Bioloogia on teadus elust selle erinevates ilmingutes. Ainuraksete organismide funktsioneerimine, isas- ja emasloomade käitumine paaritumishooajal, tunnuste pärandumise mustrid – see ja palju muud on teaduse ulatus. Bioloogia õppeaine on kõigi nende eluilmingute uurimine. Selle meetodid on suunatud seaduspärasuste otsimisele organismide ehituses, toimimises, nende vastasmõjus keskkonnaga. Tegelikult uurivad nad neid omadusi, mis eristavad elusainet eluta ainest.
Alaüksused
Bioloogia on mitme teaduse kogum, mis keskenduvad erinevatele objektidele:
- zooloogia;
- botaanika;
- mikrobioloogia;
- viroloogia.
Iga neist saab omakorda jagada mitmeks väiksemaks. Näiteks ihtüoloogia (kalade uurimine), ornitoloogia (lindude uurimine), algoloogia (vetikate uurimine) jne eksisteerivad zooloogias koos.
Klassifikatsioonivalik
Teine bioloogia komponentideks jagamise põhimõte on omadused jaelusaine organiseerituse tasemed. Tema sõnul eristavad nad:
- molekulaarbioloogia;
- biokeemia;
- tsütoloogia;
- geneetika;
- arengubioloogia;
- erinevate organismide anatoomia ja füsioloogia;
- ökoloogia (mida peetakse tänapäeval sageli omaette teaduseks);
- embrüoloogia;
- evolutsiooniteooria.
Seega jääb bioloogia teema muutumatuks – see on elu ise. Selle erinevaid ilminguid uurivad eraldi teadusharud. Samuti on olemas üldbioloogia. Selle fookuses on elusaine omadused, mis eristavad seda elutust ainest, samuti selle korrastatud hierarhiline struktuur ning üksikute süsteemide omavahelised seosed nende endi ja keskkonna vahel.
Kogemused ja teooria
Bioloogia õppimise meetodid on üldiselt sarnased teiste teadusharude õppimisviisidega. Need jagunevad empiirilisteks (praktilisteks, eksperimentaalseteks) ja teoreetilisteks. Bioloogia uurimise praktilised meetodid näitavad elussüsteemide erinevaid parameetreid, omadusi ja omadusi. Seejärel töötatakse nende põhjal välja teooriad. See protsess on tsükliline, kuna bioloogia uurimise empiirilisi meetodeid kasutatakse kõige sagedamini juba olemasolevate järelduste põhjal. Teooriad nõuavad omakorda alati täiendavat empiirilist testimist.
Esmane teabekogu
Üks peamisi empiirilisi meetodeid on vaatlus. See uurib objekti väliseid tunnuseid ja selle looduslikus elupaigas aja jooksul toimuvaid muutusi.
Iga elussüsteemi uurimine algab selle vaatlemisest. Bioloogia uurimise ajalugu illustreerib seda väidet suurepäraselt. Teaduse arengu esimestel etappidel said teadlased kasutada ainult seda empiirilist meetodit. Tänapäeval pole vaatlus oma tähtsust kaotanud. See, nagu ka teised bioloogia uurimismeetodid, kasutab arvuk alt tehnoloogiaid. Vaatlemiseks kasutatakse binoklit, erinevaid kaameraid (öise nägemise, süvamere ja nii edasi), mitmesuguseid laboriseadmeid, nagu mikroskoop, biokeemiline analüsaator ja muud.
Sõltuv alt sellest, kas protsessis kasutatakse seadmeid, võib vaatluse jagada kahte tüüpi:
- Kohe. Selle eesmärk on uurida erinevate organismide käitumist ja omadusi.
- Instrumendimäng. Kudede, elundite, rakkude omaduste uurimiseks, keemilise koostise ja ainevahetuse analüüsimiseks kasutatakse erinevaid seadmeid.
Katse
Nagu teate, ei saa kõiki elussüsteemidega seotud nähtusi ja protsesse otse nende loomulikus keskkonnas jälgida. Lisaks eeldab teatud seaduspärasuste mõistmine teatud tingimusi, mida on mugavam kunstlikult luua, kui oodata nende ilmumist loodusesse. Seda lähenemist bioloogias nimetatakse eksperimentaalseks meetodiks. See hõlmab objekti uurimist äärmuslikes tingimustes. Keha uurimine kõrge või madala temperatuuri, kõrge rõhu või liigse koormuse ajal, siseruumidesta ebatavalises keskkonnas aitab paljastada tema vastupidavuse piire, avastada peidetud omadusi ja võimalusi. Tehnoloogia täiustamisega suureneb eksperimentaalsete meetodite potentsiaal. Sel viisil saadud andmed muutuvad järjest täpsemaks. Katse käigus loodud tingimusi saab peaaegu lõputult muuta.
Eksperimendi üks peamisi rakendusi on eelnev alt püstitatud hüpoteeside testimine. Kogemuste põhjal saadud andmed võimaldavad vaadeldavat teooriat korrigeerida, kinnitada või panna aluse uuele. Bioloogia uurimise eksperimentaalsed meetodid, mille näiteid võib õpikute lehekülgedel suurel hulgal leida, aitavad kaasa teadlaste sügavamale tungimisele elusaine saladustesse. Tänu neile on kaasaegne teadus selliseid edusamme teinud.
Võrdlus
Ajalooline meetod paljastab koosluste ja liikide evolutsioonilised muutused. Seda nimetatakse ka võrdlevaks. Analüüsitakse erineva tasemega organismide keemilist ja anatoomilist ehitust, funktsioneerimise iseärasusi, pärilikkusmaterjali. Võrdleva meetodi objektidena ei kasutata mitte ainult elusorganisme, vaid ka väljasurnud organisme.
Sellest tehnikast sai Charles Darwini peamine andmeallikas tema evolutsiooniteooria sõnastamisel.
Mida ma näen, panen kirja
Kirjeldav meetod on vaatlusega tihed alt seotud. See seisneb märgatud omaduste, märkide ja märkide fikseerimisesobjektide tunnused koos nende hilisema analüüsiga. Kirjeldusmeetodit peetakse bioloogias kõige iidsemaks: algselt, teaduse kujunemise koidikul, avastati selle abil looduses mitmesuguseid mustreid. Salvestatud andmeid analüüsitakse hoolik alt, jagatakse konkreetse teooria raames olulisteks ja ebaolulisteks. Kirjeldatud tunnuseid saab võrrelda, kombineerida, klassifitseerida. Ainult selle meetodi alusel avastati bioloogias uusi klasse ja liike.
Ilma matemaatikata ei kusagil
Kogu kirjeldatud meetodite alusel kogutud teave vajab edasist ümberkujundamist. Bioloogia kasutab selleks aktiivselt matemaatilist aparaati. Saadud andmed tõlgitakse numbriteks, mille põhjal koostatakse teatud statistika. Bioloogias on võimatu üht või teist nähtust üheselt ennustada. Seetõttu ilmneb pärast andmete analüüsimist statistiline muster. Nende andmete põhjal koostatakse matemaatiline mudel, mis võimaldab ennustada mõningaid muutusi uuritavas elussüsteemis.
Selline töötlemine võimaldab vastuvõetud teavet struktureerida. Loodud mudelite põhjal on võimalik ennustada süsteemi seisundit peaaegu igal ajaperioodil. Tänu üsna muljetavaldava matemaatilise aparaadi kasutamisele muutub bioloogia üha enam täppisteaduseks.
Süntees
Koos küberneetika ideede (need on modelleerimise aluseks) tungimisega bioloogiasse algab see aktiivseltkasutada süstemaatilist lähenemist. Mõlemad suundumused mõjutavad bioloogia õppimise meetodeid. Elusstruktuuride struktuuri skeem on kujutatud erinevate tasandite süsteemide hierarhiana. Iga kõrgem aste on teatud mustrite alusel omavahel seotud elemendid, mis on samuti süsteemid, kuid tase madalam.
See lähenemine on tüüpiline paljudele erialadele. Tema tungimine bioloogiasse annab tunnistust teaduse kui terviku üleminekust analüüsilt sünteesile. Üksikute elementide sisestruktuuride põhjaliku uurimise periood annab teed integratsiooniajale. Kõigi bioloogias ja sageli sellega seotud teadustes saadud andmete süntees toob kaasa uue arusaamise loodussüsteemide vastastikustest seostest. Integratsiooni baasil üles ehitatud mõistete näideteks võivad olla neurohumoraalse regulatsiooni teooria, sünteetiline evolutsiooniteooria, kaasaegne immunoloogia ja süstemaatika. Kõigi nende ilmumisele eelnes suure hulga teabe kogunemine üksikute struktuuriüksuste, märkide ja omaduste kohta. Järgmises etapis võimaldasid kogutud andmed tuvastada mustreid ja luua üldistavaid kontseptsioone.
Trend
Bioloogia õppimise sünteetilised meetodid annavad tunnistust üleminekust empiiriliselt teadmistelt teoreetilistele teadmistele. Esialgne faktide ja andmete kogunemine võimaldab meil esitada mõned hüpoteesid. Seejärel testitakse neid enamikul juhtudel eksperimentaalsete meetoditega. Kinnitatud hüpoteesid kantakse üle mustrite hulka ja moodustavad teooriate aluse. Nii sõnastatud mõisted seda ei oleabsoluutne. Alati on võimalus, et uus teave nõuab väljakujunenud vaadete uuesti läbivaatamist.
Igasugused bioloogiaõpingud on suunatud elu omaduste ja omaduste mõistmisele. Sel juhul on võimatu ühtegi meetodit peamiseks välja tuua. Kaasaegne teadmiste tase saavutati ainult kõigi nende ümbritseva maailma tunnetusmeetodite samaaegse kasutamise kaudu. Lisaks ei erine inimese bioloogia uurimismeetodid teiste organismide andmete kogumise ja analüüsimise meetoditest. See näitab nende mitmekülgsust. Elussüsteemide hierarhilise korralduse iga taseme jaoks kasutatakse samu uurimismeetodeid, kuid erinevates kombinatsioonides. Üleminek küberneetiliste ja süsteemsete meetodite kasutamisele viitab integratsioonile mitte ainult bioloogias, vaid kogu teaduses tervikuna. Erinevate distsipliinide teadmiste süntees aitab paremini mõista selle maailma põhimustreid, milles me elame.
