Лекция 3 . Краткий исторический очерк развития биологии.

История биологии началась в странах Средиземноморья в Древнем Египте и Древней Греции. Основы биологических знаний были заложены Аристотелем. Он исследовал строение более 500 видов отметив общий план строения высших животных и описав их внешний вид, рассказал об их образе жизни, нравах. Вместе со своим учеником Геофастом он разделил животных на водные, земные и воздушные, а растения — на травы, деревья и кустарники. Такую классификацию называют естественной. Теофаста, которого считают основоположником ботаники, он выделил однодольные и двудольные растения, от него пошли термины— плод, сердцевина, околоплодник. Аристотель высказывался о единстве живой природы и возможности ее развития, хотя отрицал эволюцию органического мира.

В средние века развитие биологии было сопряжено с развитием медицины. Вскрытие человеческого тела было запрещено, к человеку применялась анатомия животных: обезьяны или свиньи, это была анатомия Галена. Анатомия человека впервые была описана в труде Везалия в 1543 году, это проторило дорогу великим открытиям.

Изобретение микроскопа дало сильнейший импульс развитию биологии.

В XVIIвеке биологические знания стремительно дифференцировались и выделились анатомия, физиология, ботаника, зоология. А. Ван Левенгук обнаружил мир микроорганизмов. В трудах Р. Гука, Н. Грю, Я. Гельмота и др. получила развитие анатомия растений, были открыты клеточный и тканевои уровни организации растений, сформулированы первые догадки о роли листьев и солнечного света в питании растений.

Учение о кровообращении было разработано в 1628 году Гарвеем, в своем учении он использовал законы гидравлики - науки о физических свойствах жидкостей. В 1666-1675 гг. появляются работы Мальпиги по анатомии растений, появляются попытки систематизации растительного мира. Дж.Рей описал свыше 18 тыс. видов растений, сгруппировав их в 19 классов; появляется классификация позвоночных по анатомо-физиологическим признакам. Основы биологической классификации заложил еще Аристотель, его учение о материи и форме основано на наблюдениях за живой природой.

Совершенствование методов искусственного опыления закладывало предпосылки генетики. В XVII сложился своеобразный синтез анатомии и физиологии.

Созданием систем классификации животных и растений в XVIII в. завершился первый этап натуралистической биологии. В начале века английский биолог Дж.Ре£ описал более 18,6 тыс. видов растений, введя понятия род v вид.

. Шведский ученый К.Линней уточнил понятие «вид», добавив способность «детям» давать плодовитое потомство. Он описал более 10 тыс. видов растений и более 4 тыс. видов животных, ввел терминологию и иерархический порядок описания видов и наименования — класс, отряд, род, вид. Так, класс включает несколько отрядов, отряд — несколько родов, род — несколько видов. В животном мире Линней выделил 6 классов (млекопитающие, птицы, амфибии, рыбы, насекомые, черви). Эти группы Линней назвал таксонами. С той поры вид — важнейший таксон, хотя сначала в основу разграничения видов были положены морфологические различия — определенный план строения. Сам Линней считал эту классификацию поверхностной, но его бинарная номенклатура (вид, род) практически сохранилась. Вслед за бинарным обозначением вида (роди вид) обычно указывают первооткрывателя вида и год открытия.

Однако Линнеевская система природы базировалась на идее изначальной сотворенности и неизменности мира.

В 1770 году швейцарский ученый Шарль Бонне (1720-1793) были открыты окаменелости, доказавшие, что на нашей планете некогда существовали виды ныне вымершие. Спустя 20 лет английский топограф Уильям Смит (1769-1839) обнаружил ископаемые останки и в отложениях горных.

Биология стала интенсивно развиваться в этом направлении, в 1800 году французский натуралист Жорж Кювье (1769-1832) исследовав эти окаменелости, пришел к заключению, что они принадлежат как существующим ныне, так и вымершим животным и растениям.

Ламарк распределил их по классам несколько иначе, чем Линней. Он разделил животных на позвоночных и беспозвоночных, выделил в отдельные классы паукообразных и кольчатых червей, обосновывал идею о путях происхождения человека от обезьяноподобных предков (1809 г.). Затем, после введения понятия «семейство», виды стали объединять в роды, роды — в семейства, семейства — в отряды, отряды — в классы, классы — в типы, типы — в царства. Немецкий ученый Э.Геккель разделил живой мир на царства — прошиты, животные и растения. Затем появились надцарства и подцарства и т.п. После работ Геккеля стали говорить и о генеалогических древах и стволах. Из одного ствола происходят классы, отряды, семейства, роды.

Кельрейтер опытами по гибридизации в 1761 году доказал наличие пола у растений.

Сенебъе в 1782 году установил, что растения на свету из углекислого газа и воды способны синтезировать органические вещества и выделять в атмосферу кислород.

В конце 18 века Спалланцани доказал, что самозарождение организмов невозможно. Уже со второй половины 18 века начала 19 века все настойчивее выражается идея исторического развития живой природы.

В начале 19 века французский натуралист Жан-Батист де Ламарк (в 1809 году) предъявил научной общественности первую научную теорию эволюции. Идеи, лежавшие в ее основе были ошибочными. Ламарк, говоря современным языком, сформулировал идею наследования благоприобретенных свойств. Возникновение идеи, скорее всего, было простимулировано открытием европейцами жирафа, воспринятого в тот период как сенсация. Ламарк полагал, что жираф произошел из обычного вида антилоп, кормившихся листьями с деревьев и постоянно вытягивавших шею за листьями все выше и выше. По Ламарку в течение всей жизни у такой антилопы должны были удлиняться ноги, шея и язык, а вновь приобретенные полезные признаки должны переходить к потомкам. Так, через много поколений, антилопа превратилась в жирафа.

Эволюционные идеи Ламарка, высказанные в 1809 году, успеха не имели и критиковались многими учеными. В их числе критиков ламаркизма был и Кювье, основоположник сравнительной анатомии и палеонтологии, в 1812 году им была разработана теория катастроф. К.Вольф и К.М.Бэр своими эмбриологическими исследованиями подтвердили идею развития. Клеточная теория Шлейдена и Шванна (1839) сыграла огромную роль в понимании единства органического мира.

Немецкий биолог Август Вейсман (1834-1914) экспериментальным путем доказал несостоятельность основной идеи Ламарка. Он отрезал хвосты многим поколениям мышей, но потомство у них всегда рождалось хвостатым. Вейсман в 1883 году также доказал, что половые клетки - яйцеклетки и сперматозоиды закладываются еще в эмбриональном периоде и затем не изменяются в течение всей жизни. Это было сокрушительным ударом по ламаркизму, поскольку исключалась возможность передачи будущим поколениям изменений, происходящих в организме на всех этапах онтогенеза.

В середине 19 века Юстас Либих сформулировал принцип круговорота веществ в природе. В 1863 году И.М.Сеченовым были заложены основы материалистического понимания высшей нервной деятельности. Пастером была доказана невозможность самозарождения организмов, в 1892 году Ивановский открыл вирусы. Павловым И.П. было разработано учение об условных рефлексах.

Крупнейшим достижением 19 века было эволюционное учение Ч.Дарвина, изложенное им в труде "Происхождение видов" - 1859 год. В 1831 году Чарльз Дарвин отправился в плавание на военном корабле "Бигль", путешествие продолжалось 5 лет. Во время путешествия он собирал образцы встретившихся ему видов растений и животных, постоянно задаваясь вопросом их происхождения. После его возвращения прошло более 20 лет: прежде чем он решился опубликовать свою теорию. Он, безусловно, знал, что эволюционная теория выдвинет его на передний край борьбы в биологии и многократно убеждал себя в правильности сделанных выводов. Эго осторожность привела к тому, что к такому же заключению независимо от Дарвина пришел Альфред Уоллес; если бы не порядочность Уоллеса, официально признавшего приоритет Дарвина в открытии теории эволюции, неизвестно чье имя она бы сейчас носила.

В 1865 году Гр. Менделем были открыты законы наследственности, которые оставались незамеченными вплоть до 1900 года, когда они были вновь переоткрыты сразу несколькими учеными, так официально заявила о себе новая наука - генетика. В 1909 году Иогансеном были введены новые понятия - ген, генотип, фенотип. В 1910 году Т.Морганом и его учениками была разработана хромосомная теория наследственности.

В 20-30 годах нашего столетия в России была создана выдающаяся отечественная генетическая школа, пользовавшаяся огромным авторитетом во всем мире наиболее яркими ее представителями были Кольцов, С.С. Четвериков, Н.И. Вавилов и их многочисленные ученики. В дальнейшем в нашей стране развитие генетики шло тернистым путем, во второй трети ХХ века в Советском Союзе она была объявлена лженаукой, и представители отечественной генетической школы подвергались гонениям. Только с 60 годов справедливость была восстановлена и генетика в России стала бурно развиваться. В настоящее время отечественная генетическая школа получила признание во всем мире.

В 1944 году было установлено, что носителями генетической информации являются молекулы ДНК. В 1953 году Дж.Уотсоном и Ф.Криком была расшифрована структура ДНК и генетического кода. Позднее это привело к развитию генетической инженерии и биотехнологии.

В 20 веке бурно развивалась эволюционная теория. Большой вклад внесли в нее работы Ковалевского (теория зародышевых листков) и Мечникова. В 20-30 гг. была вскрыта роль мутационного процесса в эволюции, это позволило разработать синтетическую теорию эволюции, развивающую дарвинизм. Большую роль при этом сыграли работы С.С. Четверикова, Дж. Холдейна, Райта. Большое значение для развития эволюционной теории имело учение Шмальгаузена о микроэволюции, макроэволюции и факторах эволюции.

Крупнейшим достижением 20 века является учение В.И. Вернадского о биосфере. Новое понимание мироздания принесло учение о ноосфере, разработанное В.И. Вернадским. В 20 веке были достигнуты большие успехи в области экологии. В 1942 году В.Н.Сукачевым были разработаны теоретические основы биогеоценологии. За рубежом в 1934-35 годах А. Тенсли разработал учение об экосистемах, а Ч.Элтон - основы экологии - науки о взаимосвязях организмов между собой и с окружающей средой.

Современная биология многогранна и включает широкий спектр наук о живой природе. Достижения биологии ХХ века отнюдь не исчерпываются фактами, изложенными в данной лекции.

Ваша задача дополнить лекционный материал достижениями современной биологии и составить представления о перспективах ее развития.