Svi dobro znaju da je biologija nauka o životu. Trenutno predstavlja sveukupnost nauka o živoj prirodi. Biologija proučava sve manifestacije života: građu, funkcije, razvoj i porijeklo živih organizama, njihov odnos u prirodnim zajednicama sa okolinom i sa drugim živim organizmima.
Otkako je čovjek počeo uviđati svoju razliku od životinjskog svijeta, počeo je proučavati svijet oko sebe. U početku mu je život zavisio od toga. Primitivni ljudi su trebali znati koji se živi organizmi mogu jesti, koristiti kao lijekovi, za izradu odjeće i stanova, a koji su otrovni ili opasni.
Sa razvojem civilizacije, čovjek je mogao priuštiti takav luksuz kao što je bavljenje naukom u kognitivne svrhe.
Proučavanja kulture starih naroda pokazala su da su oni imali opsežna znanja o biljkama, životinjama i da su bili široko korišteni u svakodnevnom životu.?
Savremena biologija je kompleksna nauka, koju karakteriše međusobno prožimanje ideja i metoda različitih bioloških disciplina, ali i drugih nauka – prvenstveno fizike, hemije i matematike.
Glavni pravci razvoja moderne biologije. Trenutno se mogu uslovno razlikovati tri oblasti u biologiji.
Prvo, tu je klasična biologija. Predstavljaju ga prirodnjaci koji proučavaju raznolikost žive prirode. Oni objektivno posmatraju i analiziraju sve što se dešava u živoj prirodi, proučavaju žive organizme i klasifikuju ih. Pogrešno je misliti da su sva otkrića u klasičnoj biologiji već napravljena. U drugoj polovini XX veka. ne samo da su opisane mnoge nove vrste, već su otkrivene i velike taksone, sve do kraljevstava (Pogonophora) pa čak i preko kraljevstava (Archaea, ili Archaea). Ova otkrića naterala su naučnike da iznova sagledaju čitavu istoriju razvoja žive prirode.Za prave naučnike-prirodnjake priroda je suštinska vrednost. Svaki kutak naše planete za njih je jedinstven. Zato su uvijek među onima koji akutno osjećaju opasnost za prirodu oko nas i aktivno se zalažu za njenu zaštitu.
Drugo područje je evolucijska biologija. U 19. veku, autor teorije prirodne selekcije, Čarls Darvin, počeo je kao običan prirodnjak: sakupljao je, posmatrao, opisivao, putovao, otkrivajući tajne žive prirode. Međutim, glavni rezultat njegovog rada, koji ga je učinio poznatim naučnikom, bila je teorija koja objašnjava organsku raznolikost.
Trenutno se aktivno nastavlja proučavanje evolucije živih organizama. Sinteza genetike i evolucijske teorije dovela je do stvaranja takozvane sintetičke teorije evolucije. Ali čak i sada još uvijek postoje mnoga neriješena pitanja, na koja odgovore traže naučnici evolucije.
Nastao početkom XX veka. našeg istaknutog biologa Aleksandra Ivanoviča Oparina, prva naučna teorija o nastanku života bila je čisto teorijska. Trenutno se aktivno provode eksperimentalne studije ovog problema, a zahvaljujući primjeni naprednih fizičko-hemijskih metoda već su napravljena važna otkrića i mogu se očekivati novi zanimljivi rezultati.
Nova otkrića omogućila su dopunu teorije antropogeneze. Ali prijelaz iz životinjskog svijeta u čovjeka i dalje ostaje jedna od najvećih misterija biologije.
Treći pravac je fizička i hemijska biologija, koja proučava strukturu živih objekata savremenim fizičko-hemijskim metodama. Ovo je oblast biologije koja se brzo razvija, važna i u teorijskom i u praktičnom smislu. Sa sigurnošću možemo reći da nas očekuju nova otkrića u fizičko-hemijskoj biologiji, koja će nam omogućiti da riješimo mnoge probleme s kojima se čovječanstvo suočava,
Razvoj biologije kao nauke. Moderna biologija vuče korijene iz antike i povezana je s razvojem civilizacije u mediteranskim zemljama. Poznata su nam imena mnogih izuzetnih naučnika koji su dali doprinos razvoju biologije. Navedimo samo neke od njih.
Hipokrat (460 - oko 370 pne) dao je prvi relativno detaljan opis građe ljudi i životinja, ukazao na ulogu sredine i naslijeđe u nastanku bolesti. Smatra se osnivačem medicine.
Aristotel (384-322 pne) podijelio je okolni svijet na četiri kraljevstva: neživi svijet zemlje, vode i zraka; svijet biljaka; svet životinja i svet čoveka. Opisao je mnoge životinje, postavio temelje za taksonomiju. Četiri biološke rasprave koje je napisao sadržavale su praktički sve podatke o životinjama poznatim u to vrijeme. Aristotelove zasluge su toliko velike da se smatra osnivačem zoologije.
Teofrast (372-287 pne) proučavao je biljke. Opisao je više od 500 biljnih vrsta, dao informacije o građi i reprodukciji mnogih od njih, uveo mnoge botaničke termine. Smatra se osnivačem botanike.
Gaj Plinije Stariji (23-79) prikupio je podatke o živim organizmima poznatim u to vrijeme i napisao 37 tomova Prirodnjačke enciklopedije. Gotovo do srednjeg vijeka ova enciklopedija je bila glavni izvor znanja o prirodi.
Klaudije Galen je u svojim naučnim istraživanjima intenzivno koristio autopsije sisara. On je prvi napravio komparativ
anatomski opis čovjeka i majmuna. Proučavao centralni i periferni nervni sistem. Istoričari nauke ga smatraju posljednjim velikim biologom antike.
U srednjem vijeku dominantna ideologija bila je religija. Kao i druge nauke, biologija u ovom periodu još nije izašla u samostalnu oblast i postojala je u opštem toku religijskih i filozofskih pogleda. I iako se akumulacija znanja o živim organizmima nastavila, o biologiji kao nauci u to vrijeme može se govoriti samo uvjetno.
Epoha renesanse je prijelaz iz kulture srednjeg vijeka u kulturu modernog doba. Radikalne društveno-ekonomske transformacije tog vremena bile su praćene novim otkrićima u nauci.
Najpoznatiji naučnik ovog doba, Leonardo da Vinci (1452-1519), dao je određeni doprinos razvoju biologije.
Proučavao je let ptica, opisao mnoge biljke, načine spajanja kostiju u zglobovima, rad srca i vidnu funkciju oka, sličnost kostiju ljudi i životinja.
U drugoj polovini 15. veka. prirodno-naučno znanje počinje da se brzo razvija. To su olakšala geografska otkrića, koja su omogućila značajno proširenje informacija o životinjama i biljkama. Brzo akumuliranje naučnih saznanja o živim organizmima
dovelo do podjele biologije na zasebne nauke.
U XVI-XVII vijeku. botanika i zoologija počele su se brzo razvijati.
Pronalazak mikroskopa (početak 17. stoljeća) omogućio je proučavanje mikroskopske strukture biljaka i životinja. Otkriveni su mikroskopski mali živi organizmi, bakterije i protozoe, nevidljive golim okom.
Veliki doprinos razvoju biologije dao je Karl Linnaeus, koji je predložio sistem klasifikacije za životinje i biljke.
Karl Maksimovič Baer (1792-1876) u svojim je djelima formulirao glavne odredbe teorije homolognih organa i zakona embrionalne sličnosti, koji su postavili znanstvene temelje embriologije.
Godine 1808. u svom djelu "Filozofija zoologije" Jean Baptiste Lamarck je postavio pitanje uzroka i mehanizama evolucijskih transformacija i iznio prvu teoriju evolucije u vremenu.
Ogromnu ulogu u razvoju biologije odigrala je ćelijska teorija, koja je znanstveno potvrdila jedinstvo živog svijeta i poslužila kao jedan od preduvjeta za nastanak teorije evolucije Charlesa Darwina. Autorima ćelijske teorije smatraju se zoolog Theodor Schwann (1818-1882) i botaničar Matthias Jacob Schleiden (1804-1881).
Na osnovu brojnih zapažanja, Charles Darwin je 1859. objavio svoje glavno djelo "O poreklu vrsta prirodnom selekcijom ili očuvanju omiljenih pasmina u borbi za život". U njemu je formulirao glavne odredbe teorije evolucije, predložio mehanizme evolucije i načine evolucijskih transformacija organizama.
20. vek je započeo ponovnim otkrivanjem zakona Gregora Mendela, što je označilo početak razvoja genetike kao nauke.
U 40-50-im godinama XX veka. u biologiji počele su se široko koristiti ideje i metode fizike, hemije, matematike, kibernetike i drugih nauka, a mikroorganizmi su korišćeni kao predmet istraživanja. Kao rezultat toga, nastale su i počele naglo da se razvijaju kao samostalne nauke biofizika, biohemija, molekularna biologija, radijaciona biologija, bionika i dr. Istraživanja u svemiru doprinela su nastanku i razvoju svemirske biologije.
U XX veku. pojavio se pravac primijenjenih istraživanja - biotehnologija. Ovaj pravac će se nesumnjivo brzo razvijati u 21. veku. O ovom pravcu razvoja biologije detaljnije ćete saznati u poglavlju „Osnove oplemenjivanja i biotehnologije“.
Trenutno se biološko znanje koristi u svim sferama ljudske djelatnosti: u industriji i poljoprivredi, medicini i energetici.
Istraživanje životne sredine je izuzetno važno. Konačno smo počeli shvaćati da je osjetljivu ravnotežu koja postoji na našoj maloj planeti lako uništiti. Čovječanstvo je bilo suočeno sa zastrašujućim zadatkom - očuvanjem biosfere kako bi se održali uslovi za postojanje i razvoj civilizacije. Nemoguće ga je riješiti bez biološkog znanja i posebnih istraživanja. Tako je danas biologija postala prava produktivna snaga i racionalna naučna osnova za odnos čovjeka i prirode.
MIKROSKOP
IZVJEŠTAJ učenika 6. razreda iz biologije
Čovjek je dugo vremena živio okružen nevidljivim stvorenjima, koristio proizvode svoje životne aktivnosti (na primjer, kada je pekao kruh od kiselog tijesta, pravio vino i ocat), patio kada bi ta stvorenja izazvala bolesti ili pokvarila zalihe hrane, ali je ne sumnjam u njihovo prisustvo... Nisam sumnjao jer nisam vidio, a nisam vidio jer su veličine ovih mikro stvorenja mnogo niže od granice vidljivosti za koju je ljudsko oko sposobno. Poznato je da osoba sa normalnim vidom na optimalnoj udaljenosti (25-30 cm) može razlikovati predmet veličine 0,07-0,08 mm u obliku tačke. Čovjek ne može primijetiti manje predmete. To je određeno strukturnim karakteristikama njegovog organa vida.
Otprilike u isto vrijeme, kada je počelo istraživanje svemira uz pomoć teleskopa, učinjeni su prvi pokušaji da se uz pomoć sočiva otkriju tajne mikrosvijeta. Dakle, tokom arheoloških iskopavanja u starom Babilonu pronađena su bikonveksna sočiva - najjednostavniji optički instrumenti. Sočiva su napravljena od polirane planine kristal. Možemo pretpostaviti da je njihovim izumom čovjek napravio prvi korak na putu ka mikrokosmosu.
Najlakši način da uvećate sliku malog objekta je da ga posmatrate pomoću lupe. Povećalo se naziva sabirna leća s malom žižnom daljinom (obično ne većom od 10 cm) umetnutom u dršku.
Kreator teleskopa Galileo v 1610
godine otkrio da u veoma izduženom stanju njegov teleskop može uvelike uvećati male objekte. Može se uzeti u obzir izumitelj mikroskopa koja se sastoji od pozitivnih i negativnih sočiva.
Savršeniji instrument za posmatranje mikroskopskih objekata je jednostavan mikroskop... Ne zna se tačno kada su se ovi uređaji pojavili. Na samom početku 17. stoljeća nekoliko ovih mikroskopa izradio je majstor naočala Zachariah Jansen iz Middelburga.
U eseju A. Kirchera pušten u 1646 godine, sadrži opis najjednostavniji mikroskop imenovan od njega staklo od buva... Sastojao se od lupe ugrađene u bakarnu podlogu, na koju je bio pričvršćen stočić za predmete koji je služio za smještaj predmetnog predmeta; ispod se nalazilo ravno ili konkavno ogledalo koje je odbijalo sunčeve zrake na predmet i tako ga obasjavalo odozdo. Lupa je pomoću zavrtnja pomerana do pozornice sve dok slika nije postala jasna i jasna.
Prva izvanredna otkrića su napravljeni samo jednostavnim mikroskopom... Sredinom 17. vijeka holandski prirodnjak postigao je briljantan uspjeh Anthony Van Leeuwenhoek... Tokom godina, Leeuwenhoek je poboljšao proizvodnju sićušnih (ponekad manje od 1 mm u prečniku) bikonveksnih sočiva, koje je napravio od male staklene kuglice, koja je zauzvrat dobijena topljenjem staklene šipke u plamenu. Zatim je ova staklena kugla mljevena na primitivnoj mašini za mljevenje. Leeuwenhoek je tokom svog života napravio najmanje 400 takvih mikroskopa. Jedan od njih, koji se čuva u univerzitetskom muzeju u Utrechtu, daje više od 300-struko uvećanje, što je bio veliki uspjeh za 17. vijek.
Početkom 17. stoljeća pojavio se složeni mikroskopi sastavljena od dva sočiva. Izumitelj ovako složenog mikroskopa nije točno poznat, ali mnoge činjenice govore da je to bio Holanđanin. Cornelius Drebel, koji je živio u Londonu i bio u službi engleskog kralja Džejmsa I. U složenom mikroskopu nalazio se dvije čaše: jedno - sočivo - okrenuto prema objektu, drugo - okular - okrenuto prema oku posmatrača. U prvim mikroskopima kao objektiv je služilo bikonveksno staklo koje je davalo pravu, uvećanu, ali inverznu sliku. Ova slika je ispitivana uz pomoć okulara, koji je tako igrao ulogu lupe, ali je samo ova lupa služila za uvećanje ne samog predmeta, već njegove slike.
V 1663 godine mikroskop Drebel bio poboljšano engleski fizičar Robert Hooke, koji je u njega uveo treće sočivo, koje je dobilo ime kolektiva. Ova vrsta mikroskopa je stekla veliku popularnost, a većina mikroskopa kasnog 17. - prve polovine 8. stoljeća građena je prema njegovoj shemi.
Mikroskopski uređaj
Mikroskop je optički instrument dizajniran za proučavanje uvećanih slika mikro objekata koji su nevidljivi golim okom.
Glavni dijelovi svjetlosnog mikroskopa (slika 1) su objektiv i okular, zatvoreni u cilindrično tijelo - cijev. Većina modela za biološka istraživanja dolazi s tri sočiva s različitim žarišnim daljinama i okretnim mehanizmom dizajniranim da ih brzo mijenja - kupolom, koji se često naziva kupolom. Cijev se nalazi na vrhu masivnog stativa koji uključuje držač cijevi. Nešto ispod objektiva (ili kupole sa višestrukim ciljevima) nalazi se pozornica na kojoj se postavljaju dijapozitivi sa probnim uzorcima. Oštrina se podešava pomoću zavrtnja za grubo i fino podešavanje, što vam omogućava da promijenite položaj pozornice u odnosu na sočivo.
Kako bi ispitivani uzorak imao dovoljnu svjetlost za udobno posmatranje, mikroskopi su opremljeni sa još dvije optičke jedinice (slika 2) - iluminatorom i kondenzatorom. Iluminator stvara tok svjetlosti koji obasjava ispitni uzorak. U klasičnim svjetlosnim mikroskopima dizajn iluminatora (ugrađenog ili eksternog) pretpostavlja niskonaponsku lampu sa debelim žarnom niti, koja sakuplja sočivo i dijafragmu, čime se mijenja promjer svjetlosne mrlje na uzorku. Kondenzator, koji je sabirno sočivo, dizajniran je da fokusira zrake iluminatora na uzorak. Kondenzator ima i iris dijafragmu (polje i otvor blende), pomoću koje se kontroliše intenzitet svjetlosti.
Prilikom rada sa objektima koji propuštaju svjetlost (tečnosti, tanki dijelovi biljaka itd.), oni se osvjetljavaju propuštenom svjetlošću - iluminator i kondenzator se nalaze ispod pozornice. Neprozirne uzorke treba osvijetliti s prednje strane. Za to se iluminator postavlja iznad bine, a njegovi zraci se kroz sočivo usmjeravaju na objekt uz pomoć prozirnog ogledala.
Iluminator može biti pasivan, aktivan (lampa) ili oboje. Najjednostavniji mikroskopi nemaju lampe za osvjetljavanje uzoraka. Ispod stola imaju dvostrano ogledalo čija je jedna strana ravna, a druga konkavna. Na dnevnom svjetlu, ako je mikroskop pored prozora, možete dobiti prilično dobro osvjetljenje pomoću konkavnog ogledala. Ako je mikroskop u mračnoj prostoriji, za osvjetljenje se koriste ravno ogledalo i vanjski iluminator.
Uvećanje mikroskopa je jednako proizvodu povećanja objektiva i okulara. Sa povećanjem okulara od 10 i uvećanjem objektiva od 40, ukupan faktor povećanja je 400. Tipično, komplet istraživačkog mikroskopa uključuje objektive sa uvećanjima od 4 do 100. Tipičan set mikroskopskih objektiva za amaterska i obrazovna istraživanja (x 4, x10 i x 40) omogućava povećanje sa 40 na 400.
Rezolucija je još jedna važna karakteristika mikroskopa, koja određuje njegov kvalitet i jasnoću slike koju formira. Što je veća rezolucija, finiji detalji se mogu vidjeti pri velikom povećanju. U vezi sa rezolucijom, govori se o "korisnom" i "beskorisnom" uvećanju. „Korisno“ je količina uvećanja koja maksimizira detalje slike. Dalje uvećanje ("beskorisno") nije podržano rezolucijom mikroskopa i ne otkriva nove detalje, ali može negativno uticati na jasnoću i kontrast slike. Dakle, granica korisnog povećanja svjetlosnog mikroskopa nije ograničena ukupnim faktorom povećanja objektiva i okulara – može se po želji učiniti proizvoljno velikim – već kvalitetom optičkih komponenti mikroskopa, tj. rezolucijom.
Mikroskop uključuje tri glavna funkcionalna dijela:
1. Rasvjetni dio
Dizajniran za stvaranje svjetlosnog toka koji vam omogućava da osvijetlite objekt na takav način da naredni dijelovi mikroskopa obavljaju svoje funkcije izuzetno precizno. Svjetleći dio mikroskopa za prolaznu svjetlost nalazi se iza predmeta ispod sočiva kod ravnih mikroskopa, a ispred objekta iznad sočiva kod invertiranih.
Rasvjetni dio uključuje izvor svjetlosti (lampa i električno napajanje) i optičko-mehanički sistem (kolektor, kondenzator, polje i podesivi otvor blende / iris dijafragme).
2. Reproducirajući dio
Dizajniran da reproducira objekat u ravnini slike sa kvalitetom slike i uvećanjem potrebnim za istraživanje (tj., da napravi sliku koja reproducira objekat što je preciznije i sa svim detaljima sa rezolucijom, uvećanjem, kontrastom i prikazom boja prikladnim za mikroskopska optika).
Dio za reprodukciju pruža prvu fazu uvećanja i nalazi se iza objekta na ravni slike mikroskopa. Dio za reprodukciju uključuje sočivo i srednji optički sistem.
Savremeni mikroskopi najnovije generacije baziraju se na optičkim sistemima objektiva, korigovanih do beskonačnosti.
Ovo dodatno zahteva upotrebu takozvanih cevnih sistema, koji paralelni svetlosni snopovi koji izlaze iz objektiva „skupljaju” u ravni slike mikroskopa.
3. Vizuelizirajući dio
Dizajniran za dobijanje stvarne slike objekta na mrežnjači, fotografskom filmu ili ploči, na televizijskom ili kompjuterskom monitoru sa dodatnim uvećanjem (druga faza uvećanja).
Vizuelizirajući dio se nalazi između ravni slike sočiva i očiju posmatrača (kamera, kamera).
Dio za snimanje uključuje monokularni, binokularni ili trinokularni vizuelni dodatak sa sistemom za posmatranje (okulari koji rade kao lupa).
Osim toga, ovaj dio uključuje dodatne sisteme uvećanja (veleprodaja/promjena sistema uvećanja); prilozi za projekcije, uključujući priloge za diskusiju za dva ili više posmatrača; Strojevi za crtanje; sistemi za analizu i dokumentovanje slika sa odgovarajućim elementima (foto kanal).
Mikroskop je jedinstveni uređaj dizajniran da uveća mikroslike i mjeri veličinu objekata ili strukturnih formacija koje se vide kroz sočivo. Ovaj razvoj je nevjerovatan, a značaj pronalaska mikroskopa je izuzetno velik, jer bez njega neke oblasti moderne nauke ne bi postojale. A odavde detaljnije.
Mikroskop je uređaj sličan teleskopu koji se koristi u potpuno različite svrhe. Uz pomoć njega moguće je razmotriti strukturu objekata koji su nevidljivi oku. Omogućuje vam određivanje morfoloških parametara mikroformacija, kao i procjenu njihove volumetrijske lokacije. Stoga je čak teško i zamisliti koliko je bio važan izum mikroskopa i kako je njegov izgled utjecao na razvoj nauke.
Istorija mikroskopa i optike
Danas je teško odgovoriti ko je prvi izumeo mikroskop. Vjerovatno će se o ovom pitanju raspravljati jednako kao o stvaranju samostrela. Međutim, za razliku od oružja, izum mikroskopa se zaista dogodio u Evropi. A ko tačno još nije poznato. Vjerovatnoća da je uređaj bio pionir Hans Jansen, holandski proizvođač naočara, prilično je velika. Njegov sin Zachary Jansen objavio je 1590. da su on i njegov otac konstruirali mikroskop.
Ali već 1609. godine pojavio se drugi mehanizam, koji je stvorio Galileo Galilei. Nazvao ga je occhiolino i predstavio ga javnosti Académie Nacional dei Lincei. Znak na pečatu pape Urbana III je dokaz da se mikroskop već tada mogao koristiti. Vjeruje se da je to modifikacija mikroskopske slike. Svetlosni mikroskop Galilea Galileija (kompozit) sastojao se od jednog konveksnog i jednog konkavnog sočiva.
Unapređenje i implementacija u praksi
Već 10 godina nakon Galileovog izuma, Cornelius Drebbel stvara kompozitni mikroskop sa dva konveksna sočiva. I kasnije, odnosno pred kraj, Christian Huygens je razvio sistem okulara s dva sočiva. I danas su u proizvodnji, iako im nedostaje vidno polje. Ali, što je još važnije, uz pomoć takvog mikroskopa 1665. godine sprovedeno je istraživanje na rezu hrasta pluta, gdje je naučnik vidio takozvano saće. Rezultat eksperimenta je uvođenje koncepta "ćelije".
Drugi otac mikroskopa - Anthony van Leeuwenhoek - samo ga je ponovo izumio, ali je uspio privući pažnju biologa na uređaj. I nakon toga je postalo jasno koliko je pronalazak mikroskopa važan za nauku, jer je omogućio razvoj mikrobiologije. Vjerovatno je spomenuti uređaj značajno ubrzao razvoj prirodnih nauka, jer dok čovjek nije vidio mikrobe, vjerovao je da bolesti potiču od nečistoće. A u nauci su vladali koncepti alhemije i vitalističke teorije o postojanju živog i spontanom nastanku života.
Levengukov mikroskop
Pronalazak mikroskopa je jedinstven događaj u nauci srednjeg vijeka, jer je zahvaljujući uređaju bilo moguće pronaći mnogo novih tema za naučnu raspravu. Štaviše, mnoge teorije su propale zahvaljujući mikroskopiji. I to je velika zasluga Anthonyja van Leeuwenhoeka. Uspio je poboljšati mikroskop tako da mu je omogućio da vidi ćelije do detalja. A ako to pitanje razmotrimo u ovom kontekstu, onda je Leeuwenhoek zaista otac ove vrste mikroskopa.
Struktura uređaja
Sama svjetlost je bila ploča sa sočivom koja je mogla umnožavati objekte koji se razmatraju. Ova ploča sočiva je imala stativ. Kroz njega je postavljena na horizontalni sto. Usmjeravajući sočivo prema svjetlu i stavljajući proučavani materijal između njega i plamena svijeće, mogao se vidjeti prvi materijal koji je Anthony van Leeuwenhoek pregledao bio plak. U njemu je naučnik vidio mnoga stvorenja koja još nije mogao imenovati.
Jedinstvenost mikroskopa Levenguk je upečatljiva. Kompozitni modeli dostupni u to vrijeme nisu davali visok kvalitet slike. Štaviše, prisustvo dva sočiva samo je pogoršalo nedostatke. Stoga je bilo potrebno više od 150 godina da kompozitni mikroskopi, koje su prvobitno razvili Galileo i Drebbel, proizvedu isti kvalitet slike kao i Levengukov uređaj. Sam Anthony van Leeuwenhoek se još uvijek ne smatra ocem mikroskopa, ali je s pravom priznati majstor mikroskopije prirodnih materijala i ćelija.
Izum i unapređenje sočiva
Sam koncept sočiva je već postojao u starom Rimu i Grčkoj. Na primjer, u Grčkoj je uz pomoć konveksnih čaša bilo moguće zapaliti vatru. A u Rimu su odavno uočena svojstva staklenih posuda napunjenih vodom. Omogućili su uvećanje slika, iako ne mnogo puta. Dalji razvoj sočiva je nepoznat, iako je očigledno da napredak nije mogao stati.
Poznato je da je u 16. veku upotreba naočara ušla u praksu u Veneciji. To potvrđuju činjenice o dostupnosti mašina za mljevenje stakla, koje su omogućile dobivanje sočiva. Bilo je i crteža optičkih uređaja, koji su bili ogledala i sočiva. Autorstvo ovih radova pripada Leonardu da Vinčiju. Ali čak i ranije ljudi su radili s povećalom: Roger Bacon je 1268. godine iznio ideju stvaranja teleskopa. Kasnije je implementiran.
Očigledno, autorstvo objektiva nije pripadalo nikome. Ali to se promatralo sve do trenutka kada je Karl Friedrich Zeiss preuzeo optiku. Godine 1847. počeo je proizvoditi mikroskope. Tada je njegova kompanija postala lider u razvoju optičkih naočara. Postoji do danas, ostajući glavni u industriji. Sa njom sarađuju sve kompanije koje se bave proizvodnjom foto i video kamera, optičkih nišana, daljinomera, teleskopa i drugih uređaja.
Poboljšanje mikroskopije
Istorija pronalaska mikroskopa je upečatljiva kada se detaljno prouči. Ali ništa manje zanimljiva je istorija daljeg poboljšanja mikroskopije. Počeli su da se pojavljuju novi, a naučna misao koja ih je stvorila tonula je sve dublje i dublje. Sada je cilj naučnika bio ne samo proučavanje mikroba, već i razmatranje manjih komponenti. Oni su molekuli i atomi. Već u 19. veku bilo ih je moguće proučavati pomoću rendgenske strukturne analize. Ali nauka je tražila više.
Dakle, već 1863. godine istraživač Henry Clifton Sorby razvio je polarizacijski mikroskop za proučavanje meteorita. A 1863. Ernst Abbe je razvio teoriju mikroskopa. Uspješno ga je usvojio Carl Zeiss. Kao rezultat toga, njegova kompanija se razvila u priznatog lidera u industriji optičkih uređaja.
Ali ubrzo je došla 1931. - vrijeme stvaranja elektronskog mikroskopa. Postao je novi tip aparata koji vam omogućava da vidite mnogo više od svjetlosti. U njemu za prijenos nisu korišteni fotoni i nepolarizirana svjetlost, već elektroni - čestice mnogo manje od najjednostavnijih jona. Upravo je pronalazak elektronskog mikroskopa omogućio razvoj histologije. Sada su naučnici stekli potpuno poverenje da su njihovi sudovi o ćeliji i njenim organelama zaista tačni. Međutim, tek 1986. godine tvorac elektronskog mikroskopa Ernst Ruska dobio je Nobelovu nagradu. Štaviše, već 1938. James Hillier je gradio transmisioni elektronski mikroskop.
Najnoviji tipovi mikroskopa
Nauka se, nakon uspjeha mnogih naučnika, sve brže razvijala. Stoga je cilj, diktiran novom realnošću, bila potreba za razvojem visoko osjetljivog mikroskopa. A već 1936. godine Erwin Müller je proizveo uređaj za emitovanje polja. A 1951. godine proizveden je još jedan uređaj - poljski ionski mikroskop. Njegova važnost je izuzetna jer je omogućila naučnicima da prvi put vide atome. I pored toga, 1955. Jerzy Nomarski razvija teorijske osnove diferencijalne interferentne kontrastne mikroskopije.
Poboljšanje najnovijih mikroskopa
Pronalazak mikroskopa još nije uspješan, jer u principu nije teško natjerati ione ili fotone da prođu kroz biološke medije, a zatim ispitati nastalu sliku. Ali pitanje poboljšanja kvaliteta mikroskopije bilo je zaista važno. I nakon ovih zaključaka, naučnici su kreirali analizator mase koji je preletio, koji je nazvan skenirajući jonski mikroskop.
Ovaj uređaj je omogućio skeniranje jednog atoma i dobijanje podataka o trodimenzionalnoj strukturi molekula. Zajedno sa ovom metodom, značajno je ubrzao proces identifikacije mnogih supstanci koje se nalaze u prirodi. A već 1981. uveden je skenirajući tunelski mikroskop, a 1986. - atomski mikroskop. 1988. je godina izuma skenirajućeg elektrohemijskog tunelskog mikroskopa. A najnovija i najkorisnija je Kelvin Force Probe. Razvijen je 1991. godine.
Procjena globalnog značaja pronalaska mikroskopa
Od 1665. godine, kada se Leeuwenhoek bavi obradom stakla i mikroskopom, industrija je rasla i postajala sve složenija. A kada se pitamo koliko je bio važan izum mikroskopa, vrijedi razmotriti glavna dostignuća mikroskopije. Dakle, ova metoda je omogućila ispitivanje ćelije, što je poslužilo kao još jedan poticaj za razvoj biologije. Tada je uređaj omogućio da se vide organele ćelije, što je omogućilo formiranje pravilnosti stanične strukture.
Tada je mikroskop omogućio da se vide molekuli i atomi, a kasnije su naučnici mogli da skeniraju njihovu površinu. Štaviše, čak se i elektronski oblaci atoma mogu vidjeti kroz mikroskop. Budući da se elektroni kreću brzinom svjetlosti oko jezgre, potpuno je nemoguće razmotriti ovu česticu. Uprkos tome, treba shvatiti koliko je bio važan pronalazak mikroskopa. Omogućio je da se vidi nešto novo što se okom ne vidi. Ovo je nevjerovatan svijet, čije je proučavanje čovjeka približilo modernim dostignućima fizike, hemije i medicine. I vredi celog rada.
Danas se moderne tehnologije aktivno koriste u mnogim područjima ljudske aktivnosti. Na primjer, u medicini već postoji mnogo uređaja koji pomažu da se osoba stane na noge. Ali ipak, uprkos velikom skoku u razvoju tehnologije, u medicini postoji mnogo instrumenata, koji nemaju analoge i koji se ne mogu zamijeniti nečim drugim.
Jedan od ovih alata je istraživački biološki mikroskop, koji se aktivno koristi kako u kliničkoj praksi tako iu mikrobiološkoj laboratoriji. Čak ni moderni uređaji nemaju funkcije i mogućnosti koje ima mikroskop, na primjer, za mikrobiološko ispitivanje ili analizu krvnih stanica.
Danas su biomedicinski mikroskopi najrašireniji tip optičke tehnologije. Ovi alati se mogu koristiti u svim istraživanjima koja se odnose na proučavanje objekata prirodnog porijekla. Mikroskopi ovog tipa dijele se na dvije vrste: istraživačke i biološke laboratorije. Takođe za rutinske i radnike. U osnovi, biološki mikroskop se koristi u raznim istraživačkim centrima, naučnim institucijama ili bolnicama.
Takođe bih želeo da govorim o binokularnim mikroskopima, koji su nova faza u evoluciji ovih instrumenata. Ovi uređaji imaju dva okulara, što znatno olakšava rad, a rad postaje ugodniji.
Danas je jednostavno nezamjenjiv u bolnicama ili naučnim laboratorijama. Ovi mikroskopi će biti dobra kupovina za studente koji jednostavno trebaju praksu u raznim obrazovnim poslovima kako bi stekli iskustvo.
Uz pomoć dva okulara vrlo lako će se ispitati eksperimentalni objekt, štoviše, kvalitet predmetnog objekta, zahvaljujući okularima, će se višestruko povećati. Jedna od glavnih prednosti ovog uređaja je što na njega možete pričvrstiti moderne fotoaparate ili fotoaparate, a kao rezultat možete dobiti slike objekta, odnosno mikroskopsku fotografiju.
Kada odaberete ovaj uređaj za sebe, prije svega obratite pažnju na sljedeće detalje, parametre i karakteristike: revolver sa više sočiva, parametre osvjetljenja, načine pomicanja pozornice. Osim toga, mikroskop se može upotpuniti dodatnim priborom kao što su lampe, objektivi, okulari itd.
Ovo je nauka o životu. Trenutno predstavlja sveukupnost nauka o živoj prirodi.
Biologija proučava sve manifestacije života: strukturu, funkciju, razvoj i porijeklo živi organizmi, njihov odnos u prirodnim zajednicama sa staništem i drugim živim organizmima.
Otkako je čovjek počeo uviđati svoju razliku od životinjskog svijeta, počeo je proučavati svijet oko sebe.
U početku mu je život zavisio od toga. Primitivni ljudi su trebali znati koji se živi organizmi mogu jesti, koristiti kao lijekovi, za izradu odjeće i stanova, a koji su otrovni ili opasni.
Sa razvojem civilizacije, čovjek je mogao priuštiti takav luksuz kao što je bavljenje naukom u kognitivne svrhe.
Istraživanja kulture starih naroda pokazale su da su posjedovali opsežna znanja o biljkama, životinjama i da su bili široko korišteni u svakodnevnom životu.
Moderna biologija je kompleksna nauku, koju karakteriše međusobno prožimanje ideja i metoda različitih bioloških disciplina, ali i drugih nauka – prvenstveno fizike, hemije i matematike.
Glavni pravci razvoja moderne biologije. Trenutno se mogu uslovno razlikovati tri oblasti u biologiji.
Prvo, tu je klasična biologija. Predstavljaju ga prirodni naučnici koji proučavaju raznolikost življenja priroda... Oni objektivno posmatraju i analiziraju sve što se dešava u živoj prirodi, proučavaju žive organizme i klasifikuju ih. Pogrešno je misliti da su sva otkrića u klasičnoj biologiji već napravljena.
U drugoj polovini XX veka. ne samo da su opisane mnoge nove vrste, već su otkrivene i velike taksone, sve do kraljevstava (Pogonophora) pa čak i preko kraljevstava (Archaea, ili Archaea). Ova otkrića naterala su naučnike da iznova sagledaju celinu istorija razvojaživa priroda. Za prave prirodnjake priroda je sama po sebi vrijednost. Svaki kutak naše planete za njih je jedinstven. Zato su uvijek među onima koji akutno osjećaju opasnost za prirodu oko nas i aktivno se zalažu za njenu zaštitu.
Drugo područje je evolucijska biologija.
U XIX veku. autor teorije prirodne selekcije, Charles Darwin, započeo je kao običan prirodnjak: sakupljao je, posmatrao, opisivao, putovao, otkrivajući tajne žive prirode. Međutim, glavni rezultat njegovog rad ono što ga je učinilo poznatim naučnikom bila je teorija koja objašnjava organsku raznolikost.
Trenutno se aktivno nastavlja proučavanje evolucije živih organizama. Sinteza genetike i evolucijske teorije dovela je do stvaranja takozvane sintetičke teorije evolucije. Ali čak i sada još uvijek postoje mnoga neriješena pitanja, na koja odgovore traže naučnici evolucije.
Nastao početkom XX veka. našeg istaknutog biologa Aleksandra Ivanoviča Oparina, prva naučna teorija o nastanku života bila je čisto teorijska. Trenutno se aktivno provode eksperimentalne studije ovog problema, a zahvaljujući primjeni naprednih fizičko-hemijskih metoda već su napravljena važna otkrića i mogu se očekivati novi zanimljivi rezultati.
Nova otkrića omogućila su dopunu teorije antropogeneze. Ali prijelaz iz životinjskog svijeta u čovjeka i dalje ostaje jedna od najvećih misterija biologije.
Treći pravac je fizička i hemijska biologija, koja proučava strukturu živih objekata savremenim fizičko-hemijskim metodama. Ovo je oblast biologije koja se brzo razvija, važna i u teorijskom i u praktičnom smislu. Sa sigurnošću možemo reći da nas očekuju nova otkrića u fizičko-hemijskoj biologiji, koja će nam omogućiti da riješimo mnoge probleme s kojima se čovječanstvo suočava.
Razvoj biologije kao nauke. Moderna biologija vuče korijene iz antike i povezana je s razvojem civilizacije u mediteranskim zemljama. Poznata su nam imena mnogih izuzetnih naučnika koji su dali doprinos razvoju biologije. Navedimo samo neke od njih.
Hipokrat (460 - oko 370 pne) dao je prvi relativno detaljan opis građe ljudi i životinja, ukazao na ulogu sredine i naslijeđe u nastanku bolesti. Smatra se osnivačem medicine.
Aristotel (384-322 pne) podijelio je okolni svijet na četiri kraljevstva: neživi svijet zemlje, vode i zraka; svijet biljaka; svet životinja i svet čoveka. Opisao je mnoge životinje, postavio temelje za taksonomiju. Četiri biološke rasprave koje je napisao sadržavale su praktički sve podatke o životinjama poznatim u to vrijeme. Aristotelove zasluge su toliko velike da se smatra osnivačem zoologije.
Teofrast (372-287 pne) proučavao je biljke. Opisao je više od 500 biljnih vrsta, dao informacije o građi i reprodukciji mnogih od njih, uveo mnoge botaničke termine. Smatra se osnivačem botanike.
Gaj Plinije Stariji (23-79) prikupio je podatke o živim organizmima poznatim u to vrijeme i napisao 37 tomova Prirodnjačke enciklopedije. Gotovo do srednjeg vijeka ova enciklopedija je bila glavni izvor znanja o prirodi.
Klaudije Galen je u svojim naučnim istraživanjima intenzivno koristio autopsije sisara. Bio je prvi koji je napravio uporedni anatomski opis ljudi i majmuna. Proučavao centralni i periferni nervni sistem. Istoričari nauke ga smatraju posljednjim velikim biologom antike.
U srednjem vijeku dominantna ideologija bila je religija. Kao i druge nauke, biologija u ovom periodu još nije izašla u samostalnu oblast i postojala je u opštem toku religijskih i filozofskih pogleda. I iako se akumulacija znanja o živim organizmima nastavila, o biologiji kao nauci u to vrijeme može se govoriti samo uvjetno.
Epoha renesanse je prijelaz iz kulture srednjeg vijeka u kulturu modernog doba. Radikalne društveno-ekonomske transformacije tog vremena bile su praćene novim otkrićima u nauci.
Najpoznatiji naučnik ovog doba, Leonardo da Vinči (1452 - 1519), dao je određeni doprinos razvoju biologije.
Proučavao je let ptica, opisao mnoge biljke, načine spajanja kostiju u zglobovima, rad srca i vidnu funkciju oka, sličnost kostiju ljudi i životinja.
U drugoj polovini 15. veka. prirodno-naučno znanje počinje da se brzo razvija. To su olakšala geografska otkrića, koja su omogućila značajno proširenje informacija o životinjama i biljkama. Brzo gomilanje naučnih saznanja o živim organizmima dovelo je do podjele biologije u zasebne nauke.
U XVI-XVII vijeku. botanika i zoologija počele su se brzo razvijati.
Pronalazak mikroskopa (početak 17. stoljeća) omogućio je proučavanje mikroskopske strukture biljaka i životinja. Otkriveni su mikroskopski mali živi organizmi, bakterije i protozoe, nevidljive golim okom.
Veliki doprinos razvoju biologije dao je Karl Linnaeus, koji je predložio klasifikacijski sistem za životinje i biljke,
Karl Maksimovič Baer (1792-1876) u svojim je djelima formulirao glavne odredbe teorije homolognih organa i zakona embrionalne sličnosti, koji su postavili znanstvene temelje embriologije.
Godine 1808. u svom djelu "Filozofija zoologije" Jean Baptiste Lamarck je postavio pitanje uzroka i mehanizama evolucijskih transformacija i iznio prvu teoriju evolucije u vremenu.
Ogromnu ulogu u razvoju biologije odigrala je ćelijska teorija, koja je znanstveno potvrdila jedinstvo živog svijeta i poslužila kao jedan od preduvjeta za nastanak teorije evolucije Charlesa Darwina. Autorima ćelijske teorije smatraju se zoolog Theodor Ivanna (1818-1882) i botaničar Matthias Jacob Schleiden (1804-1881).
Na osnovu brojnih zapažanja, Charles Darwin je 1859. objavio svoje glavno djelo "O poreklu vrsta prirodnom selekcijom ili očuvanjem omiljenih pasmina u borbi za život", u kojem je formulirao glavne odredbe teorije evolucije, predložene mehanizmi evolucije i načini evolucijskih transformacija organizama.
U XIX veku. zahvaljujući radovima Louisa Pasteura (1822-1895), Roberta Kocha (1843-1910), Ilje Iljiča Mečnikova, mikrobiologija se oblikovala kao samostalna nauka.
20. vek je započeo ponovnim otkrivanjem zakona Gregora Mendela, što je označilo početak razvoja genetike kao nauke.
U 40-50-im godinama XX veka. u biologiji počele su se široko koristiti ideje i metode fizike, hemije, matematike, kibernetike i drugih nauka, a mikroorganizmi su korišćeni kao predmet istraživanja. Kao rezultat toga, nastale su i počele naglo da se razvijaju kao samostalne nauke biofizika, biohemija, molekularna biologija, radijaciona biologija, bionika i dr. Istraživanja u svemiru doprinela su nastanku i razvoju svemirske biologije.
U XX veku. pojavio se pravac primijenjenih istraživanja - biotehnologija. Ovaj pravac će se nesumnjivo brzo razvijati u 21. veku. O ovom pravcu razvoja biologije detaljnije ćete saznati u poglavlju „Osnove oplemenjivanja i biotehnologije“.
Trenutno se biološko znanje koristi u svim sferama ljudske djelatnosti: u industriji i poljoprivredi, medicini i energetici.
Istraživanje životne sredine je izuzetno važno. Konačno smo počeli shvaćati da je osjetljivu ravnotežu koja postoji na našoj maloj planeti lako uništiti. Čovječanstvo je bilo suočeno sa zastrašujućim zadatkom - očuvanjem biosfere kako bi se održali uslovi za postojanje i razvoj civilizacije. Nemoguće ga je riješiti bez biološkog znanja i posebnih istraživanja. Tako je danas biologija postala prava produktivna snaga i racionalna naučna osnova za odnos čovjeka i prirode.
Klasična biologija. Evolucijska biologija. Fizičko-hemijska biologija.
1. Koje pravce u razvoju biologije možete izdvojiti?
2. Koji su veliki naučnici antike dali značajan doprinos razvoju biološkog znanja?
3. Zašto se u srednjem vijeku o biologiji kao nauci moglo govoriti samo uslovno?
4. Zašto se moderna biologija smatra kompleksnom naukom?
5. Koja je uloga biologije u modernom društvu?
6. Pripremite svoju poruku na jednu od sljedećih tema:
7. Uloga biologije u modernom društvu.
8. Uloga biologije u svemirskim istraživanjima.
9. Uloga bioloških istraživanja u savremenoj medicini.
10. Uloga izvanrednih biologa - naših sunarodnika u razvoju svjetske biologije.
Koliko su se pogledi naučnika na raznolikost živih bića promijenili može se pokazati na primjeru podjele živih organizama na kraljevstva. Još 40-ih godina XX veka svi živi organizmi bili su podeljeni u dva carstva: Biljke i Životinje. Bakterije i gljive su takođe bile uključene u biljno carstvo. Kasnije, detaljnije proučavanje organizama dovelo je do identifikacije četiri carstva: prokariota (bakterije), gljive, biljke i životinje. Ovaj sistem je dat u školskoj biologiji.
Godine 1959. predloženo je da se svijet živih organizama podijeli na pet carstava: Prokarioti, Protisti (Protozoe), Pečurke, Biljke i Životinje.
Ovaj sistem se često citira u biološkoj (posebno prevedenoj) literaturi.
Drugi sistemi su razvijeni i nastavljaju da se razvijaju, uključujući 20 ili više kraljevstava. Na primjer, predlaže se da se razlikuju tri super-kraljevstva: Prokarioti, Arheje (Arhebakterije) i Eukarioti.Svako super-kraljevstvo uključuje nekoliko kraljevstava.
Kamensky A.A. Biologija 10-11 razred
Dostavili čitaoci sa internet stranice
Online biblioteka sa učenicima i knjigama, plan-zapisi časova iz biologije 10. razreda, knjige i udžbenici po kalendarskom planu, planiranje biologije 10. razreda
Sadržaj lekcije nacrt lekcije i okvir za podršku prezentacija lekcije interaktivne tehnologije akcelerativne nastavne metode Vježbajte testovi, zadaci za online testiranje i vježbe domaće zadaće radionice i treninzi pitanja za diskusiju u razredu Ilustracije video i audio materijali fotografije, slike, grafike, tabele, dijagrami stripovi, parabole, izreke, ukrštene riječi, anegdote, vicevi, citati Supplementi
