valójában azokat a tulajdonságokat tanulmányozzák, amelyek megkülönböztetik az élő anyagot az élettelentől.
Alosztályok
A biológia több tudomány gyűjteménye, amelyek különböző objektumokra összpontosítanak:
- zoológia;
- botanika;
- mikrobiológia;
- virológia.
Mindegyik pedig több kisebbre osztható. Például az ichtiológia (a halak tanulmányozása), az ornitológia (a madarak tanulmányozása), az algológia (az algák tanulmányozása) és így tovább az állattanban.
Osztályozási lehetőség
A biológia komponensekre való felosztásának másik alapelve a tulajdonságok ésélő anyag szerveződési szintjei. Szerinte megkülönböztetik:
- molekuláris biológia;
- biokémia;
- citológia;
- genetika;
- fejlődésbiológia;
- különféle organizmusok anatómiája és élettana;
- ökológia (ma gyakran külön tudománynak tekintik);
- embriológia;
- evolúcióelmélet.
Így a biológia tárgya változatlan marad – ez maga az élet. Különféle megnyilvánulásait külön tudományágak vizsgálják. Van általános biológia is. Középpontjában az élő anyag azon tulajdonságai állnak, amelyek megkülönböztetik azt a nem élő anyagoktól, valamint rendezett hierarchikus felépítése, valamint az egyes rendszerek egymás és a környezet közötti kapcsolata.
Tapasztalat és elmélet
A biológia tanulmányozási módszerei általában hasonlóak más tudományágak tanulási módjaihoz. Ezek empirikus (gyakorlati, kísérleti) és elméleti részre oszthatók. A biológia tanulmányozásának gyakorlati módszerei az élő rendszerek különféle paramétereit, tulajdonságait és jellemzőit tárják fel. Majd ezek alapján elméleteket dolgoznak ki. Ez a folyamat ciklikus, mivel a biológia tanulmányozásának empirikus módszereit leggyakrabban a már meglévő következtetések alapján alkalmazzák. Az elméletek viszont mindig további empirikus tesztelést igényelnek.
Elsődleges információgyűjtés
Az egyik fő empirikus módszer a megfigyelés. Egy objektum külső jellemzőinek és természetes élőhelyének időbeli változásainak tanulmányozása.
Egy élő rendszer minden tanulmányozása a megfigyeléssel kezdődik. A biológia tanulmányozásának története tökéletesen illusztrálja ezt az állítást. A tudomány fejlődésének első szakaszaiban a kutatók csak ezt az empirikus módszert használhatták. A megfigyelés napjainkban sem veszítette el jelentőségét. A biológia tanulmányozásának más módszereihez hasonlóan számos technológiát alkalmaz. A megfigyeléshez távcsöveket, különféle kamerákat (éjjellátó, mélytengeri és így tovább), különféle laboratóriumi berendezéseket, például mikroszkópot, biokémiai analizátort és másokat használnak.
Aszerint, hogy a folyamat berendezést használ-e, a megfigyelés két típusra osztható:
- Azonnali. Célja a különféle élőlények viselkedésének és jellemzőinek tanulmányozása.
- Hangszeres. Különféle berendezéseket használnak a szövetek, szervek, sejtek jellemzőinek tanulmányozására, a kémiai összetétel és az anyagcsere elemzésére.
Kísérlet
Mint Ön is tudja, nem minden élő rendszerrel kapcsolatos jelenség és folyamat figyelhető meg közvetlenül a természetes környezetében. Ezenkívül bizonyos törvényszerűségek megértéséhez bizonyos feltételek szükségesek, amelyeket kényelmesebb mesterségesen létrehozni, mint megvárni a megjelenésüket a természetben. Ezt a megközelítést a biológiában kísérleti módszernek nevezik. Ez magában foglalja a tárgy tanulmányozását extrém körülmények között. A test vizsgálata magas vagy alacsony hőmérsékletnek, nagy nyomásnak vagy túlzott terhelésnek való kitettség során, beltérbenszokatlan környezetben segít feltárni tűrőképessége határait, felfedezni a rejtett tulajdonságokat, lehetőségeket. A technológia fejlődésével nő a kísérleti módszerek lehetősége. Az így nyert adatok egyre pontosabbak. A kísérlet során kialakított feltételek szinte korlátlanul változtathatók.
A kísérlet egyik fő alkalmazása a korábban felállított hipotézisek tesztelése. A tapasztalatok alapján nyert adatok lehetővé teszik a vizsgált elmélet korrekcióját, megerősítését, vagy egy új megalapozását. A biológia tanulmányozásának kísérleti módszerei, amelyekre nagy számban találhatók példák a tankönyvek lapjain, hozzájárulnak a tudósok mélyebb behatolásához az élő anyag titkaiba. Nekik köszönhető, hogy a modern tudomány ilyen előrehaladást ért el.
Összehasonlítás
A történeti módszer a közösségek és fajok evolúciós átalakulásait tárja fel. Összehasonlítónak is nevezik. Elemezzük a különböző szintű élőlények kémiai és anatómiai felépítését, működési jellemzőit, örökítőanyagát. Az összehasonlító módszer tárgyaként nemcsak élő szervezeteket használnak, hanem kih alt szervezeteket is.
Ez a technika lett Charles Darwin fő adatforrása az evolúcióelmélet megfogalmazása során.
Amit látok, leírom
A leíró módszer szorosan kapcsolódik a megfigyeléshez. Ez a felismert tulajdonságok, jelek és jelek rögzítéséből állaz objektumok jellemzői, azok későbbi elemzésével. A leírási módszert a biológiában a legősibbnek tekintik: kezdetben, a tudomány kialakulásának hajnalán, segítségével fedezték fel a természet különböző mintáit. A rögzített adatokat gondosan elemzik, egy adott elmélet keretein belül fontos és nem alapvető fontosságúra osztják. A leírt jellemzők összehasonlíthatók, kombinálhatók, osztályozhatók. Csak ennek a módszernek az alapján fedeztek fel új osztályokat és fajokat a biológiában.
Matematika nélkül sehol
Minden, a leírt módszerek alapján gyűjtött információ további átalakítást igényel. A biológia ehhez aktívan használja a matematikai apparátust. A kapott adatokat számokká fordítják le, amelyek alapján bizonyos statisztikákat építenek. A biológiában lehetetlen egyértelműen megjósolni egyik vagy másik jelenséget. Éppen ezért az adatok elemzése után statisztikai mintázat derül ki. Ezen adatok alapján egy olyan matematikai modellt építenek fel, amely lehetővé teszi bizonyos változások előrejelzését a vizsgált élő rendszeren belül.
Az ilyen feldolgozás lehetővé teszi a kapott információk strukturálását. A megalkotott modellek alapján szinte bármilyen időintervallumban megjósolható a rendszer állapota. A meglehetősen lenyűgöző matematikai apparátus használatának köszönhetően a biológia egyre inkább egzakt tudománnyá válik.
Szintézis
A kibernetika gondolatainak biológiába való behatolásával együtt (ezek a modellezés alapját képezik) aktívan megkezdődikszisztematikus megközelítést alkalmazzon. Mindkét irányzat hatással van a biológia tanulmányozási módszereire. Az élő struktúrák szerkezetének sémája különböző szintű rendszerek hierarchiájaként jelenik meg. Minden magasabb fokozat bizonyos minták alapján összekapcsolt elemek, amelyek szintén rendszerek, de egy szinttel lejjebb.
Ez a megközelítés számos tudományágra jellemző. A biológiába való behatolása arról tanúskodik, hogy a tudomány egésze az elemzéstől a szintézis felé halad. Az egyes elemek belső szerkezetének elmélyült tanulmányozásának időszaka átadja helyét az integráció időszakának. A biológiában és gyakran a kapcsolódó tudományokban megszerzett összes adat szintézise a természeti rendszerek összefüggéseinek újszerű megértéséhez vezet. Az integrációra épülő koncepciókra példa lehet a neurohumorális szabályozás elmélete, a szintetikus evolúcióelmélet, a modern immunológia és szisztematika. Mindegyikük megjelenését nagy mennyiségű információ felhalmozódása előzte meg az egyes szerkezeti egységekről, jelekről és jellemzőkről. A következő szakaszban az összegyűjtött adatok lehetővé tették a minták azonosítását és általánosító fogalmak létrehozását.
Trend
A biológia tanulmányozásának szintetikus módszerei tanúskodnak az empirikus tudásról az elméleti tudásra való átmenetről. A tények és adatok kezdeti felhalmozása lehetővé teszi néhány hipotézis felállítását. Ezután a legtöbb esetben kísérleti módszerekkel tesztelik őket. A megerősített hipotézisek átkerülnek a minták rangjába, és képezik az elméletek alapját. Az így megfogalmazott fogalmak nemabszolút. Mindig fennáll annak esélye, hogy az új információk a kialakult nézetek újragondolását teszik szükségessé.
A biológia mindenfajta tanulmányozása az élet tulajdonságainak és jellemzőinek megértését célozza. Ebben az esetben lehetetlen egyetlen módszert sem kiemelni főként. A tudás modern szintjét csak a környező világ megismerésének mindezen módszereinek egyidejű alkalmazásával sikerült elérni. Ezenkívül az emberi biológia tanulmányozásának módszerei nem különböznek bármely más szervezetre vonatkozó adatok gyűjtésének és elemzésének módszereitől. Ez sokoldalúságukat mutatja. Az élő rendszerek hierarchikus szerveződésének minden szintjén ugyanazokat a vizsgálati módszereket alkalmazzák, de eltérő kombinációkban. A kibernetikai és szisztémás módszerek használatára való áttérés nemcsak a biológián belüli integrációt jelzi, hanem a tudomány egészét. A különböző tudományágakból származó tudás szintézise hozzájárul a világ alapvető mintáinak mélyebb megértéséhez, amelyben élünk.
