Biologie je věda o životě v jeho různých projevech. Fungování jednobuněčných organismů, chování samců a samic v období páření, zákonitosti dědičnosti znaků – to a mnoho dalšího je v rámci vědy. Předmětem biologie je studium všech těchto projevů života. Její metody jsou zaměřeny na hledání zákonitostí ve stavbě, fungování organismů, jejich interakci s prostředím. Ve skutečnosti studují vlastnosti, které odlišují živou hmotu od neživé hmoty.
Pododdělení
Biologie je soubor několika věd, které se zaměřují na různé objekty:
- zoology;
- botanika;
- mikrobiologie;
- virologie.
Každý z nich lze zase rozdělit na několik menších. Například ichtyologie (nauka o rybách), ornitologie (nauka o ptácích), algologie (nauka o řasách) a tak dále v zoologii koexistují.
Možnost klasifikace
Dalším principem dělení biologie na složky jsou vlastnosti aúrovně organizace živé hmoty. Podle něj rozlišují:
- molekulární biologie;
- biochemie;
- cytologie;
- genetika;
- vývojová biologie;
- anatomie a fyziologie různých organismů;
- ekologie (dnes často považovaná za samostatnou vědu);
- embryology;
- evoluční teorie.
Předmět biologie tedy zůstává nezměněn – je jím život sám. Jeho různé projevy studují samostatné obory. Nechybí ani obecná biologie. Zaměřuje se na vlastnosti živé hmoty, které ji odlišují od neživé hmoty, stejně jako její uspořádanou hierarchickou strukturu a propojení jednotlivých systémů mezi sebou samými a prostředím.
Zkušenosti a teorie
Metody studia biologie jsou obecně podobné způsobům učení v jiných vědních oborech. Dělí se na empirické (praktické, experimentální) a teoretické. Praktické metody studia biologie odhalují různé parametry, vlastnosti a charakteristiky živých systémů. Na jejich základě jsou pak rozvíjeny teorie. Tento proces je cyklický, protože empirické metody studia biologie se nejčastěji používají na základě již existujících závěrů. Teorie zase vždy vyžadují dodatečné empirické testování.
Primární shromažďování informací
Jednou z hlavních empirických metod je pozorování. Je to studium vnějších rysů objektu a jeho změn v jeho přirozeném prostředí v průběhu času.
Jakékoli studium živého systému začíná jeho pozorováním. Historie studia biologie toto tvrzení dokonale ilustruje. V prvních fázích rozvoje vědy mohli badatelé používat pouze tuto empirickou metodu. Pozorování dnes neztratilo svůj význam. Stejně jako jiné metody studia biologie využívá četné technologie. Pro pozorování se používají dalekohledy, různé kamery (noční vidění, hlubinné a tak dále), různé laboratorní vybavení, jako je mikroskop, biochemický analyzátor a další.
Podle toho, zda proces využívá zařízení, lze pozorování rozdělit na dva typy:
- Okamžitě. Jeho cílem je studovat chování a vlastnosti různých organismů.
- Instrumentální. Ke studiu vlastností tkání, orgánů, buněk, analýze chemického složení a metabolismu se používá různá zařízení.
Experiment
Jak víte, ne všechny jevy a procesy spojené s živými systémy lze pozorovat přímo v jejich přirozeném prostředí. Pochopení určitých zákonitostí navíc vyžaduje určité podmínky, které je výhodnější vytvořit uměle, než čekat na jejich výskyt v přírodě. Tento přístup v biologii se nazývá experimentální metoda. Zahrnuje studium objektu v extrémních podmínkách. Vyšetření těla při vystavení vysokým nebo nízkým teplotám, vysokému tlaku nebo nadměrné zátěži, uvnitřmu v neobvyklém prostředí pomáhá odhalovat hranice jeho odolnosti, objevovat skryté vlastnosti a příležitosti. Se zdokonalováním technologií se zvyšuje potenciál experimentálních metod. Takto získaná data jsou stále přesnější. Podmínky vytvořené během experimentu se mohou měnit téměř neomezeně.
Jednou z hlavních aplikací experimentu je testování dříve předložených hypotéz. Data získaná na základě zkušeností umožňují korigovat zvažovanou teorii, potvrdit ji nebo položit základ pro novou. K hlubšímu pronikání vědců do tajů živé hmoty přispívají experimentální metody studia biologie, jejichž příklady najdeme na stránkách učebnic velké množství. Je to díky nim, že moderní věda dosáhla takového pokroku.
Porovnání
Historická metoda odhaluje evoluční proměny společenstev a druhů. Říká se tomu také srovnávací. Je analyzována chemická a anatomická stavba, vlastnosti fungování, dědičný materiál organismů různých úrovní. Jako předměty srovnávací metody se používají nejen živé organismy, ale i vyhynulé.
Tato technika se stala hlavním zdrojem dat pro Charlese Darwina během jeho formulace evoluční teorie.
Co vidím, zapíšu si
Popisná metoda úzce souvisí s pozorováním. Spočívá v upevnění zaznamenaných vlastností, znaků avlastnosti objektů s jejich následnou analýzou. Metoda popisu je považována za nejstarší v biologii: zpočátku, na úsvitu formování vědy, byly s její pomocí objeveny různé vzory v přírodě. Zaznamenaná data jsou pečlivě analyzována, rozdělena na důležitá a nepodstatná v rámci konkrétní teorie. Popsané znaky lze porovnávat, kombinovat, klasifikovat. Pouze na základě této metody byly v biologii objeveny nové třídy a druhy.
Bez matematiky nikde
Všechny informace shromážděné na základě popsaných metod vyžadují další transformaci. Biologie k tomu aktivně využívá matematický aparát. Získaná data se převádějí do čísel, na jejichž základě se staví určité statistiky. V biologii je nemožné jednoznačně předpovědět ten či onen jev. Proto je po analýze dat odhalen statistický vzorec. Na základě těchto dat je sestaven matematický model, který umožňuje předpovídat některé změny ve zkoumaném živém systému.
Takové zpracování vám umožňuje strukturovat přijaté informace. Na základě vytvořených modelů je možné předpovídat stav systému v téměř libovolném časovém období. Díky využití poměrně působivého matematického aparátu se biologie stále více stává exaktní vědou.
Syntéza
Spolu s pronikáním myšlenek kybernetiky do biologie (jsou základem modelování) se aktivně rozbíhápoužívat systematický přístup. Oba tyto trendy mají dopad na metody studia biologie. Schéma struktury živých struktur je znázorněno jako hierarchie systémů různých úrovní. Každý vyšší stupeň jsou prvky propojené na základě určitých vzorců, což jsou také systémy, ale o úroveň níže.
Tento přístup je typický pro velké množství oborů. Jeho průnik do biologie svědčí o přechodu vědy jako celku od analýzy k syntéze. Období hloubkového studia vnitřních struktur jednotlivých prvků ustupuje době integrace. Syntéza všech dat získaných v biologii a často i v příbuzných vědách povede k novému chápání propojení přírodních systémů. Příkladem konceptů vybudovaných na bázi integrace může být teorie neurohumorální regulace, syntetická teorie evoluce, moderní imunologie a systematika. Vzniku každého z nich předcházelo nahromadění velkého množství informací o jednotlivých strukturních celcích, znacích a vlastnostech. V další fázi umožnila shromážděná data identifikovat vzorce a vytvořit zobecňující koncepty.
Trend
Syntetické metody studia biologie svědčí o přechodu od empirických k teoretickým znalostem. Počáteční nahromadění faktů a dat nám umožňuje předložit některé hypotézy. Poté se ve většině případů testují pomocí experimentálních metod. Potvrzené hypotézy jsou přeneseny do ranku vzorů a tvoří základ teorií. Takto formulované pojmy nejsouabsolutní. Vždy existuje šance, že nové informace budou vyžadovat přehodnocení zavedených názorů.
Všechny druhy studia biologie jsou zaměřeny na pochopení vlastností a charakteristik života. V tomto případě není možné vybrat jednu metodu jako hlavní. Moderní úrovně poznání bylo dosaženo pouze současným využíváním všech těchto metod poznávání okolního světa. Kromě toho se metody studia biologie člověka neliší od metod sběru a analýzy dat o jakémkoli jiném organismu. To svědčí o jejich všestrannosti. Pro každou úroveň hierarchického uspořádání živých systémů se používají stejné metody studia, ale v různých kombinacích. Přechod k používání kybernetických a systémových metod naznačuje integraci nejen v rámci biologie, ale napříč vědou jako celkem. Syntéza znalostí z různých oborů přispívá k hlubšímu pochopení základních zákonitostí světa, ve kterém žijeme.
