Современные методы исследования в биологии
Создание системы точного проверенного знания, основанного на фактах, которые можно подтвердить или, наоборот, опровергнуть, является главной задачей каждой науки. В биологии также: полученные данные постоянно ставятся под сомнения и допускаются только тогда, когда есть им существенные подтверждения.
На сегодняшний день данная наука рассматривает все живые системы. Для того чтобы детально изучить их организацию и деятельность, происхождение, распространение, а также развитие и связь друг с другом, с целью познания и выделения определённых закономерностей, используются следующие методы исследования в биологии:
1. Сравнительный – позволяет изучать путём сравнения сходства и различия живых организмов, а также их частей. Полученные данные дают возможность объединять в группы растения и животные. Этот метод использовался при создании клеточной теории, систематики и для подтверждения теории эволюции. В настоящее время он применяется практически во всех направлениях данной науки.
2. Описательные методы исследования в биологии (наблюдение, статистика) — позволяют анализировать и описывать явления, происходящие в живой природе, сравнивать их, находя определённые закономерности, а также обобщать, открывать новые виды, классы и прочее. Данные методы начали использоваться ещё в древности, но на сегодняшний день не утратили своей актуальности и широко применяются в ботанике, этологии, зоологии и т. д.
3. Исторический – даёт возможность выявить закономерности образования и развития живых систем, их структур и функций, сопоставлять их с ранее известными фактами. Данный метод использовался Ч. Дарвином для построения его теории, и способствовал превращению биологии из описательной в объясняющую науку.
4. Экспериментальные методы исследования в биологии:
а) моделирование – позволяет изучать какой-либо процесс или явление, а также направления эволюции путём воссоздания их в виде модели при помощи современных технологий и оборудования;
б) эксперимент (опыт) – искусственное создание в контролируемых условиях ситуации, которая помогает выявить глубоко скрытые свойства живых объектов. Данный метод способствует изучению явлений изолированно, благодаря чему можно достигать повтора результатов при воспроизведении этих самых явлений в одинаковых условиях.
Экспериментальные методы в биологии служат не только для проведения опытов и получения ответов на интересующие вопросы, но и для определения правильности сформулированной в начале изучения материала гипотезы, а также для её корректировки в процессе работы.
В двадцатом столетии данные способы исследования становятся ведущими в этой науке благодаря появлению современного оборудования для проведения опытов, такого как, например, томограф, электронный микроскоп и прочее.
В настоящее время в экспериментальной биологии широко используются биохимические приёмы, рентгеноструктурный анализ, хроматография, а также техника ультратонких срезов, различные способы культивирования и многие другие.
Экспериментальные методы в сочетании с системным подходом расширили познавательные возможности биологической науки и открыли новые дороги для применения знаний практически во всех сферах деятельности человека.
Перечисленные методы исследования в биологии не исчерпывают всего арсенала способов получения знаний в науке, поэтому между ними нельзя проводить строгую границу. Применяемые в сочетании друг с другом, они дают возможность открывать новые явления и свойства в живых системах за непродолжительный период времени, а также устанавливать закономерности их возникновения, развития и функционирования.
fb.ru
Методы биологии — Науколандия
Методы и приемы, используемые в биологии для получения сведений о живых объектах, разнообразны. В зависимости от исследуемого уровня организации жизни, целей исследования используются те или иные методы.
Самыми простыми методами являются метод наблюдения и метод описания. Они связаны друг с другом, т. к. метод описания основывается на методе наблюдения, следует за ним. Эти методы использовались еще в древности, когда описание наблюдаемого было почти единственным методом исследования. Однако и в настоящее время эти методы широко используются во многих разделах биологии. Например, в ботанике, зоологии, экологии.
Сравнительный метод в биологии основывается на сравнении живых объектов с целью нахождения их сходств и различий. Данный метод сыграл огромную роль в становлении систематики живых организмов, способствовал разработке эволюционной теории. Благодаря обнаружению клеточного строения всех живых организмов была сформулирована клеточная теория.
Исторический метод направлен на исследование развития живого мира во времени. Выявляет закономерности развития организмов, того как менялось их строение и жизнедеятельность в процессе эволюции.
Экспериментальный метод в биологии является одним из наиболее важных, так как биология — естественная наука. Эксперименты позволяют изучить жизненные функции в действии, выявить закономерности. Примером использования экспериментального метода являются работы Г. Менделя, в которых он на горохе изучал наследование признаков.
С экспериментальным методом связан метод моделирования. В отличие от экспериментального метода в методе моделирования создаются условия, которые в реальности создать невозможно. В основном из-за того, что в реальных условиях существует множество влияющих на эксперимент различных факторов. При моделировании их количество уменьшается, что позволяет сосредоточится на изучении влияния конкретных факторов. Моделирование позволяет задавать различные исходные условия, менять их в ходе эксперимента и таким образом находить оптимальное решение. Например, это может использоваться при изучении существования популяции в определенном биогеоценозе. Или изучении реакции клеток на определенные вещества.
Успех развития биологии был обеспечен появлением сложных устройств: микроскопов (светового и электронного), центрифуг, компьютеров и др.
scienceland.info
Методы биологических исследований
Когда мы говорим о биологии, мы говорим о науке, которая занимается исследованием всего живого. Все живые существа, включая ареал их обитания, изучаются. Начиная от строения клеток и заканчивая сложными биологическими процессами, все это является предметом биологии. Рассмотрим методы исследования в биологии, которые на данный момент используются.
Методы биологических исследований включают в себя:
- Эмпирические/экспериментальные методы
- Описательные методы
- Сравнительные методы
- Статистические методы
- Моделирование
- Исторические методы
Эмпирические методы заключаются в том, что объект опыта подвергается изменению условий его существования, а потом, учитываются полученные результаты. Эксперименты бывают двух видов в зависимости от их места проведения: лабораторные эксперименты и полевые эксперименты. Для проведения полевых экспериментов используются естественные условия, а для проведения лабораторных экспериментов, используется специальное лабораторное оборудование.
Описательные методы основываются на наблюдение, с последующим анализом и описанием феномена. Этот метод позволяет выделить особенности биологических явлений и систем. Это один из самых древних методов.
Сравнительные методы подразумевают сравнение полученных фактов и явлений с другими фактами и явлениями. Сведения получаются путем наблюдения. В последнее время стало популярно применять мониторинг. Мониторинг это постоянное наблюдение, которое позволяет собрать данные, на основе которых будет проводиться анализ, а потом прогнозирование.
Статистические методы также известны под названием математические методы, и используются для того, чтобы обработать данные числового характера, которые были получены в ходе эксперимента. Кроме этого, данный метод применяется для того, чтобы убедиться в достоверности определенных данных.
Моделирование это метод, который в последнее время принимает большие обороты и подразумевает работать с объектами путем представления их в моделях. То, что нельзя анализировать и изучать впоследствии эксперимента, то можно узнать путем моделирования. Частично используется не только обычное моделирование, а также математическое моделирование.
Исторические методы основываются на изучение предыдущих фактов, и позволяют определить существующие закономерности. Но так как не всегда один метод оказывается достаточно эффективным, принято эти методы совмещать для получения лучших результатов.
Вот мы и рассмотрели основные методы исследований в биологии. Очень надеемся, что данная статья была для вас интересной и познавательный. Свои вопросы и замечания обязательно пишите в комментариях.
Биология заботится обо всех живых существах и, особенно о человеке, а Урсосан (http://www.ursosan.ru/)заботится о его печени. Урсосан поможет в лечении
Если материал был полезен, вы можете отправить донат или поделиться данным материалом в социальных сетях:
reshit.ru
Методы исследования в биологии
5. Дайте определения понятий.
Научный метод — совокупность приемов и операций, используемых при построении системы научных знаний.
Научный факт — это результат наблюдений и экспериментов, который устанавливает количественные и качественные характеристики объектов.
6. Запишите формулировку вашнейшего принципа науки.
Все гипотезы всегда должны быть достоверны.
7. Заполните таблицу.
| Метод | Область применения |
| Наблюдение | Исследование внешних признаков и видимых изменений на протяжении определенного промежутка времени. Например, наблюдение за ростом и развитием проростка. |
| Эксперимент | Проверка верности выдвинутой гипотезы. |
| Сравнительный | Исследование сходства и различия в строении, протекании жизненных процессов и поведении различных объектов. Например, особей разного пола, приндлежащих к одному виду. |
| Описательный | Фиксирование наблюдаемых внешних признаков объектов исследования. Этот метод стоял у истоков биологии, как науки, но ее развитие было бы невозможно без применения других методов исследования. |
| Исторический | Осмысление полученных научных фактов и их сопоставление с ранее известными. |
8. Для приведенных ниже конкретных ситуаций предложите наиболее подходящие методы исследований.
а) необходимо выяснить, какое влияние оказывают различные дозы удобрений на определённые сорта культурных растений;
Наиболее подходящие методы исследований:
эксперимент, наблюдение
б) необходимо выяснить, как распределяются обязанности между самцом и самкой у определенного вида птиц при высиживании яиц и выкармливании птенцов;
Наиболее подходящие методы исследований:
наблюдение, сравнительный
в) в связи с выбором места для строительства будущего промышленного объекта необходимо оценить биологическую и хозяйственную ценность нескольких биоценозов.
Наиболее подходящие методы исследований:
сравнительный
biogdz.ru
Наблюдение, описание и эксперимент как основные методы биологии
Библиографическое описание:
Кабакова Д. В. Наблюдение, описание и эксперимент как основные методы биологии [Текст] // Проблемы и перспективы развития образования: материалы Междунар. науч. конф. (г. Пермь, апрель 2011 г.).Т. I. — Пермь: Меркурий, 2011. С. 16-19. URL https://moluch.ru/conf/ped/archive/17/366/ (дата обращения: 22.11.2018).
Факты – это воздух ученого.
И. П. Павлов
К концу ХХ века место биологии в системе наук изменилось, как и отношения биологии с практикой. Биология становится лидером естествознания. Это выражается в укреплении связи биологии с точными и гуманитарными науками, развитии комплексных и междисциплинарных исследований, взаимосвязи с глобальными проблемами современности.
Эти изменения не могли не отразиться на методологии биологической науки. Современные ее установки предполагают, в частности, установление диалектического единства ранее противопоставлявшихся друг другу методологических подходов, как то: «единство описательно-классифицирующего и объяснительно-номотетического подходов; единство эмпирических исследований с процессом интенсивной теоретизации биологического знания, включающим его формализацию, математизацию и аксиоматизацию» [8, с.11].
В современном биологическом исследовании роль методов как инструментов познания состоит, с традиционной стороны, в «усилении естественных познавательных способностей человека, а так же в их расширении и продолжении», с другой, синергетической – в «коммуникативной функции», посредничестве между субъектом и объектом исследования [1, с.18].
Наблюдение – отправной пункт всякого естественнонаучного исследования. В биологии это особенно хорошо заметно, так как объект ее изучения – человек и окружающая его живая природа. Уже в школе на уроках зоологии, ботаники, анатомии детей учат проведению самых простых биологических исследований путем наблюдения за ростом и развитием растений и животных, за состоянием собственного организма. Наблюдение как метод собирания информации – хронологически самый первый прием исследования, появившийся в арсенале биологии, а точнее, еще ее предшественницы – естественной истории. И это неудивительно, так как наблюдение опирается на чувственные способности человека (ощущение, восприятие, представление). Классическая биология — это биология по преимуществу наблюдательная. Но, как мы увидим, этот метод не утратил своего значения и по сей день.
Наблюдения могут быть прямыми или косвенными, они могут вестись с помощью технических приспособлений или без таковых. Так, орнитолог видит птицу в бинокль и может слышать ее, а может фиксировать прибором звуки вне слышимого человеческим ухом диапазона; гистолог наблюдает с помощью микроскопа зафиксированный и окрашенный срез ткани, а, скажем, для молекулярного биолога наблюдением может быть фиксация изменения концентрации фермента в пробирке.
Важно понимать, что научное наблюдение, в отличие от обыденного, есть не простое, но целенаправленное изучение объектов или явлений: оно ведется для решения поставленной задачи, и внимание наблюдателя не должно рассеиваться. Например, если стоит задача изучить сезонные миграции птиц, мы будем замечать сроки их появления в местах гнездования, а не что-либо иное. Таким образом, наблюдение — это выделение из действительности определенной части, иначе говоря, аспекта, и включение этой части в изучаемую систему.
В наблюдении важна не только точность, аккуратность и активность наблюдателя, но и его непредвзятость, его знания и опыт, правильный выбор технических средств. Постановка задачи предполагает также наличие плана наблюдений, т.е. их планомерность.
Эксперимент представляет собой воссоздание выделенного аспекта действительности в специально создаваемых и контролируемых условиях, что обеспечивает критерий воспроизводимости, то есть позволяет восстановить ход явления при повторении условий. Например, можно выращивать клетки при разных температурах, выявляя оптимум, при котором рост будет наибыстрейшим.
Будучи более сложным, чем наблюдение, этот метод обладает рядом важных особенностей. Эксперимент предполагает активное, целенаправленное и строго контролируемое воздействие исследователя на изучаемый объект. Кроме того, исследователь при желании имеет возможность устранять затрудняющие процесс факторы. Исследуемый биологический объект можно изолировать от каких-либо влияний окружающее среды, создать искусственные (в том числе экстремальные) условия его изучения, вмешиваться в течение процессов.
Все это позволяет изучить биологический объект глубже, чем посредством наблюдения, выявить его скрытые свойства, стороны, связи. Экспериментальный метод неоднократно использовался в ходе развития биологической науки. Так, считается, что еще В. Койтер (1534-1576) внедрил в эмбриологию основы методологии экспериментального исследования, систематически изучая развитие эмбриона курицы, а Р. Я. Камерариус (1665-1721) привнес экспериментальный метод в область ботаники [4, с.33].
Основы теории эксперимента заложил английский философ Френсис Бэкон (1561–1626), видя в нем «одну из основ познания природы» [4, с.34]. Он предложил схему элиминативной индукции, т.е. очищения прафеномена от затемняющих его черт других феноменов. Прафеномен Бэкона достигается путем обобщения (дифференциального обобщения) и является теоретическим конструктом, применяемым для объяснения свойств феноменов (подведение под закон). Другое понимание индукции было выдвинуто Гете: у него прафеномен не исключал все частные феномены, а наоборот, суммировал их свойства таким образом, что данный природный феномен становился основой понимания целого ряда других феноменов [3, с.172]. Хотя эксперимент применялся в классической биологии, он еще не рассматривался в качестве ведущего метода и стал завоевывать позиции в основных биологических науках лишь в прошлом столетии. Современная теория эксперимента обычно следует традиции Бэкона.
Полный цикл экспериментального исследования состоит из нескольких стадий. Как и наблюдение, эксперимент предполагает наличие четко сформулированной цели исследования, плана, базируется на предустановках, т.е. исходных положениях. Поэтому, приступая к эксперименту, нужно определить его цели и задачи, обдумать возможные результаты. Научный эксперимент должен быть хорошо подготовлен и тщательно проведен. Кроме того, эксперимент требует определенной квалификации проводящих его исследователей.
На втором этапе выбираются конкретные приемы и средства технического воплощения и контроля. В последние полвека в биологии широко используются методы математического планирования и проведения экспериментов. Результаты проведенного опыта затем интерпретируются, что дает возможность истолковать их. Таким образом, замысел, план проведения и интерпретация результатов эксперимента в гораздо большей степени зависят от теории, чем поиски и интерпретации данных наблюдения.
Методологически все разнообразие возможных экспериментов классифицируется по познавательной цели, объекту познания и используемым средствам. Согласно этому, в гносеологии выделяется шесть видов эксперимента: поисковый, контрольный, воспроизводящий, изолирующий, качественный и количественный [4, с.48]. Высшей формой эксперимента является моделирование изучаемых процессов.
Итак, в результате наблюдения и эксперимента исследователь получает некоторое знание о внешних признаках, свойствах изучаемого предмета или явления, то есть новые факты. Результаты, полученные в ходе наблюдений и экспериментов, должны быть интерпретированы и проверены новыми наблюдениями и экспериментами. Только после этого их можно считать научными фактами.
Таким образом, наблюдение и эксперимент являются первоисточниками всех научных данных. Однако «увеличение количества опытов само по себе не делает эмпирическую зависимость достоверным фактом, потому что индукция всегда имеет дело с незаконченным, неполным опытом» [6, с.225].
Собрав фактический материал, необходимо, прежде всего, описать его. Поэтому биологические наблюдения всегда сопровождаются описанием изучаемого объекта. Под эмпирическим описанием понимается «фиксация средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах, данных в наблюдении» [4, 68]. Это означает, что описывать результат наблюдения можно и в числовом выражении, формулами, а также наглядным образом – с помощью рисунков, схем. Факт, полученный в результате наблюдения, может быть многозначным, так как зависит от многих привходящих обстоятельств и несет на себе отпечаток наблюдателя, места и времени события. Поэтому, строго говоря, только из наличия факта еще не следует его истинность. Иными словами, факты нуждаются в интерпретации.
Описание и есть результат интерпретации наблюдений. Например, составляя описание найденного скелета, палеонтолог назовет позвонками определенные кости постольку, поскольку он пользуется методом установления аналогии со скелетами уже известных животных. Описание – это основной метод классической биологии, базирующийся на наблюдении.
Работа по описанию живой природы, проведенная в XVI–XVII вв. в биологии, имела огромное значение для ее развития. Она открыла пути к систематизации животных и растительных организмов, показав все их разнообразие. Кроме того, эта деятельность значительно расширила сведения о формах и внутреннем устройстве живых организмов. И, наконец, следствием работы описательного периода является начало развития биологической теории – понятийно-категориального аппарата, принципов методологии, а также первые попытки объяснения сущности и выявления основополагающих характеристик жизни.
Позже описательный метод лег в основу сравнительного и исторического методов биологии. Правильно составленные описания, произведенные в разных местах, в разное время, можно сравнивать. Это позволяет путем сопоставления изучать сходство и различие организмов и их частей. Находя закономерности, общие для разных явлений, имея в своем распоряжении соответствующие описания, биолог может сравнить размеры раковин моллюсков одного биологического вида в наши дни и при Ламарке, поведение лося в Сибири и на Аляске, рост культуры клеток при низкой и высокой температуре и так далее. Поэтому сравнительный метод получил распространение еще в XVIII веке. На его принципах была основана систематика и сделано одно из крупнейших обобщений – создана клеточная теория.
Сравнительный метод, хорошо показавший себя в решении проблем эволюционизма, впоследствии перерос в исторический. Но он не потерял своего значения и сейчас. Исторический метод применяется для изучения закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функций. С введением этого метода в биологии произошли качественные изменения: из чисто описательной науки она стала трансформироваться в науку объясняющую. Сегодня «исторический подход служит наиболее общим принципом, объединяющим в себе все другие принципы и подходы теоретической биологии» [7, с.4].
Тем не менее, нужно отметить, что «нынешние сложности в развитии биологии связаны именно с трудностями компактного описания того громадного материала, который легко накапливается в результате наблюдений» [2, с.45].
Научные утверждения должны быть доступны для проверки и воспроизведения, т.е. содержать «принципиальную возможность опровержения» [5, 154]. Для этого описание научного исследования должно быть полным и однозначным. В биологии это требование соблюдается особенно тщательно: ограниченность существования биологических объектов во времени и пространстве, их высокая адаптивность, то есть способность к изменчивости под влиянием внешних условий, превращает даже простое описание эксперимента в логически стройную последовательность.
На основе обработки первичной информации, полученной путем целенаправленных наблюдений, а также экспериментов возникают научные факты – как правило, это достоверные и объективные данные, относящиеся к той или иной конкретной проблеме, установление которых требует применения теоретических положений.
При накоплении эмпирических знаний традиционная биология пользуется, по большей части, методом наблюдения, для функционально-химической биологии, напротив, характерно использование эксперимента как основного эмпирического метода. Эволюционная же биология использует исторический и сравнительный методы, которые базируются на описании. Единая теоретическая биология сможет естественно и успешно развиваться в том случае, если будет направляться мировоззренческими и гносеологическими принципами, которые станут играть роль «методологических регулятивов», обеспечивая взаимодействие различных наук и предотвращая абсолютизацию того или иного из путей и методов познания.
Комплексное использование различных методов позволяет наиболее полно познать явления и объекты природы. Происходящее в настоящее время сближение биологии с химией, физикой, математикой и кибернетикой, использование их методов для решения биологических задач оказались весьма плодотворными. Это выдвигает на первый план экспериментальный метод, хотя наблюдение и описание никогда не потеряют своей актуальности для биологического исследования.
Литература:Аршинов В. И. Синергетика как феномен постнеклассической науки. – М.: Ин-т философии РАН, 1999. – 203 с.
Воронов Л. Н. Введение в теоретическую биологию. – Чебоксары: Изд-во ЧГПУ, 2008. – 70 с.
Канке В. А. Основные философские направления и концепции науки. Итоги XX столетия. – М.: Логос, 2000. – 320 с.
Концепции современного естествознания. Под ред. Л. А. Михайлова. – СПб.: Питер, 2008. – 336 с.
Лешкевич Т. Г. Философия науки: традиции и новации. М.: Приор, 2001. – 428 С.
Фролов И. Т. Очерки методологии биологического исследования: система методов биологии. – М.: ЛКИ, 2007. – 288 с.
Хлебосолов В. Е. Актуальные проблемы теоретической биологии. // Экология, эволюция и систематика животных: Сб. научн. трудов каф. зоологии РГУ. – Рязань, 2006. – С. 3-21.
Ярилин А. А. «Золушка» становится принцессой, или Место биологии в иерархии наук. // «Экология и жизнь» №12, 2008. – С. 4-11.
Основные термины (генерируются автоматически): наблюдение, биология, эксперимент, описание, результат наблюдения, экспериментальный метод, сравнительный метод, биологическая наука, живая природа, исторический метод.
moluch.ru
|
sites.google.com
Понятие вида в биологии
1. В развитии современной науки особое значение имеет систематика. Эта наука пронизывает все области биологии , производя инвентаризацию всего населения биосферы нашей планеты. Четкое различение видов необходимо биологу любой специальности. Проблема вида и видообразования является одной из центральных проблем теории эволюции. Без выявления специфических экологических и морфофизиологических свойств вида невозможно понимать их роль в экосистемах, организовать правильное использование или принимать меры по охране. Вместе с тем развитие систематики невозможно без разработки теории вида.
2. Впервые термин “вид” был применен Аристотелем (384-322 д.н.э.) для обозначения общности сходных между собой организмов, отличающихся от других подобных общностей. В сочинениях Аристотеля понятие вид имело больше логический смысл, чем биолого-таксономический. Тем не менее, в его сочинениях было обозначено 500 видов животных. Ученик Аристотеля Теофраст(371-286 д.н.э.) разработал систему растений, аналогичную системе Аристотеля.
3. В своей многотомной сводке “ Общая история растений”, издававшейся с 1686 по 1704 гг. англ. биолог Джон Рей впервые ввел понятие вид как категорию, лежащую в основе систематики. Рей предложил называть видом (species) совместно размножающуюся морфологически сходную совокупность особей, которая в потомстве воспроизводит свои морфологические признаки. « Подобное рождает подобное». Он же ввел бинарную номенклатуру, которая впоследствии была утверждена благодаря трудам К.Линнея ( 1707-1778).
4. Карл Линней впервые сформулировал следующие положения:
— Вид- универсальная и объективная категория. Т.е. виды реально существуют в природе и нет ни одного организма, который не принадлежал бы к какому-нибудь виду.
— Вид – основная категория систематики. Основной критерий вида – морфологическая дискретность. Т.е. особи одного вида не должны различаться более, чем различаются дети одних родителей) Виды устойчиво воспроизводят свои признаки в потомках, в то же время четко отграничены друг от друга. Устойчивость формы- основная сущность вида.
— Поскольку форма устойчива, виды неизменны. Их столько, сколько создал бог.
К.Линней создал так наз. типологическую концепцию вида. Согласно этой концепции принадлежность особей к тому или другому виду производится путем сравнения её признаков с морфологическим типовым экземпляром — голотипом или с типовой серией – паратипом.
5. Совершенно иной подход развивал Ж. Б. Ламарк, который на основе своей теории эволюции отрицал существование видов – номиналистическая концепция -от слова nomen – имя. Виды – это не реальные единицы, а только названия, придуманные для удобства различения временных морфологически сходных групп.
6. Вопрос о реальности вида вновь возник после трудов Ч. Дарвина. Дарвин признавал реальность вида, но не обсуждал этот вопрос. Его главной целью было – доказательство эволюции видов Он всегда подчеркивал, что обособленность видов появляется в ходе их эволюции. Вид – это резко выраженная разновидность, а разновидность – это начинающийся вид. Это означает, что виды возникают под действием отбора, в процессе дивергенции постепенно обособляются, приобретают дискретность, и тем самым – реальность. Своими трудами Ч.Дарвин доказал изменяемость видов и их историчность. В связи с этим возникла новая проблема – вопрос о сущности, границах и реальности вида. Этот вопрос в Х1Х веке это представлял собой значительную трудность. При его разрешении здесь наметились два направления:
1-е направление представляло вид как элементарную и далее неподразделимую единицу. Поскольку большинство видов можно было разложить на разновидности и расы, такие виды нельзя был принимать как далее не подразделимые элементарные единицы. Поэтому эти систематики выделяли в качестве видов группы особей, сохраняющие в потомстве свои признаки. Основателем такого типологического подхода является ботаник А. Жордан. Вид это элементарная неизменная и не эволюирующая группа особей с четкими и дискретными морфологическими различиями, предаваемыми по поколениям. Впоследствии такие понятия Г.де Фриз назвал – жорданонами(euspecies). Такой подход на практике систематиков привел к видодробительству. Пример: А.Жордан у растения крупка весенняя выделил 300 жорданонов, возводимых им на ранг вида.
2-е направление представляло вид как сложную иерархическую систему. На основе морфологического сходства близких форм эти систематики стремились, наоборот, к видоукрупнительству. Впоследствии Г.де — Фриз назвал их линнеонами(conspecies), или линнеевскими видами.
1-е направление получило подтверждение в исследованиях генетиков в виде существования чистых мутантных линий. Оно защищало свои позиции, основываясь на исследованиях ранних генетиков.
Однако, и 2-е направление не стояло на месте и постепенно видоизменилось в другое направление, называемое эколого-географическим. Это направление основывалась на биогеографических критериях и также ввело новый критерий вида – ареалогический. Видом считать совокупность особей, распространенных в пределах обширного ареала, сходных между собой и в течение продолжительного времени не меняющих свой морфологический облик. Со временем это привело к развитию концепции политипического морфологического вида, основателем которого является А.П.Семенов-Тян-Шанский (1910), который впервые ввел иерархию видовых категорий : вид(species)-подвид(subspecies)-племя(natio)-морфа(morfa)-аберрация aberratio). Сформировалось представление о линневском виде как иерархической системы пространственно или сезонно различающихся групп.
Решение проблемы реальности политипического вида было достигнуто Н. И. Вавиловым в его труде «Линнеевский вид как система». В этой работе были даны материалы по изучению гомологических рядов изменчивости и центрам происхождения культурных растений. На основе синтеза этих данных Н. И. Вавилов показал, что вид является сложную иерархическую систему, состоящую из множества взаимоподчиненных элементов, различающихся морфологически, генетически и экологически, формирующуюся в ходе эволюции и обладющую единым ареалом. Н.И.Вавилов впервые показал, что внутривидовое разнообразие является важным условием существования вида и для его эволюции. То есть эволюционная динамика вида неразрывно связана с динамикой его существования, что делает вид относительно стабильным и реально существующим.
В 1940-х гг была создана СТЭ, утвердившая понятия микроэволюция и её элементарные факторы, в числе которых большое значение имеет изоляция и различные формы естественного отбора. Было внесено представление о популяционной структуре вида и его пространственной структуре. Таким образом, была сформирована новая биологическая концепция вида. Перечень научных монографий, иллюстрирующий ход становления данной концепции таков : 1937. Ф.Добржанский «Генетика и происхождение видов»; 1942. Э.Майр. Систематика и происхождение видов; 1953. Э.Майр, Линсли, Юзингер. Принципы и методы современной систематики; 1968. Э.Майр. Зоологический вид и эволюция.
Согласно новой концепции виды состоят не из отдельных независимых особей, а из популяций, а основным критерием вида стала его генетическая обособленность, в становлении которых играет большую роль изоляция. При этом решающим условием различения видов является не плодовитость при скрещивании, а репродуктивная изоляция, которая может принимать различные значения и формы.
Э.Майр – « Объективность критерия вида- результат внутривидовой связности генофонда и биологической обусловленности разрывов между видами».
Из этого становится ясным, что биологическая концепция вида считает вид как репродуктивное сообщество, комплекс популяций обменивающихся между собой генами и не обменивающиеся ими с другими подобными сообществами. Иными словами, видовая принадлежность особи, или группы особей(популяции) определяется не по степени сходства с типом данного вида, а по наличию любых признаков, подразумевающий обособленность генофонда вида (Пример: белая куропатка тундр Палеарктики…. Переходные формы….. Шотландский граус( не белеет). Этот граус считается подвидом, т.к. существует недостаточная степень изоляции. Морфологический статус грауса дает возможность выделения его в отдельный вид. Но поскольку биологическая концепция считает, что группу особей А можно считать видом по отношению к группам Б и В только в том случае, если эта группа генетически изолирована, граус не может считаться отдельным видом.
Итак, согласно биологической концепции вид — это генетически изолированная группа особей. Э. Майр(1970) дал следующее краткое определение вида: «Виды – это группы скрещивающихся естественных популяций, репродуктивно изолированные от других таких же групп». Биологическая концепция теоретически обосновала новый основной критерий вида – генетический Вид оказался сложной генетической системой.
В 1970-80-х гг. биологическая концепция прошла очередной этап развития, что привело к формированию признанной в настоящее время современной концепции политипического вида. В настоящее время всеми в общих чертах признается, что вид представляет собой качественный этап процесса эволюции.
« Вид – это генетически устойчивая система скрещивающихся популяций, (обладающих общей эволюционной судьбой и формирующих общий ареал), особи которых объединены возможностью скрещивания друг с другом, обладают сходством морфофизиологических признаков и экологическим своеобразием, занимая в экосистемах совокупности экологических ниш».
Согласно современным представлениям вид – это главный этап эволюции. Как главный этап эволюции он имеет определенные свойства- с одной стороны – это результат эволюции, а с другой это этап эволюционного процесса.
1. Как результат эволюционного процесса вид целостная, приспособленная к данной среде, генетически обособленная от всех других таких же видов, устойчивая система.
2. Как этап эволюционного процесса вид динамичен, изменчив, имеет расплывчатые границы. Вид состоит из множества популяций, каждая из которых является совершенно совершенно самостоятельной единицей с собственной эволюционной судьбой. Однако генофонды популяций обмениваются генетическим материалом, между ними существует поток генов, который служит основой для формирования единой сложной иерархической системы популяций. Это создает генофонд вида — наименьшую далее неделимую устойчивую генетическую систему.
Структура вида
Любой вид распадается на относительно изолированные группы особей, объединенных тесным генетическим родством( демы- у животных, биотипы – у растений). У животных такие группы демов могут объединять микропопуляции, а последние объединяются в популяции. Одиночные популяции или их группы могут образовывать расы и подвиды. У растений группы демов могут образовывать популяции, а последние могут образовавать экотипы и подвиды. Вообще, при описании внутривидовой структуры не только в ботанике и зоологии, на и в различных биологических дисциплинах используются разные понятия. Единого мнения нет даже внутри одной дисциплины, даже в зоологии и ботанике. Однако всеми признается, что любой вил — сложная система с многоуровневой иерархией биохорологических групп.
Большинство видов политипично, т.е. состоят из ряда иерархически соподчиненных внутривидовых групп. Например, если у животных виды состоят из подвидов, популяций и микропопуляций, то у растений это может выглядеть сложнее. Так различаются понятия:
— Полувид –географическая или экологическая раса, почти достигшая состояния молодого вида.
— Подвид – сформированная экологическая или географическая раса.
— Местная популяция – относительно обособленное поселение, устойчиво занимающее определенную территорию и способное к воспроизведению
— Экоэлемент – внутрипопуляционная форма, связанная со спаянным нерасщепляющимся генотипом. Может выходить из состава популяции и существовать как самостоятельный экотип.
— Морфобиологическая группа – группа организмов популяции, имеющая одинаковую или различную наследственную основу, различимая морфологически, имеющая сходный путь развития и одинаково реагирующая на условия среды.
— Биотип – элементарная единица генетической структуры популяции – группа организмов, имеющих почти тождественный генотип и отличающаяся от других таких же групп хотя бы одной мутацией.
Критерии вида
Критерии вида – это признаки, по которым выявляют различия между видами, используя их при систематическом выделении видов.
1. Морфологический критерий. Основной критерий, применяемый в систематике, введенный К.Линнеем( тип, паратип). Этот критерий не абсолютен, т.к. одни различаются хорошо, а другие , особенно, близкие виды морфологически малоотличимы, а иногда и неуловимы. Так, одно время считалось что в Северной Америке обитает Drosofila pseudoobscura, но при обстоятельном исследовании оказалось, этот вид на деле состоит из двух различных видов: D. pseudoobscura, D. persimilis.
Другой пример видов-двойников, группа малярийных комаров, ранее считалось, что это один вид-малярийный комар (Anopheles mаculipennis). Оказалось, что этот вид включает в себе 6 разных видов.
Иногда выделению видов препятствует клинальная изменчивость признаков, т.е. постепенный переход одного признака в другой , из-за чего границы между видами оказываются расплывчатыми – (пример: куропатка – граус)
2. Физиолого-биохимический критерий. Это один из надежных критериев, но тоже относительный, так как существует значительная внутривидовая изменчивость практически всех физиолого-биохимических показателей, начиная от теплоустойчивости тканей, характерных для данного вида, до последовательности аминокислот и отдельных участков ДНК. Так выделение мочевой кислоты характерно только для высших приматов, а другие млекопитающие выделяют аллантоин. Но оказалось, что одна порода собак выделяет мочевую кислоту, т.е. этот признак также оказался изменчив даже на уровне подотрядов. Известно также, у очень далеких в систематическом отношении организмов наблюдаются одинаковые химические пути синтеза аминокислот, а у близких видов эти пути могут различаться.
3. Географический критерий основан на относительной самостоятельности ареала каждого вида( границы, история возникновения ареала и т.д.) Но, многие ареалы видов совпадают, а другие имеют огромные ареалы, которые не могут быть систематическим признаком. Кроме этого очертания ареала могут быстро изменяться. Поэтому этот критерий имеет относительность применения.
4. Генетический критерий – главный критерий вида, характеризующий его генетическую целостность. Этот критерий не работает только у агамных, облигатно-партеногенетических и самооплодотворяющихся форм, где не возникает такого генетического единства особей.
biofile.ru
