Контрольная работа: Развитие биологии в XVIII-XIX вв.

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 половине 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 – все это состояния нервов, а не свойства вещей, которые вызывают их в наших нервах».

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

В первой половине 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 выделения при этом кислорода в равных объемах к поглощенному углекислому газу. Доказано участие в этом процессе солнечной энергии, воды, минеральных 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 определено 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 выделению 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 половине 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 г. 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 всем постепенно, не могла произвести всех 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, т.е. необходимо время и изменение среды как первопричины эволюций.

На растения и низшие животные среда действует непосредственно, их изменения всегда соответствуют направлению изменения среды, т.е. 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 «все это сохраняется путем размножения у новых особей…, если приобретенные изменения присущи обоим родителям или тем, от которых новые особи произошли» (2-й закон). Однако 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 определенных участках (например, 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 всех 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 г. В.С. Уэллс обратил внимание на то, что негры и мулаты в тропиках защищены от болезней, которыми страдают представители белых рас. По этой причине в Африке белая раса не получает распространения «вследствие невозможности конкурировать с более могучими соседями». Мэттью в работе «О корабельном лесе и древоводстве» (1831) также усматривал значение естественного отбора. Выдвинул всеобщий «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 половине 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 целесообразность (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.