РОЗВИТОК БІОЛОГІЧНОЇ НАУКИ

Розділ 1 Загальна характеристика живої природи

Тема 1 Біологія – наука про життя

§ 2. РОЗВИТОК БІОЛОГІЧНОЇ НАУКИ

Терміни та поняття: натурфілософія, систематика, клітинна теорія.

Первинні уявлення про живу природу і перші спроби наукових узагальнень. Перші спроби систематизувати знання про живу природу належать давньогрецьким філософам. Античні мислителі висловлювали думки про сутність живого, походження тварин та людини.

Філософи-натуралісти Стародавньої Греції (V ст. до н. д.) вважали, що живі організми виникли з неживої

матерії внаслідок її поступових змін. Причому потворні, неповноцінні істоти з часом вимерли, а гармонійні вижили й почали розмножуватися.

Мал. 11. Карпати – один із символів України

Мал. 12. Гіппократ

Мал. 13. Арістотель

Мал. 14. Теофраст

Най перші дослідження будови тіла людини провів видатний лікар, реформатор античної медицини, автор праць з анатомії “Про залози”, “Про серце”, “Про природу кісток” Гіппократ (мал. 12) (бл. 460-377 рр. до н. д.). Він досить добре

знав будову серця, розрізняв артерії та вени, визначав черепномозкові та спинномозкові нерви. Гіппократ цілком справедливо вважав, що процес дихання відбувається за допомогою легень, але помилявся, думаючи, що цей процес слугує для охолодження серця. Він висловив геніальну на той час думку про зв’язок головного мозку з психічною діяльністю людини. (Пригадайте типи темпераменту та чотири основні “тілесні рідини”, з якими їх пов’язував Гіппократ.)

Початок власне біологічної науки заклав у своїх працях давньогрецький вчений і філософ Арістотель (мал. 13) (384-322 рр. до н. д.), якого вважають засновником зоології. Він написав кілька спеціальних трактатів, присвячених будові, класифікації й виникненню тварин, найвідомішим з яких є “Історія тварин”. У цій праці Арістотель описав будову тіла тварини, систему органів людини, здійснив порівняння будови тіла людини і тварини, розглянув способи розмноження й особливості розвитку тварин.

Засновником ботаніки вважають давньогрецького природодослідника Теофраста (мал. 14) (близько 372287 рр. до н. д.), улюбленого учня Арістотеля. У праці “Історія рос лин” Те оф раст опи сав різні спо со би розм но – ження рослин і процес проростання насіння, вказав на відмінності між однодольними і дводольними рослинами, визначив, що рослини можуть належати до чоловічої або жіночої статі. Він першим запровадив термін “плід”.

Визначний біолог-дослідник, римський лікар Клавдій Гален (мал. 15) (н. д. 130-200) вважається батьком анатомії. Його авторитет як вченого був незаперечним понад тисячу років. Гален вивчав внутрішню будову свійських тварин: овець, биків, свиней, собак, а також мавп. Він дослідив і детально описав їхні серце, м’язову систему, центральну і периферичну нервові системи.

Біологія в Середні віки та епоху Відродження. В епоху Середньовіччя біологія практично не розвивалася. (Пригадайте характерну ознаку цього періоду в історії людства.) Будь-які спроби проникнути в сутність природних явищ визнавалися єретизмом. Нечисленні сміливці, які наважувалися на це, зазнавали гонінь або були страчені. Серед них і видатний іспанський анатом Мігель Сервет (мал. 16) (1511-1553), який першим вказав на споріднені зв’язки між людиною і мавпою.

Мал. 15. К. Гален

Мал. 16. М. Сервет

Мал. 17. А. Везалій

З XVI ст. розпочався бурхливий розвиток природознавства, філософії, мистецтва. Цей період називається епохою Відродження. Інтерес до природознавства був одним із чинників за род жен ня про мис – ловості, розвиток якої був неможливий без наукової революції. (Пригадайте з уроків історії, які саме наукові відкриття сприяли розвитку капіталістичних відносин на межі XV-XVI ст.)

Середньовічна біологія, як і антична, спочатку не відокремлювалася від філософії і то му називалась натурфілософією (від лат. натура – природа). Перші трактати про сутність та явища природи, присвячені питанням природознавства, були досить абстрактними. Про те поступово починають формуватися нові підходи до пізнання живої природи і набувають розвитку наукові методи досліджень – спостереження й експеримент. Саме на підставі експериментальних досліджень біологія сформувалася як наука.

Першочергову роль у становленні біології відіграли експериментальні дослідження з анатомії й фізіології людини, яких так потребувала медицина.

Не задовольняючись лекціями своїх учителів, які викладали за Галеном, Андреас Везалій (мал. 17) (1514-1564) під загрозою смертної кари потайки досліджував людські тіла. Везалій виправив близько 200 історичних помилок Галена, зокрема спростував твердження про те, що у чоловіків на одне ребро менше, ніж у жінок, та не знайшов кісточку, яка не горить у полум’ї і має таємничу силу, що дозволить людині воскреснути у день Страшного суду та постати перед Богом, як було описано у підручниках з анатомії того часу.

Інший видатний анатом, фізіолог та ембріолог Вільям Гарвей (мал. 18) (1578-1657) експериментально довів, що у людини відбувається безперервний замкнений кровообіг, встановив, що серце має м’язову будову і є органом кровообігу. Ці дослідження мали величезне значення: вони довели, що будова тіла і процеси, які відбуваються в організмі людини і тварини, подібні, а тому розуміння їхньої природи не потребує участі душі або божественного начала.

Геніальний художник, мислитель, технік Леонардо да Вінчі (1452-1519) протягом десятків років анатомував людські тіла і зробив багато точних замальовок. На жаль, його анатомічні трактати стали широковідомі лише через півтора століття після смерті автора і тому не мали впливу на розвиток цієї науки.

Мал. 18. В. Гарвей

Мал. 19. Р. Гук

Мал. 20.А. Левенгук

Важливий науковий напрям експериментальної біології кінця епохи Середньовіччя сформувався після відкриття дрібних істот, яких не здатне бачити око людини, а також клітинної будови організмів. Вивчення мікросвіту стало можливим завдяки розвитку оптики, винайденню лінз і мікроскопа. Значний внесок у розвиток мікроскопічних досліджень зробив англієць Роберт Гук (мал. 19) (1635-1703), який описав мікроскопічну будову тканин рос лин та таких доволі дрібних об’єктів, як око мухи, крило бджоли, личинка комара. Виявив їх клітинну будову і голландець Антоні ван Левенгук (мал.20) (1632-1723), який за допомогою виготовлених власноруч лінз із по над 250-кратним збільшенням першим побачив сперматозоїди, бактерії та найпростіших, назвавши їх “тваринками”. (Пригадайте роздільну здатність сучасного світлового та електронного мікроскопа.) Сьогодні мікробіологія, засновником якої вважають Левенгука, переживає свій розквіт.

“Всі мої прагнення спрямовані лише на те, щоб зробити очевидною істину і докласти мій невеликий талант до того, щоб відволікти людей від старих та забобонних переконань”, – писав Левенгук. (Чи існують у сучасному світі забобонні переконання, які не може пояснити біологічна наука?)

Становлення основних біологічних наук у XVIII-XIX ст. Протягом XVIII – першої половини XIX ст. відбулося остаточне становлення біології як науки, сформувалися основні її напрями. (Назвіть відомі вам біологічні дисципліни.) Це супроводжувалося важливими науковими відкриттями. До них належить встановлення наприкінці XVIII ст. факту “живлення” у рослин, в якому важливу роль відіграють сонячні промені. (Пригадайте, що таке фотосинтез.) Практичні результати експериментів з живлення рослин, що їх проводили не лише біологи, а й хіміки та фізики, довели, що вивчати живі істоти можна так само, як і неживі об’єкти – за допомогою методів фізичних наук: вимірювань, зважувань та обчислень.

Цей період ознаменувався становленням систематики як самостійної науки та формуванням клітинної теорії.

Накопичення знань про тварин і рослини потребувало їх систематизації. Спочатку види тварин і рослин упорядковували за алфавітом, потім почали класифікувати за особливостями будови тіла і способу життя. Така класифікація допомагала ще й визначати види тварин і рослин. Вагомий внесок у формування системи тваринного і рослинного світу зробив шведський природознавець Карл Лінней (мал. 21) (1707-1778), який “зазирнув у кожну квітку” та за кількістю і характером тичинок поділив рослини на 24 класи. Його дослідження започаткували сучасну біологічну науку – систематику, завданням якої є впорядкування, класифікація всіх живих організмів. Головним недоліком системи Ліннея було те, що вона не враховувала спорідненості видів. Лише класифікація живих істот, побудована за багатьма ознаками, робить систему організмів сталою.

Мал. 21. К. Лінней

Мал. 22. Т. Шванн

Цікаво, що сучасники Ліннея, зокрема Бюффон, рішуче заперечували класифікацію, яка, на їх думку, не тільки порушувала неперервність живих істот, але й “вбивала” прекрасний світ живої природи своєю штучністю. (Аяк вважаєте ви?)

Класифікацію Ліннея згодом було модифіковано. Адже науковець шукав лише подібні ознаки у рослин, і не бачив родинні зв’язки між видами, оскільки заперечував можливість еволюції та нерідко спирався у своїй роботі на інтуїцію та інстинкт натураліста.

У XIX ст. відбулися епохальні відкриття в області вивчення клітини. Було встановлено, що клітина складається з ядра і цитоплазми, а клітини тварин і рослин мають подібну будову. Спираючись на ці та інші факти, зокрема результати емпіричних досліджень Маттіаса Шлейдена (1804-1881) щодо ролі ядра в клітинах рослин, німецький біолог Теодор Шванн (мал. 22) (1810-1882) у 1839 р. сформулював теоретичне положення, відповідно до якого всім організмам властива клітин на будова. Клітин на теорія Т. Шванна містила й помилкові судження, зокрема вчений припускав, що кліти ни в організмі виникають шляхом новоутворень із первинної неклітинної речовини. Про те завдяки цій теорії стала очевидною спорідненість всіх живих істот – людина й інфузорія, миша і квасолина мають одну спільну ознаку: вони складаються з клітин. Історія науки про живе налічує майже 2500 років. Біологія як наука сучасного типу сформувалася протягом відносно короткого періоду (близько 300 років), коли в біологічні дослідження були впроваджені наукові поняття і методи фізики та хімії, внаслідок чого виникла експериментальна біологія.