Развитие биологии в XVIII-XIX вв.

Развитие биологии в XVIII-XIX вв.

30

Контрольная работа

по дисциплине

Концепции современного естествознания

на тему: «Развитие биологии в XVIII-XIX вв.»

Введение

Современное естествознание представляет собой совокупность многих наук, которые тесно связаны между собой. К ведущим отраслям естествознания относится биология, изучающая живую материю и представляющая собой совокупность наук о живой природе. Интерес к познанию живого у человека возник очень давно, но именно в XVIII-XIX вв. произошел прорыв в развитии биологии, сделаны открытия составляющие основу современного естествознания. Многие направления биологии, возникшие в XVIII-XIX вв. получили дальнейшее развитие в последующие периоды. Именно поэтому раскрытие темы «Развитие биологии в XVIII-XIX вв.» очень важно.

В своей работе я обращаю внимание на несколько аспектов. Используя учебник по биологии под редакцией В.Н. Ярыгина, а также учебник «Концепции современного естествознания» С.Х. Карпенкова, опишу сущность биологии как науки, ее понимание в настоящее время, предмет и объект изучения биологии. Поскольку «…нет еще учебного пособия по истории развития самой биологии» (Юсуфов А.Г. История и методология биологии, 2003, стр. 4) раскрыть данную тему достаточно сложно. На мой взгляд изложение истории развития биологии упирается в необходимость ее периодизации, поэтому я приведу этапы развития биологии согласно учебнику под редакцией В.Н. Лавриненко, а так же С.Т. Мелюхина «Философские проблемы естествознания». Основу работы составят материалы учебного пособия для вузов «История и методология биологии» Юсуфов А.Г., поскольку в нем наиболее подробно и полно представлена информация о развитии науки о жизни. Так как сложно переоценить значение эволюционного учения Ч. Дарвина в биологии и системе естественных наук в целом, я уделю этой теме особое внимание. Изложение материала основной части работы я разделю на ряд периодов, в рамках которых раскрою достижения в отдельных областях биологии, что позволит сформировать наиболее целостное представление о развитии биологии в XVIII-XIX вв.

1. Биология как наука

Термин биология (от греч. биос - жизнь, логос - наука) введен в начале в 1802 независимо Ж.-Б. Ламарком и Г. Тревиранусом для обозначения науки о жизни как особом явлении природы. С этого момента можно говорить о биологии как о комплексной науке, хотя ее история восходит к глубокой древности. Долгое время сведения о живой природе накапливались в рамках натурфилософии, медицины и всвязи с запросами растениеводства и животноводства. Наиболее древними следует считать такие области как сравнительная анатомия, морфология и систематика.

В настоящее время термин биология используют и, относя к группам организмов вплоть до вида (биология микроорганизмов, биология северного оленя, биология человека), биоценозам (биология арктического бассейна), отдельным структурам (биология клетки). (Биология. В 2 кн. Кн.1. Учеб. для медиц. спец. вузов/ под ред В.Н. Ярыгина. - 6-е изд, стер. - М.: Высш.шк. 2004, с. 7)

В современном представлении биология - совокупность наук о живой природе - об огромном многообразии вымерших и ныне населяемых Землю живых существ, их строении и функциях, происхождении, распространении и развитии, связях друг с другом и с неживой природой.

Биология устанавливает общие и частные закономерности, присущие жизни во всех ее проявлениях (обмен веществ, размножение, наследственность, изменчивость, приспособляемость, рост, раздражимость, подвижность и др.) Объект изучения биологии - живая природа в ее естественном состоянии и целостности. (Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов. - М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997, с. 285-286) Предметом биологии как научной дисциплины служит жизнь во всех ее проявлениях: строение, физиология, поведение, индивидуальное и историческое развитие организмов, их взаимоотношение друг с другом и с окружающей средой.

2. Этапы развития биологии

Вопрос о периодизации истории развития биологии еще не решен. Биология неоднозначно периодизируется в разных изданиях.

Так, например, согласно В.Н. Лавриненко в биологии выделяют три основных этапа: 1) систематики (К. Линней), 2) эволюционный (Ч. Дарвин), 3) биологии микромира (Г. Мендель). Каждый из них связан с изменением представлений о мире живого, самих основ биологического мышления, со сменой биологических парадигм. (см. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов / Под ред. проф. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. - 2-у изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001., стр. 179)

В пособии С.Т. Мелюхина указано, что история развития биологии разделяется на пять основных этапов. Каждый из этапов связан с доминированием определенных мировоззренческих установок, накоплением доказательств самого факта эволюции, формированием первых эволюционных представлений, а затем и эволюционных концепций, крупными открытиями и обобщениями в изучении причин и закономерностей эволюции и, наконец, созданием развитой, фактически обоснованной современной научной теории эволюции, базирующейся на принципах диалектико-материалистической методологии.

Первый этап, охватывающий период от античной натурфилософии до возникновения первых биологических дисциплин в науке Нового времени, характеризовался сбором сведений об органическом мире и господством креационистских и наивно трансформистских представлений о происхождении органического многообразия форм. Представления наивного трансформизма о самозарождении живых существ, возникновении сложных организмов путем случайного сочетания отдельных органов (Эмпедокл), внезапном превращении видов (Анаксимен) бесконфликтно уживались с мифологическими и религиозными представлениями о том, что органический мир и Вселенная в целом остаются неизменными после божественного сотворения.

Второй период связан с переходом к систематизации накопленного в ботанике и зоологии материала и построению первых таксономических классификаций. На смену наивным трансформистским представлениям пришла метафизическая концепция неизменности видов, построенная на философском принципе Г. Лейбница о гармонии в природе. В это время происходило накопление доказательств факта эволюции. Под влиянием этих доказательств, а также философских идей эпохи просвещения началось формирование исторического подхода к объяснению целесообразности живого. Первая попытка построения целостной концепции развития органического мира была предпринята Ж.-Б. Ламарком. Основу его концепции составляли идеалистические положения об изначальной целесообразности живого, о внутренней цели и стремлении живого к совершенствованию как основных причинах органической эволюции.

Третий период, начавшийся с опубликования труда Ч. Дарвина «Происхождение видов» (1859) и завершившийся на рубеже XIX-XX вв., был временем революционного перелома в биологии, утверждения в ней идеи развития и превращения ее в руководящий метод научного познания, возникновения целого комплекса отраслей эволюционной биологии и острой идейной борьбы между различными эволюционными течениями.

Четвертый этап (с начала XX в. до середины 30-х годов) ознаменовался переходом к систематическому экспериментальному изучению отдельных факторов эволюции, ожесточенными нападками на теорию естественного обора, попытками противопоставить ей новые данные и обобщения генетики и экологии.

Пятый этап характеризуется формированием в конце 30-х - начале 40-х годов и развитием в последующее время современного дарвинизма на основе всеобъемлющего синтеза знаний о факторах, движущих силах и закономерностях эволюции, полученных в разных областях эволюционной биологии. Поэтому современный дарвинизм называют «синтетической теорией эволюции». (Философские проблемы естествознания: Учеб. пособие для аспирантов и студентов филос. и естеств. фак. ун-тов. / Под ред С.Т. Мелюхина. - М.: Высш.шк., 1985., с 304-306)

3 Развитие биологии в XVIII-XIX вв.

Рассмотрим более подробно развитие биологии в XVIII-XIX вв.

Основные направления изучения живой природы в XVIII в.

XVIII в. характеризуется углублением капиталистических производственных отношений и дальнейшим ростом промышленности, раскрепощением идеологии и ослаблением давления церкви на науку. Активно развиваются все отрасли естествознания, углубляются знания о живой природе. В селекции начинается эра применения методического отбора, которая привела к невиданным успехам в сорто- и породовыведении (Франция и Англия).

Развитие культуры и просвещения благодаря деятельности выдающихся мыслителей сказалось на повышении интереса к науке, вопросам эволюции и целесообразности организации жизни. Освобождение от духовного порабощения церкви привело к просвещению общества, которое осознало необходимость изучения законов развития природы и общества. Естествознание получает покровительство общества. В XVIII в. расширяется сеть университетов, естественных музеев и ботанических садов, что не замедлило сказаться на успехе биологии в разных странах Европы.

Обобщения в области систематики

Огромный материал по описанию растений и животных, накопленный в предыдущих эпохах и его дальнейший рост в XVIII в. поставил ботаников и зоологов перед необходимостью разработки системы классификации.

Завершение систематизации накопленного материала осуществил К. Линней (1707-1778), труды которого способствовали окончательному оформлению бинарной номенклатуры и построению системы организмов. К. Линней изложил свои взгляды в работе «Система природы» (1735) и в качестве единицы классификации принял «вид», сходные виды объединил в «роды», «роды» - в «порядки» (впоследствии «семейства»), а затем в «классы». К. Линней создал терминологию, обозначил различные части растений точными названиями, ввел в ботанику до 1000 терминов. Классификация животных, предложенная Линнеем была следующей. Так, животный мир был разделен на шесть классов с учетом наличия крови и ее окраски, строения сердца: черви, насекомые, рыбы, земноводные, птицы и млекопитающие.

Особой оригинальностью отличалась классификация царств растений с описанием 24 классов и более 60 порядков. Эта классификация устранила путаницу при описании растений. К концу XVIII в. с использованием системы Линнея уже было описано более 20000 видов (самим же К. Линнеем 10000).

При всей новизне и удобстве системы К. Линнея она не гарантировала четкое определение родства видов в силу ограниченности и произвольности используемых диагностических ключей. Объединенными в одну группу нередко оказывались виды, далекие в систематическом отношении. Тем не менее система К. Линнея была непревзойденной «в своей изящной простоте» (К.А. Тимирязев, 1939, с. 21)

Достижения в области физиологии растений и их значение для развития представлений о живой природе

Были достигнуты успехи в изучении химических свойств простых и сложных веществ, открытие кислорода, познание состава воды, углекислого газа и ряда органических веществ. Эти достижения оказали положительное влияние на дальнейшее углубление представлений о жизнедеятельности растений в XVIII в.

Открытия в области химии способствовали конкретизации роли растений в круговороте веществ в природе, вопросов регуляции их продуктивности и развития. В трудах М.В. Ломоносова (1763) четко была сформулирована мысль об участии листьев в воздушном питании растений, указано, что «растения черпают материал, необходимый для своей организации из воздуха…».

В XVIII в. было продолжено изучение пола и размножения растений. На изучение пола растений т оказали влияние труды К. Линнея и его наблюдения над опылением растений. Наибольшего успеха достиг И. Кельрейтер, который, проведя гибридизацию с 50 видами, получил множество гибридов, промежуточных между исходными родительскими парами. И. Кельрейтер пришел к вывод, что потомство у растений получается только при участии мужского и женского «семени».

Исследования в области структурной и функциональной организации животных

XVIII в. ознаменовался дальнейшим углублением представлений о структурной и функциональной организации животных.

Немецкий ученый Хр. Рейль (1759-1813) основал журнал «Архив физиологии (1755) с задачей публикации результатов исследований физико-химических основ жизненных явлений у животных. Он объяснял процессы жизнедеятельности, исходя из способности материи к изменениям.

Швейцарский ученый А. Галлер (1708-1777) в работе «Элементы физиологии» впервые сокращение мышечных волокон рассматривал как проявление общего свойства - раздражимости. С раздражимостью он связывал движение мышц, сердца и внутренних органов.

Развитие исследований в области сравнительной анатомии выявило сходство организации разных животных. Так, была выявлена общность строения человека и других позвоночных. Выделяется новая наука - антропология. Французский ученый Ф. Вик д,Азир (1748-1794), сравнивая строение органов у разных животных и в пределах одного организма, пришел к представлениям о единстве их строения и функций. Он находит связь между строением нервной системы у животных различных классов и особенностями их движения, инстинктов, раздражимостью и умственным развитием, а также сходство в строении одних и тех же органов у животных различных классов.

Исследования в области сравнительной анатомии в дальнейшем были углублены. Их результаты имели значение для развития систематики и представлений о единстве происхождения животных.

Исследования в области эмбриологии и их значение для прогресса биологии

Эмбриональное развитие привлекало внимание с древнейших времен. Однако до XVIII в. эмбриология находилась в зачаточном состоянии. Направления и достижения эмбриологии в XVIII в. имели не только теоретическое, но и принципиальное методологическое значение.

В XVIII в. закладываются экспериментальные основы изучения индивидуального развития, роли мужского и женского зачатков, процесса оплодотворения.

Интенсивно развивались исследования по регенерации. Р. Реомюр (1683-1757) ввел термин «регенерация». А. Трамбле достиг успеха в опытах на трех видах гидр по регенерации и трансплантации. Ш. Бонне достиг положительных результатов по восстановлению целого организма из изолированных отрезков гидры, различных червей, а также утраченных органов у морских звезд, улиток, раков, саламандры. С учетом способности к регенерации у растений Ш. Бонне делает заключение о регенерации как общебиологическом явлении, имеющем значение для выживания индивидуума. Он усматривал связь между явлением регенерации и бесполым размножением - путем деления и почкования.

Значительное накопление материала в различных областях биологии и попытки его обобщения мало повлияли на центральную идею происхождения живой природы, перешедшей из средневековья. Господствующей оставалась идея о сотворении живой природы, подкрепленная словами К. Линнея о том, что видов столько, сколько «различных форм было создано вначале». Подобный взгляд вытекал из метафизического мышления биологов того периода, которые рассматривали «природу как нечто законченное» (Ф. Энгельс)

Идея о сотворении живой природы получила развитие в трех направлениях: 1) признание неизменности видов. Возникающие изменения видов под влиянием условий среды и гибридизации рассматривались как случайные события - разновидности, не меняющие специфику самого вида; 2) признание наличия вложения зародышей («преформизм»); 3) в трактовке явления органической целесообразности как изначального свойства живой природы и результата творения.

Центральная идея биологии XVIII в. об абсолютной неизменяемости видов оставалась как фундаментальная ее основа, несмотря на попытки ее пересмотра и критики сторонниками трансформизма. Трансформизм исходил из возможности постепенного развития живой природы от простого к сложному, включая и самозарождение жизни из неорганических веществ.

Итак, XVIII в. обогатил биологию не только новым фактическим материалом в разных направлениях, но и идеями. Резкой критике подверглась основная догма биологии - идея неизменяемости и абсолютного постоянства видов. Несмотря на ее критику, она еще до середины XIX в. господствовала в науке. Многие вопросы, поставленные в XVIII в., стали предметом специального изучения в первой половине XIX в., на их основе возникают новые направления науки. Достижения биологии XVIII в. поэтому следует рассматривать как предпосылку дальнейших ее успехов.

Формирование биологии как комплексной науки и ее успехи в первой половине XIX в.

Углубление промышленной революции, начавшейся в XVIII в., оказало заметное влияние на социально-мировоззренческое состояние ряда стран Европы, что привело к повышению не только эффективности производства, но и обострению противоречий в обществе. Возрастание доли наемного труда и его эксплуатации в промышленности, а также формирование крупных аграрных хозяйств за счет разорения мелких землевладельцев имели глубокие последствия для роста народных волнений в первой половине XIX в., предвестником которой выступает французская буржуазная революция в 1789 г.

В обществе ощущалось стремление достичь свободы и равенства. Формируются несколько идейных течений, оказавших влияние на социальное и духовное развитие начала XIX в. и способствовавших переосмыслению идеалов буржуазного общества. На первый план выдвигаются учения французских утопистов и ряда философских школ Германии. Это привело к заметным изменениям в разных разделах естествознания, касающихся истории возникновения и развития Земли, Солнечной системы, принципа сохранения и превращения энергии, физических и химических свойств атомов и молекул, электрических явлений и т.д.

Все это отразилось на изучении физико-химической и структурной организации живых существ, их прошлого и настоящего. Ж.Б. Ламарк и Л.Х. Тревиранус независимо друг от друга предлагают термин «биология» для обозначения комплекса дисциплин, изучающих живую природу. Создается база для выделения биологии как самостоятельного и комплексного раздела естествознания. Начало XIX в. следует признать эрой поворота исследований живой природы на качественно новый уровень, завершившийся принципиальными обобщениями в разных областях биологии.

Успехи в области систематики, экологии и палеонтологии животных и растений

В систематике благодаря трудам К. Линнея был введен порядок в смысле классификации животных и растений. Новыми сборами значительно расширились списки видов растений и животных, был поставлен под сомнение основной принцип, на чем базировалась систематика К. Линнея: постоянство и независимое происхождение видов. Была углублена классификация животных выделением новых классов и уточнением положения отдельных их групп, ступеней последовательного генеалогического усложнения. Наиболее значительным признаны попытки установления филогенетических связей между животными как результат их постепенной эволюции.

Отмечены серьезные достижения в развитии систематики животных. Общим итогом развития систематики животных в XIX в. признано четкое деление животных на типы, особенно позвоночных, червей и членистых, простейших и иглокожих. Все это имело значение для последующей конкретизации филогенетических связей в животном мире.

В области систематики растений наибольшее внимание в первой половине XIX в. заслуживают исследования О.П. Декандоля. Его система была основана на учете анатомо-морфологических показателей, классификация покрытосеменных начиналась с двудольных, многолепестковых. Отечественный ботаник П.Ф. Горянинов (1756), опираясь на систему А. Жюсье, разделил растения на споровые, ложносеменные (голосеменные), однодольные и двудольные. Впервые голосеменные он выделил из покрытосеменных.

Расширяются сведения о географии и экологии растений и животных. Наблюдается переход от наблюдений к экологическому мышлению, чему способствовали исследования А. Гумбольдта (1769-1859) по зональному и вертикальному распространению растений. Выделив более 17 типов растительных формаций, он продемонстрировал роль климата в определении физиономического типа растений. Швейцарский ботаник И. Турман (1848) предложил различать понятия «флора» и «растительность» и выделить их как самостоятельные направления исследования, что способствовало выделению геоботаники как науки.

В развитии экологического направления велика роль К.Ф. Рулье (1814-1858). Он обратил внимание на изучение связи животных с окружающей средой. Учитывалась роль климатических факторов и взаимодействие организмов между собой. В додарвиновской биологии К.Ф. Рулье увязывал эволюционный процесс с геологическими событиями на поверхности Земли. Он считал, что эволюция идет не только по пути повышения организации, но в большей мере формирования многообразия.

На рубеже XVIII-XIX вв. благодаря трудам Ж. Кювье выделяется палеонтология как самостоятельная наука о вымерших животных. Особенно широкое развитие палеонтология получила после выработки подхода к оценке стратиграфической летописи, что привело к классификации хронологии слоев по остаткам окаменелостей беспозвоночных. Упорядочилась оценка хронологической последовательности ископаемых растений и позвоночных. Несмотря на бесспорные факты о постепенной смене форм жизни в истории Земли, вывод об эволюции еще не получил распространение в биологии.

Исследование онтогенеза и эмбрионального развития животных и растений

Развитие животных и растений в течение индивидуальной жизни (онтогенез) привлекало внимание с древнейших времен при обсуждении вопросов, касающихся наследственности, старения, смерти, влияния внешних условий и т.д. Но многие вопросы эмбрионального развития еще долгое время оставались тайной. Х.И. Пандер изучал «превращения насиженного яйца в течение первых пяти дней» (1817). К.М. Бэр (1792-1876) собрал большой сравнительный материал по этому же вопросу («История развития животных. Наблюдения и размышления»). Он детально описал этапы эмбриогенеза цыпленка, обобщил их в плане познания закономерностей развития и строения животных. Для животных К. Бэр выделяет четыре типа эмбрионального развития: периферический и лучистый, удлиненный, массивный, и позвоночные.

На основе сравнения развития зародышей разных животных К. Бэр сформулировал четыре закона: в каждой большой группе общее образуется раньше специального, специальное постепенно формируется из общего, эмбрионы одной животной формы не проходят через взрослые этапы других форм, а сходство форм проявляется только в самих эмбрионах.

Заметные успехи достигнуты в изучении развития генеративных органов, оплодотворения и строения зародыша у растений, что имело значение для зарождения эмбриологии растений как самостоятельной науки. Доказано существование пола у растений, решен вопрос о формировании зародыша семени. Исследования полового процесса и оплодотворения у животных и растений привели к выделению эмбриологии как самостоятельной науки и формированию в ней сравнительного направления, а также развитию новых методов оценки филогенетических связей между разными классами в пределах растений и животных на основе сходства и различия по начальным этапам онтогенеза. Полученные данные были использованы в дальнейшем при обосновании теории эволюции и принципов филогенетической систематики. Познание процесса оплодотворения оказало большое влияние на развитие представлений об аппарате наследственности. Возникновение эмбриологии имело значение для развития эволюционного учения.

Страницы: 1, 2