Биология

Биология (греч. bios жизнь + logos учение) — совокупность естественных наук о жизни как особом явлении природы. Предметом изучения служат строение, функционирование, индивидуальное и историческое (эволюция) развитие организмов, взаимоотношения их друг с другом и с окружающей средой. Термин «биология» был предложен в начале 19 в. Ламарком (J.В.P.A. Lamarck) и Тревиранусом (Treviranus) независимо друг от друга. Познание биологических закономерностей составляет основу прогресса в области медицины, сельского, промыслового и лесного хозяйства. Возникшая вследствие успешного развития молекулярной Б. биотехнология дает возможность человеку конструировать организмы с заданными наследственными свойствами, что, в частности, используется для производства микроорганизмами таких биологически активных веществ, как инсулин, гормон роста и др., в промышленных количествах.

    Стремление человека познать живую природу всегда было вызвано его практическими нуждами. В древности были заложены основы ботаники (Теофраст, 372—287 гг. до н.э.) и зоологии (Аристотель, 384—322 гг. до н.э.). Аристотель, например, дал описание свыше 500 видов животных, предпринял попытку их классификации. В ее современном понимании Б. начала формироваться в 14—15 вв. В 15—18 вв. начинается процесс дифференциации Б. по нескольким крупным направлениям. Интенсивно стали развиваться такие разделы биологии, как зоология, анатомия, физиология, ботаника. Линней (С. Linnaeus, 1735) предложил для обозначения биологических видов бинарный (двойной) принцип номенклатуры, положив таким образом начало современной классификации живых форм. В 1809 г. Ламарк выступил с первой концепцией эволюции. Применение микроскопа дало начало развитию гистологии, эмбриологии, цитологии. Шванн (Th. Schwann, 1839) сформулировал основные положения клеточной теории; Вирхов (R. Virchow, 1858) обосновал универсальный принцип преемственности клеток путем их деления. В 1859 г. вышла книга Дарвина «Происхождение видов...» с изложением основных положений теории эволюции. Эволюционное учение Дарвина определило на многие десятилетия пути развития биологии. В 1865 г. Мендель (G. Mendel) сформулировал основные законы наследования признаков. В 1866 г. Геккель (Е. Haeckel) дал первое общее определение экологии. В первой половине 20 в. интенсивно развивается генетика. Была разработана синтетическая теория эволюции [С. Четвериков, Холдейн (J.В.S. Haldane), Добжанский (Th. Dobzhansky), Н.В. Тимофеев-Ресовский, Фишер (R.A. Fisher) и др.]. В.И. Вернадский создал учение о биосфере и ноосфере. К выдающимся достижениям Б. второй половины 20 в. относятся возникновение молекулярной биологии, установление химической природы гена, расшифровка генетического кода, механизмов матричного синтеза нуклеиновых кислот и белка, ультраструктурной организации клетки, временной структуры клеточного цикла, ряда фундаментальных закономерностей биоэнергетики; заложены основы современных научно-практических направлений — генетической инженерии и биотехнологии.

    История развития Б. свидетельствует о том, что каждый этап на пути познания фундаментальных законов жизни приводил к изменениям в оценке существа и механизмов патологических процессов, пересмотру теории и практики лечебной и профилактической медицины. Так, исходя из положений клеточной теории, Вирхов (1855—1858) создал концепцию целлюлярной (клеточной) патологии. Открытие И.И. Мечниковым в 1882 г. явления фагоцитоза легло в основу фагоцитарной теории иммунитета. Использовав генетико-биохимический подход к изучению болезней человека, Гаррод (А.Е. Garrod, 1908) заложил основы молекулярной патологии. Развитие общей и экспериментальной генетики стимулировало исследования по генетике человека. Молекулярная биология и генная инженерия открыли принципиально новые перспективы в изучении и лечении наследственных заболеваний человека.

    Современная Б. включает множество направлений. Каждое из них имеет самостоятельное значение, собственную терминологию, основывается на специфических методах изучения объектов. При интеграции накопленных сведений выявляются общие свойства и закономерности биологии клетки, особи, популяции, вида, биологии межвидовых комплексов растений, животных и микроорганизмов. Общая Б. исследует самые общие свойства и закономерности развития живых существ. Самостоятельными областями Б. являются зоология, ботаника, микробиология, вирусология. Закономерности зародышевого развития организмов изучает эмбриология; закономерности наследственности и изменчивости — генетика; фундаментальные биологические процессы,

основанные на свойствах информационных макромолекул (нуклеиновых кислот, белков), — молекулярная биология. Морфология рассматривает особенности строения организмов, физиология — функциональные отправления живых существ, этология — закономерности поведения, экология — взаимоотношения организмов со средой обитания.

    Свойства организма (индивидуума) вытекают из характера взаимодействия элементов составляющих организм молекул, субклеточных структур, клеток, тканей, органов.

    В природе отдельные организмы (особи) всегда взаимосвязаны, объединены в сообщества, состоящие из организмов одного или различных биологических видов. Все большее значение придается изучению закономерностей жизни на надорганизменных уровнях (популяционно-генетических, экологических).

    Человек является результатом эволюции органического мира на Земле. В качестве такового он несет в себе биологическое наследство в виде самокопирующихся молекул ДНК (генов), способных к мутациям, а также клеток, образующих его организм. Индивидуальное развитие человека специфично и обусловливает воспроизведение живого существа, способного к обучению, интеллектуальной и трудовой деятельности. Вместе с тем онтогенез человека протекает на основе генетической информации с помощью универсальных для всех живых организмов механизмов. Человек существует в популяциях,

включена экосистемы, испытывая на себе влияние биотических и абиотических факторов окружающей среды, сам оказывает на эту среду сильное воздействие. Сложное сочетание действия множества факторов на молекулярно-генетический, клеточный и организменный уровни, влияние их на популяционно-видовые уровни и экосистемы определяют здоровье индивидуума и групп населения, являющегося производным здоровой наследственности, здоровой среды обитания и здорового образа жизни.

    Антропобиологические науки — морфология, физиология, биохимия, генетика, экология человека — объединяются общим понятием «биология человека». В связи с развитием популяционно-генетического и экологического направлений медицина изучает уже не только отдельного человека, но и все уровни иерархической организации жизни, процессы и механизмы, отражающие эволюцию и, следовательно, биологическую предысторию человека, зафиксированную и в организации человеческого тела, и в генетических особенностях популяций людей, в характере их отношений с организмами других видов в пределах экосистем. Изучение сложившихся в процессе эволюции человека фундаментальных физико-химических, клеточных и системных механизмов жизнеобеспечения и развития составляет задачу медицинской биологии.

 

    Библиогр.: Биология, под ред. В.Н. Ярыгина, М., 1984; Вилли К. и Детье В Биология, пер. с англ., М., 1974; Основы общей биологии, под ред. Э. Либберта, пер. с нем., М., 1982; Харрисон Дж. и др. Биология человека, пер. с англ. М., 1979.