Biologija je znanost o življenju v njegovih različnih pojavnih oblikah. Delovanje enoceličnih organizmov, obnašanje samcev in samic v času parjenja, vzorci dedovanja lastnosti - to in še marsikaj je v okviru znanosti. Predmet biologije je preučevanje vseh teh manifestacij življenja. Njegove metode so usmerjene v iskanje zakonitosti v zgradbi, delovanju organizmov, njihovi interakciji z okoljem. Pravzaprav preučujejo tiste lastnosti, ki razlikujejo živo snov od nežive snovi.
Podrazdelki
Biologija je zbirka več ved, ki se osredotočajo na različne predmete:
- zoologija;
- botanika;
- mikrobiologija;
- virologija.
Vsakega od njih lahko razdelimo na več manjših. Na primer, ihtiologija (preučevanje rib), ornitologija (preučevanje ptic), algologija (preučevanje alg) in tako naprej soobstajajo v zoologiji.
Možnost razvrščanja
Drugo načelo delitve biologije na komponente so lastnosti inravni organizacije žive snovi. Po njegovem ločijo:
- molekularna biologija;
- biokemija;
- citologija;
- genetika;
- razvojna biologija;
- anatomija in fiziologija različnih organizmov;
- ekologija (danes pogosto velja za ločeno znanost);
- embriologija;
- teorija evolucije.
Tako tema biologije ostaja nespremenjena – je življenje samo. Njegove različne manifestacije preučujejo ločene discipline. Obstaja tudi splošna biologija. Njegov poudarek je na lastnostih žive snovi, ki jo razlikujejo od nežive snovi, pa tudi na njeni urejeni hierarhični strukturi in medsebojni povezanosti posameznih sistemov med seboj in okoljem.
Izkušnje in teorija
Metode študija biologije so na splošno podobne načinom učenja v drugih znanstvenih disciplinah. Delimo jih na empirične (praktične, eksperimentalne) in teoretične. Praktične metode za študij biologije razkrivajo različne parametre, lastnosti in značilnosti živih sistemov. Nato se na njihovi podlagi razvijejo teorije. Ta proces je cikličen, saj se empirične metode študija biologije najpogosteje uporabljajo na podlagi že obstoječih zaključkov. Teorije pa vedno zahtevajo dodatno empirično testiranje.
Primarna zbirka informacij
Ena od glavnih empiričnih metod je opazovanje. Gre za preučevanje zunanjih značilnosti predmeta in njegovih sprememb v njegovem naravnem habitatu skozi čas.
Vsaka študija živega sistema se začne z opazovanjem. Zgodovina študija biologije to izjavo odlično ponazarja. Na prvih stopnjah razvoja znanosti so raziskovalci lahko uporabljali le to empirično metodo. Danes opazovanje ni izgubilo svoje pomembnosti. Tako kot druge metode študija biologije uporablja številne tehnologije. Za opazovanje se uporabljajo daljnogledi, različne kamere (nočni, globokomorski itd.), različna laboratorijska oprema, kot so mikroskop, biokemični analizator in drugo.
Glede na to, ali proces uporablja opremo, lahko opazovanje razdelimo na dve vrsti:
- Takoj. Njegov cilj je preučiti obnašanje in značilnosti različnih organizmov.
- Instrumental. Različna oprema se uporablja za preučevanje značilnosti tkiv, organov, celic, analizo kemične sestave in metabolizma.
Poskusi
Kot veste, vseh pojavov in procesov, povezanih z živimi sistemi, ni mogoče opazovati neposredno v njihovem naravnem okolju. Poleg tega razumevanje določenih pravilnosti zahteva določene pogoje, ki jih je bolj priročno ustvariti umetno kot čakati na njihov pojav v naravi. Ta pristop v biologiji se imenuje eksperimentalna metoda. Vključuje preučevanje predmeta v ekstremnih pogojih. Pregled telesa med izpostavljenostjo visokim ali nizkim temperaturam, visokemu tlaku ali preveliki obremenitvi, v zaprtih prostorihmu v nenavadnem okolju pomaga razkriti meje njegove vzdržljivosti, odkriti skrite lastnosti in priložnosti. Z izboljšanjem tehnologije se potencial eksperimentalnih metod povečuje. Tako pridobljeni podatki postajajo vedno bolj točni. Pogoji, ustvarjeni med poskusom, se lahko spreminjajo skoraj neomejeno.
Ena od glavnih aplikacij eksperimenta je testiranje predhodno postavljenih hipotez. Podatki, pridobljeni na podlagi izkušenj, omogočajo popravo obravnavane teorije, njeno potrditev ali postavitev temeljev za novo. Eksperimentalne metode preučevanja biologije, katerih primere lahko v velikem številu najdemo na straneh učbenikov, prispevajo k globljemu prodoru znanstvenikov v skrivnosti žive snovi. Zahvaljujoč njim je sodobna znanost tako napredovala.
Primerjava
Zgodovinska metoda razkriva evolucijske preobrazbe skupnosti in vrst. Imenuje se tudi primerjalna. Analizirajo se kemična in anatomska struktura, značilnosti delovanja, dedni material organizmov različnih ravni. Kot objekti primerjalne metode se ne uporabljajo samo živi organizmi, ampak tudi izumrli.
Ta tehnika je postala glavni vir podatkov za Charlesa Darwina med njegovim oblikovanjem teorije evolucije.
Kar vidim, zapišem
Opisna metoda je tesno povezana z opazovanjem. Sestoji iz popravljanja opaženih lastnosti, znakov inznačilnosti predmetov z njihovo kasnejšo analizo. Metoda opisa velja za najstarejšo v biologiji: na začetku, na zori nastanka znanosti, so z njeno pomočjo odkrili različne vzorce v naravi. Zabeleženi podatki so skrbno analizirani, razdeljeni na pomembne in nebistvene v okviru določene teorije. Opisane lastnosti je mogoče primerjati, združiti, razvrstiti. Šele na podlagi te metode so bili v biologiji odkriti novi razredi in vrste.
Brez matematike nikjer
Vse informacije, zbrane na podlagi opisanih metod, zahtevajo nadaljnjo preoblikovanje. Biologija za to aktivno uporablja matematični aparat. Dobljene podatke prevedemo v številke, na podlagi katerih se gradijo določene statistike. V biologiji je nemogoče nedvoumno napovedati enega ali drugega pojava. Zato se po analizi podatkov razkrije statistični vzorec. Na podlagi teh podatkov je zgrajen matematični model, ki omogoča napovedovanje nekaterih sprememb v preučevanem življenjskem sistemu.
Takšna obdelava vam omogoča strukturiranje prejetih informacij. Na podlagi izdelanih modelov je mogoče predvideti stanje sistema v skoraj vsakem časovnem obdobju. Zahvaljujoč uporabi dokaj impresivnega matematičnega aparata biologija vse bolj postaja eksaktna znanost.
Sinteza
S prodiranjem v biologijo idej kibernetike (te so osnova modeliranja) se aktivno začneuporabite sistematičen pristop. Oba trenda vplivata na metode študija biologije. Shema strukture živih struktur je predstavljena kot hierarhija sistemov različnih ravni. Vsaka višja stopnja so elementi, ki so med seboj povezani na podlagi določenih vzorcev, ki so prav tako sistemi, vendar nivo nižji.
Ta pristop je značilen za veliko število disciplin. Njegov prodor v biologijo priča o prehodu v znanosti kot celoti od analize k sintezi. Obdobje poglobljenega preučevanja notranjih struktur posameznih elementov se umakne času integracije. Sinteza vseh podatkov, pridobljenih v biologiji, pogosto pa tudi v sorodnih znanostih, bo pripeljala do novega razumevanja medsebojnih povezav naravnih sistemov. Primer konceptov, zgrajenih na podlagi integracije, so lahko teorija nevrohumoralne regulacije, sintetična teorija evolucije, sodobna imunologija in sistematika. Pred pojavom vsakega od njih je bilo kopičenje velike količine informacij o posameznih strukturnih enotah, znakih in značilnostih. Na naslednji stopnji so zbrani podatki omogočili prepoznavanje vzorcev in ustvarjanje posploševalnih konceptov.
Trend
Sintetične metode študija biologije pričajo o prehodu iz empiričnega v teoretično znanje. Začetno kopičenje dejstev in podatkov nam omogoča, da postavimo nekaj hipotez. Nato se v večini primerov testirajo z eksperimentalnimi metodami. Potrjene hipoteze se prenesejo v rang vzorcev in so osnova za teorije. Tako oblikovani koncepti nisoabsolutno. Vedno obstaja možnost, da bodo nove informacije zahtevale ponovno preučitev uveljavljenih pogledov.
Vse vrste študija biologije so usmerjene v razumevanje lastnosti in značilnosti življenja. V tem primeru je nemogoče izpostaviti katero koli metodo kot glavno. Sodobna raven znanja je bila dosežena le s hkratno uporabo vseh teh metod spoznavanja okoliškega sveta. Poleg tega se metode preučevanja človeške biologije ne razlikujejo od metod zbiranja in analize podatkov o katerem koli drugem organizmu. To kaže na njihovo vsestranskost. Za vsako raven hierarhične organizacije živih sistemov se uporabljajo enake metode študija, vendar v različnih kombinacijah. Prehod na uporabo kibernetskih in sistemskih metod kaže na integracijo ne le znotraj biologije, temveč v celotni znanosti. Sinteza znanja iz različnih strok prispeva k globljemu razumevanju osnovnih vzorcev sveta, v katerem živimo.
