Методи досліджень в біології
1. Описовий метод - спостереження, опис і порівняння біологічних об'єктів і явищ з метою їх оцінки.
2. Порівняльний метод - знаходження загальних закономірностей в будові та життєдіяльності різних живих організмів. Порівняльно-описовий метод застосовується при відкритті і вивченні нових видів живих організмів.
3. Історичний метод - запропонований Ч.Дарвіним, дозволяє на основі даних про сучасний органічний світ і його минуле пізнати процеси розвитку живої природи, її еволюцію.
4. Експериментальний або метод досліджень - вивчення властивостей біологічних об'єктів і явищ шляхом постановки польових і лабораторних експериментів. Це найбільш глибокий метод вивчення біологічних об'єктів та явищ.
5. Статистичний метод - математична обробка результатів дослідження з метою перевірки їх вірогідності, істотної різниці.
6. Моделювання - імітація процесів, недоступних для безпосереднього спостереження або експериментального відтворення. Особливе місце належить математичному моделюванню, завдяки якому мона проаналізувати складні кількісні взаємозв'язки і закономірності.
7. Метод моніторингу - система постійних спостережень за станом і перебігом певних процесів у конкретних біологічних об'єктах, окремих екосистемах або біосфері в цілому.
5. Розкриття передумов виникнення еволюційної теорії Ч. Дарвіна в курсі загальної біології.
До середини XIX ст. було зроблено ряд важливих узагальнень і відкриттів, які суперечили креаціоністським поглядам, сприяли закріпленню та подальшому розвитку ідеї еволюції, склали наукові передумови створення еволюційної теорії Ч. Дарвіна.
1. Природничонаукові передумови еволюційного вчення Ч. Дарвіна
а)Успіхи в геології
- Поширення поглядів про розвиток земної кори бере початок із знаменитої праці філософа Е. Канта "Природна історія і теорія неба", в якій він прийшов до висновку, що Земля і вся Сонячна система появилися не в результаті якогось першого поштовху, а виникли в часі.
- В 1830 р. англійський природознавець Ч. Лайєль (1793-1875) обґрунтував ідею про мінливість поверхні Землі під впливом різноманітних природних причин і законів: клімату, води, вулканічних сил, органічних факторів. Він висловив думку, що органічний світ поступово змінюється, що було підтверджено результатами палеонтологічних досліджень французького зоолога Ж. Кюв'є (1760-1832).
б) Успіхи палеонтології.
Ж. Кюв'є був одним із основоположників палеонтології - науки, яка вивчає викопні організми в їхньому історичному розвитку та взаємозв'язку з навколишнім середовищем. Він встановив послідовну зміну певних флор і фаун у минулому Землі. Ж. Кюв'є відкрив:
1) зміну форм в часі;
2) наростання подібності вимерлих форм із сучасними в послідуючих геологічних шарах;
3) підвищення організації в напрямку від давніх геологічних горизонтів до новітніх.
- Як засновник порівняльної анатомії тварин Ж. Кюв'є показав, що кожний тип тварин має властивий лише йому план будови.
- Ж. Кюв'є розробив гіпотезу катастроф, за якою геологічна історія Землі становить собою чергування тривалих періодів стабільності з порівняно короткими різкими змінами її поверхні, які приводили до повного знищення життя на певних ділянках. Нові види, які заселяли дані ділянки, не були пов'язані зниклими формами.
в) Розробка основ систематики органічного світу.
Важливе значення мали питання утвердження і розвитку біологічного виду (Дж, Рей, К. Лінней, Ж.Б. Ламарк), встановлення різноманітності живих форм (К. Лінней, Ж.Б. Ламарк) поява елементів вчення про природну систему (К. Лінней).
г) Успіхи порівняльної ембріології.
- В 1817-1818 рр. І.Х, Пандером відкриті зародкові листки і універсальність їх закладання в ембріогенезі багатоклітинних тварин.
- В кінці 20-х років XIX ст. естонський вчений К. Бер (1792-187Ф встановив основні типи ембріогенезу у хребетних тварини довів, що всі хребетні тварини розвиваються за єдиним планом. На ранніх етапах розвитку зародки різних хребетних тварин подібні, а в міру їх розвитку подібність зменшується і вимальовуються ознаки класу, потім ряду, роду і виду. Цим підтверджується спорідненість всіх хордових тварин.
д) Успіхи цитології.
В 1839 р. німецьким вченим Т. Шванном була узагальнена клітинна теорія. Основоположники клітинної теорії М. Шлейден, Т. Шванн, Р. Вірхов і К. Бер підтвердили, що клітинний рівень організації властивий усім живим організмам, а клітини організмів різних типів і царств подібні за походженням, будовою, хімічним складом, основними проявами життєдіяльності. Клітинна теорія обґрунтувала тотожність мікроструктури і розвитку тварин і рослин,
е) Успіхи хімії і становлення біохімії
- Шведський хімік І. Барцеліус (1779-1848) доказав, що всі тварини і рослини складаються із тих же елементів, що зустрічаються в неживій природі.
- Німецький хімік Ф. Велер (1800-1882) вперше в 1824 р. синтезував щавелеву кислоту, а в 1828 р. - сечовину.
- Ю. Лібіх у цей час сформував поняття про обмін речовин у природі за участю живих істот.
Так було доведено хімічну єдність живої і неживої природи, виявлено основні класи органічних сполук, що входять до складу живих організмів; закладено основи для вивчення фотосинтезу, фізіологічних процесів у тварин, закладено основи біохімії, е) Становлення біогеографії.
В першій половині XIX ст. починається детальне вивчення географічного поширення організмів.
- В 1807 р. німецький натураліст А. Гумбольдт (1769-1859) висунув думку про залежність географічного поширення організмів від умов існування.
- Російський вчений К.Ф. Рульє (1814-1858) пов'язав історичні зміни поверхні Землі і вплив їх на зміни рослинного і тваринного світу.
- Російський академік П.С. Паллас вивчав тваринний і рослинний світ тодішньої Російської імперії, в тому числі й терен сучасної України.
2. Соціально-економічні умови та політико-економічні ідеї - передумови виникнення еволюційної теорії
а) Соціально-економічні умови
- Англія в першій половині XIX ст. була найбільш розвиненою капіталістичною країною - інтенсивно розвивалася промисловість, росли міста, збільшувалась кількість міського населення і одночасно зростав попит на продукти сільського господарства.
- Встановлення капіталістичного способу виробництва одночасно з розширенням Британської колоніальної імперії супроводжувалось інтенсивною перебудовою сільського господарства, яка сприяла розвитку селекції.
- Селекціонери першої половини XIX ст. практично доказали могутність штучного добору, намагалися теоретично обґрунтувати його, що істотно вплинуло на формування у Ч. Дарвіна ідеї еволюції.
б) Політико-економічні ідеї
Формуванню еволюційних ідей Ч. Дарвіна сприяли також деякі політико-економічні ідеї, перш за все, погляди А. Сміта і Т. Мальтуса - ідея вільної конкуренції та загальної боротьби за існування в людському суспільстві. Ці ідеї, ймовірно, наштовхнули Ч. Дарвіна на думку про існування в природі деяких аналогів і сприяли створенню еволюційної теорії.
3. Роль власних відкрить Ч. Дарвіна на формування еволюційних поглядів
- Велике значення у формуванні еволюційних поглядів Ч. Дарвіна відіграли і його особисті відкриття, зроблені ним під час кругосвітньої подорожі на кораблі "Бігль": порівняння знайдених решток вимерлих тварин із сучасними у Південній Америці, вивчення тваринного світу Галапагоських островів, сумчастих і яйцекладних ссавців Австралії.
- Під час подорожі Ч. Дарвін нагромадив величезний фактичний матеріал і аналіз цих фактів змусив ученого переглянути свої погляди на живу природу. Повернувшись на батьківщину, Ч. Дарвін старанно проаналізував досвід селекційної практики, успіхи* науки, свої спостереження та відкриття і створив геніальну еволюційну теорію, яка перевернула уявлення про розвиток органічного світу Землі.
6. Основні положення еволюційної гіпотези Ч. Дарвіна в курсі загальної біології.
Вчення Ч. Дарвіна - це цілісне вчення про історичний розвиток органічного світу. Дарвін розглядав еволюцію в біології як процес безперервних пристосувальних (адаптивних) змін видів. Він вважав, що всі сучасні види є нащадками вимерлих предкових форм, а еволюція відбувається на основі спадкової мінливості під дією боротьби за існування, результатом якої є природний добір.
За Ч. Дарвіним до факторів еволюції відносяться: спадковість, мінливість, боротьба за існування, природний добір і пристосованість організмів. Фактори в процесі довготривалої еволюції органічного світу діють послідовно і взаємопозв'язано, тому серед них необхідно виділити передумови (причини) еволюції - мінливість і спадковість, рушійні сили - боротьбу за існування і природний добір, та результат еволюції - пристосованість організмів.
В еволюційному вченні Ч. Дарвіна відсутні цілий ряд положень сучасного еволюційного вчення, тому що на чає створення ним еволюційної гіпотези ще не існувало науки генетики, не були ще відомі елементарні фактори еволюції, напрями і шляхи, закономірності еволюції.