La biologia è la scienza della vita nelle sue varie manifestazioni. Il funzionamento degli organismi unicellulari, il comportamento di maschi e femmine durante la stagione degli amori, i modelli di ereditarietà dei tratti: questo e molto altro rientra nell'ambito della scienza. L'argomento della biologia è lo studio di tutte queste manifestazioni della vita. I suoi metodi sono volti alla ricerca di regolarità nella struttura, nel funzionamento degli organismi, nella loro interazione con l'ambiente. Infatti, studiano quelle proprietà che distinguono la materia vivente dalla materia non vivente.
Suddivisioni
La biologia è una raccolta di diverse scienze che si concentrano su oggetti diversi:
- zoologia;
- botanica;
- microbiologia;
- virologia.
Ognuno di loro, a sua volta, può essere diviso in più piccoli. Ad esempio, in zoologia coesistono l'ittiologia (lo studio dei pesci), l'ornitologia (lo studio degli uccelli), l'algologia (lo studio delle alghe) e così via.
Opzione di classificazione
Un altro principio per dividere la biologia in componenti sono le proprietà elivelli di organizzazione della materia vivente. Secondo lui, distinguono:
- biologia molecolare;
- biochimica;
- citologia;
- genetica;
- biologia dello sviluppo;
- anatomia e fisiologia di vari organismi;
- ecologia (spesso considerata oggi come una scienza separata);
- embriologia;
- teoria dell'evoluzione.
Così, l'argomento della biologia rimane invariato: è la vita stessa. Le sue varie manifestazioni sono studiate da discipline separate. C'è anche la biologia generale. Il suo focus è sulle proprietà della materia vivente che la distinguono dalla materia non vivente, così come sulla sua struttura gerarchica ordinata e sull'interconnessione dei singoli sistemi tra loro e l'ambiente.
Esperienza e teoria
I metodi di studio della biologia sono generalmente simili ai metodi di apprendimento in altre discipline scientifiche. Si dividono in empiriche (pratiche, sperimentali) e teoriche. I metodi pratici per lo studio della biologia rivelano vari parametri, proprietà e caratteristiche dei sistemi viventi. Quindi le teorie vengono sviluppate sulla loro base. Questo processo è ciclico, poiché i metodi empirici di studio della biologia sono spesso utilizzati sulla base di conclusioni già esistenti. Le teorie, a loro volta, richiedono sempre ulteriori verifiche empiriche.
Raccolta primaria di informazioni
Uno dei principali metodi empirici è l'osservazione. È lo studio delle caratteristiche esterne di un oggetto e dei suoi cambiamenti nel tempo nel suo habitat naturale.
Ogni studio di un sistema vivente inizia osservandolo. La storia dello studio della biologia illustra perfettamente questa affermazione. Nelle prime fasi dello sviluppo della scienza, i ricercatori potevano utilizzare solo questo metodo empirico. Oggi l'osservazione non ha perso la sua rilevanza. Come altri metodi di studio della biologia, utilizza numerose tecnologie. Per l'osservazione, vengono utilizzati binocoli, varie telecamere (visione notturna, acque profonde e così via), una varietà di apparecchiature di laboratorio, come un microscopio, un analizzatore biochimico e altri.
A seconda che il processo utilizzi apparecchiature, l'osservazione può essere suddivisa in due tipi:
- Immediato. Ha lo scopo di studiare il comportamento e le caratteristiche di vari organismi.
- Strumentale. Varie apparecchiature vengono utilizzate per studiare le caratteristiche di tessuti, organi, cellule, analizzare la composizione chimica e il metabolismo.
Esperimento
Come sai, non tutti i fenomeni ei processi associati ai sistemi viventi possono essere osservati direttamente nel loro ambiente naturale. Inoltre, la comprensione di determinate regolarità richiede determinate condizioni, che è più conveniente creare artificialmente che attendere la loro comparsa in natura. Questo approccio in biologia è chiamato metodo sperimentale. Implica lo studio dell'oggetto in condizioni estreme. Esame del corpo durante l'esposizione a temperature elevate o basse, alta pressione o carico eccessivo, al chiusolui in un ambiente insolito aiuta a rivelare i limiti della sua resistenza, a scoprire proprietà e opportunità nascoste. Con il miglioramento della tecnologia, aumenta il potenziale dei metodi sperimentali. I dati così ottenuti stanno diventando sempre più accurati. Le condizioni create durante l'esperimento possono essere variate quasi all'infinito.
Una delle principali applicazioni dell'esperimento è testare ipotesi precedentemente avanzate. I dati ottenuti sulla base dell'esperienza consentono di correggere la teoria in esame, di confermarla o di gettarne le basi per una nuova. I metodi sperimentali di studio della biologia, i cui esempi possono essere trovati in gran numero sulle pagine dei libri di testo, contribuiscono a una più profonda penetrazione degli scienziati nei segreti della materia vivente. È grazie a loro che la scienza moderna ha compiuto tali progressi.
Confronto
Il metodo storico rivela le trasformazioni evolutive di comunità e specie. Si chiama anche comparativo. Vengono analizzati la struttura chimica e anatomica, le caratteristiche del funzionamento, il materiale ereditario di organismi di diversi livelli. Come oggetti del metodo comparativo, vengono utilizzati non solo gli organismi viventi, ma anche quelli estinti.
Questa tecnica divenne la principale fonte di dati per Charles Darwin durante la sua formulazione della teoria dell'evoluzione.
Quello che vedo, scrivo
Il metodo descrittivo è strettamente correlato all'osservazione. Consiste nel fissare le proprietà notate, i segni ecaratteristiche degli oggetti con la loro successiva analisi. Il metodo di descrizione è considerato il più antico in biologia: inizialmente, agli albori della formazione della scienza, è stato con il suo aiuto che sono stati scoperti vari modelli in natura. I dati registrati vengono analizzati attentamente, suddivisi in importanti e non essenziali nell'ambito di una particolare teoria. Le caratteristiche descritte possono essere confrontate, combinate, classificate. Solo sulla base di questo metodo sono state scoperte nuove classi e specie in biologia.
Senza matematica, da nessuna parte
Tutte le informazioni raccolte sulla base dei metodi descritti richiedono un'ulteriore trasformazione. La biologia utilizza attivamente l'apparato matematico per questo. I dati ottenuti vengono tradotti in numeri, sulla base dei quali vengono costruite alcune statistiche. In biologia, è impossibile prevedere inequivocabilmente l'uno o l' altro fenomeno. Ecco perché, dopo aver analizzato i dati, viene rivelato un modello statistico. Sulla base di questi dati, viene costruito un modello matematico che consente di prevedere alcuni cambiamenti all'interno del sistema vivente oggetto di studio.
Tale elaborazione consente di strutturare le informazioni ricevute. Sulla base dei modelli creati, è possibile prevedere lo stato del sistema in quasi ogni periodo di tempo. Grazie all'uso di un apparato matematico abbastanza impressionante, la biologia sta diventando sempre più una scienza esatta.
Sintesi
Insieme alla penetrazione nella biologia delle idee della cibernetica (che sono alla base della modellazione), inizia attivamenteutilizzare un approccio sistematico. Entrambe queste tendenze hanno un impatto sui metodi di studio della biologia. Lo schema della struttura delle strutture viventi è rappresentato come una gerarchia di sistemi di diversi livelli. Ogni gradino superiore è costituito da elementi interconnessi sulla base di determinati modelli, che sono anche sistemi, ma un livello inferiore.
Questo approccio è tipico di un gran numero di discipline. La sua penetrazione nella biologia testimonia il passaggio della scienza nel suo insieme dall'analisi alla sintesi. Un periodo di approfondimento delle strutture interne dei singoli elementi lascia il posto a un momento di integrazione. La sintesi di tutti i dati ottenuti in biologia, e spesso nelle scienze correlate, porterà a una nuova comprensione delle interconnessioni dei sistemi naturali. Un esempio di concetti costruiti sulla base dell'integrazione può essere la teoria della regolazione neuroumorale, la teoria sintetica dell'evoluzione, l'immunologia moderna e la sistematica. L'apparizione di ciascuno di essi è stata preceduta dall'accumulo di una grande quantità di informazioni sulle singole unità strutturali, segni e caratteristiche. Nella fase successiva, i dati raccolti hanno permesso di identificare schemi e creare concetti generalizzanti.
Trend
I metodi sintetici di studio della biologia testimoniano il passaggio dalla conoscenza empirica a quella teorica. L'accumulazione iniziale di fatti e dati ci permette di avanzare alcune ipotesi. Quindi, nella maggior parte dei casi, vengono testati utilizzando metodi sperimentali. Le ipotesi confermate vengono trasferite al rango dei modelli e costituiscono la base delle teorie. I concetti formulati in questo modo non lo sonoassoluto. C'è sempre la possibilità che nuove informazioni richiedano una riconsiderazione delle opinioni consolidate.
Tutti i tipi di studio della biologia mirano a comprendere le proprietà e le caratteristiche della vita. In questo caso, è impossibile individuare un metodo come principale. Il moderno livello di conoscenza è stato raggiunto solo attraverso l'uso simultaneo di tutti questi metodi di cognizione del mondo circostante. Inoltre, i metodi di studio della biologia umana non sono diversi dai metodi di raccolta e analisi dei dati su qualsiasi altro organismo. Questo dimostra la loro versatilità. Per ogni livello dell'organizzazione gerarchica dei sistemi viventi vengono utilizzati gli stessi metodi di studio, ma in diverse combinazioni. Il passaggio all'uso di metodi cibernetici e sistemici indica l'integrazione non solo all'interno della biologia, ma in tutta la scienza nel suo insieme. La sintesi di conoscenze provenienti da diverse discipline contribuisce a una comprensione più profonda dei modelli di base del mondo in cui viviamo.
