Биология – әртүрлі көріністердегі тіршілік туралы ғылым. Біржасушалы организмдердің қызметі, аталық пен аналықтардың жұптасу маусымындағы мінез-құлқы, белгілердің тұқым қуалау заңдылықтары - осы және тағы басқалар ғылым саласына кіреді. Биология пәні тіршіліктің осы барлық көріністерін зерттейді. Оның әдістері организмдердің құрылымында, қызметінде, олардың қоршаған ортамен әрекеттесуінде заңдылықтарды іздеуге бағытталған. Шын мәнінде, олар тірі материяны жансыз материядан ажырататын қасиеттерді зерттейді.
Бөлімшелер
Биология әртүрлі объектілерге бағытталған бірнеше ғылымдардың жиынтығы:
- зоология;
- ботаника;
- микробиология;
- вирусология.
Олардың әрқайсысын өз кезегінде бірнеше кішіректерге бөлуге болады. Мысалы, ихтиология (балықты зерттейтін), орнитология (құстарды зерттейтін), алгология (балдырларды зерттейтін ғылым) және т.б. зоологияда қатар өмір сүреді.
Жіктеу опциясы
Биологияны құрамдас бөліктерге бөлудің тағы бір принципі - қасиеттер ментірі материяның ұйымдасу деңгейлері. Оның айтуынша, олар мыналарды ажыратады:
- молекулярлық биология;
- биохимия;
- цитология;
- генетика;
- даму биологиясы;
- әртүрлі ағзалардың анатомиясы мен физиологиясы;
- экология (көбінесе бүгінде жеке ғылым ретінде қарастырылады);
- эмбриология;
- эволюция теориясы.
Осылайша, биология пәні өзгеріссіз қалады – ол өмірдің өзі. Оның әртүрлі көріністерін жеке пәндер зерттейді. Жалпы биология да бар. Оның назары тірі материяның оны жансыз материядан ерекшелендіретін қасиеттеріне, сондай-ақ реттелген иерархиялық құрылымына және жеке жүйелердің өздері мен қоршаған ортаның өзара байланысына бағытталған.
Тәжірибе және теория
Биологияны зерттеу әдістері негізінен басқа ғылыми пәндердегі оқу әдістеріне ұқсас. Олар эмпирикалық (практикалық, тәжірибелік) және теориялық болып бөлінеді. Биологияны зерттеудің практикалық әдістері тірі жүйелердің әртүрлі параметрлерін, қасиеттерін және сипаттамаларын ашады. Содан кейін олардың негізінде теориялар жасалады. Бұл процесс циклдік болып табылады, өйткені биологияны зерттеудің эмпирикалық әдістері бұрыннан бар тұжырымдар негізінде жиі қолданылады. Теориялар, өз кезегінде, әрқашан қосымша эмпирикалық тестілеуді қажет етеді.
Негізгі ақпарат жинағы
Негізгі эмпирикалық әдістердің бірі – бақылау. Ол заттың сыртқы белгілерін және оның табиғи ортасының уақыт бойынша өзгеруін зерттейді.
Тірі жүйені кез келген зерттеу оны бақылаудан басталады. Биологияның зерттелу тарихы бұл тұжырымды тамаша көрсетеді. Ғылым дамуының алғашқы кезеңдерінде зерттеушілер бұл эмпирикалық әдісті ғана қолдана алды. Бүгінгі күні бақылау өзектілігін жойған жоқ. Ол биологияны зерттеудің басқа әдістері сияқты көптеген технологияларды пайдаланады. Бақылау үшін бинокль, әртүрлі камералар (түнгі көру, терең теңіз және т.б.), микроскоп, биохимиялық анализатор және т.б. сияқты әртүрлі зертханалық жабдықтар пайдаланылады.
Процесс құрал-жабдықты қолдануына байланысты бақылауды екі түрге бөлуге болады:
- Бірден. Ол әртүрлі ағзалардың мінез-құлқы мен ерекшеліктерін зерттеуге бағытталған.
- Аспаптық. Тіндердің, мүшелердің, жасушалардың сипаттамаларын зерттеу, химиялық құрамы мен зат алмасуын талдау үшін әртүрлі жабдықтар қолданылады.
Эксперимент
Өздеріңіз білетіндей, тірі жүйелермен байланысты барлық құбылыстар мен процестерді олардың табиғи ортасынан тікелей байқауға болмайды. Сонымен қатар, белгілі бір заңдылықтарды түсіну белгілі бір шарттарды қажет етеді, олардың табиғатта пайда болуын күткеннен гөрі жасанды түрде жасауға ыңғайлы. Биологиядағы бұл тәсіл эксперименттік әдіс деп аталады. Ол экстремалды жағдайларда объектіні зерттеуді қамтиды. Үй ішінде жоғары немесе төмен температура, жоғары қысым немесе шамадан тыс жүктеме кезінде денені тексеруоны әдеттен тыс ортада оның төзімділігінің шегін ашуға, жасырын қасиеттер мен мүмкіндіктерді ашуға көмектеседі. Технологияның жетілдірілуімен тәжірибелік әдістердің әлеуеті артады. Осылайша алынған деректер барған сайын нақтыланып келеді. Эксперимент кезінде жасалған шарттар шексіз дерлік өзгеруі мүмкін.
Эксперименттің негізгі қолданбаларының бірі - бұрын айтылған гипотезаларды тексеру. Тәжірибе негізінде алынған деректер қарастырылып отырған теорияны түзетуге, оны бекітуге немесе жаңасының негізін қалауға мүмкіндік береді. Биологияны зерттеудің эксперименттік әдістері, олардың мысалдары оқулықтар беттерінде көптеп кездеседі, ғалымдардың тірі материя құпияларына тереңірек енуіне ықпал етеді. Заманауи ғылымның осындай жетістіктерге жетуі солардың арқасында.
Салыстыру
Тарихи әдіс қауымдастықтар мен түрлердің эволюциялық өзгерістерін ашады. Оны салыстырмалы деп те атайды. Әртүрлі деңгейдегі организмдердің химиялық-анатомиялық құрылысы, қызмет ету ерекшеліктері, тұқым қуалайтын материалы талданады. Салыстырмалы әдіс объектілері ретінде тірі организмдер ғана емес, жойылып кеткендер де қолданылады.
Бұл әдіс Чарльз Дарвиннің эволюция теориясын құрастыру кезінде негізгі деректер көзі болды.
Көргенімді жазамын
Сипаттаушы әдіс бақылаумен тығыз байланысты. Ол байқалған қасиеттерді, белгілерді бекітуден тұрадыобъектілердің ерекшеліктері, оларды кейінгі талдау. Сипаттау әдісі биологиядағы ең көне болып саналады: алғашында ғылымның пайда болу кезеңінде оның көмегімен табиғаттағы әртүрлі заңдылықтар ашылды. Жазылған деректер мұқият талданады, белгілі бір теория шеңберінде маңызды және маңызды емес болып бөлінеді. Сипатталған белгілерді салыстыруға, біріктіруге, жіктеуге болады. Тек осы әдіс негізінде биологияда жаңа кластар мен түрлер ашылды.
Математикасыз еш жерде
Сипатталған әдістер негізінде жиналған барлық ақпарат әрі қарай түрлендіруді қажет етеді. Бұл үшін биология математикалық аппаратты белсенді пайдаланады. Алынған деректер сандарға аударылады, олардың негізінде белгілі бір статистика құрастырылады. Биологияда бір немесе басқа құбылысты біржақты болжау мүмкін емес. Сондықтан деректерді талдағаннан кейін статистикалық заңдылық ашылады. Осы деректер негізінде зерттелетін тірі жүйедегі кейбір өзгерістерді болжауға мүмкіндік беретін математикалық модель құрастырылды.
Мұндай өңдеу алынған ақпаратты құрылымдауға мүмкіндік береді. Құрылған модельдер негізінде кез келген дерлік уақыт кезеңінде жүйенің күйін болжауға болады. Өте әсерлі математикалық аппаратты пайдаланудың арқасында биология барған сайын нақты ғылымға айналуда.
Синтез
Кибернетика идеяларының биологияға енуімен бірге (олар модельдеудің негізінде жатыр), ол белсенді түрде басталады.жүйелі әдісті қолдану. Бұл екі тенденция да биологияны зерттеу әдістеріне әсер етеді. Тірі құрылымдар құрылымының схемасы әртүрлі деңгейдегі жүйелердің иерархиясы ретінде ұсынылған. Әрбір жоғары қадам белгілі бір үлгілер негізінде өзара байланысты элементтер болып табылады, олар да жүйе болып табылады, бірақ одан төменірек.
Бұл тәсіл көптеген пәндер үшін тән. Оның биологияға енуі жалпы ғылымның анализден синтезге көшкенін айғақтайды. Жеке элементтердің ішкі құрылымдарын тереңдетіп зерттеу кезеңі бірігу уақытына орын береді. Биологияда және көбінесе сабақтас ғылымдарда алынған барлық мәліметтерді синтездеу табиғи жүйелердің өзара байланысын жаңаша түсінуге әкеледі. Интеграция негізінде құрылған концепциялардың мысалы ретінде нейрогуморальды реттеу теориясы, эволюцияның синтетикалық теориясы, заманауи иммунология және систематика болуы мүмкін. Олардың әрқайсысының пайда болуының алдында жеке құрылымдық бөлімшелер, белгілер мен сипаттамалар туралы ақпараттың көп жинақталуы болды. Келесі кезеңде жиналған деректер үлгілерді анықтауға және жалпылау тұжырымдамаларын жасауға мүмкіндік берді.
Тренд
Биологияны зерттеудің синтетикалық әдістері эмпирикалық білімнен теориялық білімге көшу туралы куәландырады. Фактілер мен деректердің бастапқы жинақталуы кейбір гипотезаларды алға тартуға мүмкіндік береді. Содан кейін, көп жағдайда, олар эксперименттік әдістер арқылы тексеріледі. Бекітілген гипотезалар заңдылықтар дәрежесіне ауысып, теориялардың негізін құрайды. Осылай тұжырымдалған ұғымдар жоқабсолютті. Жаңа ақпараттың бекітілген көріністерді қайта қарауды талап ету мүмкіндігі әрқашан бар.
Биологияны оқудың барлық түрлері тіршілік қасиеттері мен ерекшеліктерін түсінуге бағытталған. Бұл жағдайда негізгі әдіс ретінде кез келген әдісті бөліп көрсету мүмкін емес. Білімнің заманауи деңгейіне қоршаған дүниені танудың осы әдістерінің барлығын бір мезгілде қолдану арқылы ғана қол жеткізілді. Сонымен қатар, адам биологиясын зерттеу әдістері кез келген басқа ағзалар туралы мәліметтерді жинау және талдау әдістерінен айырмашылығы жоқ. Бұл олардың жан-жақтылығын көрсетеді. Тірі жүйелерді иерархиялық ұйымдастырудың әрбір деңгейі үшін бірдей зерттеу әдістері қолданылады, бірақ әртүрлі комбинацияларда. Кибернетикалық және жүйелік әдістерді қолдануға көшу тек биология шеңберінде ғана емес, жалпы ғылымда интеграцияны көрсетеді. Әртүрлі пәндерден алынған білімдердің синтезі біз өмір сүріп жатқан әлемнің негізгі заңдылықтарын тереңірек түсінуге ықпал етеді.
