Biológia je veda o živote v jeho rôznych prejavoch. Fungovanie jednobunkových organizmov, správanie samcov a samíc v období párenia, vzorce dedenia vlastností – to a ešte oveľa viac patrí do oblasti vedy. Predmetom biológie je štúdium všetkých týchto prejavov života. Jeho metódy sú zamerané na hľadanie zákonitostí v stavbe, fungovaní organizmov, ich interakcii s prostredím. V skutočnosti študujú tie vlastnosti, ktoré odlišujú živú hmotu od neživej hmoty.
Pododdiely
Biológia je súbor niekoľkých vied, ktoré sa zameriavajú na rôzne objekty:
- zoology;
- botanika;
- mikrobiológia;
- virológia.
Každá z nich sa dá rozdeliť na niekoľko menších. Napríklad ichtyológia (náuka o rybách), ornitológia (náuka o vtákoch), algológia (náuka o riasach) a tak ďalej v zoológii koexistujú.
Možnosť klasifikácie
Ďalším princípom delenia biológie na zložky sú vlastnosti aúrovne organizácie živej hmoty. Podľa neho rozlišujú:
- molekulárna biológia;
- biochémia;
- cytológia;
- genetika;
- vývojová biológia;
- anatómia a fyziológia rôznych organizmov;
- ekológia (dnes často považovaná za samostatnú vedu);
- embryology;
- evolučná teória.
Predmet biológie teda zostáva nezmenený – je ním samotný život. Jeho rôzne prejavy skúmajú samostatné disciplíny. Existuje aj všeobecná biológia. Zameriava sa na vlastnosti živej hmoty, ktoré ju odlišujú od neživej hmoty, ako aj na jej usporiadanú hierarchickú štruktúru a prepojenie jednotlivých systémov medzi sebou a prostredím.
Skúsenosti a teória
Metódy štúdia biológie sú vo všeobecnosti podobné spôsobom učenia sa v iných vedných disciplínach. Delia sa na empirické (praktické, experimentálne) a teoretické. Praktické metódy štúdia biológie odhaľujú rôzne parametre, vlastnosti a charakteristiky živých systémov. Potom sa na ich základe rozvíjajú teórie. Tento proces je cyklický, pretože empirické metódy štúdia biológie sa najčastejšie používajú na základe už existujúcich záverov. Teórie si zase vždy vyžadujú dodatočné empirické testovanie.
Primárny zber informácií
Jednou z hlavných empirických metód je pozorovanie. Je to štúdium vonkajších znakov objektu a jeho zmien v jeho prirodzenom prostredí v priebehu času.
Akékoľvek štúdium živého systému začína jeho pozorovaním. História štúdia biológie dokonale ilustruje toto tvrdenie. V prvých fázach rozvoja vedy mohli výskumníci používať iba túto empirickú metódu. Pozorovanie dnes nestratilo svoj význam. Rovnako ako iné metódy štúdia biológie využíva množstvo technológií. Na pozorovanie sa používajú ďalekohľady, rôzne kamery (nočné videnie, hlbokomorské a tak ďalej), rôzne laboratórne vybavenie, ako je mikroskop, biochemický analyzátor a iné.
Podľa toho, či proces využíva vybavenie, možno pozorovanie rozdeliť na dva typy:
- Okamžite. Jeho cieľom je študovať správanie a vlastnosti rôznych organizmov.
- Inštrumentálne. Na štúdium charakteristík tkanív, orgánov, buniek, analýzu chemického zloženia a metabolizmu sa používajú rôzne zariadenia.
Experiment
Ako viete, nie všetky javy a procesy spojené so živými systémami možno pozorovať priamo v ich prirodzenom prostredí. Pochopenie určitých zákonitostí si navyše vyžaduje určité podmienky, ktoré je vhodnejšie vytvárať umelo, ako čakať na ich výskyt v prírode. Tento prístup v biológii sa nazýva experimentálna metóda. Zahŕňa štúdium objektu v extrémnych podmienkach. Vyšetrenie tela pri vystavení vysokým alebo nízkym teplotám, vysokému tlaku alebo nadmernej záťaži, v interiérimu v nezvyčajnom prostredí pomáha odhaľovať hranice jeho odolnosti, objavovať skryté vlastnosti a možnosti. So zdokonaľovaním techniky sa zvyšuje potenciál experimentálnych metód. Takto získané údaje sú čoraz presnejšie. Podmienky vytvorené počas experimentu sa môžu meniť takmer neobmedzene.
Jednou z hlavných aplikácií experimentu je testovanie predtým predložených hypotéz. Údaje získané na základe skúseností umožňujú korigovať zvažovanú teóriu, potvrdiť ju, prípadne položiť základy novej. K hlbšiemu prenikaniu vedcov do tajov živej hmoty prispievajú experimentálne metódy štúdia biológie, ktorých príklady nájdeme na stránkach učebníc v hojnom počte. Je to vďaka nim, že moderná veda urobila taký pokrok.
Porovnanie
Historická metóda odhaľuje evolučné premeny spoločenstiev a druhov. Nazýva sa to aj porovnávacie. Analyzuje sa chemická a anatomická štruktúra, vlastnosti fungovania, dedičný materiál organizmov rôznych úrovní. Ako objekty porovnávacej metódy sa používajú nielen živé, ale aj vyhynuté organizmy.
Táto technika sa stala hlavným zdrojom údajov pre Charlesa Darwina počas jeho formulovania evolučnej teórie.
To, čo vidím, si zapíšem
Deskriptívna metóda úzko súvisí s pozorovaním. Spočíva v upevnení spozorovaných vlastností, znakov avlastnosti predmetov s ich následnou analýzou. Metóda opisu sa považuje za najstaršiu v biológii: spočiatku, na úsvite formovania vedy, boli s jej pomocou objavené rôzne vzory v prírode. Zaznamenané údaje sú starostlivo analyzované, rozdelené na dôležité a nepodstatné v rámci konkrétnej teórie. Opísané znaky je možné porovnávať, kombinovať, klasifikovať. Len na základe tejto metódy boli v biológii objavené nové triedy a druhy.
Bez matematiky nikde
Všetky informácie zhromaždené na základe opísaných metód vyžadujú ďalšiu transformáciu. Biológia na to aktívne využíva matematický aparát. Získané údaje sú prevedené do čísel, na základe ktorých sú postavené určité štatistiky. V biológii nie je možné jednoznačne predpovedať jeden alebo druhý jav. Preto sa po analýze údajov odhalí štatistický vzorec. Na základe týchto údajov je zostavený matematický model, ktorý umožňuje predpovedať niektoré zmeny v rámci skúmaného živého systému.
Takéto spracovanie vám umožňuje štruktúrovať prijaté informácie. Na základe vytvorených modelov je možné predpovedať stav systému takmer v akomkoľvek časovom období. Vďaka využitiu pomerne pôsobivého matematického aparátu sa biológia čoraz viac stáva exaktnou vedou.
Syntéza
Popri prieniku myšlienok kybernetiky do biológie (sú základom modelovania) sa aktívne začínapoužiť systematický prístup. Oba tieto trendy majú vplyv na metódy štúdia biológie. Schéma štruktúry živých štruktúr je reprezentovaná ako hierarchia systémov rôznych úrovní. Každý vyšší stupeň sú prvky prepojené na základe určitých vzorcov, ktoré sú tiež systémami, ale o úroveň nižšie.
Tento prístup je typický pre veľké množstvo disciplín. Jeho prienik do biológie svedčí o prechode vo vede ako celku od analýzy k syntéze. Obdobie hĺbkového štúdia vnútorných štruktúr jednotlivých prvkov ustupuje dobe integrácie. Syntéza všetkých údajov získaných v biológii a často aj v príbuzných vedách povedie k novému chápaniu prepojení prírodných systémov. Príkladom konceptov vybudovaných na báze integrácie môže byť teória neurohumorálnej regulácie, syntetická evolučná teória, moderná imunológia a systematika. Vzniku každého z nich predchádzalo nahromadenie veľkého množstva informácií o jednotlivých štruktúrnych celkoch, znakoch a charakteristikách. V ďalšej fáze zhromaždené údaje umožnili identifikovať vzory a vytvoriť zovšeobecňujúce koncepty.
Trend
Syntetické metódy štúdia biológie svedčia o prechode od empirických k teoretickým poznatkom. Počiatočné nahromadenie faktov a údajov nám umožňuje predložiť niektoré hypotézy. Potom sa vo väčšine prípadov testujú pomocou experimentálnych metód. Potvrdené hypotézy sa prenášajú do radu vzorov a tvoria základ teórií. Takto formulované pojmy nie súabsolútne. Vždy existuje šanca, že nové informácie si budú vyžadovať prehodnotenie zaužívaných názorov.
Všetky druhy štúdia biológie sú zamerané na pochopenie vlastností a charakteristík života. V tomto prípade nie je možné vybrať niektorú z metód ako hlavnú. Moderná úroveň poznania bola dosiahnutá len súčasným využívaním všetkých týchto metód poznávania okolitého sveta. Okrem toho sa metódy štúdia biológie človeka nelíšia od metód zberu a analýzy údajov o akomkoľvek inom organizme. To svedčí o ich všestrannosti. Pre každú úroveň hierarchickej organizácie živých systémov sa používajú rovnaké metódy štúdia, ale v rôznych kombináciách. Prechod k využívaniu kybernetických a systémových metód naznačuje integráciu nielen v rámci biológie, ale celej vedy ako celku. Syntéza poznatkov z rôznych disciplín prispieva k hlbšiemu pochopeniu základných zákonitostí sveta, v ktorom žijeme.
