Biologija je znanost o životu u njegovim različitim manifestacijama. Funkcioniranje jednostaničnih organizama, ponašanje mužjaka i ženki tijekom sezone parenja, obrasci nasljeđivanja osobina - to i još mnogo toga u okviru je znanosti. Predmet biologije je proučavanje svih ovih manifestacija života. Njegove metode usmjerene su na traženje pravilnosti u strukturi, funkcioniranju organizama, njihovoj interakciji s okolišem. Zapravo, oni proučavaju ona svojstva koja razlikuju živu tvar od nežive tvari.
Pododjele
Biologija je zbirka nekoliko znanosti koje se fokusiraju na različite objekte:
- zoologija;
- botanika;
- mikrobiologija;
- virologija.
Svaki od njih se pak može podijeliti na nekoliko manjih. Na primjer, ihtiologija (proučavanje riba), ornitologija (proučavanje ptica), algologija (proučavanje algi) i tako dalje koegzistiraju u zoologiji.
Opcija klasifikacije
Još jedan princip podjele biologije na komponente su svojstva irazine organizacije žive tvari. Po njemu razlikuju:
- molekularna biologija;
- biokemija;
- citologija;
- genetika;
- razvojna biologija;
- anatomija i fiziologija raznih organizama;
- ekologija (danas se često smatra zasebnom znanošću);
- embriologija;
- teorija evolucije.
Dakle, predmet biologije ostaje nepromijenjen – to je sam život. Njegove različite manifestacije proučavaju zasebne discipline. Tu je i opća biologija. Njegov fokus je na svojstvima žive tvari koja je razlikuju od nežive tvari, kao i na njezinoj uređenoj hijerarhijskoj strukturi i međusobnoj povezanosti pojedinačnih sustava između njih samih i okoline.
Iskustvo i teorija
Metode proučavanja biologije općenito su slične načinima učenja u drugim znanstvenim disciplinama. Dijele se na empirijske (praktične, eksperimentalne) i teorijske. Praktične metode proučavanja biologije otkrivaju različite parametre, svojstva i karakteristike živih sustava. Zatim se na njihovoj osnovi razvijaju teorije. Ovaj proces je cikličan, budući da se empirijske metode proučavanja biologije najčešće koriste na temelju već postojećih zaključaka. Teorije, pak, uvijek zahtijevaju dodatno empirijsko testiranje.
Primarno prikupljanje informacija
Jedna od glavnih empirijskih metoda je promatranje. To je proučavanje vanjskih značajki objekta i njegovih promjena u njegovom prirodnom staništu tijekom vremena.
Svako proučavanje živog sustava počinje njegovim promatranjem. Povijest studija biologije savršeno ilustrira ovu izjavu. U prvim fazama razvoja znanosti istraživači su mogli koristiti samo ovu empirijsku metodu. Danas promatranje nije izgubilo na važnosti. Ona, kao i druge metode proučavanja biologije, koristi brojne tehnologije. Za promatranje se koriste dalekozori, razne kamere (noćno gledanje, duboko more i tako dalje), razna laboratorijska oprema, kao što su mikroskop, biokemijski analizator i drugi.
Prema tome koristi li proces opremu, promatranje se može podijeliti u dvije vrste:
- Odmah. Cilj mu je proučavati ponašanje i karakteristike različitih organizama.
- Instrumental. Različita oprema koristi se za proučavanje karakteristika tkiva, organa, stanica, analizu kemijskog sastava i metabolizma.
Eksperiment
Kao što znate, ne mogu se sve pojave i procesi povezani sa živim sustavima promatrati izravno u njihovom prirodnom okruženju. Osim toga, razumijevanje određenih pravilnosti zahtijeva određene uvjete, koje je prikladnije stvoriti umjetno nego čekati njihovu pojavu u prirodi. Ovaj pristup u biologiji naziva se eksperimentalna metoda. Uključuje proučavanje objekta u ekstremnim uvjetima. Pregled tijela tijekom izlaganja visokim ili niskim temperaturama, visokom pritisku ili prekomjernom opterećenju, u zatvorenom prostorunjemu u neobičnom okruženju pomaže otkriti granice njegove izdržljivosti, otkriti skrivena svojstva i mogućnosti. S unapređenjem tehnologije povećava se i potencijal eksperimentalnih metoda. Tako dobiveni podaci postaju sve točniji. Uvjeti stvoreni tijekom eksperimenta mogu se gotovo neograničeno mijenjati.
Jedna od glavnih primjena eksperimenta je testiranje prethodno iznesenih hipoteza. Podaci dobiveni na temelju iskustva omogućuju ispravljanje razmatrane teorije, njezinu potvrdu ili postavljanje temelja za novu. Eksperimentalne metode proučavanja biologije, čiji se primjeri mogu naći u velikom broju na stranicama udžbenika, pridonose dubljem prodiranju znanstvenika u tajne žive tvari. Zahvaljujući njima moderna je znanost postigla takav napredak.
Usporedba
Povijesna metoda otkriva evolucijske transformacije zajednica i vrsta. Naziva se i komparativnim. Analiziraju se kemijska i anatomska struktura, značajke funkcioniranja, nasljedni materijal organizama različitih razina. Kao objekti komparativne metode ne koriste se samo živi organizmi, već i izumrli.
Ova tehnika postala je glavni izvor podataka za Charlesa Darwina tijekom njegove formulacije teorije evolucije.
Ono što vidim, zapišem
Deskriptivna metoda usko je povezana s promatranjem. Sastoji se od popravljanja uočenih svojstava, znakova iznačajke objekata s njihovom naknadnom analizom. Metoda opisa smatra se najstarijom u biologiji: u početku, u zoru formiranja znanosti, uz nju su otkriveni različiti obrasci u prirodi. Snimljeni podaci se pažljivo analiziraju, dijele na bitne i nebitne u okviru određene teorije. Opisane značajke mogu se uspoređivati, kombinirati, klasificirati. Samo na temelju ove metode otkrivene su nove klase i vrste u biologiji.
Bez matematike, nigdje
Sve informacije prikupljene na temelju opisanih metoda zahtijevaju daljnju transformaciju. Biologija za to aktivno koristi matematički aparat. Dobiveni podaci prevode se u brojke, na temelju kojih se grade određene statistike. U biologiji je nemoguće jednoznačno predvidjeti jednu ili drugu pojavu. Zato se nakon analize podataka otkriva statistički obrazac. Na temelju ovih podataka izgrađen je matematički model koji omogućuje predviđanje nekih promjena unutar proučavanog živog sustava.
Takva obrada omogućuje strukturiranje primljenih informacija. Na temelju izrađenih modela moguće je predvidjeti stanje sustava u gotovo svakom vremenskom razdoblju. Zahvaljujući korištenju prilično impresivnog matematičkog aparata, biologija sve više postaje egzaktna znanost.
Sinteza
Uporedo s prodorom u biologiju ideja kibernetike (one su u osnovi modeliranja), aktivno počinjekoristiti sustavni pristup. Oba ova trenda utječu na metode proučavanja biologije. Shema strukture živih struktura predstavljena je kao hijerarhija sustava različitih razina. Svaki viši korak su elementi međusobno povezani na temelju određenih obrazaca, koji su također sustavi, ali nižu razinu.
Ovaj pristup je tipičan za veliki broj disciplina. Njegov prodor u biologiju svjedoči o prijelazu u znanosti u cjelini od analize do sinteze. Razdoblje dubinskog proučavanja unutarnjih struktura pojedinih elemenata ustupa mjesto vremenu integracije. Sinteza svih podataka dobivenih u biologiji, a često iu srodnim znanostima, dovest će do novog razumijevanja međusobne povezanosti prirodnih sustava. Primjer koncepata izgrađenih na temelju integracije mogu biti teorija neurohumoralne regulacije, sintetička teorija evolucije, suvremena imunologija i sistematika. Pojavi svakog od njih prethodilo je gomilanje velike količine informacija o pojedinim strukturnim jedinicama, znakovima i karakteristikama. U sljedećoj fazi, prikupljeni podaci omogućili su identificiranje obrazaca i stvaranje generalizirajućih koncepata.
Trend
Sintetičke metode proučavanja biologije svjedoče o prijelazu s empirijskog na teorijsko znanje. Početno prikupljanje činjenica i podataka omogućuje nam da iznesemo neke hipoteze. Zatim se u većini slučajeva testiraju eksperimentalnim metodama. Potvrđene hipoteze prenose se u rang obrazaca i čine osnovu teorija. Ovako formulirani koncepti nisuapsolutna. Uvijek postoji šansa da će nove informacije zahtijevati ponovno razmatranje utvrđenih pogleda.
Sve vrste proučavanja biologije usmjerene su na razumijevanje svojstava i karakteristika života. U ovom slučaju nemoguće je izdvojiti bilo koju metodu kao glavnu. Suvremena razina znanja postignuta je samo istodobnom uporabom svih ovih metoda spoznaje okolnog svijeta. Osim toga, metode proučavanja ljudske biologije ne razlikuju se od metoda prikupljanja i analize podataka o bilo kojem drugom organizmu. To pokazuje njihovu svestranost. Za svaku razinu hijerarhijske organizacije živih sustava koriste se iste metode proučavanja, ali u različitim kombinacijama. Prijelaz na korištenje kibernetičkih i sistemskih metoda ukazuje na integraciju ne samo unutar biologije, već i u cijeloj znanosti. Sinteza znanja iz različitih disciplina doprinosi dubljem razumijevanju osnovnih obrazaca svijeta u kojem živimo.
