Biologija yra mokslas apie gyvybę įvairiomis jo apraiškomis. Vienaląsčių organizmų funkcionavimas, patinų ir patelių elgesys poravimosi sezono metu, savybių paveldėjimo dėsniai – tai ir dar daugiau priklauso mokslo sričiai. Biologijos dalykas yra visų šių gyvybės apraiškų tyrimas. Jos metodai yra skirti ieškoti dėsningumų organizmų sandaroje, funkcionavime, jų sąveikoje su aplinka. Tiesą sakant, jie tiria tas savybes, kurios skiria gyvąją medžiagą nuo negyvos.
Padaliniai
Biologija yra kelių mokslų, orientuotų į skirtingus objektus, rinkinys:
- zoologija;
- botanika;
- mikrobiologija;
- virologija.
Kiekvieną iš jų savo ruožtu galima suskirstyti į keletą mažesnių. Pavyzdžiui, ichtiologija (tiria žuvis), ornitologija (paukščių mokslas), algologija (dumblių mokslas) ir tt kartu egzistuoja zoologijoje.
Klasifikavimo parinktis
Kitas biologijos skirstymo į komponentus principas yra savybės irgyvosios medžiagos organizavimo lygiai. Anot jo, jie išskiria:
- molekulinė biologija;
- biochemija;
- citologija;
- genetika;
- raidos biologija;
- įvairių organizmų anatomija ir fiziologija;
- ekologija (šiandien dažnai laikoma atskiru mokslu);
- embriologija;
- evoliucijos teorija.
Taigi, biologijos dalykas išlieka nepakitęs – tai pats gyvenimas. Įvairias jo apraiškas tiria atskiros disciplinos. Taip pat yra bendroji biologija. Jame pagrindinis dėmesys skiriamas gyvosios medžiagos savybėms, išskiriančioms ją nuo negyvos, taip pat jos tvarkingai hierarchinei struktūrai ir atskirų sistemų tarpusavio ryšiui tarp jų ir aplinkos.
Patirtis ir teorija
Biologijos studijų metodai paprastai yra panašūs į kitų mokslo disciplinų mokymosi būdus. Jie skirstomi į empirinius (praktinius, eksperimentinius) ir teorines. Praktiniai biologijos tyrimo metodai atskleidžia įvairius gyvųjų sistemų parametrus, savybes, charakteristikas. Tada jų pagrindu kuriamos teorijos. Šis procesas yra cikliškas, nes empiriniai biologijos tyrimo metodai dažniausiai naudojami remiantis jau turimomis išvadomis. Savo ruožtu teorijoms visada reikia papildomų empirinių bandymų.
Pirminis informacijos rinkimas
Vienas pagrindinių empirinių metodų yra stebėjimas. Tai išorinių objekto ypatybių ir jo natūralios buveinės pokyčių laikui bėgant tyrimas.
Bet koks gyvos sistemos tyrimas prasideda nuo jos stebėjimo. Biologijos studijų istorija puikiai iliustruoja šį teiginį. Pirmaisiais mokslo vystymosi etapais mokslininkai galėjo naudoti tik šį empirinį metodą. Šiandien stebėjimas neprarado savo aktualumo. Ji, kaip ir kiti biologijos studijų metodai, naudoja daugybę technologijų. Stebėjimui naudojami žiūronai, įvairios kameros (naktinio matymo, giliavandenės ir pan.), įvairi laboratorinė įranga, pavyzdžiui, mikroskopas, biocheminis analizatorius ir kt.
Atsižvelgiant į tai, ar procese naudojama įranga, stebėjimą galima suskirstyti į du tipus:
- Iš karto. Juo siekiama ištirti įvairių organizmų elgesį ir savybes.
- Instrumentinė. Tiriant audinių, organų, ląstelių charakteristikas, analizuojant cheminę sudėtį ir medžiagų apykaitą naudojama įvairi įranga.
Eksperimentas
Kaip žinote, ne visi reiškiniai ir procesai, susiję su gyvomis sistemomis, gali būti stebimi tiesiogiai jų natūralioje aplinkoje. Be to, tam tikrų dėsningumų suvokimas reikalauja tam tikrų sąlygų, kurias patogiau sukurti dirbtinai, nei laukti jų atsiradimo gamtoje. Šis požiūris biologijoje vadinamas eksperimentiniu metodu. Tai apima objekto tyrimą ekstremaliomis sąlygomis. Kūno apžiūra veikiant aukštai arba žemai temperatūrai, aukštam slėgiui ar per didelėms apkrovoms, patalposejis neįprastoje aplinkoje padeda atskleisti savo ištvermės ribas, atrasti paslėptas savybes ir galimybes. Tobulėjant technologijoms, didėja eksperimentinių metodų potencialas. Tokiu būdu gauti duomenys tampa vis tikslesni. Eksperimento metu sukurtos sąlygos gali būti keičiamos beveik neribotą laiką.
Vienas iš pagrindinių eksperimento pritaikymų yra patikrinti anksčiau iškeltas hipotezes. Patirties pagrindu gauti duomenys leidžia koreguoti nagrinėjamą teoriją, ją patvirtinti arba padėti pamatą naujai. Eksperimentiniai biologijos tyrimo metodai, kurių pavyzdžių galima rasti labai daug vadovėlių puslapiuose, prisideda prie gilesnio mokslininkų įsiskverbimo į gyvosios materijos paslaptis. Būtent jų dėka šiuolaikinis mokslas padarė tokią pažangą.
Palyginimas
Istorinis metodas atskleidžia bendruomenių ir rūšių evoliucinius pokyčius. Jis taip pat vadinamas lyginamuoju. Nagrinėjama įvairaus lygio organizmų cheminė ir anatominė sandara, funkcionavimo ypatumai, paveldima medžiaga. Kaip lyginamojo metodo objektai naudojami ne tik gyvi, bet ir išnykę organizmai.
Šis metodas tapo pagrindiniu duomenų š altiniu Charlesui Darwinui formuojant evoliucijos teoriją.
Ką matau, užsirašau
Aprašomasis metodas yra glaudžiai susijęs su stebėjimu. Jį sudaro pastebėtų savybių, ženklų irobjektų ypatybės su vėlesne jų analize. Aprašymo metodas laikomas seniausiu biologijoje: iš pradžių, mokslo formavimosi aušroje, būtent jo pagalba buvo atrasti įvairūs gamtos modeliai. Įrašyti duomenys yra kruopščiai analizuojami, suskirstomi į svarbius ir neesminius konkrečios teorijos rėmuose. Aprašytus požymius galima lyginti, derinti, klasifikuoti. Tik šio metodo pagrindu biologijoje buvo atrastos naujos klasės ir rūšys.
Be matematikos niekur
Visą informaciją, surinktą remiantis aprašytais metodais, reikia toliau keisti. Biologija tam aktyviai naudoja matematinį aparatą. Gauti duomenys paverčiami skaičiais, kurių pagrindu kuriama tam tikra statistika. Biologijoje neįmanoma vienareikšmiškai numatyti vienokių ar kitokių reiškinių. Štai kodėl, išanalizavus duomenis, atskleidžiamas statistinis modelis. Remiantis šiais duomenimis, sukurtas matematinis modelis, leidžiantis numatyti kai kuriuos pokyčius tiriamoje gyvojoje sistemoje.
Toks apdorojimas leidžia struktūrizuoti gautą informaciją. Remiantis sukurtais modeliais, galima numatyti sistemos būseną beveik bet kuriuo laiko periodu. Dėl gana įspūdingo matematinio aparato naudojimo biologija vis labiau tampa tiksliuoju mokslu.
Sintezė
Kartu su kibernetikos idėjomis (jomis grindžiamas modeliavimas) skverbtis į biologiją, ji aktyviai prasidedanaudoti sisteminį požiūrį. Abi šios tendencijos turi įtakos biologijos studijų metodams. Gyvųjų struktūrų sandaros schema vaizduojama kaip skirtingų lygių sistemų hierarchija. Kiekvienas aukštesnis laiptelis yra elementai, sujungti pagal tam tikrus modelius, kurie taip pat yra sistemos, bet lygiu žemesni.
Šis metodas būdingas daugeliui disciplinų. Jo įsiskverbimas į biologiją liudija apie viso mokslo perėjimą nuo analizės prie sintezės. Atskirų elementų vidinių struktūrų giluminio tyrimo laikotarpis užleidžia vietą integracijos laikui. Visų duomenų, gautų biologijoje ir dažnai su jais susijusiuose moksluose, sintezė leis naujai suprasti gamtos sistemų sąsajas. Integracijos pagrindu sukurtų koncepcijų pavyzdys gali būti neurohumoralinio reguliavimo teorija, sintetinė evoliucijos teorija, šiuolaikinė imunologija ir sistematika. Prieš kiekvieną iš jų atsiradimą buvo sukaupta daug informacijos apie atskirus struktūrinius vienetus, ženklus ir savybes. Kitame etape surinkti duomenys leido nustatyti modelius ir sukurti apibendrinančias sąvokas.
Trenda
Sintetiniai biologijos studijų metodai liudija apie perėjimą nuo empirinių prie teorinių žinių. Pradinis faktų ir duomenų kaupimas leidžia iškelti kai kurias hipotezes. Tada dažniausiai jie išbandomi eksperimentiniais metodais. Patvirtintos hipotezės perkeliamos į modelių rangą ir sudaro teorijų pagrindą. Taip suformuluotos sąvokos – neabsoliutus. Visada yra tikimybė, kad dėl naujos informacijos reikės persvarstyti nusistovėjusias nuomones.
Visų rūšių biologijos studijos yra skirtos suvokti gyvybės savybes ir ypatybes. Šiuo atveju neįmanoma išskirti kurio nors vieno metodo kaip pagrindinio. Šiuolaikinis žinių lygis buvo pasiektas tik vienu metu naudojant visus šiuos supančio pasaulio pažinimo metodus. Be to, žmogaus biologijos tyrimo metodai niekuo nesiskiria nuo duomenų apie bet kurį kitą organizmą rinkimo ir analizės metodų. Tai rodo jų universalumą. Kiekvienam gyvųjų sistemų hierarchinės organizavimo lygiui naudojami tie patys tyrimo metodai, tačiau skirtingais deriniais. Perėjimas prie kibernetinių ir sisteminių metodų naudojimo rodo integraciją ne tik biologijoje, bet ir visame moksle. Įvairių disciplinų žinių sintezė padeda giliau suprasti pagrindinius pasaulio, kuriame gyvename, modelius.
