ბიოლოგია არის სიცოცხლის მეცნიერება მისი სხვადასხვა გამოვლინებით. ერთუჯრედული ორგანიზმების ფუნქციონირება, მამრობითი და მდედრობითი სქესის ქცევა შეჯვარების სეზონზე, თვისებების მემკვიდრეობის ნიმუშები - ეს და მრავალი სხვა მეცნიერების ფარგლებშია. ბიოლოგიის საგანია სიცოცხლის ყველა ამ გამოვლინების შესწავლა. მისი მეთოდები მიზნად ისახავს კანონზომიერებების ძიებას ორგანიზმების სტრუქტურაში, ფუნქციონირებაში, მათ გარემოსთან ურთიერთქმედებაში. სინამდვილეში, ისინი სწავლობენ იმ თვისებებს, რომლებიც განასხვავებენ ცოცხალ მატერიას არაცოცხალი მატერიისგან.
ქვეგანყოფილებები
ბიოლოგია არის რამდენიმე მეცნიერების კრებული, რომელიც ფოკუსირებულია სხვადასხვა ობიექტზე:
- ზოოლოგია;
- ბოტანიკა;
- მიკრობიოლოგია;
- ვირუსოლოგია.
თითოეული მათგანი, თავის მხრივ, შეიძლება დაიყოს რამდენიმე მცირედ. მაგალითად, იქთიოლოგია (თევზების შესწავლა), ორნიტოლოგია (ფრინველების შესწავლა), ალგოლოგია (წყალმცენარეების შესწავლა) და ა.შ. თანაარსებობენ ზოოლოგიაში.
კლასიფიკაციის ვარიანტი
ბიოლოგიის კომპონენტებად დაყოფის კიდევ ერთი პრინციპია თვისებები დაცოცხალი მატერიის ორგანიზების დონეები. მისი თქმით, განასხვავებენ:
- მოლეკულური ბიოლოგია;
- ბიოქიმია;
- ციტოლოგია;
- გენეტიკა;
- განვითარების ბიოლოგია;
- სხვადასხვა ორგანიზმების ანატომია და ფიზიოლოგია;
- ეკოლოგია (დღეს ხშირად განიხილება როგორც ცალკე მეცნიერება);
- ემბრიოლოგია;
- ევოლუციის თეორია.
ამგვარად, ბიოლოგიის საგანი უცვლელი რჩება - ეს თავად სიცოცხლეა. მის სხვადასხვა გამოვლინებებს ცალკეული დისციპლინები სწავლობენ. ასევე არსებობს ზოგადი ბიოლოგია. მისი ყურადღება გამახვილებულია ცოცხალი მატერიის თვისებებზე, რომლებიც განასხვავებს მას არაცოცხალი მატერიისგან, ისევე როგორც მის მოწესრიგებულ იერარქიულ სტრუქტურას და ცალკეული სისტემების ურთიერთკავშირს მათსა და გარემოს შორის.
გამოცდილება და თეორია
ბიოლოგიის შესწავლის მეთოდები ზოგადად მსგავსია სხვა სამეცნიერო დისციპლინებში სწავლის მეთოდებთან. ისინი იყოფა ემპირიულ (პრაქტიკულ, ექსპერიმენტულ) და თეორიულად. ბიოლოგიის შესწავლის პრაქტიკული მეთოდები ავლენს ცოცხალი სისტემების სხვადასხვა პარამეტრებს, თვისებებსა და მახასიათებლებს. შემდეგ მათ საფუძველზე მუშავდება თეორიები. ეს პროცესი ციკლურია, ვინაიდან ბიოლოგიის შესწავლის ემპირიული მეთოდები ყველაზე ხშირად გამოიყენება უკვე არსებული დასკვნების საფუძველზე. თეორიები, თავის მხრივ, ყოველთვის საჭიროებენ დამატებით ემპირიულ ტესტირებას.
ინფორმაციის პირველადი კოლექცია
ერთ-ერთი მთავარი ემპირიული მეთოდი დაკვირვებაა. ეს არის ობიექტის გარეგანი მახასიათებლების შესწავლა და მისი ცვლილებები მის ბუნებრივ ჰაბიტატში დროთა განმავლობაში.
ცოცხალი სისტემის ნებისმიერი შესწავლა იწყება მასზე დაკვირვებით. ბიოლოგიის შესწავლის ისტორია შესანიშნავად ასახავს ამ განცხადებას. მეცნიერების განვითარების პირველ ეტაპზე მკვლევარებს მხოლოდ ამ ემპირიული მეთოდის გამოყენება შეეძლოთ. დღეს დაკვირვებამ არ დაკარგა აქტუალობა. ის, ისევე როგორც ბიოლოგიის შესწავლის სხვა მეთოდები, იყენებს მრავალ ტექნოლოგიას. დაკვირვებისთვის გამოიყენება ბინოკლები, სხვადასხვა კამერები (ღამის ხედვა, ღრმა ზღვა და ა.შ.), სხვადასხვა ლაბორატორიული მოწყობილობა, როგორიცაა მიკროსკოპი, ბიოქიმიური ანალიზატორი და სხვა.
იმის მიხედვით, იყენებს თუ არა პროცესი აღჭურვილობას, დაკვირვება შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად:
- მყისიერი. ის მიზნად ისახავს სხვადასხვა ორგანიზმების ქცევისა და მახასიათებლების შესწავლას.
- ინსტრუმენტული. სხვადასხვა აღჭურვილობა გამოიყენება ქსოვილების, ორგანოების, უჯრედების მახასიათებლების შესასწავლად, ქიმიური შემადგენლობისა და მეტაბოლიზმის გასაანალიზებლად.
ექსპერიმენტი
როგორც მოგეხსენებათ, ცოცხალ სისტემებთან დაკავშირებული ყველა ფენომენი და პროცესი არ შეიძლება პირდაპირ მათ ბუნებრივ გარემოში დაკვირვება. გარდა ამისა, გარკვეული კანონზომიერებების გააზრება მოითხოვს გარკვეულ პირობებს, რომელთა ხელოვნურად შექმნა უფრო მოსახერხებელია, ვიდრე ბუნებაში მათი გამოჩენა. ბიოლოგიაში ამ მიდგომას ექსპერიმენტულ მეთოდს უწოდებენ. იგი მოიცავს ექსტრემალურ პირობებში ობიექტის შესწავლას. სხეულის გასინჯვა მაღალი ან დაბალი ტემპერატურის, მაღალი წნევის ან გადაჭარბებული დატვირთვის დროს, შენობაშიმას უჩვეულო გარემოში ეხმარება გამოავლინოს თავისი გამძლეობის საზღვრები, აღმოაჩინოს ფარული თვისებები და შესაძლებლობები. ტექნოლოგიების გაუმჯობესებასთან ერთად იზრდება ექსპერიმენტული მეთოდების პოტენციალი. ამ გზით მიღებული მონაცემები სულ უფრო ზუსტი ხდება. ექსპერიმენტის დროს შექმნილი პირობები შეიძლება შეიცვალოს თითქმის განუსაზღვრელი ვადით.
ექსპერიმენტის ერთ-ერთი მთავარი გამოყენება არის ადრე წამოყენებული ჰიპოთეზების ტესტირება. გამოცდილების საფუძველზე მიღებული მონაცემები შესაძლებელს ხდის განსახილველი თეორიის გამოსწორებას, დადასტურებას ან ახლის ჩაყრას. ბიოლოგიის შესწავლის ექსპერიმენტული მეთოდები, რომელთა მაგალითები დიდი რაოდენობით გვხვდება სახელმძღვანელოების გვერდებზე, ხელს უწყობს მეცნიერთა ღრმა შეღწევას ცოცხალი მატერიის საიდუმლოებებში. სწორედ მათი დამსახურებაა თანამედროვე მეცნიერებამ ასეთი პროგრესი.
შედარება
ისტორიული მეთოდი ავლენს თემებისა და სახეობების ევოლუციურ გარდაქმნებს. მას ასევე უწოდებენ შედარებით. გაანალიზებულია სხვადასხვა დონის ორგანიზმების ქიმიური და ანატომიური აგებულება, ფუნქციონირების თავისებურებები, მემკვიდრეობითი მასალა. შედარებითი მეთოდის ობიექტებად გამოიყენება არა მხოლოდ ცოცხალი ორგანიზმები, არამედ გადაშენებულიც.
ეს ტექნიკა გახდა ჩარლზ დარვინისთვის მონაცემთა ძირითადი წყარო ევოლუციის თეორიის ფორმულირების დროს.
რასაც ვხედავ, ჩავწერ
აღწერითი მეთოდი მჭიდროდ არის დაკავშირებული დაკვირვებასთან. იგი მოიცავს შესამჩნევი თვისებების, ნიშნების დაფიქსირებას დაობიექტების მახასიათებლები მათი შემდგომი ანალიზით. აღწერის მეთოდი ითვლება ყველაზე უძველესად ბიოლოგიაში: თავდაპირველად, მეცნიერების ჩამოყალიბების გარიჟრაჟზე, სწორედ მისი დახმარებით იქნა აღმოჩენილი ბუნებაში სხვადასხვა ნიმუშები. ჩაწერილი მონაცემები ყურადღებით გაანალიზებულია, იყოფა მნიშვნელოვან და არაარსებითად კონკრეტული თეორიის ფარგლებში. აღწერილი მახასიათებლების შედარება, კომბინირება, კლასიფიკაცია შესაძლებელია. მხოლოდ ამ მეთოდის საფუძველზე იქნა აღმოჩენილი ბიოლოგიაში ახალი კლასები და სახეობები.
მათემატიკის გარეშე, არსად
აღწერილი მეთოდების საფუძველზე შეგროვებული ყველა ინფორმაცია საჭიროებს შემდგომ ტრანსფორმაციას. ბიოლოგია ამისთვის აქტიურად იყენებს მათემატიკურ აპარატს. მიღებული მონაცემები ითარგმნება რიცხვებად, რის საფუძველზეც აგებულია გარკვეული სტატისტიკა. ბიოლოგიაში შეუძლებელია ამა თუ იმ ფენომენის ცალსახად პროგნოზირება. სწორედ ამიტომ, მონაცემების გაანალიზების შემდეგ, ვლინდება სტატისტიკური ნიმუში. ამ მონაცემებზე დაყრდნობით, აგებულია მათემატიკური მოდელი, რომელიც შესასწავლი ცოცხალ სისტემაში გარკვეული ცვლილებების პროგნოზირების საშუალებას იძლევა.
ასეთი დამუშავება იძლევა მიღებული ინფორმაციის სტრუქტურირებას. შექმნილი მოდელების საფუძველზე შესაძლებელია სისტემის მდგომარეობის პროგნოზირება დროის თითქმის ნებისმიერ პერიოდში. საკმაოდ შთამბეჭდავი მათემატიკური აპარატის გამოყენების წყალობით, ბიოლოგია სულ უფრო და უფრო ხდება ზუსტი მეცნიერება.
სინთეზი
კიბერნეტიკის იდეების ბიოლოგიაში შეღწევასთან ერთად (ისინი საფუძვლად უდევს მოდელირებას), ის აქტიურად იწყებაგამოიყენეთ სისტემატური მიდგომა. ორივე ეს ტენდენცია გავლენას ახდენს ბიოლოგიის შესწავლის მეთოდებზე. ცოცხალი სტრუქტურების სტრუქტურის სქემა წარმოდგენილია სხვადასხვა დონის სისტემების იერარქიის სახით. ყოველი უმაღლესი საფეხური არის ელემენტები, რომლებიც ურთიერთდაკავშირებულია გარკვეული შაბლონების საფუძველზე, რომლებიც ასევე სისტემებია, მაგრამ უფრო დაბალი დონე.
ეს მიდგომა დამახასიათებელია დისციპლინების დიდი რაოდენობით. მისი შეღწევა ბიოლოგიაში მოწმობს მთლიანად მეცნიერებაში გადასვლას ანალიზიდან სინთეზზე. ცალკეული ელემენტების შინაგანი სტრუქტურების სიღრმისეული შესწავლის პერიოდი ადგილს აძლევს ინტეგრაციის დროს. ბიოლოგიაში და ხშირად მასთან დაკავშირებულ მეცნიერებებში მიღებული ყველა მონაცემის სინთეზი გამოიწვევს ბუნებრივი სისტემების ურთიერთკავშირების ახალ გაგებას. ინტეგრაციის საფუძველზე აგებული კონცეფციების მაგალითი შეიძლება იყოს ნეიროჰუმორული რეგულირების თეორია, ევოლუციის სინთეზური თეორია, თანამედროვე იმუნოლოგია და სისტემატიკა. თითოეული მათგანის გამოჩენას წინ უძღოდა დიდი რაოდენობით ინფორმაციის დაგროვება ცალკეული სტრუქტურული ერთეულების, ნიშნებისა და მახასიათებლების შესახებ. შემდეგ ეტაპზე, შეგროვებულმა მონაცემებმა საშუალება მისცა ამოიცნოთ შაბლონები და შექმნათ განზოგადებული ცნებები.
ტენდენცია
ბიოლოგიის შესწავლის სინთეზური მეთოდები მოწმობს ემპირიული ცოდნიდან თეორიულზე გადასვლას. ფაქტებისა და მონაცემების საწყისი დაგროვება საშუალებას გვაძლევს წამოვაყენოთ რამდენიმე ჰიპოთეზა. შემდეგ, უმეტეს შემთხვევაში, მათი ტესტირება ხდება ექსპერიმენტული მეთოდების გამოყენებით. დადასტურებული ჰიპოთეზები გადადის შაბლონების რანგში და ქმნიან თეორიების საფუძველს. ამ გზით ჩამოყალიბებული ცნებები არ არისაბსოლუტური. ყოველთვის არის შანსი, რომ ახალმა ინფორმაციამ მოითხოვოს ჩამოყალიბებული შეხედულებების გადახედვა.
ბიოლოგიის ყველა სახის შესწავლა მიზნად ისახავს ცხოვრების თვისებებისა და მახასიათებლების გააზრებას. ამ შემთხვევაში, შეუძლებელია რომელიმე მეთოდის გამოყოფა, როგორც მთავარი. ცოდნის თანამედროვე დონე მიიღწევა მხოლოდ გარემომცველი სამყაროს შემეცნების ყველა ამ მეთოდის ერთდროული გამოყენებით. გარდა ამისა, ადამიანის ბიოლოგიის შესწავლის მეთოდები არაფრით განსხვავდება სხვა ორგანიზმის მონაცემების შეგროვებისა და ანალიზის მეთოდებისგან. ეს აჩვენებს მათ მრავალფეროვნებას. ცოცხალი სისტემების იერარქიული ორგანიზაციის თითოეული დონისთვის გამოიყენება კვლევის იგივე მეთოდები, მაგრამ სხვადასხვა კომბინაციებში. კიბერნეტიკური და სისტემური მეთოდების გამოყენებაზე გადასვლა მიუთითებს ინტეგრაციაზე არა მხოლოდ ბიოლოგიაში, არამედ მთლიანად მეცნიერებაში. სხვადასხვა დისციპლინის ცოდნის სინთეზი ხელს უწყობს სამყაროს ძირითადი შაბლონების უფრო ღრმა გაგებას, რომელშიც ჩვენ ვცხოვრობთ.
