Todo el mundo sabe muy bien que la biología es la ciencia de la vida. Actualmente, representa la totalidad de las ciencias de la naturaleza viva. La biología estudia todas las manifestaciones de la vida: estructura, funciones, desarrollo y origen de los organismos vivos, su relación en las comunidades naturales con el medio ambiente y con otros organismos vivos.
Desde que el hombre comenzó a darse cuenta de su diferencia con el mundo animal, comenzó a estudiar el mundo que lo rodeaba. Al principio, su vida dependía de ello. Los pueblos primitivos necesitaban saber qué organismos vivos se pueden comer, usar como medicinas, para hacer ropa y viviendas, y cuáles son venenosos o peligrosos.
Con el desarrollo de la civilización, el hombre pudo darse el lujo de dedicarse a la ciencia con fines cognitivos.
Los estudios de la cultura de los pueblos antiguos han demostrado que tenían un amplio conocimiento sobre plantas, animales y eran ampliamente utilizados en la vida cotidiana.
La biología moderna es una ciencia compleja, que se caracteriza por la interpenetración de ideas y métodos de diversas disciplinas biológicas, así como otras ciencias, principalmente la física, la química y las matemáticas.
Las principales direcciones de desarrollo de la biología moderna. En la actualidad, se pueden distinguir condicionalmente tres áreas de la biología.
Primero, está la biología clásica. Está representado por científicos naturales que estudian la diversidad de la naturaleza viva. Observan y analizan objetivamente todo lo que sucede en la naturaleza viva, estudian los organismos vivos y los clasifican. Es erróneo pensar que ya se han hecho todos los descubrimientos de la biología clásica. En la segunda mitad del siglo XX. no solo se han descrito muchas especies nuevas, sino que también se han descubierto grandes taxones, hasta reinos (Pogonophora) e incluso sobre reinos (Archaea o Archaea). Estos descubrimientos obligaron a los científicos a examinar de nuevo toda la historia del desarrollo de la naturaleza viva. Para los verdaderos científicos-naturalistas, la naturaleza es un valor intrínseco. Cada rincón de nuestro planeta es único para ellos. Es por eso que siempre se encuentran entre los que sienten agudamente el peligro para la naturaleza que nos rodea y abogan activamente por su protección.
La segunda área es la biología evolutiva. En el siglo XIX, el autor de la teoría de la selección natural, Charles Darwin, comenzó como un naturalista común: recopiló, observó, describió, viajó y reveló los secretos de la naturaleza viva. Sin embargo, el principal resultado de su trabajo, que lo convirtió en un científico famoso, fue la teoría que explica la diversidad orgánica.
En la actualidad, prosigue activamente el estudio de la evolución de los organismos vivos. La síntesis de la genética y la teoría evolutiva condujo a la creación de la llamada teoría sintética de la evolución. Pero incluso ahora hay muchas preguntas sin resolver, cuyas respuestas buscan los científicos evolucionistas.
Creado a principios del siglo XX. por nuestro destacado biólogo Alexander Ivanovich Oparin, la primera teoría científica del origen de la vida fue puramente teórica. En la actualidad, se están realizando activamente estudios experimentales de este problema y, gracias al uso de métodos fisicoquímicos avanzados, ya se han realizado importantes descubrimientos y se pueden esperar nuevos resultados interesantes.
Nuevos descubrimientos permitieron complementar la teoría de la antropogénesis. Pero la transición del mundo animal al hombre sigue siendo uno de los mayores misterios de la biología.
La tercera dirección es la biología física y química, que estudia la estructura de los objetos vivos utilizando métodos físicos y químicos modernos. Esta es un área de la biología en rápido desarrollo, importante tanto en términos teóricos como prácticos. Podemos decir con seguridad que nos esperan nuevos descubrimientos en biología fisicoquímica, que nos permitirán resolver muchos problemas a los que se enfrenta la humanidad,
Desarrollo de la biología como ciencia. La biología moderna tiene sus raíces en la antigüedad y está asociada con el desarrollo de la civilización en los países mediterráneos. Conocemos los nombres de muchos científicos destacados que han contribuido al desarrollo de la biología. Mencionemos solo algunos de ellos.
Hipócrates (460 - c. 370 aC) dio la primera descripción relativamente detallada de la estructura de los seres humanos y los animales, y señaló el papel del medio ambiente y la herencia en la aparición de enfermedades. Se le considera el fundador de la medicina.
Aristóteles (384-322 a. C.) dividió el mundo circundante en cuatro reinos: el mundo inanimado de tierra, agua y aire; el mundo de las plantas; el mundo de los animales y el mundo del hombre. Describió muchos animales, sentó las bases de la taxonomía. Los cuatro tratados biológicos que escribió contenían prácticamente toda la información sobre animales conocida en ese momento. Los méritos de Aristóteles son tan grandes que se le considera el fundador de la zoología.
Theophrastus (372-287 aC) estudió plantas. Describió más de 500 especies de plantas, proporcionó información sobre la estructura y reproducción de muchas de ellas, introdujo muchos términos botánicos. Se le considera el fundador de la botánica.
Guy Pliny the Elder (23-79) recopiló información sobre los organismos vivos conocidos en ese momento y escribió 37 volúmenes de la enciclopedia de Historia Natural. Casi hasta la Edad Media, esta enciclopedia fue la principal fuente de conocimiento sobre la naturaleza.
Claudio Galeno hizo un amplio uso de las autopsias de mamíferos en su investigación científica. Fue el primero en hacer una comparativa
descripción anatómica del hombre y el mono. Estudió el sistema nervioso central y periférico. Los historiadores de la ciencia lo consideran el último gran biólogo de la antigüedad.
En la Edad Media, la ideología dominante era la religión. Como otras ciencias, la biología durante este período aún no había emergido en un campo independiente y existía en la corriente principal general de puntos de vista religiosos y filosóficos. Y aunque continuó la acumulación de conocimiento sobre los organismos vivos, sobre la biología como ciencia en ese momento solo se puede hablar de forma condicional.
La era del Renacimiento es una transición de la cultura de la Edad Media a la cultura de los tiempos modernos. Las radicales transformaciones socioeconómicas de esa época fueron acompañadas de nuevos descubrimientos en la ciencia.
El científico más famoso de esta época, Leonardo da Vinci (1452-1519), hizo una cierta contribución al desarrollo de la biología.
Estudió el vuelo de las aves, describió muchas plantas, las formas de conectar los huesos en las articulaciones, la actividad del corazón y la función visual del ojo, la similitud de los huesos de humanos y animales.
En la segunda mitad del siglo XV. El conocimiento de las ciencias naturales comienza a desarrollarse rápidamente. Esto fue facilitado por descubrimientos geográficos, que hicieron posible ampliar significativamente la información sobre animales y plantas. Acumulación rápida de conocimiento científico sobre organismos vivos.
condujo a la división de la biología en ciencias separadas.
En los siglos XVI-XVII. La botánica y la zoología comenzaron a desarrollarse rápidamente.
La invención del microscopio (principios del siglo XVII) permitió estudiar la estructura microscópica de plantas y animales. Se descubrieron organismos vivos microscópicamente pequeños, bacterias y protozoos, invisibles a simple vista.
Karl Linnaeus hizo una gran contribución al desarrollo de la biología, quien propuso un sistema de clasificación para animales y plantas.
Karl Maksimovich Baer (1792-1876) en sus obras formuló las principales disposiciones de la teoría de los órganos homólogos y la ley de la similitud embrionaria, que sentó las bases científicas de la embriología.
En 1808, en su obra "Filosofía de la zoología", Jean Baptiste Lamarck planteó la cuestión de las causas y los mecanismos de las transformaciones evolutivas y esbozó la primera teoría de la evolución en el tiempo.
La teoría celular jugó un papel enorme en el desarrollo de la biología, que confirmó científicamente la unidad del mundo viviente y sirvió como uno de los requisitos previos para el surgimiento de la teoría de la evolución de Charles Darwin. Los autores de la teoría celular son considerados el zoólogo Theodor Schwann (1818-1882) y el botánico Matthias Jacob Schleiden (1804-1881).
Sobre la base de numerosas observaciones, Charles Darwin publicó en 1859 su obra principal "Sobre el origen de las especies por selección natural o la conservación de razas favorecidas en la lucha por la vida". En él, formuló las principales disposiciones de la teoría de la evolución, propuso los mecanismos de la evolución y las formas de transformaciones evolutivas de los organismos.
El siglo XX comenzó con el redescubrimiento de las leyes de Gregor Mendel, que marcó el inicio del desarrollo de la genética como ciencia.
En los años 40-50 del siglo XX. en biología, las ideas y métodos de la física, la química, las matemáticas, la cibernética y otras ciencias comenzaron a ser ampliamente utilizadas, y los microorganismos se utilizaron como objetos de investigación. Como resultado, la biofísica, la bioquímica, la biología molecular, la biología de las radiaciones, la biónica, etc., surgieron y comenzaron a desarrollarse rápidamente como ciencias independientes La investigación en el espacio contribuyó al nacimiento y desarrollo de la biología espacial.
En el siglo XX. apareció la dirección de la investigación aplicada - biotecnología. Sin duda, esta dirección se desarrollará rápidamente en el siglo XXI. Aprenderá con más detalle sobre esta dirección del desarrollo de la biología al estudiar el capítulo "Fundamentos de la cría y la biotecnología".
Actualmente, el conocimiento biológico se utiliza en todos los ámbitos de la actividad humana: en la industria y la agricultura, la medicina y la energía.
La investigación ambiental es extremadamente importante. Finalmente comenzamos a darnos cuenta de que el delicado equilibrio que existe en nuestro pequeño planeta es fácil de destruir. La humanidad se enfrentó a una tarea abrumadora: la preservación de la biosfera a fin de mantener las condiciones para la existencia y el desarrollo de la civilización. Es imposible resolverlo sin conocimientos biológicos e investigaciones especiales. Así, en la actualidad, la biología se ha convertido en una fuerza productiva real y una base científica racional para la relación entre el hombre y la naturaleza.
MICROSCOPIO
INFORME de Biología del estudiante de 6 ° grado
Durante mucho tiempo, una persona vivió rodeada de criaturas invisibles, usó los productos de su actividad vital (por ejemplo, al hornear pan con masa agria, hacer vino y vinagre), sufrió cuando estas criaturas causaron enfermedades o estropearon los suministros de alimentos, pero no lo hicieron. no sospechar de su presencia ... No sospeché porque no vi y no vi porque el tamaño de estas microcriaturas era mucho más bajo que el límite de visibilidad que el ojo humano es capaz de alcanzar. Se sabe que una persona con visión normal a una distancia óptima (25-30 cm) puede distinguir un objeto con un tamaño de 0.07-0.08 mm en forma de punto. Una persona no puede notar objetos más pequeños. Esto está determinado por las características estructurales de su órgano de visión.
Aproximadamente al mismo tiempo, cuando comenzó la exploración espacial con la ayuda de telescopios, se hicieron los primeros intentos de revelar, con la ayuda de lentes, los secretos del micromundo. Entonces, durante las excavaciones arqueológicas en la antigua Babilonia, se encontraron lentes biconvexos, los instrumentos ópticos más simples. Las lentes estaban hechas de montaña pulida. cristal. Podemos suponer que con su invención, el hombre dio el primer paso en el camino hacia el microcosmos.
La forma más sencilla de ampliar la imagen de un objeto pequeño es observarlo con una lupa. Una lupa se llama lente colectora con una pequeña distancia focal (generalmente no más de 10 cm) insertada en el mango.
Creador de telescopios Galileo v 1610
año descubrió que en un estado muy extendido, su telescopio puede magnificar enormemente objetos pequeños. Puede ser considerado el inventor del microscopio compuesto por lentes positivos y negativos.
Un instrumento más perfecto para observar objetos microscópicos es microscopio simple... No se sabe exactamente cuándo aparecieron estos dispositivos. A principios del siglo XVII, varios de estos microscopios fueron fabricados por el maestro del espectáculo. Zachariah Jansen de Middelburg.
En el ensayo A. Kirchera lanzado en 1646 año, contiene una descripción el microscopio más simple nombrado por él vidrio de pulgas... Consistía en una lupa incrustada en una base de cobre, sobre la que se fijaba una mesa de objetos, que servía para acomodar el objeto en cuestión; había un espejo plano o cóncavo debajo, que reflejaba los rayos del sol sobre el objeto y lo iluminaba desde abajo. La lupa se movió por medio de un tornillo al escenario hasta que la imagen se volvió nítida y clara.
Primeros descubrimientos destacados fueron hechos justo con un simple microscopio... A mediados del siglo XVII, el naturalista holandés logró un éxito brillante Anthony Van Leeuwenhoek... Con los años, Leeuwenhoek mejoró en la fabricación de lentes biconvexos diminutos (a veces de menos de 1 mm de diámetro), que hizo a partir de una pequeña bola de vidrio, que a su vez se obtenía fundiendo una varilla de vidrio en una llama. Luego, esta bola de vidrio se molió en una máquina de pulir primitiva. A lo largo de su vida, Leeuwenhoek fabricó al menos 400 microscopios de este tipo. Uno de ellos, conservado en el museo universitario de Utrecht, ofrece un aumento de más de 300 veces, lo que fue un gran éxito para el siglo XVII.
A principios del siglo XVII, apareció microscopios compuestos compuesto por dos lentes. No se conoce con exactitud al inventor de un microscopio tan complejo, pero muchos hechos indican que fue un holandés. Cornelius Drebel, que vivía en Londres y estaba al servicio del rey inglés Jacobo I.En un microscopio complejo había dos gafas: uno - la lente - mirando hacia el objeto, el otro - el ocular - mirando hacia el ojo del observador. En los primeros microscopios, un vidrio biconvexo servía como objetivo, lo que daba una imagen real, ampliada, pero inversa. Esta imagen se examinó con la ayuda de un ocular, que por lo tanto desempeñaba el papel de una lupa, pero solo esta lupa sirvió para magnificar no el objeto en sí, sino su imagen.
V 1663 año microscopio Drebel era mejorado Físico inglés Robert Hooke, quien le introdujo una tercera lente, que recibió el nombre del colectivo. Este tipo de microscopio ganó gran popularidad, y la mayoría de los microscopios de finales del siglo XVII y la primera mitad del siglo VIII se construyeron de acuerdo con su esquema.
Dispositivo de microscopio
Un microscopio es un instrumento óptico diseñado para estudiar imágenes ampliadas de microobjetos que son invisibles a simple vista.
Las partes principales del microscopio óptico (Fig. 1) son el objetivo y el ocular, encerrados en un cuerpo cilíndrico: un tubo. La mayoría de los modelos para la investigación biológica vienen con tres lentes con diferentes distancias focales y un mecanismo giratorio diseñado para cambiarlos rápidamente: una torreta, a menudo llamada torreta. El tubo se asienta sobre un enorme trípode que incluye un soporte para tubos. Ligeramente debajo del objetivo (o torreta con múltiples objetivos) hay un escenario en el que se instalan portaobjetos con muestras de prueba. La nitidez se ajusta mediante un tornillo de ajuste grueso y fino, que le permite cambiar la posición de la platina en relación con la lente.
Para que la muestra investigada tenga suficiente brillo para una observación cómoda, los microscopios están equipados con dos unidades ópticas más (Fig. 2): un iluminador y un condensador. El iluminador crea una corriente de luz que ilumina la muestra de prueba. En los microscopios ópticos clásicos, el diseño del iluminador (incorporado o externo) asume una lámpara de bajo voltaje con un filamento grueso, que recoge una lente y un diafragma, que cambia el diámetro del punto de luz en la muestra. El condensador, que es una lente colectora, está diseñado para enfocar los rayos del iluminador en la muestra. El condensador también tiene un diafragma de iris (campo y apertura), con el que se controla la intensidad de la luz.
Cuando se trabaja con objetos transmisores de luz (líquidos, secciones delgadas de plantas, etc.), se iluminan con luz transmitida: el iluminador y el condensador se encuentran debajo del escenario. Las muestras opacas deben iluminarse desde el frente. Para ello, el iluminador se coloca sobre el escenario, y sus rayos se dirigen al objeto a través de la lente con la ayuda de un espejo translúcido.
El iluminador puede ser pasivo, activo (lámpara) o ambos. Los microscopios más simples no tienen lámparas para iluminar las muestras. Tienen un espejo de doble cara debajo de la mesa, un lado del cual es plano y el otro cóncavo. A la luz del día, si el microscopio está junto a la ventana, puede obtener una iluminación bastante buena con un espejo cóncavo. Si el microscopio está en una habitación oscura, se utilizan un espejo plano y un iluminador externo para la iluminación.
El aumento del microscopio es igual al producto del aumento del objetivo y el ocular. Con un aumento del ocular de 10 y un aumento del objetivo de 40, el factor de aumento total es 400. Por lo general, un kit de microscopio de investigación incluye objetivos con aumentos de 4 a 100. Un conjunto típico de objetivos de microscopio para la investigación educativa y de aficionados (x 4, x10 y x 40) proporciona un aumento de 40 a 400.
La resolución es otra característica importante de un microscopio, que determina su calidad y la claridad de la imagen que forma. Cuanto mayor sea la resolución, se pueden ver los detalles más finos con gran aumento. En relación con la resolución, se habla de magnificación "útil" e "inútil". "Útil" es la cantidad de aumento que maximiza el detalle de la imagen. El aumento adicional ("inútil") no es compatible con la resolución del microscopio y no revela nuevos detalles, pero puede afectar negativamente la claridad y el contraste de la imagen. Por lo tanto, el límite del aumento útil de un microscopio óptico no está limitado por el factor de aumento general del objetivo y el ocular (se puede hacer arbitrariamente grande si se desea) sino por la calidad de los componentes ópticos del microscopio, es decir, por la resolución.
El microscopio incluye tres partes funcionales principales:
1. Parte de iluminación
Diseñado para crear un flujo luminoso que le permite iluminar un objeto de tal manera que las partes posteriores del microscopio realicen sus funciones con extrema precisión. La parte iluminadora del microscopio de luz transmitida está ubicada detrás del objeto debajo de la lente en los microscopios rectos y frente al objeto por encima de la lente en los microscopios invertidos.
La parte de iluminación incluye una fuente de luz (lámpara y fuente de alimentación eléctrica) y un sistema óptico-mecánico (colector, condensador, campo y apertura ajustable / diafragmas de iris).
2. Reproducir parte
Diseñado para reproducir un objeto en el plano de la imagen con la calidad de imagen y el aumento necesarios para la investigación (es decir, para construir una imagen que reproduzca el objeto con la mayor precisión y todos los detalles posible con la resolución, el aumento, el contraste y la reproducción del color apropiados para la óptica de microscopio).
La parte de reproducción proporciona la primera etapa de aumento y se ubica después del objeto en el plano de la imagen del microscopio. La parte de reproducción incluye una lente y un sistema óptico intermedio.
Los microscopios modernos de última generación se basan en sistemas ópticos de objetivos, corregidos al infinito.
Esto también requiere el uso de los denominados sistemas de tubos, cuyos haces de luz paralelos que salen del objetivo se “acumulan” en el plano de la imagen del microscopio.
3. Visualizar parte
Diseñado para obtener una imagen real de un objeto en la retina, película o placa fotográfica, en un monitor de televisión o computadora con aumento adicional (segunda etapa de aumento).
La parte de visualización está ubicada entre el plano de la imagen de la lente y los ojos del observador (cámara, cámara).
La parte de imágenes incluye un accesorio visual monocular, binocular o trinocular con un sistema de observación (oculares que funcionan como una lupa).
Además, esta parte incluye sistemas de aumento adicionales (sistemas de aumento al por mayor / cambio); archivos adjuntos de proyección, incluidos archivos adjuntos de discusión para dos o más observadores; máquinas de dibujo; sistemas de análisis y documentación de imágenes con los elementos correspondientes (canal de fotos).
Un microscopio es un dispositivo único diseñado para ampliar microimágenes y medir el tamaño de objetos o formaciones estructurales que se ven a través de una lente. Este desarrollo es asombroso, y la importancia de la invención del microscopio es extremadamente grande, porque sin él algunas áreas de la ciencia moderna no existirían. Y de aquí con más detalle.
Un microscopio es un dispositivo similar a un telescopio que se utiliza para propósitos completamente diferentes. Con la ayuda de él, es posible considerar la estructura de los objetos que son invisibles para el ojo. Le permite determinar los parámetros morfológicos de las microformaciones, así como evaluar su ubicación volumétrica. Por lo tanto, es incluso difícil imaginar cuán importante fue la invención del microscopio y cómo su aparición influyó en el desarrollo de la ciencia.
Historia del microscopio y la óptica
Hoy en día es difícil responder quién fue el primero en inventar el microscopio. Probablemente, este tema será tan ampliamente discutido como la creación de la ballesta. Sin embargo, a diferencia de las armas, la invención del microscopio sí tuvo lugar en Europa. Y aún se desconoce quién exactamente. La probabilidad de que Hans Jansen, un fabricante de anteojos holandés, fuera pionero en el dispositivo, es bastante alta. Su hijo, Zachary Jansen, anunció en 1590 que él y su padre habían construido un microscopio.
Pero ya en 1609, apareció otro mecanismo, que fue creado por Galileo Galilei. Lo nombró occhiolino y lo presentó al público de la Académie Nacional dei Lincei. El letrero en el sello del Papa Urbano III es evidencia de que el microscopio ya se podía usar en ese momento. Se cree que es una modificación de una imagen microscópica. El microscopio óptico de Galileo Galilei (compuesto) constaba de una lente convexa y otra cóncava.
Mejora e implementación en la práctica
Ya diez años después de la invención de Galileo, Cornelius Drebbel crea un microscopio compuesto con dos lentes convexas. Y más tarde, es decir, hacia el final, Christian Huygens desarrolló un sistema de ocular de dos lentes. Todavía están en producción hoy en día, aunque carecen del campo de visión. Pero, lo que es más importante, con la ayuda de un microscopio de este tipo en 1665, se llevó a cabo un estudio en un corte de un alcornoque, donde el científico vio los llamados panales. El resultado del experimento fue la introducción del concepto de "célula".
Otro padre del microscopio, Anthony van Leeuwenhoek, solo lo reinventó, pero logró atraer la atención de los biólogos hacia el dispositivo. Y después de eso quedó claro cuán importante fue la invención del microscopio para la ciencia, porque permitió el desarrollo de la microbiología. Probablemente, el dispositivo antes mencionado aceleró significativamente el desarrollo de las ciencias naturales, porque hasta que una persona vio microbios, creía que las enfermedades se originan por falta de limpieza. Y en la ciencia reinaban los conceptos de la alquimia y las teorías vitalistas de la existencia de los vivos y la generación espontánea de la vida.
Microscopio de Levenguk
La invención del microscopio es un hecho único en la ciencia de la Edad Media, porque gracias al dispositivo fue posible encontrar muchos temas nuevos para la discusión científica. Además, muchas teorías se han derrumbado gracias a la microscopía. Y este es el gran mérito de Anthony van Leeuwenhoek. Pudo mejorar el microscopio para que le permitiera ver las células en detalle. Y si consideramos el tema en este contexto, entonces Leeuwenhoek es de hecho el padre de este tipo de microscopio.
Estructura del dispositivo
La luz en sí era una placa con una lente capaz de multiplicar los objetos en consideración. Esta placa de lente tenía un trípode. A través de él, fue montada en una mesa horizontal. Dirigiendo la lente hacia la luz y colocando el material en estudio entre ella y la llama de la vela, fue posible discernir que el primer material que examinó Anthony van Leeuwenhoek fue la placa. En él, el científico vio muchas criaturas, que aún no pudo nombrar.
La singularidad del microscopio Levenguk es sorprendente. Los modelos compuestos disponibles en ese momento no proporcionaban una alta calidad de imagen. Además, la presencia de dos lentes solo agravó los defectos. Por lo tanto, los microscopios compuestos, desarrollados originalmente por Galileo y Drebbel, tardaron más de 150 años en producir la misma calidad de imagen que el dispositivo de Levenguk. El propio Anthony van Leeuwenhoek todavía no se considera el padre del microscopio, pero es legítimamente un maestro reconocido de la microscopía de materiales y células nativas.
Invención y mejora de lentes
El concepto mismo de lente ya existía en la Antigua Roma y Grecia. Por ejemplo, en Grecia, con la ayuda de vidrios convexos, fue posible encender un fuego. Y en Roma, las propiedades de los recipientes de vidrio llenos de agua se han notado desde hace mucho tiempo. Permitieron ampliar imágenes, aunque no muchas veces. Se desconoce el desarrollo posterior de las lentes, aunque es obvio que el progreso no podía detenerse.
Se sabe que en el siglo XVI, el uso de gafas se puso en práctica en Venecia. Esto se ve confirmado por los hechos sobre la disponibilidad de rectificadoras de vidrio, que hicieron posible la obtención de lentes. También había dibujos de dispositivos ópticos, que eran espejos y lentes. La autoría de estas obras pertenece a Leonardo da Vinci. Pero incluso antes, la gente trabajaba con lupas: en 1268, Roger Bacon propuso la idea de crear un telescopio. Posteriormente se implementó.
Evidentemente, la autoría del objetivo no era de nadie. Pero esto se observó hasta el momento en que Karl Friedrich Zeiss se dedicó a la óptica. En 1847 comenzó a fabricar microscopios. Luego, su empresa se convirtió en líder en el desarrollo de gafas ópticas. Existe hasta el día de hoy, siendo el principal de la industria. Todas las empresas que se dedican a la producción de cámaras fotográficas y de video, miras ópticas, telémetros, telescopios y otros dispositivos cooperan con él.
Mejorando la microscopía
La historia de la invención del microscopio es sorprendente cuando se estudia en detalle. Pero no menos interesante es la historia de la mejora adicional de la microscopía. Empezaron a aparecer otros nuevos, y el pensamiento científico que los generó se hundió cada vez más. Ahora, el objetivo del científico no era solo estudiar microbios, sino también considerar componentes más pequeños. Son moléculas y átomos. Ya en el siglo XIX fue posible estudiarlos mediante análisis estructural de rayos X. Pero la ciencia exigía más.
Entonces, ya en 1863, el investigador Henry Clifton Sorby desarrolló un microscopio polarizador para estudiar meteoritos. Y en 1863 Ernst Abbe desarrolló la teoría del microscopio. Fue adoptado con éxito por Carl Zeiss. Como resultado, su empresa se ha convertido en un líder reconocido en la industria de dispositivos ópticos.
Pero pronto llegó 1931, el momento de la creación del microscopio electrónico. Se ha convertido en un nuevo tipo de aparato que le permite ver mucho más que luz. En él, no se usaron fotones ni luz polarizada para la transmisión, sino electrones, partículas mucho más pequeñas que los iones más simples. Fue la invención del microscopio electrónico lo que permitió el desarrollo de la histología. Ahora los científicos han ganado la completa confianza en que sus juicios sobre la célula y sus orgánulos son realmente correctos. Sin embargo, no fue hasta 1986 que el creador del microscopio electrónico, Ernst Ruska, recibió el Premio Nobel. Además, ya en 1938, James Hillier estaba construyendo un microscopio electrónico de transmisión.
Los últimos tipos de microscopios.
La ciencia, después de los éxitos de muchos científicos, se desarrolló cada vez más rápidamente. Por tanto, el objetivo, dictado por las nuevas realidades, era la necesidad de desarrollar un microscopio de alta sensibilidad. Y ya en 1936, Erwin Müller produjo un dispositivo de emisión de campo. Y en 1951, se produjo otro dispositivo: el microscopio de iones de campo. Su importancia es extraordinaria porque permitió a los científicos ver átomos por primera vez. Y además de esto, en 1955 Jerzy Nomarski desarrolla los fundamentos teóricos de la microscopía de contraste de interferencia diferencial.
Mejora de los últimos microscopios
La invención del microscopio aún no es un éxito, porque, en principio, no es difícil hacer pasar iones o fotones a través de medios biológicos y luego examinar la imagen resultante. Pero la cuestión de mejorar la calidad de la microscopía era realmente importante. Y después de estas conclusiones, los científicos crearon un analizador de masas de sobrevuelo, que se denominó microscopio de iones de barrido.
Este dispositivo hizo posible escanear un solo átomo y obtener datos sobre la estructura tridimensional de la molécula. Junto con este método, ha acelerado significativamente el proceso de identificación de muchas sustancias que se encuentran en la naturaleza. Y ya en 1981, se introdujo un microscopio de túnel de barrido, y en 1986, uno de fuerza atómica. 1988 es el año de la invención del microscopio de barrido tipo túnel electroquímico. Y el más reciente y útil es el Kelvin Force Probe. Fue desarrollado en 1991.
Evaluación de la importancia global de la invención del microscopio
Desde 1665, cuando Leeuwenhoek se dedicó al procesamiento de vidrio y microscopios, la industria ha crecido y ha crecido en complejidad. Y al preguntarse qué tan importante fue la invención del microscopio, vale la pena considerar los principales logros de la microscopía. Entonces, este método permitió examinar la célula, lo que sirvió como otro impulso para el desarrollo de la biología. Luego, el dispositivo permitió ver los orgánulos de la célula, lo que permitió formar las regularidades de la estructura celular.
Luego, el microscopio permitió ver la molécula y el átomo, y más tarde los científicos pudieron escanear su superficie. Además, incluso las nubes de átomos de electrones se pueden ver a través de un microscopio. Dado que los electrones se mueven a la velocidad de la luz alrededor del núcleo, es completamente imposible considerar esta partícula. A pesar de esto, debe entenderse lo importante que fue la invención del microscopio. Hizo posible ver algo nuevo que no se puede ver con los ojos. Este es un mundo asombroso, cuyo estudio acercó a una persona a los logros modernos de la física, la química y la medicina. Y todo el trabajo merece la pena.
Hoy en día, las tecnologías modernas se utilizan activamente en muchas áreas de la actividad humana. Por ejemplo, en medicina, ya existen muchos dispositivos que ayudan a que una persona se ponga de pie. Sin embargo, a pesar del gran salto en el desarrollo de la tecnología, en la medicina hay muchos instrumentos, que no tienen análogos y que no pueden ser reemplazados por otra cosa.
Una de estas herramientas es un microscopio biológico de investigación, que se utiliza activamente tanto en la práctica clínica como en un laboratorio microbiológico. Incluso los dispositivos modernos no tienen las funciones y capacidades que tiene un microscopio, por ejemplo, para el examen microbiológico o el análisis de células sanguíneas.
Hoy en día, los microscopios biomédicos son el tipo de tecnología óptica más extendido. Estas herramientas se pueden utilizar en cualquier investigación que esté relacionada con el estudio de objetos de origen natural. Los microscopios de este tipo se dividen en dos tipos: laboratorios de investigación y biológicos. Y también para rutina y trabajadores. Básicamente, el microscopio biológico se utiliza en varios centros de investigación, instituciones científicas u hospitales.
También me gustaría hablar sobre los microscopios binoculares, que son una nueva etapa en la evolución de estos instrumentos. Estos dispositivos tienen dos oculares, lo que hace que sea mucho más fácil trabajar y el trabajo se vuelve más cómodo.
Hoy en día es simplemente insustituible en hospitales o laboratorios científicos. Estos microscopios serán una buena compra para los estudiantes universitarios que simplemente necesitan practicar en varios trabajos educativos para ganar experiencia.
Con la ayuda de dos oculares, será muy fácil examinar el objeto experimental, además, la calidad del objeto en cuestión, gracias a los oculares, aumentará varias veces. Una de las principales ventajas de este dispositivo es que puede conectarle cámaras o cámaras modernas y, como resultado, puede obtener imágenes del objeto o fotografías microscópicas.
Cuando elija este dispositivo por sí mismo, en primer lugar, preste atención a los siguientes detalles, parámetros y características: un revólver con múltiples lentes, parámetros de iluminación, formas de mover el escenario. Además, el microscopio se puede completar con accesorios adicionales como lámparas, objetivos, oculares, etc.
Esta es la ciencia de la vida. Actualmente, representa la totalidad de las ciencias de la naturaleza viva.
La biología estudia todas las manifestaciones de la vida: estructura, función, desarrollo y origen. organismos vivos, su relación en las comunidades naturales con el hábitat y con otros organismos vivos.
Desde que el hombre comenzó a darse cuenta de su diferencia con el mundo animal, comenzó a estudiar el mundo que lo rodeaba.
Al principio, su vida dependía de ello. Los pueblos primitivos necesitaban saber qué organismos vivos se pueden comer, usar como medicinas, para hacer ropa y viviendas, y cuáles son venenosos o peligrosos.
Con el desarrollo de la civilización, el hombre pudo darse el lujo de dedicarse a la ciencia con fines cognitivos.
Investigar las culturas de los pueblos antiguos demostraron que tenían un amplio conocimiento sobre plantas, animales y eran ampliamente utilizados en la vida cotidiana.
La biología moderna es compleja la ciencia, que se caracteriza por la interpenetración de ideas y métodos de varias disciplinas biológicas, así como de otras ciencias, principalmente la física, la química y las matemáticas.
Las principales direcciones de desarrollo de la biología moderna. En la actualidad, se pueden distinguir condicionalmente tres áreas de la biología.
Primero, está la biología clásica. Está representado por científicos naturales que estudian la diversidad de los seres vivos. naturaleza... Observan y analizan objetivamente todo lo que sucede en la naturaleza viva, estudian los organismos vivos y los clasifican. Es erróneo pensar que ya se han hecho todos los descubrimientos de la biología clásica.
En la segunda mitad del siglo XX. no solo se han descrito muchas especies nuevas, sino que también se han descubierto grandes taxones, hasta reinos (Pogonophora) e incluso sobre reinos (Archaea o Archaea). Estos descubrimientos obligaron a los científicos a examinar de nuevo el conjunto historia de desarrollo naturaleza viva. Para los verdaderos científicos naturales, la naturaleza es un valor en sí misma. Cada rincón de nuestro planeta es único para ellos. Es por eso que siempre se encuentran entre los que sienten agudamente el peligro para la naturaleza que nos rodea y abogan activamente por su protección.
La segunda área es la biología evolutiva.
En el siglo XIX. el autor de la teoría de la selección natural, Charles Darwin, comenzó como un naturalista ordinario: recopiló, observó, describió, viajó y descubrió los secretos de la naturaleza viva. Sin embargo, el principal resultado de su trabaja lo que lo convirtió en un científico famoso fue la teoría que explica la diversidad orgánica.
En la actualidad, prosigue activamente el estudio de la evolución de los organismos vivos. La síntesis de la genética y la teoría evolutiva condujo a la creación de la llamada teoría sintética de la evolución. Pero incluso ahora hay muchas preguntas sin resolver, cuyas respuestas buscan los científicos evolucionistas.
Creado a principios del siglo XX. por nuestro destacado biólogo Alexander Ivanovich Oparin, la primera teoría científica del origen de la vida fue puramente teórica. En la actualidad, se están realizando activamente estudios experimentales de este problema y, gracias al uso de métodos fisicoquímicos avanzados, ya se han realizado importantes descubrimientos y se pueden esperar nuevos resultados interesantes.
Nuevos descubrimientos permitieron complementar la teoría de la antropogénesis. Pero la transición del mundo animal al hombre sigue siendo uno de los mayores misterios de la biología.
La tercera dirección es la biología física y química, que estudia la estructura de los objetos vivos utilizando métodos físicos y químicos modernos. Esta es un área de la biología en rápido desarrollo, importante tanto en términos teóricos como prácticos. Podemos decir con seguridad que nos esperan nuevos descubrimientos en biología fisicoquímica, que nos permitirán resolver muchos problemas a los que se enfrenta la humanidad.
Desarrollo de la biología como ciencia. La biología moderna tiene sus raíces en la antigüedad y está asociada con el desarrollo de la civilización en los países mediterráneos. Conocemos los nombres de muchos científicos destacados que han contribuido al desarrollo de la biología. Mencionemos solo algunos de ellos.
Hipócrates (460 - c. 370 aC) dio la primera descripción relativamente detallada de la estructura de los seres humanos y los animales, y señaló el papel del medio ambiente y la herencia en la aparición de enfermedades. Se le considera el fundador de la medicina.
Aristóteles (384-322 a. C.) dividió el mundo circundante en cuatro reinos: el mundo inanimado de tierra, agua y aire; el mundo de las plantas; el mundo de los animales y el mundo del hombre. Describió muchos animales, sentó las bases de la taxonomía. Los cuatro tratados biológicos que escribió contenían prácticamente toda la información sobre animales conocida en ese momento. Los méritos de Aristóteles son tan grandes que se le considera el fundador de la zoología.
Theophrastus (372-287 aC) estudió plantas. Describió más de 500 especies de plantas, proporcionó información sobre la estructura y reproducción de muchas de ellas, introdujo muchos términos botánicos. Se le considera el fundador de la botánica.
Guy Pliny the Elder (23-79) recopiló información sobre los organismos vivos conocidos en ese momento y escribió 37 volúmenes de la enciclopedia de Historia Natural. Casi hasta la Edad Media, esta enciclopedia fue la principal fuente de conocimiento sobre la naturaleza.
Claudio Galeno hizo un amplio uso de las autopsias de mamíferos en su investigación científica. Fue el primero en hacer una descripción anatómica comparativa de humanos y monos. Estudió el sistema nervioso central y periférico. Los historiadores de la ciencia lo consideran el último gran biólogo de la antigüedad.
En la Edad Media, la ideología dominante era la religión. Como otras ciencias, la biología durante este período aún no había emergido en un campo independiente y existía en la corriente principal general de puntos de vista religiosos y filosóficos. Y aunque continuó la acumulación de conocimiento sobre los organismos vivos, sobre la biología como ciencia en ese momento solo se puede hablar de forma condicional.
La era del Renacimiento es una transición de la cultura de la Edad Media a la cultura de los tiempos modernos. Las radicales transformaciones socioeconómicas de esa época fueron acompañadas de nuevos descubrimientos en la ciencia.
El científico más famoso de esta época, Leonardo da Vinci (1452-1519), hizo una cierta contribución al desarrollo de la biología.
Estudió el vuelo de las aves, describió muchas plantas, las formas de conectar los huesos en las articulaciones, la actividad del corazón y la función visual del ojo, la similitud de los huesos de humanos y animales.
En la segunda mitad del siglo XV. El conocimiento de las ciencias naturales comienza a desarrollarse rápidamente. Esto fue facilitado por descubrimientos geográficos, que hicieron posible ampliar significativamente la información sobre animales y plantas. La rápida acumulación de conocimiento científico sobre los organismos vivos llevó a la división de la biología en ciencias separadas.
En los siglos XVI-XVII. La botánica y la zoología comenzaron a desarrollarse rápidamente.
La invención del microscopio (principios del siglo XVII) permitió estudiar la estructura microscópica de plantas y animales. Se descubrieron organismos vivos microscópicamente pequeños, bacterias y protozoos, invisibles a simple vista.
Karl Linnaeus hizo una gran contribución al desarrollo de la biología, quien propuso un sistema de clasificación para animales y plantas.
Karl Maksimovich Baer (1792-1876) en sus obras formuló las principales disposiciones de la teoría de los órganos homólogos y la ley de la similitud embrionaria, que sentó las bases científicas de la embriología.
En 1808, en su obra "Filosofía de la zoología", Jean Baptiste Lamarck planteó la cuestión de las causas y los mecanismos de las transformaciones evolutivas y esbozó la primera teoría de la evolución en el tiempo.
La teoría celular jugó un papel enorme en el desarrollo de la biología, que confirmó científicamente la unidad del mundo viviente y sirvió como uno de los requisitos previos para el surgimiento de la teoría de la evolución de Charles Darwin. Los autores de la teoría celular son considerados el zoólogo Theodor Ivanna (1818-1882) y el botánico Matthias Jacob Schleiden (1804-1881).
Sobre la base de numerosas observaciones, Charles Darwin publicó en 1859 su obra principal "Sobre el origen de las especies por selección natural o preservación de razas favorecidas en la lucha por la vida", en la que formulaba las principales disposiciones de la teoría de la evolución, propuso mecanismos de evolución y formas de transformaciones evolutivas de organismos.
En el siglo XIX. gracias a los trabajos de Louis Pasteur (1822-1895), Robert Koch (1843-1910), Ilya Ilyich Mechnikov, la microbiología tomó forma como ciencia independiente.
El siglo XX comenzó con el redescubrimiento de las leyes de Gregor Mendel, que marcó el inicio del desarrollo de la genética como ciencia.
En los años 40-50 del siglo XX. en biología, las ideas y métodos de la física, la química, las matemáticas, la cibernética y otras ciencias comenzaron a ser ampliamente utilizadas, y los microorganismos se utilizaron como objetos de investigación. Como resultado, la biofísica, la bioquímica, la biología molecular, la biología de las radiaciones, la biónica, etc., surgieron y comenzaron a desarrollarse rápidamente como ciencias independientes La investigación en el espacio contribuyó al nacimiento y desarrollo de la biología espacial.
En el siglo XX. apareció la dirección de la investigación aplicada - biotecnología. Sin duda, esta dirección se desarrollará rápidamente en el siglo XXI. Aprenderá con más detalle sobre esta dirección del desarrollo de la biología al estudiar el capítulo "Fundamentos de la cría y la biotecnología".
Actualmente, el conocimiento biológico se utiliza en todos los ámbitos de la actividad humana: en la industria y la agricultura, la medicina y la energía.
La investigación ambiental es extremadamente importante. Finalmente comenzamos a darnos cuenta de que el delicado equilibrio que existe en nuestro pequeño planeta es fácil de destruir. La humanidad se enfrentó a una tarea abrumadora: la preservación de la biosfera a fin de mantener las condiciones para la existencia y el desarrollo de la civilización. Es imposible resolverlo sin conocimientos biológicos e investigaciones especiales. Así, en la actualidad, la biología se ha convertido en una fuerza productiva real y una base científica racional para la relación entre el hombre y la naturaleza.
Biología clásica. Biología evolucionaria. Biología físico-química.
1. ¿Qué direcciones puede señalar en el desarrollo de la biología?
2. ¿Qué grandes científicos de la antigüedad hicieron una contribución significativa al desarrollo del conocimiento biológico?
3. ¿Por qué en la Edad Media se podía hablar de biología como ciencia sólo de forma condicional?
4. ¿Por qué la biología moderna se considera una ciencia compleja?
5. ¿Cuál es el papel de la biología en la sociedad moderna?
6. Prepare su mensaje sobre uno de los siguientes temas:
7. El papel de la biología en la sociedad moderna.
8. El papel de la biología en la investigación espacial.
9. El papel de la investigación biológica en la medicina moderna.
10. El papel de los biólogos destacados, nuestros compatriotas en el desarrollo de la biología mundial.
Lo mucho que han cambiado las opiniones de los científicos sobre la diversidad de los seres vivos puede demostrarse con el ejemplo de la división de los organismos vivos en reinos. Allá por los años 40 del siglo XX, todos los organismos vivos se dividían en dos reinos: las plantas y los animales. Las bacterias y los hongos también se incluyeron en el reino vegetal. Posteriormente, un estudio más detallado de los organismos llevó a la identificación de cuatro reinos: Procariotas (Bacterias), Hongos, Plantas y Animales. Este sistema se da en biología escolar.
En 1959, se propuso dividir el mundo de los organismos vivos en cinco reinos: Procariotas, Protistas (Protozoos), Hongos, Plantas y Animales.
Este sistema se cita a menudo en la literatura biológica (especialmente traducida).
Se han desarrollado y continúan desarrollándose otros sistemas, incluidos 20 o más reinos. Por ejemplo, se propone distinguir tres super-reinos: Procariotas, Archaea (Arqueobacterias) y Eucariotas. Cada super-reino incluye varios reinos.
Kamensky A.A. Biología Grado 10-11
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