СЕГМЕНТ 2
Друга хуманитарна задача на биологията е да формира съвременен човекекологично мислене, чиято същност е да осъзнае себе си като част от природата и да разбере необходимостта от защита и рационално използване на природните ресурси. Актуалността на задачата е неоспорима, като се има предвид, че според някои прогнози сегашните темпове и технология на промишленото развитие на Земята ще доведат до необратими промени в човешкото местообитание след 50-100 години. Това би означавало постепенното изчезване на хората и повечето други обекти на дивата природа като биологични видове (което се случи например с динозаврите) и в най-добрия случай замяната на съвременните екологични общности с нови, по-адаптирани към промененото местообитание. По този начин разбирането на основите на биологията и екологията е необходимо за всеки човек и особено за неговия технократски, хуманитарен и политически елит, за да запази и устойчиво да развие биосферата на Земята.
Практическото значениена биологията се състои в това, че тя е научната основа на всичкитехнологии за производство на храни. Възможностите за екстензивно възпроизвеждане на хранителни продукти на Земята са практически изчерпани. Девствените земи на България и Казахстан, разработени през 50-те и 60-те години на нашия век, бяха почти последните резерви на обработваема земя. Огромни площи ежегодно се изтеглят от селскостопанска употреба в резултат на тяхното засоляване, опустиняване, превръщане в дъното на изкуствени резервоари по време на изграждането на водноелектрически централи. Поради тези причини съвременното земеделие е обречено да се развива на базата на интензивни технологии. Просто отглеждане на зеленчуци или пшеница, добитък, птици и др. изисква познаване на условията и динамикататяхното размножаване и растеж, характеристики на минерално и органично хранене, съвместимост с други култури, отношение към плевелите, паразитите, бактериите и вирусите, които буквално гъмжат от общото ни местообитание. От особено значение през 20-ти век са методите за генетична модификация и селекция на обекти за селскостопанско производство. Отглеждането на нови породи животни и сортове растения, адаптирани към специфичните местни условия, е дългогодишна практика. Но съвременната селекция не може да се основава на проба и грешка; тя използва точни, математически закони на генетиката. В проспериращите ферми в Съединените щати и други развити страни развъдната и генетичната работа е толкова обичайна и незаменима, колкото ежедневното почистване на обора или плевенето на лехите. Генетикът е една от най-търсените професии тук. През последните години бързо се развиват и нови биотехнологии, базирани на генно и клетъчно инженерство, клониране, получаване на трансгенни (с трансплантирани гени) или генетично модифицирани (ГМ) организми. Първоначално усвоени върху бактерии, тези методи вече се използват за получаване на химерни животни и растения с предварително планирани свойства. И въпреки че ГМ-технологиите в растениевъдството и животновъдството се посрещат предпазливо сред потребителите, всъщност говорим за биотехнологична революция, за формирането на нова култура и практика на управление на природата. И всички тези въпроси са в областта на изследванията на съвременната биология.
Биологията катотеоретична основа на медицинатаима много специалнохуманитарно и практическо значение. Причините и механизмите на повечето патологии (заболявания) се крият в нарушаването на работата на гените и техните продукти - клетъчни протеини. Да разберем тези причини и механизми означава наполовина да решим проблема с тяхелиминиране или лечение на болен човек. Взаимодействието на клетките с вирусите, съжителството с бактериите, формирането на имунитет към нови и нови антигени, появата на неконтролиран растеж на ракови клетки, молекулярната природа на паметта, развитието на наркотична зависимост, причините за стареенето. - това е огромен и безкраен списък от проблеми, които днес се решават от биомедицинската наука. Отделна глава е производството на съвременни лекарства, в което фармацевтичните химици все повече отстъпват място на молекулярните клетъчни биолози. Технологиите за генно-клетъчно инженерство могат да осигурят щадящи околната среда и генетично чисти лекарства, а трансплантираните гени могат напълно да елиминират хронично заболяване като диабета.
През последните години проблемът с изкуственото производство на човека излезе на преден план. Изкуственото осеменяване (ако е необходимо, за преодоляване на мъжкото безплодие) е проблем, който е успешно решен от дълго време. Но се появи фундаментално нова технология за зачеване и възпроизвеждане чрез клониране на потомство без мъжки зародишни клетки. Досега това се прави върху животни (клонирани крави се отглеждат в Япония от 1990 г., известната овца на име Доли е получена във Великобритания), но няма методологични пречки за клонирането и по отношение на хората. От друга страна, възникват много чисто хуманитарни, етични и дори юридически проблеми, които могат да бъдат решени с поне общо разбиране на биологичната същност на материята.
СЕГМЕНТ 3. БИОЛОГИЧНИ МЕТОДИ
Говорейки за методите на науката в широк смисъл, те не означават конкретни технологични методи (техники), аметодологичнипринципи, подходи към изучаването на обекти, явления, техните взаимоотношения. Като цяло методите на биологията са същите като в другите природни науки.
Процесът на научно познание обикновено се разделя на двеетапи: емпиричен и теоретичен. Това разделение не е абсолютно, тъй като емпиричният етап винаги се развива на базата на вече съществуващи теории или хипотези, а на теоретичния етап обикновено става необходимо да се тестват емпирично предложените нови хипотези.
На емпиричния етапсе използват следните методи.
Експерименталният метод(експеримент) включва изследване на живи обекти в условия на екстремни фактори на околната среда- променена температура, осветеност или влажност, повишено натоварване, токсичност или радиоактивност, променен начин или място на развитие (отстраняване или трансплантация на гени, клетки, органи, въвеждане на животни и растения, космически полети и др.). Експерименталният метод позволява да се разкрият скрити свойства, потенции, граници на адаптивните (адаптивни) способности на живите системи, степента на тяхната гъвкавост, надеждност и променливост.
Сравнителният (исторически) методразкрива еволюционните трансформации на биологичните видове и техните общности. Сравнете анатомичната структура, химичния състав, генната структура и други характеристики в организми с различни нива на сложност. При това се изучават не само живи организми, но и отдавна изчезнали, запазени под формата на фосилизирани останки в палеонтологичната хроника.
Всеки от посочените подходи изисква количествено отчитане и математическо описание на структури и явления. Биологията все повече се превръща в точна наука, въпреки че разкритите в нея закономерности обикновено имат вероятностен характер и се описват с методи на вариационна статистика. Това означава, че това или онова събитие не е строго определено (предопределено), а се очаква с различна степен на вероятност.Въз основа на идентифицираните статистически модели можетеизвършваматематическо моделиране на биологични процеси и прогнозиране на тяхното развитие. Например, възможно е да се изгради модел на състоянието на живота в резервоар след определено време, когато се променят един, два или повече параметъра (температура, концентрация на сол, наличие на хищници и др.). Такива техники станаха възможни благодарение на проникването в биологията на идеите и принципите на кибернетиката - науката за контрола.
Широкото развитие на системното движение в съвременната наука, включително биологията, означава постепененпреход от анализ към синтез.Анализът е дискретен подход, задълбочаващ се в структурата и функциите на отделни елементи на системата - вътре в клетката, вътре в организма, вътре в екологичната общност.Синтез означава интегративен подход, изследване на интегралните характеристики на система - клетка, организъм, биоценоза. Изследването винаги се извършва първо от общото към частното - анализ, а след това от частното към общото, но на ново ниво на познание на това общо - синтез. Аналитичният подход в биологията е свързан с откриването на химическата и микроструктурната организация на живите обекти, изясняването на видовото разнообразие сред животните, растенията, микроорганизмите, идентифицирането на генетичната хетерогенност на организмите в популациите и други вътрешни характеристики на системите. Постепенно количеството натрупани аналитични данни става достатъчно за преминаване към техния синтез. Така възникват синтетичната еволюционна теория, неврохуморалната физиология, съвременната имунология, молекулярната клетъчна биология, нова мегасистематика на организмите, основана на техните комплексни характеристики – от екология и анатомия до молекулярна генетика. Решава се актуалната задача на съвременната естествознание -създаване на цялостна биологична картина на света.
Повишаване на интереса към синтеза внауката свидетелства запрехода от емпиричниякъм теоретичния етап на познанието. От получаването нафакти, чрез тяхното обобщаване, изтъкването нанови хипотези, обикновено следва тяхнатаповторна емпирична проверка (нови наблюдения, експерименти, сравнения, симулации). Емпиричната проверка води или до опровергаване на хипотезата, или до нейното потвърждение с различна степен на вероятност. Високонадеждните хипотези се превръщат взакони, които формираттеории. Но тези закони и теории също са относителни, тъй като рано или късно могат да бъдат преразгледани.
Материалът на нашето ръководство съдържа точно такива общи теоретични, концептуални положения на съвременната биология, въпреки че до известна степен ще дадем и тяхната емпирична обосновка. Като начало, нека формулираме тези твърдения в общи линии, така че да се видят по-ясно крайните цели и пътища на нашето пътуване в общата биология.