Principalele direcții de dezvoltare ale biologiei moderne. II. Învățarea de materiale noi. Ce studiază biologia
Inapoi inainte
În anii şaizeci, gândirea tipologică a devenit sinonimă cu esenţialismul, un concept taxonomic bazat pe logica scolastică, conform căruia fiecare specie are propria sa esenţă, care o defineşte în termeni de proprietăţi intrinseci anistorice, necesare şi suficiente, şi a fost asociată cu fijismul. Marea contribuție a lui Darwin ar fi fost aceea de a imprima problemei soiurilor o schimbare epistemologică paradigmatică: noile populații se gândesc la populațiile biologice formate din indivizi unici; pentru a prezenta originea unei specii, a fost necesar să ne concentrăm pe diferențele individuale, inclusiv pe proprietăți presupuse esențiale.
Atenţie! Previzualizarea slide-ului are doar scop informativ și este posibil să nu reprezinte întreaga amploare a prezentării. Dacă sunteți interesat de această lucrare, vă rugăm să descărcați versiunea completă.
Obiective:
- Creați idei despre știință ca fiind cea mai importantă sferă a activității umane.
- Să familiarizeze elevii cu trăsăturile și varietatea metodelor de cunoaștere a celor vii.
- Concepte de bază: fapt științific, metodă științifică, metode ale științelor biologice (descriptive, comparative, istorice, experimentale).
Mijloace de educatie: prezentare, diverse dispozitive sau scheme ale acestora.
Deoarece noțiunea de tip a fost marele instrument conceptual pe care morfologia l-a folosit pentru a rezolva problema „unității planului” care stă la baza ambelor părți și întregurilor corporale, morfologia, identificată cu gândirea tipologică, a fost retrogradată la ostracismul academic. În special, „Sinteza modernă” a cerut conceptul de unitate de plan bazat exclusiv pe comunitatea de descendență. Din punct de vedere al sintezei, un ascendent comun nu explică doar identitatea morfologică, ci o definește: două organe sunt omoloage dacă și numai dacă descind din același strămoș.
Etapele lecției
I. Testarea cunoștințelor și abilităților.
Conversație frontală pe întrebări.
1) Ce direcții în dezvoltarea biologiei puteți evidenția?
2) Ce mari oameni de știință ai antichității au adus o contribuție semnificativă la dezvoltare cunoștințe biologice?
3) De ce în Evul Mediu se putea vorbi despre biologie ca știință doar condiționat?
4) De ce biologia modernă este considerată o știință complexă?
Cu toate acestea, în anul trecut filozofii și istoricii au pus sub semnul întrebării ipotezele teoretice și istoriografice ale Sintezei Moderne, punând la îndoială presupusa incompatibilitate dintre tipologie și evoluționism. În conformitate cu această nouă abordare a istoriei și modernității tipologiei, munca de biologie comparată precede stabilirea relațiilor genealogice, deoarece acestea sunt derivate din recunoașterea asemănărilor dintre părți, și nu invers: identitatea genealogică poate explica identitatea structurală, dar nu trebuie confundat cu el.
5) Care este rolul biologiei în societatea modernă?
II. Învățarea de materiale noi.
1. Povestea profesorului cu elemente ale unei conversații despre știință ca unul dintre domeniile activității umane, scopurile și metodele acesteia; despre trăsăturile cunoștințelor științifice, faptele științifice.
Știința este una dintre sferele activității umane, al cărei scop este studiul și cunoașterea lumii înconjurătoare. Pentru cunoașterea științifică este necesară alegerea anumitor obiecte de cercetare, probleme și metode pentru studiul lor. Fiecare știință are propriile sale metode de cercetare. Cu toate acestea, indiferent de metodele folosite, principiul „nu luați nimic de bun” rămâne cel mai important pentru fiecare om de știință. Sarcina principală a științei este de a construi un sistem de cunoștințe de încredere bazat pe fapte și generalizări care pot fi confirmate sau infirmate. cunoștințe științifice sunt în mod constant chestionați și acceptați numai cu dovezi suficiente. fapt științific este doar unul care poate fi reprodus și verificat.
Adaptarea și externalizarea schimbării
După cum vom vedea, justificarea problemei identităţii structurale este doar una dintre cele caracteristici distinctive modern evo devo. Din punct de vedere al explicației, în fața teoriei darwiniste, majoritatea morfologilor au refuzat să admită că transformarea speciilor poate fi explicată fără a se referi la vreo lege internă a organismelor înseși. Eliminarea problemei generării și reproducerii formei teoriei selecției naturale este, de fapt, una dintre marile chei ale puterii sale explicative. În Origen, selecția naturală este prezentată ca o teorie independentă a problemei morfogenezei și eredității.
Metoda științifică este un ansamblu de tehnici și operații utilizate în construirea unui sistem de cunoștințe științifice.
Întreaga istorie a dezvoltării biologiei indică în mod clar că aceasta a fost determinată de dezvoltarea și aplicarea de noi metode de cercetare.
2. Principalele metode de cercetare utilizate în științele biologice sunt:
Și deși Darwin consideră că variația ereditară trebuie în mod necesar să fie supusă unor cauze mecanice sau eficiente, selecția naturală are nevoie doar de variabilitate abundentă, indiferent de originea ei. În consecință, evoluția încetează să se explice prin formă imanentă sau forță emanată din organismele înseși, pentru a fi rezultatul unei forțe externe: selecția naturală.
Ce studiază biologia?
În această exteriorizare a forței evolutive, a fost de cea mai mare importanță eliminarea conceptului ontogenetic de ereditate, deoarece a permis articularea relației dintre darwinism și genetica mendeliană, determinând o separare între ereditate și dezvoltare, și deci între ontogeneză și filogenie. . Genetica populației sugerează moștenirea ca o relație intergenerațională între caracterele fenotipice mediată de o entitate ipotetică care este concepută ca un factor responsabil pentru caracterul generațiilor de organisme în experimentele de reproducere.
- Observare
- Descriere
- Sistematizare
- Comparaţie
- Experiment
- Metoda analitica
- metoda istorica
- Modelare
O conversație despre aceste metode cu elemente ale muncii independente ale elevilor privind studierea textului manualului (item 2, pp. 10-11) și utilizarea unei prezentări.
Fixarea în caiete a trăsăturilor caracteristice metodelor de cercetare în biologie.
Teoria cromozomală a eredității a întărit această viziune asupra cauzalității genetice. Cauzalitatea atribuită genelor ca „markeri ai diferenței” între trăsăturile fenotipice ignoră relația dintre cauză și efect: deoarece manipularea genelor are efecte fenotipice specifice, caracteristicile adulților pot fi explicate fără referire la procesele care sunt generate. Studiul ontogenezei a fost apoi bifurcat în două discipline principale, iar sinteza modernă ar putea elimina astfel perspectiva embriologică a teoriei evoluționiste ca fiind inutilă.
Conversație finală despre etapele cercetării științifice. Un student pregătit în prealabil poate vorbi cu un mesaj despre aceste etape, culegând fapte, propunând o ipoteză, efectuând experimente, formulând o teorie cu anumite reguli și legi.
III. Rezumarea lecției în procesul de rezumare a conversației:
Despre sarcinile și scopurile științei
Prin urmare, Mayr a avertizat că oricine a folosit descoperirile despre ontogenia individuală pentru a le extrapola la un „tip” evolutiv a demonstrat o neînțelegere completă a evoluției: selecția naturală este responsabilă pentru asamblarea programelor genetice; decodificarea lor în timpul dezvoltării este irelevantă pentru procesul evolutiv. De aici și distincția remarcată de Mayr între cauzele proxime și cauzele ultime. Potrivit lui Mayr, biologia funcțională se ocupă de cauzalitate, adică de explicarea modului în care structurile organice contribuie la funcționarea anumitor abilități.
Despre semnificația metodelor pentru dezvoltarea științei biologiei
Despre cea mai mare distribuție a metodei experimentale
Despre aplicarea metodei de modelare etc.
IV. Teme pentru acasă:
Studiați paragraful 2. Răspundeți la întrebările de la pagina 11. Finalizați una dintre sarcinile de la pagina 12.
Informatii suplimentare.
Unii oameni de știință efectuează cercetări serioase în căutarea unor organisme vii, încă necunoscute și recunoscute de știința oficială, precum hominidul relic, care este adesea numit Bigfoot. Aceste studii formează baza unei noi ramuri a științei biologice - criptozoologia.
Biologia dezvoltării, care face parte din biologia funcțională, se va limita la a dezvălui cum schimbare evolutivă s-ar face în fiecare dintre oamenii care alcătuiesc populaţia. Doar biologia evoluționistă va fi responsabilă pentru înțelegerea cauzelor care stau la baza care definesc dimensiunea istorică a vieții, explicând de ce populațiile au devenit așa cum sunt.
În cadrul geneticii populațiilor, evoluția poate fi redefinită ca urmare a modificării frecvențelor genelor în populații și a selecției naturale ca o reproducere diferențială non-aleatorie a genotipurilor. Pe de altă parte, având în vedere probabilitatea mutațională ca sursă a diversității organice, genetica populației sugerează că fiecare formă este, în principiu, posibilă, limitată doar de constrângeri adaptative. Astfel, evoluția poate fi interpretată ca o explorare aleatorie a spațiului secvențelor genetice, unde alegerea implică rolul unui „filtru” funcțional extern.
1. Ce studiază biologia?
Răspuns. Biologia este o știință complexă care studiază toate manifestările vieții, structura, funcțiile și originea organismelor vii, relațiile lor în comunități naturale cu mediul înconjurător și cu alte organisme vii.
2. Ce Științe biologice tu stii?
Răspuns. Biologia este totalitatea științelor naturii vii. Având în vedere diversitatea domeniilor în studiul vieții, în domeniul biologiei au apărut o serie de științe independente: botanică, zoologie, citologie, histologie, fiziologie, ecologie, teoria evoluției, genetică, embriologie, biologie moleculară etc.
Termenul de heterocronie se referă la modificări ale ratei de dezvoltare care provoacă modificări ale formei și dimensiunii organismelor. Heterocronia a fost introdusă de Ernst Haeckel ca o excepție de la teoria repetiției. În general, recapitulaționalismul secvențelor ontogenetice raționale recapitulează transformările filogenetice ale speciilor, dar uneori organismele suferă modificări în timpul dezvoltării lor care le înstrăinează de strămoșii lor. De exemplu, ajolotul, o specie acvatică de salamandre, păstrează în stadiul adult caracteristicile care la alte specii de salamandre apar în faza larvară.
Științele care studiază diverse grupuri de organisme sunt împărțite în discipline morfologice (grec. morphe - form) care studiază forma și structura organismelor, care includ citologia, histologia, anatomia și științele care studiază funcțiile ființelor vii - un complex de discipline fiziologice . Studii de anatomie structura interna organisme.
Conform teoriei recapitulării, ritmul ontogenezei ar putea fi doar accelerat pe parcursul evoluției, permițând adăugarea de noi organe în stadiul final al secvenței ontogenetice. Walter Garsten și Gavin de Beer au arătat că modificările heterocromatice au fost mult mai frecvente decât la Haeckel: pe de o parte, noutățile evolutive ar putea fi cauzate de modificări la toate etapele ontogeniei, nu numai la etapele finale; pe de altă parte, modificări ale ritmului ontogenetic pot apărea în sens invers, încetinind ritmul.
În același timp, au apărut și se dezvoltă domenii ale biologiei care studiază proprietățile speciale ale organismelor vii: de exemplu, biochimia studiază modurile în care moleculele organice sunt transformate.
Diversitatea organismelor, distribuția lor în grupuri este studiată prin sistematică, tipare dezvoltarea individuală- biologia dezvoltării, dezvoltare istorica viata - doctrina evolutionista, legile ereditatii si variabilitatii - genetica. Filogenetica este o ramură a biologiei care studiază originea și succesiunea istorică a organismelor. Relația organismelor și populațiilor cu condițiile de mediu este obiectul de studiu al ecologiei.
De exemplu, creșterea creierului și a craniului la un făt uman continuă câțiva ani după naștere, în timp ce simularea cimpanzeului se oprește la naștere. Modificările de dezvoltare temporală par să nu fi făcut excepție de la teoria recapitulării. Mai degrabă, heterocronii păreau să indice că relația dintre ontogenie și filogenie era foarte diferită de ceea ce este imaginat de recapitalism. Dezvoltarea trebuia interpretată nu ca o înregistrare a istoriei evolutive, ci ca însăși cauza acestei istorii: ontogeneza nu se repetă, ci creează filogeneza.
3. Ce biologi cunoști?
Răspuns. Biologia a apărut ca o disciplină științifică independentă despre proprietăți generaleîn viaţă abia în secolul al XIX-lea. În legătură cu problematizarea conceptului de viață și definirea diferenței fundamentale dintre corpurile naturale neînsuflețite și cele vii. Între timp, cunoașterea faunei sălbatice a început să se contureze cu mult înainte ca, în antichitate, Evul Mediu, Renașterea, începutul Erei Noi.
Studiul herecronologiei de către Garstang și Beer a fost punctul de plecare pentru restabilirea reflecției asupra legăturii dintre ontogeneză și filogeneză, pe care Gould a început să o ridice de la sfârșitul anilor '70. În tratatul său Ontogenie și filogenie, Gould susține că recapitularea nu a fost niciodată respinsă de fapt, ci lăsată ca o propoziție generală, devenind un caz special al unui proces mai general. Gould susține că toate direcțiile de schimbare a ritmului ontogenetic provoacă două mari tipuri de paralelism între ontogeneză și filogenie: paralelism înainte, dacă trăsătura apare în stadiul de ontogeneză înainte de a apărea cu strămoșii, și paralelism invers, când caracteristica apare mai mult la nivelul sfârşitul descendenţei decât în progenitor. „Modelul ceasului” descrie relația dintre modificările heterocromatice și tendințele filetice.
De fapt, cuvântul biologie a început să fie folosit abia în secolul al XIX-lea pentru a se referi la știința celor vii. Mulți oameni de știință din trecut, pe care acum îi numim biologi, în timpul vieții lor au fost numiți cunoscători ai istoriei naturale, medici, naturaliști, naturaliști. În special, Gregor Mendel a fost călugăr și stareț al unei mănăstiri, Carl Linnaeus a fost medic, Louis Pasteur a fost chimist, iar Charles Darwin a fost doar un domn bogat.
În formalizarea matematică a modelului ceasului, în loc să pornească de la rezultatele morfologice ale unei schimbări temporare în dezvoltare, heterocronia este definită ca o schimbare a proceselor ontogenetice care duc la modificări relative de formă și dimensiune.
Modelul ceasului a deschis o serie de studii privind modificările heterocronice ale ontogenei și impactul acestora asupra filogeniei speciilor. Totuși, studiul heterocroniei a fost încă moștenit din abordarea descriptivă și comparativă caracteristică morfologiei evolutive, deoarece a constat în principal în compararea stadiilor ontogenetice pentru a caracteriza reținerea și modificarea acesteia prin heterocronie.
Cei mai renumiți oameni de știință din trecut:
Alexander Fleming (1881-1955), bacteriolog scoțian, a descoperit lizozima, o enzimă care ucide anumite bacterii fără a dăuna țesuturilor sănătoase. A primit 25 de grade onorifice.
Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723) a fost un naturalist olandez. El a fost primul care a observat cum se mișcă sângele în cele mai mici vase de sânge - capilarele. A văzut pentru prima dată microbi și spermatozoizi.
De la logica morfo-spațiului la îngustarea dezvoltării
După cum am văzut mai sus, una dintre marile chei pentru interpretarea neînțelegerii sintetice a morfologiei este aceea că explicația formei nu este recunoscută ca obiect de studiu. În The Modern Synthesis, modelele care compun explicația teoriei evoluționiste sunt identificate cu arborele filogenetic și cu procesele cauzale care explică astfel de fenomene prin variația genetică și selecția naturală. Conform acestei scheme, disciplinele morfologice ar trebui să fie subordonate regiunii sistematice a istoriei filogenetice, în timp ce studiul mecanismelor evolutive corespunde ecologiei și geneticii populațiilor, în afara intereselor teoretice ale morfologiei.
Gregor Mendel (1822-1884), biolog și botanist austriac. Fondatorul științei eredității. Munca cercetătorului a fost începutul noua stiinta care mai târziu a fost numită genetică.
Jean Baptiste Lamarck (1744-1829), naturalist francez. El a fost primul, cu o jumătate de secol înainte de Darwin, care a propus o teorie a originii naturale și a dezvoltării lumii organice.
De la sfârșitul anilor 1970 însă, problemele cu care s-a ocupat în mod tradițional de morfologie s-au răzvrătit împotriva explicației darwiniene. Disciplinele morfologice au negat apoi că modelele structurale erau cele așteptate de la modelul darwinian și, prin urmare, ar putea fi explicate în limbajul geneticii populațiilor. Dimpotrivă, pe de o parte, fenotipurile sunt discrete, adică nu par a fi distribuite uniform în spațiul fenotipic, ci, de regulă, sunt grupate în mari tipuri morfologice, a căror modificare este limitată; pe de altă parte, când apar noi tipuri, tranzițiile între ele nu sunt aleatorii.
Georges Cuvier (1769-1832) - biolog, zoolog, naturalist, naturalist francez, unul dintre primii istorici ai științelor naturii. A creat paleontologia și anatomia comparată a animalelor.
Carl Linnaeus (1707-1783), celebru naturalist suedez. El a propus o nomenclatură binară - un sistem de denumire științifică a plantelor și animalelor. El a împărțit toate plantele în 24 de clase, evidențiind genuri și specii separate.
Charles Darwin (1809-1882), naturalist și călător englez. A reușit să rezolve cea mai mare problemă a biologiei: problema originii speciilor. Darwin a creat și o teorie originală a dezvoltării lumii organice.
Întrebări după §1
1. Ce direcții în dezvoltarea biologiei puteți evidenția?
Răspuns. În prezent, este posibil să distingem trei direcții în biologie, în primul rând, aceasta este biologia clasică. Este reprezentat de oameni de știință naturală care studiază diversitatea vieții sălbatice. Ei observă și analizează în mod obiectiv tot ceea ce se întâmplă în viața sălbatică, studiază organismele vii și le clasifică. A doua direcție este biologia evolutivă. În secolul 19 autorul teoriei selecției naturale, Charles Darwin, a început ca un naturalist obișnuit: a adunat, a observat, a descris, a călătorit, dezvăluind secretele vieții sălbatice. Cu toate acestea, principalul rezultat al muncii sale, care l-a făcut un om de știință celebru, a fost o teorie care explică diversitatea organică. A treia direcție este biologia fizică și chimică, care studiază structura obiectelor vii folosind metode fizice și chimice moderne. Aceasta este o zonă în dezvoltare rapidă a biologiei, importantă atât în termeni teoretici, cât și practici. Putem spune cu încredere că ne așteaptă noi descoperiri în biologia fizică și chimică, care ne vor permite să rezolvăm multe probleme cu care se confruntă omenirea.
2. Ce oameni de știință ai antichității au adus o contribuție semnificativă la dezvoltarea cunoștințelor biologice?
Răspuns. Biologia modernă își are rădăcinile în antichitate și este asociată cu dezvoltarea civilizației în țările mediteraneene. Cunoaștem numele multor oameni de știință remarcabili care au contribuit la dezvoltarea biologiei. Să numim doar câteva dintre ele.
Hipocrate (460 - c. 370 î.Hr.) a dat primul referitor descriere detaliata structura omului și animalelor, a subliniat rolul mediului și al eredității în apariția bolilor. Este considerat fondatorul medicinei.
Aristotel (384–322 î.Hr.) s-a divizat lumeaîn patru regate: lumea neînsuflețită a pământului, apei și aerului; lumea plantelor; lumea animală și lumea umană. El a descris multe animale, a pus bazele taxonomiei. Cele patru tratate de biologic pe care le-a scris conțineau aproape toate informațiile despre animale cunoscute până la acea vreme. Meritele lui Aristotel sunt atât de mari încât este considerat fondatorul zoologiei.
Teofrastul (372–287 î.Hr.) a studiat plantele. El a descris peste 500 de specii de plante, a oferit informații despre structura și reproducerea multora dintre ele, a introdus mulți termeni botanici. Este considerat fondatorul botanicii.
Gaius Pliniu cel Bătrân (23–79) a colectat informații despre organismele vii cunoscute până atunci și a scris 37 de volume ale enciclopediei Istorie naturală. Aproape până în Evul Mediu, această enciclopedie a fost principala sursă de cunoștințe despre natură.
Claudius Galen (c. 130 - c. 200) în a lui cercetare științifică disecții de mamifere larg utilizate. El a fost primul care a făcut o descriere anatomică comparativă a omului și a maimuței. Studiat central și periferic sistem nervos. Istoricii științei îl consideră ultimul mare biolog al antichității.
3. De ce în Evul Mediu era posibil să se vorbească despre biologie ca știință doar condiționat?
Răspuns. Religia a fost ideologia dominantă în Evul Mediu. Ca și alte științe, biologia în această perioadă nu a apărut încă ca un domeniu independent și a existat în curentul general al concepțiilor religioase și filozofice. Și deși acumularea de cunoștințe despre organismele vii a continuat, se poate vorbi despre biologie ca știință la acea vreme doar condiționat.
4. De ce biologia modernă este considerată o știință complexă?
Răspuns. reflectând animale sălbatice iar omul ca parte a acesteia, biologia devine din ce în ce mai importantă în progresul științific și tehnologic, devenind o forță productivă. Biologia creează o nouă tehnologie - biologică, care ar trebui să devină baza unei noi societăți industriale. Cunoștințele biologice ar trebui să contribuie la formarea gândirii biologice și a culturii ecologice în fiecare membru al societății, fără de care dezvoltarea ulterioară a civilizației umane este imposibilă. În anii 40-50 ai secolului XX. în biologie, ideile și metodele de fizică, chimie, matematică, cibernetică și alte științe au început să fie utilizate pe scară largă, iar microorganismele au fost folosite ca obiecte de studiu. Ca urmare, biofizica, biochimia, biologia moleculară, biologia radiațiilor, bionica etc. au apărut și s-au dezvoltat rapid ca științe independente.Explorarea spațiului a contribuit la nașterea și dezvoltarea biologiei spațiale. În prezent, cunoștințele biologice sunt utilizate în toate sferele activității umane: în industrie și agricultură, medicina si energie.
5. Care este rolul biologiei în societatea modernă?
Răspuns. Cercetarea ecologică este extrem de importantă. Am început în sfârșit să realizăm că echilibrul delicat care există pe mica noastră planetă este ușor de distrus. Omenirea s-a confruntat cu o sarcină descurajantă - conservarea biosferei pentru a menține condițiile de existență și dezvoltare a civilizației. Este imposibil să o rezolvi fără cunoștințe biologice și studii speciale. Astfel, în prezent, biologia a devenit o adevărată forță productivă și o bază științifică rațională pentru relația dintre om și natură.
