Значення біології як науки. Етапи розвитку. Основні завдання. Закони біології.

Біоло́гія - система наук, що вивчає життя в усіх його проявах й на всіх рівнях організації живого, про живу природу, про живих істот, що населяють Землю чи вже вимерли, їхні функції, розвиток особин і родів, спадковість, мінливість, взаємні стосунки, систематику, поширення на Землі; про зв'язки між живими істотами і живих істот з неживою природою. Біологія встановлює загальні закономірності, властиві життю у всіх його проявах. Завданням біології є всебічне вивчення всієї сукупності організмів як сучасних, так і викопних. Число сучасних видів організмів досягає близько 2 млн, в тому числі понад 1,5 млн тварин.

 Приблизно стільки ж відомо викопних видів. Біологи досліджують будову рослин і тварин, їх життєві функції, спосіб життя та поширення на Землі, їхній історичний розвиток і значення, шляхи використання тощо. Ці дослідження дають можливість все більше і раціональніше використовувати в інтересах людини корисні форми, все успішніше знищувати шкідливі. Питання про історичний розвиток органічного світу й походження людини є одними з найважливіших в сучасній біології; вони завжди стояли в центрі боротьби між матеріалізмом та ідеалізмом. Саме розділ біології, що охоплює ці питання, зазнавав і зазнає сильних нападок з боку реакційних сил в біології. 

Біологія тепер — складна система наукових дисциплін, кожна з яких має свої завдання, свої методи й об'єкти дослідження. Весь світ організмів, залежно від ступеня їх спорідненості, поділяється на певні групи: типи, класи, ряди, родини, роди, види. Розподіл організмів по групах, або їхню класифікацію, здійснює систематика. Основоположником наукової систематики був К. Лінней. Поділ біології на окремі наукові дисципліни визначається передусім місцем організмів у системі. Своєрідні особливості рослинних і тваринних організмів зумовили насамперед диференціацію двох основних галузей біології — ботаніки, що всебічно вивчає рослини, і зоології — науки про тварин. Багато розділів ботаніки і зоології оформилось в самостійні науки. Так, наприклад, з ботаніки виділились науки: про бактерії — бактеріологія, про водорості — альгологія, про гриби — мікологія, про лишайники — ліхенологія, про мохи — бріологія та ін. У 20 ст. розвинулась вірусологія. Зоологія також поділяється на ряд наук, кожна з яких вивчає певну групу тварин. Так, одноклітинних вивчає протозоологія, паразитичних червів — гельмінтологія, ракоподібних — карцинологія, павукоподібних — арахнологія, комах — ентомологія, молюсків — малакологія, риб — іхтіологія, земноводяних — батрахологія, плазунів — герпетологія, птахів — орнітологія, ссавців — мамаліологія (теріологія). 

Крім того, розрізняють ще гідробіологію — науку, що вивчає життя організмів у водному середовищі, паразитологію — науку про паразитичні організми та боротьбу з ними. Будову організмів та її зміни в індивідуальному й історичному розвитку досліджує морфологія, яка є базою для розвитку інших біологічних наук. Для вивчення внутрішньої будови організмів морфологія користується методом розтинів та зрізів, тому цей її розділ відомий ще під назвою анатомії. Застосування порівняльного аналізу внутрішніх структур дало можливість зробити ряд важливих узагальнень. Без порівняльної анатомії неможливе розв'язання такої важливої проблеми, як еволюція органічного світу. Мікроскопічне дослідження найтоншої будови тіла організмів, недоступної для неозброєного людського ока, здійснює наука про тканини — гістологія. Паралельно з порівняльною анатомією розвинулась порівняльна гістологія. Мікроскопічне дослідження будови клітин привело до розвитку клітинної біології — науки про будову, хімічний склад, фізіологічні властивості та розвиток цієї основної структурної одиниці живих істот. 

Морфологічні науки тісно переплітаються з фізіологією, яка вивчає життєві функції організмів, тобто процеси їхньої життєдіяльності (рух, харчування, дихання, кровообіг,виділення, передачу нервового збудження тощо). З фізіологією близько споріднена біохімія, або фізіологічна хімія, яка досліджує хімічні процеси, що лежать в основі обміну речовин, провадить хімічний аналіз тканин та різних виділень організму.

Взаємовідношення і взаємодію організму та зовнішнього середовища вивчає екологія. Важливим її розділом є ценологія, яка вивчає біоценози. З даних екології і ценології виходить у своїх висновках біогеографія, яка поділяється на фітогеографію (географія рослин) і зоогеографію (географія тварин). Індивідуальний розвиток організмів (онтогенез) поділяється на два етапи — ембріональний (зародковий) і постембріональний (після зародковий). Закономірності ембріонального розвитку вивчає ембріологія, яка, природно, поділяється на ембріологію рослин та ембріологію тварин і людини. Питання спадковості й мінливості організмів досліджує генетика. Еволюційне вчення, або дарвінізм, охоплює як загальні закономірності еволюції організмів, так і фактори історичного (філогенетичного) й індивідуального розвитку тварин і рослин. 

Конкретні шляхи історичного розвитку, спорідненість різних систематичних груп організмів—їхню філогенію вивчає філогенетика. Дуже важливе значення для виявлення спорідненості організмів має палеонтологія, яка досліджує викопні рослини (палеоботаніка) і викопних тварин (палеозоологія) та їхній розвиток протягом усіх геологічних часів. Саме вона дозволяв на підставі документальних даних — скам'янілих решток викопних організмів — відтворити реальну картину еволюції органічного світу, послідовні етапи розвитку життя на Землі. 

При аналізі складних біологічних явищ необхідно розглядати їх у тісному зв'язку з процесами, що відбуваються в неживій природі. Тому Б. широко користується послугами фізики, хімії, геології та ін. природничих наук. Вивчення фізичних закономірностей в біологічних явищах, зокрема впливу радіоактивних речовин на організми, привело до виникнення нових розділів Б. — біофізики та радіобіології.

Закони:
(Ф. Мюллер, Е. Геккель, О. Сєвєрцов). Онтогенез – це коротке повторення зародкових стадій предків. У онтогенезі організмів закладаються нові шляхи їх історичного розвитку – філогенезу.

Закон зародкової подібності (К. Бер).На ранніх стадіях зародки усіх хребетних тварин схожі між собою, та більш розвинуті форми проходять етапи розвитку примітивніших форм.

Закон необоротності еволюції(Л. Долло) :Організм (популяція, вид) не може повернутися до попереднього стану, тобто стану, у якому перебували його предки. Закон еволюційного розвитку(Ч. Дарвін):Природний добір на основі спадкової мінливості становить основну рушійну силу еволюції органічного світу.

Закони спадковості(Г. Мендель)Закон одноманітності: за моногібридного схрещування у гібридів першого покоління з’являються тільки домінантні ознаки – воно фенотипно одноманітне. Закон розщеплення: у разі самозапилення гібридів першого покоління у потомстві відбувається розщеплення ознаки у співвідношенні 3:1, при цьому утворюються дві фенотипні групи – домінантна й рецесивна. Закон незалежного успадкування: за дигібридного схрещуванню у гібридів кожна пара ознак успадковується незалежно від інших та утворює чотири фенотипні групи у співвідношенні 9:3:3:1.Гіпотеза чистоти гамет: пари альтернативних ознак, які є у кожному організмі, не змішуються і при утворенні гамет одна за одною переходять до них у чистому вигляді. Закон гомологічних рядів(М.І. Вавилов)Види й роди, генетично близькі, характеризуються рядами спадкової мін-ливості. 

Закон генетичної рівноваги у популяціях (Г. Харді, В. Вайнберг) .У необмежено великій популяції за відсутності чинників, що змінюють концентрацію та мутації генів, численні співвідношення генотипів АА, аа, Аа від покоління до покоління залишаються постійними. Закон збереження енергії (І.Р. Майєр, Д. Джоуль, Г. Гельмгольц) Енергія не утворюється й не зникає, а лише переходить з однієї форми в іншу. Під час переходу матерії з однієї форми в іншу зміни її енергії суворо відповідають зростанню або зниженню енергії тіл, які з нею взаємодіють. Закон мінімуму (Ю. Лібіх) Витривалість організму визначається найслабшою ланкою у ланцюзі його екологічних потреб, тобто чинником мінімуму. Правило взаємодії факторів: організм здатен замінити дефіцитну речовину або чинник, що діє функціонально близькою речовиною. Закон біогенної міграції атомів (В.І. Вернадський) Міграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері у цілому відбувається за участю живої речовини (біогенна міграція) або у середовищі, геохімічні особливості якого зумовлюються живою речовиною – як тією, що нині населяє біосферу, так і тією, яка існувала на Землі протягом усієї геологічної історії.