Пригодилось? Поделись!

Развитие биологии в XVIII-XIX вв.

Контрольная работа

по дисциплинœе

Концепции современного естествознания

на тему: «Развитие биологии в XVIIIXIX 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 в связи с этим 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 крайне важность ее периодизации, в связи с этим я приведу этапы развития биологии согласно учебнику под редакцией В.Н. Лавринœенко, 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 всœех 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 всœех 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, к примеру, согласно В.Н. Лавринœенко в биологии выделяют три базовых 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. Лавринœенко, 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 базовых этапов. Каждый из этапов связан с доминированием определœенных 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 Вселœенная 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 целœесообразности живого. Первая попытка построения целостной концепции развития органического мира была предпринята Ж.-Б. Ламарком. Основу его концепции составляли идеалистические положения об изначальной целœесообразности живого, о внутренней цели и стремлении живого к совершенствованию как базовых 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 всœеобъемлющего синтеза знаний о факторах, движущих силах и закономерностях эволюции, полученных в разных областях эволюционной биологии. По этой причине 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 всœе отрасли естествознания, углубляются знания о живой природе. В селœекции начинается эра применения методического отбора, которая привела к невиданным успехам в сорто- и породовыведении (Франция и Англия).

Развитие культуры и просвещения благодаря деятельности выдающихся мыслителœей сказалось на повышении интереса к науке, вопросам эволюции и целœесообразности организации жизни. Освобождение от духовного порабощения церкви привело к просвещению общества, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ осознало крайне важность 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 крайне важностью 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 разделœен 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 всœей новизне и удобстве системы К. Линнея она не гарантировала четкое определœение родства видов в силу ограниченности и произвольности используемых диагностических ключей. Объединœенными 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. При этом 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 делœения 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 целœесообразности 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 половинœе XIX в., на их основе возникают новые направления науки. Достижения биологии XVIII в. в связи с этим следует рассматривать как предпосылку дальнейших ее успехов.

Формирование биологии как комплексной науки и ее успехи в первой половинœе 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 половинœе XIX в., предвестником которой выступает французская буржуазная революция в 1789 ᴦ.

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 выделœения 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 выделœением 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 делœение 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 половинœе XIX в. заслуживают исследования О.П. Декандоля. Его система была основана на учете анатомо-морфологических показателœей, классификация покрытосœеменных начиналась с двудольных, многолепестковых. Отечественный ботаник П.Ф. Горянинов (1756), опираясь на систему А. Жюсье, разделил растения на споровые, ложносœеменные (голосœеменные), однодольные и двудольные. Впервые голосœеменные он выделил из покрытосœеменных.

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 определœении физиономического типа растений. Швейцарский ботаник И. Турман (1848) предложил различать понятия «флора» и «растительность» и выделить их как самостоятельные направления исследования, что способствовало выделœению 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, удлинœенный, 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 выделœению 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.

Успехи в области физиологии животных и растений

В познании особенностей онтогенеза и единства организации живой природы важную роль сыграли и достижения в области физиологии животных и растений в первой половинœе XIX в., связанные с изучением физико-химических процессов.

Французский ученый Франсуа Мажанди (1785–1855), опираясь на достижения физики и химии, пытался объяснить явления жизни, исследовать их в процессе становления в онтогенезе, используя экспериментальные подходы. Он анализировал отдельные этапы кровообращения и пищеварения.

Мари Флуранс (1794–1867) изучал значение различных нервов и участков головного мозга. Существенны достижения И. Мюллера (1801–1858) в изучении нервов, органов чувств, нервных волокон и симпатических нервов, их роли в распространении раздражений к мускулам. Нервы в его понимании – проводники сигналов от внешних воздействий. Он пишет, что «ощущение, боль, наслаждение – всœе это состояния нервов, а не свойства вещей, которые вызывают их в наших нервах».

Физиолог К. Бернар (1813–1878) объяснял физико-химическими процессами функции поджелудочной желœезы, печени, гликогена и поддержания гомеостаза организма. В сходстве переработки крахмала он усматривал единство жизнедеятельности животных и растений.

В первой половинœе XIX в. также достигнуты успехи в изучении питания растений. Н. Соссюр (1767–1848) накопил большой экспериментальный количественный материал в пользу участия углекислого газа в синтезе органических веществ и выделœения при этом кислорода в равных объемах к поглощенному углекислому газу. Доказано участие в этом процессе солнечной энергии, воды, минœеральных веществ.

Успехи изучения микроорганизмов. Теория клеточного строения и развития живых существ

С конца XVIII в. микроскопическими исследованиями было доказано существование многочисленных организмов, невидимых простым глазом. Число описанных микроорганизмов возросло и их пришлось выделить в особую группу Protozoa.

О роли микроорганизмов в инфекционных заболеваниях предполагали давно, впоследствии было определœено участие отдельных из них в процессах брожения.

С обнаружением роли микроорганизмов в природе и возможности их использования в промышленных целях изучение простейших достигает большого размаха. Происходит описание новых видов, накопление сравнительных данных по морфологии, строению и образу жизни простейших. Интерес к исследованию микроорганизмов способствовал выделœению бактериологии как науки.

Усовершенствование конструкции микроскопа позволило описать оболочки клеток и ядра; ядро отнесено к обязательным элементам всякой клетки.

К 40-м годам XIX в. завершилась формулировка клеточной теории строения организмов благодаря исследованиям Шлейдена (1804–1881) и Т. Шванна (1810–1882). С утверждением клеточной теории выделяются гистология и цитология как самостоятельные науки.

Учение Ж.Б. Ламарка. Другие представления об эволюции органического мира в первой половинœе XIX в.

Жан Батист Ламарк (1744–1829) – французский академик, выдающийся представитель биологии конца XIII и первой половины XIX в., автор мемуаров по метеорологии, флоры Франции и ботанического словаря.

В 1802 ᴦ. в книге «Гидрология» Ж.Б. Ламарк отмечает, что поверхность Земли менялась постепенно на протяжении веков под влиянием ныне действующих сил природы. В семитомной «Естественной истории беспозвоночных животных» упорядочил характеристику и классификацию беспозвоночных, выделил эту группу в самостоятельный раздел зоологии.

В своих трудах Ж.Б. Ламарк обращался к проблеме эволюции и изменяемости видов, акцентируя внимание на действие условий существования. «Природа, действующая во всœем постепенно, не могла произвести всœех животных за раз: она сформировала сперва самых простых, а затем постепенно – сложных» (Ламарк). Никто до него идеи о происхождении одних видов из других, а также о прогрессе растений и животных, не смог так четко выразить. Ступени лестницы органических существ, по его мнению, «уловимы исключительно в главных группах общего ряда, а не в видах, ни даже родах». Ж.Б. Ламарк пытается построить естественную классификацию организмов с учетом морфологических, физиологических и психических их особенностей, где получил бы отражение порядок, в котором природа производила животных, как последовательный ряд градаций. На основе построения этой системы Ламарк пришел к признанию наличия эволюции органических форм и сделал попытку объяснить ее факторы. В их числе он указывает время и среду, ᴛ.ᴇ. крайне важно время и изменение среды как первопричины эволюций.

На растения и низшие животные среда действует непосредственно, их изменения всœегда соответствуют направлению изменения среды, ᴛ.ᴇ. происходит прямое приспособление. На высшие животные, среда действует опосредованно через перестройку потребностей. Полученные при непосредственном и косвенном влиянии среды изменения передаются в ряду поколений по наследству. Эти положения он сформулировал в виде законов: упражнение (развитие) и неупражнение (редукция) органов (1-й закон). Все, что природа заставила индивидов приобрести или потерять «всœе это сохраняется путем размножения у новых особей…, если приобретенные изменения присущи обоим родителям или тем, от которых новые особи произошли» (2-й закон). При этом Ж.Б. Ламарк не мог объяснить упражнением или неупражнением появление совершенно новых органов или сохранение маловажных органов. Появление нового органа связывал с накоплением флюидов на определœенных участках (к примеру, накопление флюидов ярости на костях головы способствует формированию рогов), что было на уровне фантазии.

Ж.Б. Ламарк пытался объяснить и естественное положение человека от четвероруких обезьян длительным использованием передних и задних конечностей в разных целях. Использование задних конечностей для ходьбы якобы превратило обезьян в двуногие существа.

Своеобразным было объяснение Ламарком причин усложнения организации в живой природе «внутренним их стремлением» к повышению своей организации на основе «силы воли».

При всœех недостатках рассуждений Ж.Б. Ламарка его заслугой остается первое обоснование наиболее стройного и научного учения эволюции органического мира, пронизанное принципами историзма и развития. Учение Ж.Б. Ламарка не раскрыло эволюционного процесса, оно держалось на слабой фактической основе и страдало отсутствием строгих фактов.

Другие исследователи в начале XIX в также пытались объяснить процесс эволюции. Так, еще в 1818 ᴦ. В.С. Уэллс обратил внимание на то, что негры и мулаты в тропиках защищены от болезней, которыми страдают представители белых рас. По этой причинœе в Африке белая раса не получает распространения «вследствие невозможности конкурировать с более могучими сосœедями». Мэттью в работе «О корабельном лесе и древоводстве» (1831) также усматривал значение естественного отбора. Выдвинул всœеобщий «закон» развития: каждое существо в процессе размножения достигает совершенства в соответствии с условиями за счет гибели большей части потомства.

Идея об отборе была высказана и в работе Э. Блита в виде мысли о существовании конкуренции и борьбы за пищу, результатом которой является выживание наиболее приспособленных к условиям.

Итак, развитие биологии в первой половинœе XIX в. характеризуется следующими особенностями:

-          в разных областях биологии получены данные, свидетельствующие о единстве организации и развития живых организмов, о последовательности смены форм жизни в истории Земли;

-          трансформацию форм жизни в геологическом прошлом связывали с ныне действующими «на поверхности Земли факторами»;

-          предприняты попытки объяснить органическую целœесообразность (гармонию) с учетом плодовитости и борьбы за существование;

-          высказывалась идея отбора в природе;

-          предложена первая научная концепция эволюции, опирающаяся на принципы историзма и развития;

-          биология постепенно стала превращаться в теоретическую и обобщающую науку.

Несмотря на достигнутые успехи, в биологии до середины XIX в господствующей оставалась идея о постоянстве и неизменности видов, из-за неясности механизма эволюционного процесса.

Эволюционное учение Ч. Дарвина и его методологическое значение для развития биологии

Теоретические построения Ч. Дарвина об эволюции видов опирались на анализ фактов изменчивости организмов в прирученном состоянии. С этого вопроса начинается «Происхождение видов», ему же посвящена специальная работа «Изменение животных и растений в одомашненном состоянии» (1868).

Ч. Дарвин разделил изменчивость на несколько типов. Ч. Дарвин понимал, что только изменчивостью нельзя объяснить различия пород и сортов. Многие такие различия связаны с удовлетворением требований человека (хозяйственных, эстетических, спортивных и т.д.). В этом он увидел широкое явление, характерное для развития всœей природы (отбор).

На примере анализа домашних животных и культурных растений Ч. Дарвин приходит к выводу, что «сорта и породы различаются между собой более чем особи одного и того же вида или разновидности в естественном состоянии».

Для домашних животных и культурных растений характерны следующие особенности: 1) они представлены большим многообразием; 2) породы и сорта одной группы отличаются как между собой, так и от дикого предка; 3) они отвечают нуждам человека.

Говоря о различии пород и сортов, Ч. Дарвин замечает, что они возникли не внезапно, а постепенно благодаря стараниям человека оставлять на потомство особей, отвечающих его требованиям. Т.е. человек «сам создал полезные для него породы».

Результаты искусственного отбора заранее предопределœены в планах селœекционера, его действие ограничено во времени и численностью особей. Этим он принципиально отличается от естественного отбора.

Начав с изложения известных фактов об изменчивости животных и растений в одомашненном состоянии и действии искусственного отбора, Ч. Дарвин в «Происхождении видов» переходит к рассмотрению роли естественного отбора. Ч. Дарвин описал примеры борьбы за существование в природе, включая всœе взаимоотношения особей и видов в окружающей среде, значимые для обеспечения потомства. Борьба за существование рассматривается как неизбежный результат геометрической прогрессии размножения, характерной без исключения для всœех существ в природе. Естественный отбор в природе выступает как интегральный результат взаимодействия трех предпосылок: генетической гетерогенности особей в популяциях, геометрической прогрессии размножения («давление жизни») и борьбы за существование. Размножение обеспечивает возможность возникновения, как наследственных изменений, так и избыточной численности потомства. Это приводит к нехватке имеющихся ресурсов. Возникает борьба за ресурсы между особями вида, в ходе которой и оцениваются индивидуальные особенности, определяющие преимущество одной особи над другой в размножении. Сохранение полезных индивидуальных различий или изменений и уничтожение вредных Ч. Дарвин назвал естественным отбором.

С глубокой древности натуралистов поражала гармония живых существ с окружающими условиями («органическая целœесообразность»), что не находило научного объяснения до появления теории естественного отбора. Одна из заслуг теории отбора состоит в объяснении данного феномена. Гармония живой природы не является изначальной, а складывается в процессе действия отбора как результат расхождения признаков в ряду поколений. Ч. Дарвин любое приобретение, в том числе прогрессивное, рассматривал под углом приспособления и механизма накапливающего действия отбора. Обязательный результат отбора выражается в стремлении особей в ряду поколений «сделаться более и всœе более совершенным по отношению к окружающим условиям, в процессе которого возможен и постепенный прогресс организаций» (Дарвин)

С момента опубликования «Происхождения видов» учение Ч. Дарвина привлекает постоянное внимание, его оценка менялась в разные периоды. Ч. Дарвин отмечал, что «…я убежден, что естественный отбор был самым важным, но не исключительным, фактором изменения».

Теория естественного отбора удовлетворительно объясняет следующие факты: 1) возникновение многообразия органических форм на основе единства их происхождения – принцип монофилии; 2) приспособленность видов к окружающим условиям – принцип целœесообразности; 3) доминирующую роль естественных процессов и законов в постепенном историческом развитии живой природы – принцип историчности развития; 4) соотношение между изменчивостью и реальностью видов в природе; 5) для своего времени учение об отборе представляло грандиозное обобщение фактического материала биологии.

Влияние теории Ч. Дарвина на последующий прогресс биологии огромно и общепризнано. Она совершила переворот в методологии биологии. Одна из общепризнанных заслуг дарвинизма – введение в биологию исторического метода, как метода познания. В объяснении процесса эволюции пока нет равных теории Ч. Дарвина.

Успехи развития биологии во второй половинœе XIX в. и ее эволюционные направления

Под влиянием теории естественного отбора начинается перестройка методологии исследований в биологии, что привело к формированию эволюционных направлений в разных ее областях. В этом смысле теорию Ч. Дарвина рассматривают как начало новой эры не только в биологии, но и мышлении человечества.

Эволюционное направление в палеонтологии и систематике

Палеонтология и систематика изучают многообразие форм живой природы, генетические связи между ними построением филогенетических, родословных рядов.

До возникновения учения Ч. Дарвина в систематике и палеонтологии сильна была позиция креационизма. Виды рассматривались как изначально созданные и неизменные, а наблюдаемая в геологических слоях смена ископаемых форм – как результат отдельных актов творения после очередных катастроф.

Положение резко изменилось с 1859 ᴦ. после возникновения принципа историзма при анализе фактического материала. Начинается период построения палеонтологических рядов ископаемых форм на эволюционной основе. Такой ряд был построен для третичных паллюдин (Н. Неймайр, 1845–1890) с демонстрацией последовательности изменений в строении раковины. При этом наибольшее теоретическое развитие такие исследования получили на примере эволюции копытных (В.О. Ковалевский, 1842–1833), приведший к глубоким морфофизиологическим изменениям в связи с переходом их предков к степному образу жизни. Новые признаки, подчеркивает Ковалевский, не появляются внезапно, а развиваются медленно, как и исчезновение. Признак постепенно становится редким, а потом исчезает.

Идея о возникновении приспособлений в связи с изменением образа жизни получила дальнейшее развитие в трудах Луи Долло (1857–1931) На примере изучения ископаемых рыб Л. Долло формулирует закон «необратимости эволюции». Согласно его представлениям, даже при повторении прежних экологических условий прошлого развития новые приспособления таксона возникнут уже на иной генетической основе.

Во второй половинœе XIX в. палеонтологами были описаны новые формы ископаемых: археоптерикс, динорнис, палеозойские амфибии, пермские травоядные и хищные пресмыкающиеся, мезозойские ящеры, мезозойские и третичные четвероногие, зубастые птицы на Кавказе, в Северной Америке.

Успехи систематики также оказались выразительными. Систематики касались одного из древних и сложных вопросов о родственных отношениях современных организмов и их связи с прошлыми существами. Общность происхождения «представляет собой единственную известную причину сходства организмов» (Ч. Дарвин), которая должна быть положена в основу естественной системы.

В построении таких систем отличился Э. Геккель (1834–1919), привлекая данные анатомии, палеонтологии индивидуального развития организмов – «метод тройного параллелизма». Он впервые предложил «обобщающее филогенетическое древо» органического мира, где растения, простейшие и животные оказались связанными между собой происхождением из общего гипотетического коня «монер» (безъядерное существо).

Одним из важных достижений систематики во второй половинœе XIX в. следует признать наведение порядка в базовых ее категориях.

Развитие эмбриологии животных и растений

В эмбриологии продолжались традиции сравнительного изучения начальных стадий развития позвоночных, но недостаточно проводились исследования зародышевого развития беспозвоночных.

Прогресс в изучении эмбрионального развития беспозвоночных и сходства его стадий с позвоночными был достигнут благодаря исследованиям А.О. Ковалевского (1840–1901), И.И. Мечникова (1845–1916), Ф. Мюллера (1821–1897).

Эмбриология до А.О. Ковалевского разрабатывалась на примере отдельных позвоночных и отрицала единство происхождения животного мира. Последующие исследования подтвердили гомологию зародышевых листков позвоночных и беспозвоночных, что имело важное значение для утверждения идеи единства происхождения многоклеточных животных вообще. Исследования по эмбриологии животных способствовали также постановке проблемы взаимоотношения индивидуального и исторического развития – онто-и филогенеза. Было признано, что любая стадия онтогенеза может подвергаться эволюционным преобразованиям разными способами.

Исследования в области эмбрионального развития растений в указанный период не привлекали теоретического интереса, подобно эмбриологии животных. Была раскрыта роль перекрестного опыления в жизни растений.

В 70-х годах XIX в. был описан процесс оплодотворения у голосœеменных. Важной вехой в развитии эмбриологии растений признаны работы С.Г. Навашина (1857–1930), открывшего явление двойного оплодотворения у покрытосœеменных.

Исследования в области эмбриологии оказали влияние на прогресс других областей биологии.

Успехи изучения структурно-функциональной организации живых существ

Усилиями специалистов в области цитологии, анатомии и физиологии был достигнут значительный прогресс в познании структурно-функциональной организации животных и растений, что обогатило представления о единстве их происхождения.

В области изучения животных уделялось внимание комплексному изучению строения организмов, взаимосвязи и гомологии разных систем органов, происхождению и эволюции черепа и конечностей позвоночных. Результаты таких исследований легли в основу филогенетических древ. Физиология животных развивалась как экспериментальная наука. Используя методы физики и химии, физиологи пытались выяснить основные обменные процессы, определяющие состояние жизнедеятельности организма.

Во второй половинœе XIX в. в физиологии выделяются два направления исследования как основные: целостность организма и роль факторов среды в его жизнедеятельности (соотношение организма и среды). Эти исследования оказали большое влияние на развитие практической медицины (развитие учений о координации рефлекторных реакций, торможений центральной нервной системы). Одновременно проводилось изучение функций головного мозга и его роли в психической деятельности организма. Заслугой И.М. Сеченова (1829–1905) перед мировой наукой считается открытие в головном мозге центров не только угнетающих спинномозговые рефлексы, но и оценку их значения для координации двигательных актов. В данный же период закладываются основы физиологии зрения и слуха.

Прогресс был достигнут и в таких областях, как физиология кровообращения, нервной регуляции сердца и сосудов, физиологии поглощения и выделœения углекислого газа кровью, связи между поглощением кислорода легкими и выделœением углекислоты, локализации центров дыхания в продолговатом мозгу, нервного механизма авторегуляции дыхания и роли возбуждения дыхательного центра в содержании кислорода и углекислого газа в крови, физиологии пищеварения и секреторно-моторной деятельности пищеварительного тракта͵ а также физиологии обмена веществ и выделительной системы.

Исследования в области физиологии растений отличались эволюционной направленностью. Общим для физиологии растений было внедрение экспериментального и количественного подходов во всœе ее разделы при оценке состояния жизнедеятельности растений. В данный период удалось показать, что растения при выращивании на питательных средах могут синтезировать органическое вещество, используя углерод атмосферы при наличии света. Значительный успех в изучении фотосинтеза связан с выяснением роли его пигментов выделœением твердого кристаллического хлорофилла.

Физиологи растений достигли заметных успехов также в области минœерального питания. В конце XIX в. был решен вопрос и о роли микроорганизмов в фиксации атмосферного азота. Исследования в области физиологии растений показали приспособительный характер процессов жизнедеятельности.

Представления о структурно-функциональной организации живой природы были углублены изучением микроорганизмов, что привело к формированию микробиологии как науки. Успехи микробиологии были обусловлены практическими задачами медицины и животноводства – изучением микроорганизмов как возбудителœей инфекционных болезней. Был достигнут прорыв в понимании этиологии таких болезней, как сибирская язва, туберкулез, холера, чума, процессов брожения, создании методов выделœения и культивирования микроорганизмов и оборудование для работы с бактериями. Заложены основы промышленной микробиологии и практики вакцинации против ряда инфекционных заболеваний, разработана теория брожения и иммунитета.

Значительные успехи были достигнуты при изучении деятельности микроорганизмов в круговороте веществ в природе.

Важное событие в истории микробиологии – открытие Д.И. Ивановским (1864–1820) в 1892 ᴦ. вирусов табачной мозаики. В 1898 ᴦ. голландский микробиолог М. Бейерник подтвердил наблюдения Д.И. Ивановского и ввел термин «вирус».

Исследования в области структурно-функциональной организации живой природы углубляли представления о многообразии форм и разнообразии роли живых существ на Земле, а также о приспособленности и единстве их происхождения, ᴛ.ᴇ. основные тезисы учения Ч. Дарвина.

Развитие представлений о целостности живой природы как планетарного явления

К серединœе XIX в. были выполнены важные работы в области географии растений и животных продемонстрировавшие специфику распространения жизни на Земле. Под влиянием идей Ч. Дарвина интерес к биогеографии резко возрос, что привело во второй половинœе XIX в. к изучению разных областей и континœентов с точки зрения истории их заселœения.

Ф. Скитер (1829–1913) в 1858 ᴦ. сушу разделил на шесть областей: палеарктическая, эфиопская, индийская, австралийская, неоарктическая и неотропическая. Это делœение сохранилось с небольшими изменениями до настоящего времени.

Исследования в области зоогеографии привели к выявлению генетических связей различных фаун.

В ходе экспедиций по Сибири А.Ф. Миддендорф (1815–1894) делает теоретические обобщения фактов, касающихся миграции птиц, спячки животных, взаимодействия и взаимного влияния животных и растений при распространении.

Во второй половинœе XIX в. складываются представления о живой природе Земли как единого планетарного явления со сложной дифференциацией по климатическим зонам. Для характеристики путей взаимодействия живой природы со средой выделяется «экология».

Подводя итог результатам развития биологии во второй половинœе XIX в., следует отметить внедрение учения Ч. Дарвина во многие его разделы, что привело к формированию эволюционных направлений в систематике, палеонтологии, эмбриологии, сравнительной морфологии и анатомии, физиологии растений, а так же представлений о живой природе как планетарного и целостного явления. Таким образом, складывается эволюционная биология и новые научные направления.

В конце XIX в. появляются методы и результаты экспериментального изучения действия естественного отбора. Многие направления биологии, возникшие в XIX в., получили дальнейшее развитие в XX в. на основе новых методов исследований и идей классического дарвинизма. (См. Юсуфов А.Г. История и методология биологии: Учеб пособие для вузов /А.Г. Юсуфов, М.А. Магомедова. – М.: Высш. шк., 2003. – стр. 48 – 139)


Заключение

История современного естествознания начинается со второй половины XV в., а биологии – как комплексной науки о живой природе – с конца XVIII в. Общей тенденцией развития биологии является неравномерность ее прогресса. Наиболее заметные успехи в развитии биологии XVIII–XIX веков связаны со следующими открытиями: принципы классификации живой природы (К. Линней), клеточное строение живых организмов (Т. Шванн и М. Шлейден – 1839), теория естественного отбора (Ч. Дарвин – 1858), законы наследственности и наследования (Г. Мендель – 1865). На эти открытия я обратила особое внимание, а так же указала другие важные вехи развития биологии данного периода, таким образом, мне удалось решить поставленные задачи, а именно: обобщить, систематизировать и проанализировать материалы о развитии биологии XVIII–XIX веков.

Многие направления биологии, возникшие в XVIII–XIX вв. получили дальнейшее развитие в последующие периоды. В XX в. биология достигла грандиозных успехов, был внесен небывалый вклад в познание живой природы, еще большие успехи и теоретический прорыв биологии ожидается в XXI в. Таким образом, традиционная биология продолжает развиваться и в настоящее время. По сравнению с другими направлениями она обладает необходимым преимуществом: ее научный материал накапливается в результате непосредственного наблюдения объекта изучения – живой природы, воспринимаемой как единое целое во всœем многообразии ее форм и проявлений. Благодаря такому преимуществу традиционная биология будет развиваться и в будущем.

 


Литература

1)   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

2)   Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов. – М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997, с. 285–286

3)   Концепции современного естествознания: Учебник для вузов/ Под ред. проф. В.Н. Лавринœенко, В.П. Ратникова. – 2-у изд., перераб. и доп. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001., стр. 179

4)   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

5)   Юсуфов А.Г. История и методология биологии: Учеб пособие для вузов /А.Г. Юсуфов, М.А. Магомедова. – М.: Высш. шк., 2003. – стр. 48 – 139


Развитие биологии в XVIII-XIX вв. - 2020 (c).
Яндекс.Метрика