Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Научные методы в биологии

Каждая наука имеет свою методологию — совокупность принципов и идей, а также способов получения новой информации. Конкретные приемы приобретения новых знаний — это и есть научные методы.

Биология — одна из важнейших наук современности. Это система приобретения новых знаний, средство изучения живой природы и одновременно методов воздействия на нее. Развитие биологических исследований является приоритетом и признаком цивилизованного общества. Живая природа — это совокупность иерархически построенных уровней организации: молекулярно-генетического, клеточного, организменного, популяционно-видового, экосистемного и биосферного. В развитии биологии важную роль играют не только экспериментальные методы, основанные на достижениях физики и химии, но и классические, среди которых главное место занимают наблюдения и описание.

Первобытными научными методами в биологии является наблюдение и описание новых видов живых существ, неизвестных видов жизни или размножения.

Наблюдение и описание наиболее характерны для биологических наук, изучающих биологические процессы, происходящие в природе. Например, важными способом приобретения новых знаний в зоологии является наблюдение за сезонными миграциями птиц. Анализ фаз цветения и плодоношения растений являются ключевыми методами ботаники.

Эти методы не потеряли своего значения до сих пор, более того — наблюдение и описание сегодня широко используют почти во всех биологических науках.

Следующей основой любого научного поиска является эксперимент, то есть исследование любого объекта в четко определенных условиях. Это может быть размножения бактерий в специальном искусственной среде, целенаправленное скрещивание растений с различной окраской лепестков и тому подобное.

Следует отметить, что биология как наука сформировалась только благодаря экспериментам. в которых использовали методы точных наук — физики, химии и математики.

Эксперимент как метод исследования более присущ наукам, развивающимся в лаборатории. Физиологи и биохимики в лабораторных условиях изучают химический состав клетки, влияние биологически активных веществ на скорость метаболизма в отдельных клетках; молекулярные биологи — структуру и функции белков и ДНК Все эти явления и процессы лучше изучать в лаборатории, где их можно исследовать в специально созданных условиях и в дальнейшем практически использовать. В медицине облучение применяют в борьбе со злокачественными опухолями, а в селекции растений в результате радиационного воздействия на семена получают организмы-мутанты с новыми биологическими свойствами.

Особое место в биологии принадлежит методам исследования во времени. Это, прежде всего, исторический метод, который широко используется в палеонтологии и эволюционной биологии, когда по ископаемым останкам вымерших животных и растений определяют родство и происхождение современных видов.

Еще одним методом биологических исследований во времени является мониторинг, то есть наблюдение за любым биологическим объектом в течение довольно длительного времени. Мониторинговые исследования преимущественно направлены на изучение динамики популяций или изменений структуры экосистем. Такие исследования продолжаются десятилетиями.

В зависимости от накопления фактов возникает необходимость в их систематизации и классификации. Для выявления определенных закономерностей используют статистические методы, которые позволяют разработать правила сбора информации и помогают анализировать огромные массивы данных. Сегодня для этого используют компьютерную технику и специальные программы.

Развитие любого научного поиска всегда связан с возникновением научного предположения — гипотезы, обязательно нуждается в проверке. Чаще всего делают так: создают модель биологического явления и сравнивают процессы, которые в ней протекают, с теми событиями, которые при похожих условиях происходят в природе. С помощью таких сравнений можно подтвердить или опровергнуть гипотезу. Этот подход называют моделированием.

В современной биологии для создания биологических моделей все чаще вместо физических объектов используют математику и с помощью компьютерных технологий проводят имитирование биологических процессов, происходящих в клетке, организме или экосистеме. Такой подход получил название математическое моделирование.

При таком подходе и гипотезу, и реальные события подают в виде математических закономерностей. Если теоретические закономерности и реальные графики совпадают — это означает, что гипотеза, положенная в основу модели, адекватная, и предположение, сформулированное ученым, правильное. Если такого соответствия нет, то по характеру разницы между реальным и гипотетическим процессами можно выяснить, какой именно ошибки допустил ученый в своем предположении.

Будьте первым, кто оставит комментарий!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *