Методы биологического познания

Первые методы изучения биологии:

• наблюдение;
• описание;
• сравнение;
• классификация полученных знаний.

Биология являлась описательной наукой.

Современные методы изучения биологии:

• метод наблюдения и описания наиболее древний. Он предполагает наблюдение, описание и анализ конкретных биологических фактов и явлений. Используется в ботанике, зоологии, экологии, генетике. В настоящее время метод используется с применением оптической аппаратуры (световых и электронных микроскопов, эндоскопической техники и т. п.);
• эксперимент дает возможность изолированно изучать свойства и явления живого, а при необходимости многократно воспроизвести требуемые условия;
• сравнительный метод используется в анатомии, эмбриологии и палеонтологии. На его принципах основана систематическая классификация, установление эволюционного родства видов, закономерности возникновения и развития различных форм жизни на Земле;
• исторический метод выясняет закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функций.
• метод моделирования позволяет воспроизвести в лабораторных условиях процессы, которые невозможно наблюдать в природе. В настоящее время активно используется метод компьютерного моделирования. Это дает возможность прогнозировать последствия природных и техногенных катастроф (последствия утечки нефти в Мексиканском заливе), направление смены экосистем (восстановление леса после пожаров в Московской области), воздействие новых лекарственных препаратов на организм человека и т. д.

Отличие живого от неживого. Определения понятия «жизнь»

ЖИЗНЬ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ФИЗИКИ

Согласно другому подходу, жизнь рассматривают как совокупность специфических физико-химических процессов и характеризуют эти процессы. Жизнь можно определить как активное, то есть идущее с затратой полученной извне энергии, поддержание и самовоспроизведение специфической структуры. Этот процесс вполне объясним с точки зрения физики, прежде всего термодинамики.

Существует распространенное заблуждение, что существование жизни противоречит второму началу термодинамики. Согласно этому основополагающему принципу, энтропия (мера неупорядоченности, хаоса) в закрытой системе не может убывать. Иными словами, без затраты энергии наведение и поддержание порядка (в том числе сложной структуры) невозможно. Однако живые системы закрытыми не являются, они находятся в постоянном обмене веществом и энергией с окружающим миром. При затрате энергии возможно повышение степени упорядоченности. Это интуитивно понятно каждому: если не заниматься уборкой в комнате, то очень скоро в ней воцарится хаос. Чтобы навести порядок, придется затратить энергию. Точно так же и в живых системах — они обязательно имеют какие-то внешние источники энергии. Для растений это свет солнца, для животных — биомасса растений, других животных и иной пищи. Благодаря этому живые системы могут уменьшать свою энтропию, создавая порядок из хаоса и поддерживая его.

уществуют и неживые системы, в которых происходит поддержание сложной структуры при наличии внешнего источника энергии, например ячейки Бенара — структуры (обычно шестигранные), образующиеся в результате конвекции в тонком слое нагреваемой жидкости (см. рис.). Их легко можно наблюдать, поместив металлические опилки в слой масла, нагреваемого в сковородке, или даже при варке каши в достаточно тонком слое воды (хотя в этом случае они гораздо менее четкие). Этот пример доказывает, что существование и поддержание сложных структур, в том числе живых, ни в коей мере не противоречит законам физики и не требует привлечения метафизических и религиозных объяснений.

Советский биофизик М. Волькенштейн дал такое определение жизни:

Определение

«Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот».

В учебниках часто можно встретить определение, данное жизни немецким философом Фридрихом Энгельсом, единомышленником Карла Маркса:

Определение

«Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».

Мы видим, что это определение жизни дано через определение известного нам носителя — белкового тела (хотя живые системы состоят далеко не только из белков). Оно не подходит для потенциальных небелковых и внеземных форм жизни.

Понятно 417