11362 (Важнейшие открытия в биологии в XX веке)

Содержание

Введение

1. Ч. Дарвин основатель теории биологической эволюции

2. Стволовые клетки

3. Прионы

4. ДНК

5. Клонирование

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

В XIX веке в науке происходили непрерывные революционные перевороты во всех отраслях естествознания.

Благодаря периодической системе элементов, открытой гениальным русским ученым Д.И. Менделеевым (1834-1907), была доказана внутренняя связь между всеми известными видами вещества.

Таким образом, к рубежу XIX-XX вв. произошли крупные изменения в основах научного мышления, механистическое мировоззрение исчерпало себя, что привело классическую науку Нового времени к кризису. Этому способствовали помимо названных выше, открытие электрона и радиоактивности. В результате разрешения кризиса произошла новая научная революция, начавшаяся в физике и охватившая все основные отрасли науки, Она связана, прежде всего, с именами Планка (1858-1947) и А. Эйнштейна (1879-1955), Открытие электрона, радия, превращения химических элементов, создание теории относительности и квантовой теории ознаменовали прорыв в область микромира и больших скоростей. Успехи физики оказали влияние на химию. Квантовая теория, объяснив природу химических связей, открыла перед наукой и производством широкие возможности химического преобразования вещества; началось проникновение в механизм наследственности, получила развитие генетика, сформировалась хромосомная теория.

К середине XX века на одно из первых мест в естествознании выдвинулась биология, где совершены такие фундаментальные открытия, как установление молекулярной структуры ДНК Ф. Криком (род. 1916) и Дж. Уотсоном (род. 1928), открытие генетического кода.

Наука в настоящее время - это чрезвычайно сложное общественное явление, имеющее многосторонние связи с миром. Ее рассматривают с четырех сторон (как и любое другое общественное явление - политику, мораль, право, искусство, религию):

1) с теоретической, где наука - система знаний, форма общественного сознания;

2) с точки зрения общественного разделения труда, где наука - форма деятельности, системой отношений между учеными и научными учреждениями;

3) с точки зрения социального института;

4) с точки зрения практического применения выводов науки со стороны ее общественной роли.

В настоящее время научные дисциплины принято подразделять на три большие группы: естественные, общественные и технические. Отрасли науки различаются по своим предметам и методам. В то же время резкой грани между ними нет, и ряд научных дисциплин занимает промежуточное междисциплинарное положение, например, биотехнология, радиогеология.

Науки подразделяют на фундаментальные и прикладные. Фундаментальные науки познанием законов, управляющих поведением и взаимодействием базисных структур природы, общества и мышления. Эти законы изучаются в "чистом виде", поэтому фундаментальные науки иногда называют чистыми науками.

Цель прикладных наук - применение результатов фундаментальных наук для решения не только познавательных, но и социально-практических проблем.

Создание теоретического задела для прикладных наук обусловливает, как правило, опережающее развитие фундаментальных наук по сравнению с прикладными. В современном обществе, в развитых индустриальных странах ведущее место принадлежит именно теоретическому, фундаментальному знанию, и роль его все время повышается. В цикле "фундаментальные исследования - разработки - внедрение" - установка на сокращение сроков движения.

Цель работы: изучить важнейшие открытия в биологии в XX веке.

Задачи работы:

рассмотреть Ч. Дарвин основатель теории биологической эволюции;

дать краткую характеристику стволовых клеток;

рассмотреть, что такое прионы;

дать краткую характеристику открытию ДНК;

дать краткую характеристику клонированию.

1. Ч. Дарвин основатель теории биологической эволюции

Важным источником формирования естественно-научных основ психологии явилось эволюционное учение Чарльза Дарвина (1809-1882). В 1859 г. в свет выходит его книга "Происхождение видов путем естественного отбора", вероятно, самая значительная работа в области биологии вплоть до настоящего времени. В ней Ч. Дарвин устанавливает основные факторы биологической эволюции - изменчивость, наследственность и отбор.

Согласно Ч. Дарвину, исходными факторами биологической эволюции являются индивидуальная, филогенетическая изменчивость и наследование приобретенных в онтогенезе признаков. Однако явления изменчивости и наследственности еще не объясняют в полной мере действительных причин биологической эволюции. Изменчивость сама по себе не несет какой-либо целесообразности, поскольку происходящие изменения могут быть для организма как полезными, так и вредными. Наследственность, в свою очередь, закрепляет и фиксирует лишь то, что доставляет ей изменчивость. Поэтому стояла задача найти реальную движущую силу биологического прогресса. Такой движущей силой, по мнению Дарвина, выступает механизм отбора и борьба за существование. Принцип естественного отбора заключается в том, что из массы живых форм, нарождающихся в геометрической прогрессии, сохраняются только те, которые оказываются наиболее приспособленными к условиям жизни. Следовательно, отбор предполагает сохранность и накопление таких признаков, которые обеспечивают организму выживание и наилучшее существование. Естественный отбор, или сохранение полезных организму признаков, происходит в борьбе за существование. Она представляет собой сложные внутри - и межвидовые отношения организмов. Борьба организмов за жизнь внутри вида, межвидовая борьба и борьба с неблагоприятными условиями природы - вот факторы, заставляющие организм приобретать и удерживать только такие признаки, которые необходимы для приспособления к условиям внешней среды и сохранения жизни.¹ Выяснив факторы биологической эволюции (изменчивость, наследственность и отбор), Ч. Дарвин должен был теперь объяснить причины многообразия видов растений и животных. На основе наблюдений за животными, живущими в естественных условиях жизни, а также, опираясь на опыты по селекции растений и животных, Ч. Дарвин пришел к выводу, что для выживания организму выгоднее всего отличаться, а не быть похожим на другое существо: из прогрессивно размножающихся живых форм остаются только те, которые более всего различаются, а все промежуточные формы обречены на гибель и вымирание. Таким образом, ученым впервые было дано научное обоснование эволюции живых организмов во времени и пространстве.

Эволюционное учение Дарвина оказало существенное влияние на развитие не только всей биологической науки, но и психологии.

Прежде всего, теория Ч. Дарвина внесла в психологию генетический принцип, сыгравший исключительное значение в дальнейшем ее развитии. С генетическим подходом связаны наиболее важные открытия, которые были сделаны как в психологии, так и в примыкающих к ней науках. Распространение эволюционистских представлений на область сознания ознаменовало сближение психических и органических явлений с точки зрения их реального биологического родства. Психология стала заимствовать детерминистские идеи уже не у механики, а у эволюционной биологии, под влиянием которой был выдвинут ряд важных для психологии проблем, таких как адаптация к среде, филогенетическая обусловленность функций, индивидуальные вариации, роль наследственности, преемственность в развитии между психикой животных и человеческим сознанием, соотношение структуры и функции и др.

Был обоснован новый подход в трактовке психических явлений. Теперь психика животных и человека стала выступать как необходимая сторона жизнедеятельности организма, обеспечивающая приспособление его к внешним условиям среды. Психические явления рассматривались Ч. Дарвином как орудие приспособления организма к среде. Сами приспособительные акты, за которыми стоят психические явления, не могут быть поняты без того, чтобы не учитывать роль внешних физических воздействий и внутренних анатомо-физиологических условий организма. Тем самым была предложена новая схема детерминистских отношений между организмом и средой. До Дарвина среда понималась лишь как стимул, который (по типу соударения механических тел) производит в телесной организации эффект, соответствующий ее изначально заданному неизменному устройству. Теперь же среда оказывалась силой, способной не только вызывать, но и видоизменять жизнедеятельность.

Еще один важный вклад Дарвина в психологию состоял в том, что наряду с преемственностью у животных в строении их тела, он открыл такую же преемственность в их психической организации. Тем самым была обоснована связь психики животных и человека. Этим вопросам Ч. Дарвин посвятил две специальные работы: "Выражение эмоций у человека и животных" (1872) и "Происхождение человека и половой отбор" (1871). В названных трудах он показал наличие общих генетических корней в психических способностях человека и животных. Проницательная наблюдательность позволила заявить Ч. Дарвину, что чувства и впечатления, различные эмоции и способности - такие, как любовь, память, внимание, любопытство, подражание, рассудок и т.д., которыми гордится человек, - могут быть найдены в зачатке, а иногда даже в хорошо развитом состоянии у низших животных. Тем самым были заложены основы сравнительной психологии как отрасли психологического знания. ²

Выдвинутые Дарвином положения об изменчивости и наследственности признаков вскоре были перенесены и на область психических свойств человека. Через десять лет после выхода книги Ч. Дарвина "Происхождение видов", его двоюродный брат Ф. Гальтон попытался показать в книге "Наследственность таланта", что вариации психических способностей определяются наследственностью. Для доказательства своего основного тезиса Ф. Гальтоном привлекались экспериментальные, статистические и другие методы в изучении индивидуально-психологических различий между людьми.

Ч. Дарвин, как подлинный естествоиспытатель, отстаивал объективный подход к изучению психических явлений. Все его труды основывались только на объективных наблюдениях и эксперименте. Взгляд на психику как на орудие приспособления организма к среде естественным образом предполагал включение в область рассмотрения факты приспособительного поведения животных и человека, доступные внешнему наблюдению и контролю. Именно это позволило Ч. Дарвину во всей своей исследовательской деятельности широко применять эксперимент и объективное наблюдение при изучении поведения животных и человека. ³

Таким образом, под влиянием Дарвина изменился сам стиль психологического мышления. Важнейшим результатом происшедшего сдвига явилось внедрение объективного, генетического и статистического методов в психологические исследования, а также возникновение категории поведения.

2. Стволовые клетки

Открытие стволовых клеток человека стало одним из трех самых значительных открытий в биологии, сделанных в XX веке. Два других - установление структуры молекулы ДНК и расшифровка генома человека. Однако именно стволовые клетки стали предметом для многочисленных спекуляций по поводу возможности их применения в практической медицине уже сегодня. Многочисленные косметологические клиники предлагают своим клиентам новую процедуру омоложения с использованием стволовых клеток самих же клиентов. Более того, в рекламных объявлениях приводят примеры успешно проведенных процедур на именитых пациентах.

Между тем специалисты в области биотехнологии утверждают, что им известно всего несколько отработанных технологий клинического применения стволовых клеток человека, выделяемых из костного мозга и периферической крови для лечения ограниченного числа заболеваний.

В биологию термин "стволовая клетка" ввел русский ученый Александр Максимов в 1908 году в Берлине на съезде гематологического общества. Следующей значительной вехой в исследовании этого научного вопроса стало открытие российскими специалистами Александром Фриденштейном и Иосифом Чертковым в 60-70-е годы прошлого века стволовых клеток крови. И по большому счету именно им принадлежит авторство в создании учения о стволовых клетках.

Однако интенсивное развитие этой науки началось с 1998 года, когда американские ученые Д. Томпсон и Д. Герхард выделили эмбриональные стволовые клетки.

Итак, что же это за клетки? Стволовые клетки - это популяция так называемых клеток-предшественников, обладающих высоким пролиферативным (способностью делиться) потенциалом и способностью к дифференцировке - развитию в зрелые, образующие ткани и органы клетки. Проще говоря, стволовые клетки - это та основа, из которой развивается весь организм. Так, зародыш целиком состоит из стволовых клеток, которые начинают постепенно дифференцироваться в клетки будущих органов и тканей.

Таким образом, во взрослом организме стволовых клеток гораздо меньше, чем в новорожденном. А так как они способны преобразовываться в клетки любых органов и тканей, во взрослом организме они выполняют регенеративную функцию. То есть в случае повреждения какого-нибудь органа стволовые клетки направляются к очагу бедствия и превращаются в клетки больного органа, способствуя его восстановлению. Именно это свойство стволовых клеток легло в основу разработки методов их применения в терапевтических целях.

Стволовые клетки делятся на эмбриональные и соматические. Эмбриональные выделяют соответственно из эмбриона на ранней стадии его развития. Соматические стволовые клетки - это клетки взрослого организма, которые присутствуют в основном в костном мозге, а также в периферической крови (крови, циркулирующей в организме) и в небольших количествах во всех органах и тканях. ⁴

Понятно, что лечение с использованием стволовых клеток в первую очередь сводится к их трансплантации. А значит, нужно определить основной источник стволовых клеток и способ их получения.