Ол тіршілік құбылыстарының бәрін, тірі ағзалардың құрылысы мен қызметін, олардың табиғи бірлестіктерін, таралуын,эволюциясын, өзара бір-бірімен және өлі табиғатпен байланысын зерттейді. Биологияның негізгі міндеті — бүкілорганикалық дүниенің (жануарлардың,өсімдіктердің,саңырауқұлақтардың,бактериялардың,вирустардың) қасиеттерін, пайда болуы мен даму заңдылықтарын зерттеу арқылы жалпы тіршіліктің мәнін анықтау, оны басқару, мақсатқа сай өзгерту әдістерін табу.[2]
Биология оңтүстік-шығыс Азия елдерінде (Қытай,Жапония,Үндістан) VI—I ғасырларда дами бастағанымен, тіршілік құбылыстарына жүйелі түрде сипаттама бергенгрек жәнерим философтары мен дәрігерлері болды. Соның ішіндеГиппократ (460 — 370) алғаш адам мен жануарлардың анатомиялық және морфологиялық құрылысына жүйелі түрде сипаттама беріп, оларда болатын түрлі аурулардың қалыптасуындағы сыртқы орта мен тұқымқуалаушылықтың рөлін атап көрсеткен.Аристотель (384 — 322) өз еңбектерінде жануарларды құрылысы ерекшеліктеріне қарай жіктеу жүйесін ұсынып, оларды 2 топқа бөлді (қансыздар және қандылар).[3] Сонымен қатар адамның анатомиялық-морфологиялық құрылыс ерекшеліктерін, ой-өрісінің дамуын да зерттеді.
Анатомиялық зерттеулер жүргізу арқылы адамның ішкі мүшелерін, көздің тор қабығын сипаттап жазған александриялық ғалымдар: Герофил (300 ж.ш.т.) алғаш ретартерия және венақантамырларының арасындағы айырмашылықты ажыратса, ал Эрасистрат (300 — 240) мидың құрылысына сипаттама берген. Римдік Гай Плиний (24 — 79) құрастырған“Табиғи тарих” атты 37 томдықэнциклопедия орта ғасырға дейін табиғат жайлы білімдердің негізгі қайнар көзі болып келді. Көне заманның тағы бір ұлы зерттеушісіГален сүтқоректілерге көптеген тәжірибелер жүргізіп, олардың орталық және шеткі жүйке жүйесі жайлы құнды мәліметтер қалдырып,анатомия менфизиологияның дамуына үлкен ықпалын тигізді.
XV—XVI ғасырлардагеография саласындағы ұлы жаңалықтарға байланысты өсімдіктер мен жануарлар түрлері жөнінде көптеген деректер жиналды. Осы кезде әйгілі ғалымЛеонардо да Винчи (1452 — 1519) көптеген өсімдіктер мен жануарларға анатомиялық зерттеулер жүргізіп, адам мен жануарлар сүйектеріндегі ұқсастықтарды көрсетті. Алғаш ретмүшелер гомологиясын ашты. 1543 ж. бельгиялық ғалымАндреас Везалий“Адам денесінің құрылысы жайлы жеті кітап” атты еңбегін жарыққа шығарып, ғылыми анатомияның негізін қалады. Ал 1628 ж. ағылшын ғалымыУильям Гарвей“Жануарлардағыжүрек пен қан қозғалысы туралы анатомиялық зерттеу” атты еңбегінде қан айналымы жайлы ілімді тұжырымдаса, 1670 ж. Италия ғалымыД. Борелли жануарлардың қозғалу механизмдерін сипаттау арқылы физиологияның дамуына жол салды.
Геккельдің Өмір ағашы (1879).
XVI—XVII ғасырлардамикроскоптың ашылуына байланысты өсімдіктердің ішкі құрылысы (Р. Гук, 1665;М. Мальпиги, 1675 — 79; Н. Грю, 1671 — 82), олардың жыныстық ерекшеліктері (Р. Камерариус, 1694, т.б.), микроорганизмдер, эритроциттер мен сперматозоидтар (А. Левенгук, 1673) зерттеліп,жәндіктердің құрылысы мен дамуы (М. Мальпиги, 1669; Я. Сваммердам, 1669) анықталды. Бұл жаңалықтарэмбриологияда бір-біріне қарама-қайшы түрлі бағыттарды (овизм, анималькулизм, преформизм, эпигенез, т.б.) қалыптастырды. 1670 ж. ағылшын ғалымы Дж. Рей“Өсімдіктер тарихы” атты еңбегінде 19 класқа топтастырылған 18 мың өсімдік түрлеріне сипаттама берді.
XVIII—XIX ғасырларда тірі табиғаттың тарихи дамуы жайлы теориялар қалыптаса бастады. Солардың бірі француз ғалымыЖ. Ламарктың эволюциялық теориясы мен неміс ғалымдарыТ. Шванн жәнеМ. Шлейденніңжасуша теориясы болды. Осы кезде жануарлар физиологиясындағы ірі жетістік — бауырдагликогеннің синтезделуі (К. Бернар, 1848), жоғарғы жүйке әрекеті (И.М. Сеченов, 1863) анықталса, француз ғалымыЛуи Пастер (1860 — 1864) қазіргі тірі организмдердің өздігінен пайда болу мүмкіндігін біржолата теріске шығарды.
XIX ғасырдағы аса маңызды оқиғалардың біріЧарлз Дарвиннің“Түрлердің шығу тегі” еңбегіндеэволюциялық ілімді жариялауы болды. Дарвинизмнің қалыптасуы эволюциялық салыстырмалы анатомия (К. Гегенбауэр), эволюциялық эмбриология (А.О. Ковалевский,И.И. Мечников), эволюциялық палеонтология (В.О. Ковалевский) сияқты жаңа бағыттарға жол ашты. Дәл осы кездегенетика ғылымы қалыптасып, қарқынды дами бастады. 1865 ж. чех ғалымыГ. Мендель белгілердіңтұқым қуалау заңдылығын ашты. 1900 ж. голланд ғалымыДе Фриз ғылымға “мутация” деген терминді енгізсе, американ ғалымыТ. Морган“Тұқым қуалаушылықтың хромосомалық теориясын” (1910 — 11) ашты.
XX ғасырдың 2-жартысында биология ғылымы тірі ағзалар құрамын зерттеуге қол жеткізді. Осының нәтижесінде тірі ағзалардың өлі табиғатта кездеспейтін, төменгі және жоғарғы молекулалыорганикалық қосылыстардан тұратыны анықталды. Негізгі биополимерлер:ақуыздар,нуклеин қышқылдары,полисахаридтер,липидтер және олардың молекулаларының құрамдық бөліктері (аминқышқылдар,нуклеотидтер,көмірсулар, май қышқылдары, т.б) ашылды. Осындай жетістіктердің нәтижесінде биологияда жаңа бағыттар пайда болып, кейін олардың бірқатары дербес ғылымға айналды. Мысалы, тірі организмдердің өзара және сыртқы ортамен қарым-қатынасын зерттейтін ғылым ретіндеэкология қалыптасты.
Қазіргі биологияның негіздері
Қазірде биологияның барлық тармақтарын біріктіретін бес принцип бар[4]:
Жасуша теориясы — тіршіліктің негізін құрайтын жасушалардың құрылымы, көбеюі және көпжасушалы ағзаларды қалыптастырудағы қызметі туралы жинақталған ұғым.[5]
Эволюция — табиғи сұрыпталудан туындаған өзгерістер ағзалардың жаңа түрлерінің пайда болуына әкеледі деген теория.[6]
Ген теориясы — тұқым қуалаушылық әр жасушаның хромосомаларында орналасқан гендердің арқасында жүзеге асады.[7]
Гомеостаз — ағзаның қоршаған ортаға қарамастан өзінің ішкі ортасын қалыпты жағдайда ұстап тұруға бағытталған физиологиялық процесс.[8]
Зат алмасу — жасушадағы немесе жалпы ағзадағы химиялық реакциялардың жиынтығы.[9]
Жасуша — тіршіліктің негізгі әрі ең кішкентай бірлігі. Жасуша теориясы бойынша барлық тірі организмдер бір немесе одан да көп жасушалардан құралады немесе олардың түзген заттарынан құралады. Мысалы,бақалшық,сүйек жәнетері. Жаңа жасуша алдыңғысынан жасуша бөлінуі арқылы пайда болады және көпжасушалы организмдердің денесіндегі әрбір жасуша ұрықтанған аналық жасушадан, яғни жалғыз бір жасушадан шығады. Бұған қоса жасуша организмдегі адам санасы жетпес зор процесстердің негізгі бөлігі саналады.[10]
Сонымен қатар барлық тірі организмдерде жасушаның маңызды механизмдері мен химиясы ұқсас келеді және жаңа жасушалар тек бұрынғы жасушалардыңбөлуінуінен пайда болады. Жасуша теориясы жасушалардың қалай пайда болатынын, қалай көбейетінін, қоршаған ортасымен қалай араласатынын, олардың қандай заттардан құралатынын, жасушаның құрамдас бөліктерінің қалай жұмыс атқаратынын және жасушаның басқа бөлімдерімен қалай қатынаста болатыны сияқты мәселелерді қамтиды.
ХІХ ғасырға дейін тірі ағзалар белгілі шарттар аясында өздігінен пайда бола алуы мүмкін деген түсінік болды. БұғанУильям Гарвей келіспеді және сол түсінікке"бар өмір жұмыртқадан" (латыншадан "Omne vivum ex ovo") деген ұстаныммен қарсы шықты.
Кейін тіршілік эволюция арқылы өзгеріп дамиды және қазіргі тіршіліктің барша түрінің ортақ тегі бар деген пікір тарай бастады. 1809 жылыЖан Батист Ламарк ғылыми лексиконға таныстырған эволюцияның негізін жарты ғасырдан соңЧарлз Дарвин қалады. Ол эволюцияның қозғаушы күші ретінде табиғи сұрыпталу процесін атап көрсетті.Альфред Рассел Уоллес те бұл теорияны жасаушылардың бірі ретінде танылады, себебі ол зерттеу жұмыстары мен тәжірибелерде көмек көрсеткен екен. Дарвин түрлертабиғи сұрыптау жәнеқолдан сұрыптау нәтижесінде дамиды деп тұжырым жасады.[11]
Эволюциялық ілімнің негізгі салалары:тіршіліктің пайда болуы, тірі ағзалар эволюциясын айқындау, эволюция факторлары (өзгергіштік, тұқым қуу, тіршілік үшін күрес және табиғи сұрыптау), эволюциялық процестің бағыты мен заңдылықтары (түр пайда болуы, прогресс және регресс,онтогенез бенфилогенез арасындағы байланыс т.б.).[12]
Тірі ағзаның сипаттары мен белгілері геннің түпкі компонентінде, яғни оныңДНҚ-сындагенетикалық код түрінде жазылған. Сонымен қатар белгілі бір ағзаға тән сипаттар осы гендер арқылы бір ұрпақтан келесі ұрпаққа өтіп отырады.[13]
Ағзадағы немесе жасушадағы гендердің жиынтығы оныңгеномы болмақ. Ол бір немесе одан да көпхромосомаларда сақталады. Хромосома - ағзаға байланысты мыңдаған гендер код түрінде жазулы болатын жалғыз, ұзын ДНҚ шүйкесі. Ген белсендік танытқан жағдайдаДНҚ кодтары транскрипция арқылы генніңРНҚ көшірмесіне өтеді, кейінненрибосома РНҚтрансляциясын жасап, әртүрліақуыздарды түзіп шығарады. Ақуыздар каталиттік (ферменттер),рецепторлық, тасымалдау, қорғаныс, қозғалыс функцияларға ие болуы мүмкін.
Зат алмасу (метаболизм) — жасушаның тіршілігін қамтамасыз ететін, ағзада жүріп жататын барлық химиялық процестердің жиынтығы. Бұл ағзаның тіршілік қабілетін сақтау және сыртқы ортамен қарым-қатынасын, ағзаға қоректік заттардың еніп, оларменферменттер әсерінен ыдырауын, пайда болған жай заттардың жасушалар мен мүшелерге тасымалданып, олардыңтотығуын,энергия бөлініп шығарылуының, жасуша құрамындағы түзілістердіңбиосинтезделуін және қорытылған өнімдердің ағзадан бөлініп шығуын қамтамасыз етеді.
Молекулалық деңгей — әр жасуша белгілі бір молекулалық қосылыстардан құралады.
Жасушалық деңгей — әр тірі ағза жасушалардан құралады, не жеке бір жасушадан тұрады.
Ұлпалық деңгей — күрделі ағзаларда құрылысы және аткаратын кызметі біркелкі жасушаларұлпа түзеді.
Мүшелік деңгей — белгілі бір құрылысқа ие ұлпалар жиынтығы мүшені құрайды.
Ағзалық деңгей — жеке бір тіршілік иесі.
Популяциялық деңгей — біртүрге жататын белгілі бір аймақта таралған ағзалардың жиынтығы.
Биогеоценоздық деңгей —биогеоценоз құрамына сан алуан тірі ағзалар және табиғи ортаның жағдайлары біріктіріледі.
Биосфералық деңгей —Жердегі барлық тірі ағзалар мен олардың тіршілік ететін табиғи орта жағдайларының жиынтығы.
Тіршілік дүниелері
Тірі ағзаларды жануарлар мен өсімдіктер деп ажырату ежелгі дәуірлерден келеді. Ал XVII ғасырдамикроскоптардың жетілуіменАнтони ван Левенгук біржасушалы ағзаларды ашқанын жариялап, оларды жеке тіршілік дүниесі ретінде көрсетті, кейін бұлар протисталар деп аталды.
1960 жылдары ғалымдар саңырауқұлақтарды жеке тіршілік дүниесі деп таныды, бұрын олар өсімдіктер деп қарастырылды.[16] 1977 жылы Карл Вёзе мен Джордж Эдвард Фокс архебактериялар ұғымын енгізді.[17]
Кейбір есептеулер бойыншаЖер бетінде 8,75 миллионға жуық және әлемдік мұхитта 2,21 миллионға дейін жекебиологиялық түр бар. Ал тек зерттелген түрлерді ғана алғанда, 1,12 миллион жануарлар түрін, 224 мың өсімдіктер түрін, 44 мың саңырауқұлақтар түрін ажыратуға болады.[18]
Тағы бір есептеулер бойынша, дүниеде 30 миллионға дейін жәндіктер түрі бар,[19] 10 миллионға дейін бактерия түрлерін ажыратуға болады.[20]
Түрлердің таралуы әртүрлі факторлардан тәуелді болады, олардың ішіндетемпература,жауын-шашын,биіктік нетереңдік,топырақ түрі, т.с.с. Жердегі түрлердің 90% тропикалық ормандарда мекендейді, ал ондай ормандар Жер бетінің 10%-дан кем аумағын алып жатыр. Адамдар көп мекендейтін аймақтарда, олардың ауыл шаруашылықтағы мен құрылыстағы әрекеттеріне байланысты, биологиялық әралуандылық сонша қатты дамымаған.
популяция-түр, биогеоценоздық және биосфералық деңгейлер —экология, популяция экологиясы.
Қазіргі биологияның басқа ғылымдармен байланысы:
Биофизика — жануарлар дүниесіндегі физикалық заңдылықтарды зерттейтін ғылым.
Биохимия — тірі ағзаларда болатын химиялық процестер туралы.
Молекулалық биология — генетикалық ақпаратты сақтау, беру және жүзеге асыруды қоса алғанда, молекулалық деңгейде тірі ағзаларда болатын процестерді зерттеуге бағытталған.
Ғарыштық биология — ғарыш кеңістігіндегі әртүрлі факторлардың тірі ағзаға әсерін зерттейді.
Биогеография — Жер шарындағы тірі ағзалар мен олардың топтарының таралу заңдылықтарын зерттейді.
Биоинформатика — биологиялық деректерді сақтау, жинау, ұйымдастыру әдістерін қарастырады.
Бионика — техникадағы тірі ағзалардың қызмет ету принциптеріне негізделген қолданбалы пән.
Биотехнология — қолданбалы пән ретінде, оның мақсаты адам үшін құнды заттарды алу үшін тірі ағзаларды өнеркәсіпте пайдалану мүмкіндіктерін зерттеу болып табылады.
Нейробиология — бұл жүйке жүйесін ғылыми зерттеу. Бұл нейрондар мен нейрондық тізбектердің негізгі және пайда болатын қасиеттерін түсіну үшін физиологияны, анатомияны, молекулалық биологияны, даму биологиясын, цитологияны, информатиканы және математикалық модельдеуді біріктіретін пәнаралық ғылым.
Сондай-ақ биологиялық ғылымдарға келесілер кіреді:
Генетика — бүкіл тірі ағзаларға тән тұқым қуалаушылық пен өзгергіштікті зерттейді.
Эмбриология — ағзаны оның ұрық болып түзілуінен туылуына дейін зерттейді.
Антропология — адамның шығу тегін, дамуын, дене құрылысын, нәсілдік ерекшеліктерін зерттейді.
Палеонтология — жойылып кеткен өсімдіктер мен жануарлар және олардың тарихи даму заңдылықтарын зерттейді.
Паразитология — паразиттік ағзаларды және олардың иесімен қарым-қатынастарды зерттейді.
Фенология — табиғаттың мезгілдік құбылыстарының заңдылығын зерттейді.
Жүйеленім — барлық ағзалардың туыстық қарым-қатынасын қарастырады.
Қазақ ғалымдарының биология ғылымы жайындағы еңбектері
Қазақстан Ғылым Академиясының академиктеріН.В. Павлов,И. Байтулин,Б.А. Быков,Ғ. Бияшев, корреспондент мүшелеріЛ. Қылышев,А. Ғаббасов, ғылым докторларыБ. Қалымбетов,М.В. Бессчетнова, т.б. қатысуымен кең ауқымды ботаникалық-географиялық,геоботаникалық зерттеулер жүргізілді. Ең үлкенгербарий жинақталды, өсімдік биологиясы туралы аса бағалы басылымдар жарық көрді. Мысалы, 9 томдық“Қазақстан флорасы”, 13 томдық“Қазақстанның споралы өсімдіктер флорасы” (Қазақстан Мемлекеттік сыйлығы, 1986), т.б.
Республика зоологтары омыртқалы және омыртқасыз жануарлар фаунасын зерттеді; кәсіптік мәні бар бірқатар сүтқоректі жануарлар (ондатр,америка құндызы) мен балық түрлері (ақ амур,дөңмаңдай,көксерке, т.б.) жерсіндірілді. Сирек кездесетін, жойылып бара жатқан құстар мен сүтқоректілерді, бауырымен жорғалаушылар мен қосмекенділерді, балық түрлерін қорғау, олардың санын көбейту шаралары қарастырылды.Ақбөкен,бұлғын,суыр,тиін,саршұнақ сияқты аңдарды халық шаруашылығында пайдалану жолы табылды.
Қазақстан фаунасы туралы аса құнды басылымдар пайда бола бастады. АкадемикИ.Г. Галузо, А.Д. Долгушин, т.б. ғалымдардың қатысуымен “Қазақстанның қансорғыш кенелері” (КСРО Мемлекеттік сыйлығы, 1951),Э.И. Гаврилов,А.Ф. Ковшарь, т.б. ғалымдардың қатысуымен 5 томдық “Қазақстанның құстары” (Қазақстан Мемлекеттік сыйлығы, 1978) жәнеА. Бекеновтың “Қазақстандағы ақ бөкенді қорғау және оны пайдаланудың ғылыми негіздерін жасау” (1978) (Қазақстан Мемлекеттік сыйлығы, 1982), Қазақстан Ғылым Академиясының корреспондент мүшесі А.А. Слудский, Бекенов, т.б. ғалымдардың қатысуымен 4 томдық “Қазақстанның сүтқоректілері” (Бүкілодақтық табиғат қорғау қоғамы сыйлығы, 1988) деген еңбектер жарық көрді. АкадемикН. Базанованың ауыл шаруашылығы жануарларының физиологиясы жөніндегі зерттеулері —малдың өнімділігін жоғарылатудың теориялық негізін қалады. 1946 жылы құрылған Экспериментальді биология институтында (кейінгі “Биоген” ЖАҚ) жануарлар селекциясының генетикалық негіздерін зерттеуге бағытталған түраралық будандастыру жүргізіліп, соның нәтижесінде қойдың (“қазақ арқар-мериносы”, “жартылай биязы жүнді қой”, т.б.), шошқаның (“жетісулық”, т.б.) жаңа тұқымдары шығарылды.
1940 — 50 жж. республикада өсімдіктердің тұзға, қуаңшылыққа төзімділігі зерттеле бастады, соның нәтижесіндебидайдың сабағы жапырылмайтын, құрғақшылыққа және ауруларға төзімді “Эритроспермум-350” және “Көкбидай”, суыққа төзімді “Эритроспермум-260” және “Комсомол-1”, т.б сорттары шығарылды. Жаздық және күздік бидай, т.б. өсімдіктер биохимиясы, олардың қуаңшылыққа төзімділігі, физиологиясы анықталды. Бидайдың биохимиялық көрсеткіштері, ұны мен дәнінің сапасы корреляциялық байланыста болатыны байқалды. Дәннің биохимиясы мен сапасы өсіру экологиясына байланыстыра зерттелді.
Отандық биология дамуының қазіргі кезеңі
Қазіргі кезең тірі организмдердің тұқым қуалаушылығы мен өзгергіштігі механизмдерін молекулалық деңгейде одан ары зерттеумен қатар, ол процестерді басқарып, қалаған бағытқа сай пайдаланумен сипатталады. Қазақстандамолекулалық биологияның қалыптасуы академикМ. Айтхожиннің есімімен байланысты. 1983 ж. құрылғанМолекулалық биология және биохимия институты үлкен ғылыми орталыққа айналып, елімізде алғаш рет жасушалық және гендік инженерия, трансгеноз, өсімдік геномы лабораториялары ашылды. Алматы мен Астанада биотехнологиялық орталықтар құрылды. Биологияныңөнеркәсіп пенауыл шаруашылығында және медицинада алатын орны ерекше. Өнеркәсіптік жағдайда түрліорганикалық қышқылдар менаминқышқылдарын синтездеу,антибиотиктер мен басқа да дәрілік препараттар алу іске асырылып, соның нәтижесінде жаңа сала —биотехнология ғылымы пайда болды.Генетика менселекцияның заңдылықтарын біле отырып, өсімдіктер мен жануарлардың жоғары өнімді жаңа тұқымдары мен сорттарын алуға мүмкіндік туды. Жалпы жәнемолекулалық генетика заңдылықтары, анатомиялық, физиологиялық және биохимиялық зерттеу нәтижелері адамның тұқым қуалайтын ауруларының себебін табуда, оны емдеуде теориялық негіз болып табылады.[2]
↑DNA and its role in heredity // Principles of Life — 2nd. — Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. — P. 172–193. —ISBN 978-1464175121.
↑The chemical context of life // Campbell Biology — 11th. — New York: Pearson. — P. 28–43. —ISBN 978-0134093413.
↑Water and carbon: The chemical basis of life // Biological Science — 6th. — Hoboken, N.J.: Pearson. — P. 55–77. —ISBN 978-0321976499.
↑Whittaker, R.H. (January 1969). "New concepts of kingdoms or organisms. Evolutionary relations are better represented by new classifications than by the traditional two kingdoms". Science163 (3863): 150–60. Bibcode1969Sci...163..150W. doi:10.1126/science.163.3863.150.
↑Mora, Camilo; Tittensor, Derek P.; Adl, Sina; Simpson, Alastair G. B.; Worm, Boris; Mace, Georgina M. (23 August 2011). "How Many Species Are There on Earth and in the Ocean?". PLOS Biology9 (8): e1001127. doi:10.1371/journal.pbio.1001127. PMC3160336.
.jpg)
.jpg)
_version_2.png)
.jpg)
