Избранные лекции по курсу биологии - Галина Адельшина

Французский натуралист Бюффон Жорж Луи Леклерк (1707-1788) в своих работах указывал на изменяющее влияние климата, пищи и продолжительности времени на комбинации и изменение признаков организмов. Он полагал, что по мере изменения климата на Земле высокоорганизованные животные перерождались в менее совершенные формы. Особую роль в изменении видов он приписывал гибридизации.

В 1809 г. французский естествоиспытатель Ж. Б. Ламарк (1744-1829) выступил с первой теорией эволюции в труде «Философия зоологии». Ламарк распространил принципы эволюции не только на растительный и животный миры, но и на самого человека. Он считал, что: 1) организмы изменчивы; 2) виды условны и постепенно преобразуются в новые виды; 3) организмы постепенно совершенствуют свою организацию (градация, т.е. саморазвитие), движущей силой которой является изначальное стремление природы к прогрессу; 4) изменения организмов, приобретенные в течение жизни в ответ на изменения условий, наследуются и т.п. Однако, отрицая постоянство видовых форм, он пришел к отрицанию их реальности.

В этот период необходимо также отметить замечательные работы Я. Ингенхауза (1779), Дж. Пристли (1772, 1780), Ж. Сенебье (1782). Они ознаменовали собой не только экспериментальное подтверждение наличия у растений процесса воздушного питания, но и начали его всестороннее изучение. Так, Ян Ингенхауз вскрыл основное условие фотосинтеза – наличие света и зеленой окраски у растений. Дж. Пристли показал зависимость поглощения растением углекислого газа и выделения кислорода от солнечного освещения. Ж. Сенебье установил участие углекислоты в процессе фотосинтеза.

Опираясь на работы этих ученых в 1804 году Н. Соссюр в своем труде «Химические исследования растений» привел многочисленные опытные данные и сделал выводы о различных сторонах жизнедеятельности растений и прежде всего об их питании – воздушном и почвенном.

XIX век представляет собой своеобразную полосу в истории мировой науки. Этот этап ознаменовался рядом таких открытий и обобщений, которые существенно изменили представления всей картины мира.

Среди важнейших достижений в области биологии за этот период следует отметить :

1. Р. Броун (английский ботаник, автор броуновского движения) в 1831 году открыл ядро клетки.

2. М. Шлейден – австрийским ботаник (1838) и Т. Шванн – немецкий зоолог (1839) создали основы клеточной теории. В 1858 г. в своем труде «Целлюлярная патология» немецкий патологоанатом Р. Вирхов показал, что “всякая клетка возникает только из клетки”. Это оказало влияние на дальнейшее развитие учения о клетке.

3. Ю. Либих, Ж.Б. Буссенго и др. (середина XIX века) в своих экспериментах установили особенности питания растений и их отличия от животных, сформулировали принцип круговорота веществ в природе работы.

4. И.М. Сеченовым («отцом русской физиологии») заложены основы материалистического понимания высшей нервной деятельности (“Рефлексы головного мозга”, 1863), что явилось коренным переломом в физиологии. Сеченов также провел исследования по транспорту газов в крови.

5. Г.Мендель (чешский естествоиспытатель) в 1865 году открыл закономерности наследственности. В свое время это событие осталось без внимания. В 1900 году произошло повторное переоткрытие упомянутых закономерностей учеными Г.де Фризом, К. Корренсом и Э.Чермаком, что явилось базой для создания новой науки генетики.

6. Ч. Дарвин (английский естествоиспытатель) создал материалистическое эволюционное учение, содержащее строго научные доказательства развития органического мира от простых форм к более сложным в ходе длившейся миллиарды лет эволюции Земли. В своем труде “Происхождение видов путем естественного отбора” (1859) Дарвин показал движущие силы эволюции и объяснил ее механизмы.

7. Луи Пастер (французский ученый, основоположник микробиологии) опроверг теорию самопроизвольного зарождения микроорганизмов; в 1878-79 гг., изучая куриную холеру, иммунизацию против бешенства, действие предохранительных прививок, он заложил основу учения об иммунитете.

8. И.И.Мечников (русский биолог) в 1883 г. создал биологическую фагоцитарную теорию иммунитета, в основу которой была положена способность фагоцитов «захватывать» и разрушать инородные тела, попавшие в организм. Мечников является одним из основоположников эволюционной эмбриологии, сравнительной патологии, микробиологии и иммунологии. За свои работы по иммунитету он был удостоен Нобелевской премии.

9. П.Эрлих (немецкий врач и исследователь) открыл гуморальную теорию иммунитета (циркуляция с кровью специфических антител), за что был удостоен Нобелевской премии.

10. С.Н.Ивановский (русский ботаник, один из основоположников вирусологии) в 1892 году, изучая вирус табачной мозаики, открыл мир фильтрующихся вирусов.

В 20 веке наблюдается бурное развитие биологии. Для этого периода характерны два процесса: 1) прежние единые науки начинают распадаться на отдельные отрасли (например, из зоологии выделились энтомология, гельминтология и др.); 2) намечается тенденция к сближению биологии с другими науками, так возникли биохимия, биофизика, молекулярная биология и т.п.

Начало XX века характеризуется рождением (1900 г.) и развитием генетики, развитием молекулярной биологии. Для этого периода характерны следующие основные открытия ученых:

1) Де Фриз Гуго (голландский ботаник и генетик) впервые предложил термин «мутация» и выдвинул мутационную теорию эволюции (1901 г.).

2) У. Сеттон (американский цитолог) и Т. Бовери (немецкий цитолог и эмбриолог) в 1903 году показали, что хромосомы являются носителями генов. Это утверждение легло в основу хромосомной теории наследственности.

3) Т. Морган и его школа в 1911 году разработали и сформулировали хромосомную теорию наследственности, установили линейность расположения генов по длине хромосом.

4) В. Иогансен (датский генетик) в 1909 г. ввел понятия: ген, генотип, фенотип, создал учение о чистых линиях (оно легло в основу современных принципов селекции).

5) Г.С.Филлипов, Г.А.Надсон и А.С.Серебровский, И.А.Раппопорт (советские ученые, генетики) и Г.Меллер (американский генетик) и др. в 1925 году открыли явление индуцированного мутагенеза.

6) Н.И. Вавилов (советский генетик, селекционер) в 1920 году сформулировал закон гомологических рядов в наследственной изменчивости у близких видов, родов и даже семейств.

7) Четвериков С.С. (советский ученый) в 1926 году сделал решающий шаг к объединению генетики и теории естественного отбора, явился основоположником учения о микроэволюции.

8) И.В. Мичурин (советский биолог, селекционер) является основоположником селекции плодовых культур в СССР. Он предложил методы преодоления генетического барьера при отдаленной гибридизации.

9) Н.К. Кольцов (советский биолог) впервые сформулировал идею ауторепродукции хромосом, является одним из основоположников советской экспериментальной цитологии и генетики.

10) В. И. Вернадский в 1926 г. создает науку биогеохимию и учение о биосфере.

11) А. Тенсли (английский геоботаник) в 1935 г. создал учение об экосистемах.

12) В. Н. Сукачев (советский ученый) в 1940 г. создал основы науки биоценологии. На основе этих учений научно разрабатывается стратегия взаимоотношений человека с окружающей средой

13) Э. Тейтем и Дж. Ледерберг (американские генетики и биохимики) в 1946 году открыли процесс коньюгации (генетической рекомбинации) у бактерий.

14) М. Барр и Л. Бертрам (канадские ученые) в 1949 году в нейронах кошки открыли половой хроматин.

15) Дж. Уотсон (американский ученый) и Ф. Крик (английский ученый) – в 1953 году расшифровывают структуру ДНК. Это привело к раскрытию генетического кода, давшего толчок развитию молекулярной биологии, а в дальнейшем и генной инженерии.

16) Ж. Тио и А. Леван в 1956 году установили число хромосом человека.

17) М.Ниренберг (американский биохимик-генетик), Р.Холли (американский биохимик) и Х.Б. Корана (индийский ученый, работающий в США) – в 1961 году открыли генетический код.

18) Х.Б. Корана в 1970 году искусственно синтезировал искусственный ген.

19) Пол Берг американский биохимик, нобелевский лауреат изучал роль транспортной РНК в биосинтезе белков. Он получил рекомбинантные молекулы ДНК двух разных вирусов, на которых исследовал структуру индивидуальных генов. Им были заложены основы генной инженерии.