Biológia ako veda, biologické disciplíny

Biológia ako veda, biologické disciplíny 

A) Definujte biológiu ako vedu, charakterizujte základné biologické disciplíny a predmet ich skúmania

Biológia = prírodná veda, veda o živej prírode ( bios – život; logos – veda), ktorá skúma formy živých sústav, ich vlastnosti, vzťahy medzi organizmami navzájom a medzi organizmami a ich prostredím. Je rozdelená na jednotlivé biologické vedy, ktoré študujú živé sústavy z rôznych hľadísk.

Rozdelenie biológie:

A. Podľa druhu skúmaného organizmu (veľkých skupín organizmov)
1. Mikrobiológia – náuka o mikroorganizmoch, Virológia – o vírusoch, Bakteriológia – o baktériách
2. Botanika - rastliny, Algológia – riasy, Bryológia – machorasty, Lichenológia – lišajníky, Pteridológia – papraďorasty, Graminológia – trávy, Dendrológia – dreviny, Ponrológia – rastliny poskytujúcich ovocie Mykológia – huby
3. Antropológia – o človeku
4. Zoológia – živočíchy, Protozoológia – prvoky, Helmintológia- červy, Malakozoológia – mäkkýše, Endomológia – hmyz, Ichtyológia – ryby, Batrachológia – obojživelníky, Herpetológia – plazy, Ornitológia – vtáky, Mamnabiológia – teriológia – cicavce
6. Hydrobiológia – o vodných organizmoch
7. Pedológia – o pôde a pôdnych organizmoch

B. Rozdelenie biológie podľa hľadiska štúdia (podľa predmetu štúdia)
1. Morfológia – študuje vonkajšie znaky organizmov, tvary a stavbu
2. Anatómia – študuje vnútornú stavbu organizmov, Organológia – náuka o orgánoch, 3. Histológia – o tkanivách a pletivách

 

1. Cytológia – o tvare a štruktúre buniek
   5. Fyziológia – študuje funkcie orgánov, živých sústav, Patológia – odchylné, chorobné životné prejavy
   4. Genetika – študuje dedičnosť a premenlivosť organizmov
   5. Taxonómia – systematická biológia – triedenie organizmov do sústav na základe ich príbuzností resp. odlišností
   6. Etológia – správanie organizmov
   7. Ekológia – vzťahy medzi organizmami navzájom a medzi organizmom a prostredím
   8. Imunológia – obranyschopnosť organizmov
   9. Chronobiológia – študuje biorytmy
   10. Vývojová biológia – študuje ontogenetický vývoj organizmov. Embryológia – vývoj zárodkov
   11. Evolučná biológia – študuje historický-fylogenetický vývoj organ.
   12. Paleontológia – študuje vymreté = fosílne organizmy
   13. Všeobecná biológia – vlastnosti spoločné pre všetky organizmy
2. Parazitológia – cudzopasné organizmy a vzťahy hostiteľ - parazit
3. 
   Hraničné odbory biológie
   1. Biochémia – chemické zloženie živej hmoty a vysvetľujú podstatu chemických procesov, ktoré v nej prebiehajú
   2. Molekulárna biológia – študuje život na úrovni molekúl
   3. Biofyzika – študuje priebeh fyzikálnych dejov v organizme
   4. Biogeografia – študuje rozšírenie organizmov na Zemi
   5. Biomatematika – aplikuje matematické metódy pri riešení biologických problémov
   6. Biokybernetika – študuje procesy riadenia, zloženia a spracovania informácií v živých sústavách
   
   Aplikované vedy( riešia praktické potreby spoločnosti, prenos poznatkov z biológie do praxe)
   1. Génové inžinierstvo – manipulácia s génmi
   2. Biotechnológie – zaoberá sa využitím organizmov vo výrobe
   3. Bionika – uplatňuje poznatky o živej prírode v technike
   4. Agrobiológia – využíva biologické poznatky v poľnohospodárstve
   5. Medicína – využíva poznatky z biológie v starostlivosti o zdravie človeka
   6. Veterinárske lekárstvo – využíva biologické poznatky v starostlivosti o
   zdravie živočíchov
   
   B)Uveďte prehľad najvýznamnejších biologických objavov a ich predstaviteľov. pomôcky: obrazový materiál – portréty slávnych biológov.

Hippokrates (460-370 p.n.l.). Zaoberal sa liečiteľstvom a presným sledovaním prejavov chorôb a zdravia. Je zakladateľom niekoľko generačnej knihy Corpus Hippocraticum, kde je opísaných okolo 300 liekov rastlinného, živočíšneho a minerálneho pôvodu. Podľa jeho humorálnej teórie má zdravý ľudský organizmus telové tekutiny v správnom pomere. Keď sa tento pomer poruší, nastáva choroba. Hippokratovu prísahu skladajú lekári po skončení doktorantského štúdia.

Aristoteles (384-322 p.n.l.) Aristoteles bol zástancom teórie samoplodenia (abiogenézy), ktorá tvrdí, že život vzniká z neživých častíc (zo špiny sa rodia potkany apod.).

Abu-Ali Ibn Sín alias Avicenna (980-1027). Jeho dielo Kánon medicíny je prepracovaným Hippokratovým a Galénovým dielom, v ktorom zhrnul dovtedy známe poznatky z liečenia chorôb, používané počas celého stredoveku a začiatku novoveku.

William Harvey (1578-1657). Známy je predovšetkým tým, že v diele Anatomický výskum pohybu srdca (Exercitacio anatomica de motu cordis) bez použitia mikroskopu presne opísal krvný obeh a správne vysvetlil funkciu srdca. Keďže nepoužil mikroskop, nebolo mu jasné prepojenie tepien a žíl pomocou kapilár (hovoril o mokvaní cez tkanivá). Harvey študoval aj princíp vzniku organizmov a pochádza od neho výrok "Omne vivum ex ovo" ("Všetko živé pochádza z vajíčka").

Za zakladateľa mikroskopických metód je považovaný Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723). Precíznym brúsením rôznych minerálov a skla vytvoril mikroskop s 250-280x zväčšením. Pozoroval priečne-pruhované svalstvo, stavbu šošovky ľudského oka, objavil nálevníky, vírniky, erytrocyty.

Zakladateľom modernej systematiky je botanik Carl von Linné (1707-1778). Ako svoju doktorantskú prácu predložil v roku 1735 dielo Systema naturae, v ktorom podľa princípu binomickej nomenklatúry pomenoval množstvo rastlinných a živočíšnych druhov a klasifikoval ich na základe určitých systematických kritérií. Vytvoril tak hierarchický systém, ktorý pozostával zo štyroch taxonomických jednotiek: druh, rod, rad a trieda.

Termín "biológia" (gr. bios = život, logos = veda) použil prvýkrát Karl Friedrich Burdach (1800) a nezávisle na ňom Jean Baptiste Lamarck Tvorcom prvej ucelenej evolučnej teórie bol francúzsky prírovedec Jean Baptiste Lamarck (1744-1829). Vo svojom diele Filozofia zoológie (Philosophie zoologique, 1809) predložil vývojové zákony:

1. snaha organizmu po zväčšovaní objemu tela
2. nový orgán vzniká v dôsledku novovzniknutej potreby
3. vývoj orgánov závisí od ich používania
4. všetko čo organizmus nadobudol počas života sa prenáša na potomstvo

Po vzniku genetiky bol napadnutý hlavne 4. bod, pretože súčasné poňatie evolúcie nepripúšťa dedičnosť získaných vlastností. Evolučná teória založená na Lamarckovej dedičnosti získaných vlastností sa nazýva lamarckizmus.

Formulovatelia bunkovej teórie boli český anatóm a fyziológ Jan Evangelista Purkyně (1787-1869), nemecký botanik Matthias Jakob Schleiden (1804-1881), nemecký fyziológ, histológ a cytológ Theodore Schwann (1810-1882) a nemecký lekár Rudolf Ludwig Karl Virchow (1821-1902).

Francúzsky prírodovedec Étienne Geoffroy Saint-Hilaire (1772-1844) bol veľkým zástancom lamarckizmu. Formuloval 3 základné dodnes akceptovateľné princípy, podľa ktorých sa riadi stavba všetkých organizmov:

1. princíp analógie - všetky živočíchy sú zložené z rovnakých častí, ktoré sú v rôznom stupni vývoja
2. princíp súvislosti - všetky funkčne rovnaké orgány majú v tele rovnakú polohu a rovnakú súvislosť s inými orgánmi
3. princíp rovnováhy orgánov - vzrast alebo oslabenie jedného orgánu je závislé od zväčšenia alebo zmenšenia iného orgánu, následkom čoho je hmotnosť tela v rovnováhe

Nepochybne najznámejším zakladateľom súčasnej evolučnej teórie bol Angličan Charles Robert Darwin (1731-1802).

Darwin svoje myšlienky sformuloval v diele O pôvode druhov cestou prírodného výberu (On the origin of species by means of natural selection). Evolúciu vysvetlil tak, že prežije druh, ktorý je na svoje podmienky lepšie adaptovaný, a teda že selekcia odstráni menej adaptovaných. Darwinova evolučná teória bola definitívne sformulovaná po jeho cestách po Galapágoch (pinky). Zástancovia Darwinovej evolučnej teórie sú tzv. darwinisti.

Okrem prírodného výberu definoval v ďalších dielach aj pohlavný výber (The descent of man and selection in relation to sex, 1871), za ktoré sa mu dostalo veľkej kritiky od cirkvi, a umelý výber (Animals and plants under domestication, 1868), kde pojednáva o človeku ako o faktore evolúcie v šľachtiteľstve.

Najväčšiu zásluhu na poprení teórie abiogenézy mal francúzsky chemik Louis Pasteur (1822-1895), ktorý dokázal, že kvasenie nie je zvláštnym spôsobom umierania organickej hmoty, ale že súvisí s prítomnosťou mikroorganizmov. Zároveň dokázal, že mikroorganizmy nevznikajú spontánne, ale že ich základom je iná generácia mikroorganizmov, a že nevznikajú v dôsledku kvasenia či hniloby, ale naopak mikroorganizmy tieto procesy vyvolávajú ak sa dostanú do vhodného prostredia. Pasteur zaviedol do praxe aj ochranné opatrenia, aby predišiel rozmnožovaniu patogénnych organizmov. Tento postup sa nazýva na jeho počesť pasterizácia. Vypracoval aj laboratórne metódy na pestovanie mikroorganizmov na živných pôdach. Objavil taktiež aktívnu imunizáciu (očkovanie proti besnote).

Za zakladateľa genetiky je považovaný Gregor Johann Mendel (1822-1884). Prvýkrát vo svojich prácach na hrachu prepojil štatistické metódy so štúdiom dedičnosti. Mendel je autorom termínu dominantné a recesívne znaky a je formulovateľom Mendelových zákonov dedičnosti.

Štruktúra DNA bola objavená v roku 1953. Objavili ju Francis Crick (1916-2004), James Watson (nar. 1928), Maurice Wilkins (1916-2004) a Rosalind Franklinová (1920-1958). Prví traja menovaní dostali v roku 1962 za tento objav Nobelovu cenu. Rosalind ju nedostala preto, lebo 4 roky predtým zomrela na rakovinu vaječníka a Nobelova cena sa posmrtne neudeľuje. Objav štruktúry DNA a nové objavy genetiky tak podmienili vznik novej biologickej disciplíny - molekulárnej biológie.