Современные проблемы в биологии, которые можно решить при помощи науки и образования

Modern problems in biology that can be solved with the help of science and education

Автор: Половей Ирина Григорьевна

БОУ «Новоильиновская СШ», Полтавский район, Омская область, Россия.

e-mail: boscharova1983@mail.ru

Polovey Irina Grigoryevna

Novoilinovskaya school, Poltavsky district, Omsk oblast, Russia.

e-mail: boscharova1983@mail.ru 

Аннотация: В статье рассматриваются современные проблемы в биологии, которые можно решить при помощи науки и образования.

Abstract: The article deals with modern problems in biology, which can be solved with the help of science and education.

Ключевые слова: современная биология, генетика, наследственность, изменчивость, биологические процессы.

Keywords: modern biology, genetics, heredity, variability, biological processes.

Тематическая рубрика: Средняя школа, НПО, СПО. 

В современной биологии есть много проблем, решение которых может иметь революционизирующее влияние на естествознание в целом и прогресс человечества. В их числе большое количество вопросов, которые изучают молекулярная биология, генетика, физиология и биохимия мышц, нервной системы и органов чувств; фото– и хемосинтез, энергетика и продуктивность природных сообществ и биосферы в целом; коренные философско–методологические проблемы (форма и содержание, целостность и целесообразность, прогресс) и т.п. Рассмотрим некоторые из актуальных вопросов.

Проблема старения, продления жизни и вымирание. Если вы идете по пляжу и находите интересный камешек – окаменелость, вы сразу понимаете, что она может принадлежать давно вымершему виду. Мысль о том, что виды вымирают, настолько привычна нам, что трудно даже представить время, когда люди думали, что каждый отдельный тип существ все еще живет где бы то ни было. Люди верили, что Бог создал все – зачем бы ему стало создать что–то, что не сможет выжить?

Джордж Кювье был первым человеком, который задался таким вопросом. В 1796 году он написал статью о слонах, в которой описал африканские и азиатские разновидности. Также он упомянул о третьем типе слонов, известному науке только по его костям. Кювье отметил ключевые отличия в форме челюсти третьего слона и предположил, что этот вид должен быть совершенно отдельным [1]. Ученый назвал его мастодонтом, но где же тогда живые особи?

По мнению Кювье, «все эти факты находятся в соответствии между собой и не противоречат ни одному другому сообщению, поэтому мне кажется возможным доказать существование мира, предшествующего нашему и разрушенному вследствие своего рода катастрофы» [2]. Он не остановился только на этой революционной идее. Кювье изучил окаменелости других древних животных – попутно введя термин «птеродактиль» – и выяснил, что некогда рептилии были доминирующим видом.

Выращивание клеток вне тела. Если биолог хочет провести исследование внутренней работы животных клеток, гораздо проще, если эти клетки не являются частью животного в это время. В настоящее время биологи культивируют широкие полоски клеток в пробирке, что значительно облегчает задачу. Первым человеком, который попытался сохранить клетки живыми вне тела хозяина, был Вильгелм Ру, немецкий зоолог. В 1885 году он поместил часть эмбриона курицы в солевой раствор и сохранял его живым в течение нескольких дней.

Изучение гомеостаза. Гомеостаз – это один из четырех важных принципов современной биологии, наряду с эволюцией, генетикой и клеточной теорией. Основная идея умещается в короткую фразу: организмы регулируют свою внутреннюю среду. Но, как и в случае с другими важными понятиями, которые можно уместить в короткую и емкую фразу – объекты с массой притягиваются друг к другу, Земля вращается вокруг Солнца, никакого подвоха нет – это действительно важное понимание природы нашего мира.

Предположение, что у всей жизни есть общий предок. Да, Дарвин развил эту идею – в своем «Происхождении видов» он писал следующее: «Есть определенное величие в таком взгляде на такую жизнь, с ее различными проявлениями, которая изначально воплотилась в несколько форм или в одну» [3].  Тем не менее, хотя мы нисколько не преуменьшаем достижения Дарвина, идея общего предка была высказана десятилетиями ранее.

Историческое развитие организмов (раскрытие сложных зависимостей между приобретенными в процессе эволюции приспособлениями принципиального характера и частными приспособлениями).

Познание механизмов наследственности. Секвенирование ДНК. До недавней кончины, британский ученый Фредерик Сэнгер был единственным живым человеком, который получил две Нобелевских премии. Именно работа на вторую премию привела к тому, что он попал наш в список. В 1980 он получил главный научный приз вместе с Уолтером Гилбертом, американским биохимиком. В 1977 году они опубликовали метод, который позволяет выяснить последовательность строительных блоков в цепи ДНК.

Значение этого прорыва отражается в том, как быстро Нобелевский комитет наградил ученых. В конечном счете, метод Сэнгера стал дешевле и проще, стал стандартом на целую четверть века. Сэнгер проложил путь для революций в областях уголовного правосудия, эволюционной биологии, медицина и многих других.

Одной из самых необычных идей в истории был преформизм, когда–то ведущая теория о создании младенца. Как следует из названия, теория предполагала, что все создания были созданы предварительно – то есть их форма уже была готова до начала их роста. Проще говоря, люди верили, что миниатюрное человеческое тело было внутри каждого сперматозоида или яйцеклетки в поисках места, в котором можно расти. Этого крошечного человечка называли гомункулом.

Изучение вирусов. В 1860–х Луи Пастер прославился за свою микробную теорию болезней. Но микробы Пастера были только половиной дела. Ранние сторонники микробной теории думали, что все инфекционные заболевания вызываются бактериями. Но оказалось, что простуду, грипп, ВИЧ и другие бесконечные проблемы со здоровьем вызывает нечто совсем другое – вирусы. С каждым днём появляется всё больше вирусов. Когда вирусы впервые были открыты, никто и не подозревал, что они будут так опасны и им посвятят целую науку.

Выяснение условий возникновения жизни на Земле и моделирование происходящих при этом процессов с экспериментальным восстановлением их последовательных этапов. Исследование биосферы как диалектического единства живой и неживой природы, наиболее существенными моментами которого являются круговорот веществ и превращение энергии; познание законов биосферы для характеристики ее современного состояния и прогнозирования будущего планеты и человечества (Биосфера и человечество).

Воспроизведение, моделирование биологических процессов и отдельных функций организмов и конструирование на основе этих прототипов новых технических систем и приспособлений (бионика).

Исследование непосредственного влияния и последствий действия на организм условий космического пространства, выяснение механизмов адаптации организмов к действию космических факторов.

Конструирование новых, не существующих в природе сочетаний генов с помощью генетических и биохимических методов.

Таким образом, биология может решать вопросы, стоящие перед ней на современном этапе, только в тесном контакте с химией, физикой, кибернетикой и другими отраслями науки и техники. Много вопросов, трудностей и проблем современной биологии ждут своего решения. Век биологии только начинается и будущее тесно связано с ее успехами.

Список литературы:

1. Современные проблемы биологии. Модуль 1. Теоретические материалы: учебно–методическое пособие / И.В.Дармов (составитель). – Киров: ФГБОУ ВПО «ВятГУ», 2012. – 203 с.

2.Современные проблемы науки и образования: учебное пособие / Авторы–составители: Г.Я. Гревцева, М.В. Циулина. – Челябинск: Изд–во «Цицеро», 2015. – 200 с.

3. Стоун И. Происхождение: Роман–биография Ч. Дарвина / Пер. с англ. – М.: Высшая школа, 2013. – 478 с.

4. Уиггинс А. Пять нерешенных проблем науки.

5. Яркина Т.В. Основы философии. – СПб.: Феникс, 2011. – 687 с.