Современные ученые биологи 21 века и их открытия: 20 важных открытий 21 века

Известные ученые-биологи и их открытия

Биология – это наука об общих свойствах всего живого. Свое функционирование в качестве самостоятельной дисциплины она начала сравнительно недавно, в конце 19 века. Своим появлением наука обязана той проблематике, которая существовала между определением понятий живых и неживых природных тел. Несмотря на столь позднее возникновение биологии, данный вопрос волновал человека уже давно. Поднимался он в античные времена, в Средние века, а также в эпоху Возрождения.

В связи с тем, что слово «биология» стало использоваться только в конце 19 века, таких ученых, как биологи, до этого не существовало. Тек, кто изучал и развивал дисциплину о природе, при жизни называли натуралистами, врачами или знатоками естествознания.

Кем же были на сегодняшний день столь широко известные ученые-биологи?

Например:

— Грегор Мендель – монахом.
— Карл Линней – врачом.
— Чарльз Дарвин – состоятельным джентльменом.
— Луи Пастер – химиком.

Античность

Основы знаний о растениях и животных первоначально заложил в своих трудах Аристотель. Большую роль в развитии биологии сыграл и его ученик Теофаст.

Немаловажное значение для получения знаний о живых организмах имели сочинения Диоскорида. Этот античный мыслитель составил описание разнообразных лекарственных веществ, практически шестьсот из которых были растениями. В этот же период творил и Плиний, собиравший сведения о природных телах.

Несмотря на то что заслуги всех мыслителей прошлого сыграли весомую роль в развитии биологии, наиболее внушительный след в истории этой дисциплины оставил Аристотель. Его перу принадлежит огромное количество сочинений, которые были посвящены животным. В своих трудах Аристотель рассматривал вопросы познания особей, представлявших земную фауну. Мыслитель разработал собственные принципы классификации групп животных. Она производилась на основе сущностных свойств видов. Также Аристотелем были рассмотрены вопросы развития и размножения животных.

Средние века

Врачи, жившие в этом историческом периоде, включали в свою практику большое количество достижений античности. Однако Римская империя, захваченая арабами, пришла в упадок. И завоеватели перевели труды Аристотеля и иных античных мыслителей на свой язык. Но эти знания не были утеряны.

Арабская медицина Средних веков внесла свой вклад в развитие дисциплины о жизни. Все это происходило в 8-13 веках в период так называемого золотого исламского века. К примеру, Аль-Джахизом, жившим в 781-869 годах, высказывались мысли о пищевых цепях и существовании эволюции. Но арабским основателем ботаники все же считают курдского автора Аль-Динавари (828-896 гг.). Им было описано более чем 637 видов различных растений, а также произведены обсуждения их фазы развития и роста.

Настольной книгой всех европейских медиков вплоть до 17 века являлся труд прославленного врача Авиценны, где впервые были введены понятия фармакологии и клинических исследований. Также заслуживают внимания исследования испанского араба Ибн Зухра. Путем вскрытия он доказал, что чесотка вызывается присутствием подкожного паразита. Также он ввел экспериментальную хирургию и провел первые медицинские исследования на животных.

В Средние века приобрели известность и некоторые европейские ученые. В их число вошли Альберт Великий, Хильдегарда Бингенская, а также Фридрих II, которыми был составлен канон естественной истории. Этот труд широко использовался для изучения в самых первых европейских университетах, где медицина стояла на втором месте после богословия и философии.

Возрождение

Только при переходе Европы к эпохе расцвета стало возможным возрождение интереса к физиологии и естественной истории. Ученые-биологи того времени широко изучали растительный мир. Так, Фуксом, Брунфельсом и некоторыми другими авторами были выпущены многочисленные издания, посвященные этой теме. В этих трудах положено начало полномасштабного описания растительной жизни.

Эпоха Возрождения стала началом развития современной анатомии — дисциплины, основу которой составляет вскрытие человеческих тел. Толчок этому направлению дала книга Везалия.

Свой вклад в развитие биологии внесли и такие известные художники, как Леонардо да Винчи и Альбрехт Дюрер. Они нередко творили вместе с натуралистами и интересовались точным строением тела животных и человека, отображая их детальное анатомическое строение.

Свой вклад в исследования природы вносили и алхимики. Так, Парацельс проводил опыты с биологическими и фармакологическими источниками производства лекарственных препаратов.

Семнадцатый век

Наиболее важным периодом данного столетия является становление естественной истории, ставшей основой:

— классификации растений и животных;
— дальнейшего развития анатомии;
— открытия второго круга кровообращения;
— начала микроскопических исследований;
— открытия микроорганизмов;
— первого описания эритроцитов и сперматозоидов животных, а также клеток растений.

В этот же период английским врачом Уильямом Гарвеем во время проводимых опытов вскрытия животных и наблюдения за кровообращением был сделан целый ряд важных открытий. Исследователь достиг следующего:

— обнаружил наличие венозного клапана, не позволяющего крови течь в обратном направлении;
— открыл, что кровообращение осуществляется кроме большого еще и по малому кругу;
— показал наличие изоляции левого и правого желудочков.

В 17 веке начала формироваться и совершенно новая область исследований. Связана она была с появлением микроскопа.

Изобретатель этого прибора, ремесленник из Голландии Антони ван Левенгук, проводил самостоятельные наблюдения, а их результаты отсылал в Лондонское королевское общество. Левенгук описал и зарисовал большое количество микроскопических существ (бактерий, инфузорий и т. д.), а также сперматозоиды и красные кровяные тельца человека.

Восемнадцатый век

В этом столетии продолжали развиваться физиология, анатомия и естественная история. Все это создавало предпосылки для возникновения биологии. Значимыми событиями для дисциплины о природе живых тел послужили исследования Каспара Фридриха Фольфа и Альбрехта фон Галлера. Результаты этих трудов в значительной мере расширили познания в области развития растений и эмбриологии животных.

Зарождение биологии

Данный термин и до 19 века можно было встретить в трудах некоторых естествоиспытателей. Однако в то время его смысл был совершенно иным. И только на рубеже 18 и 19 веков три автора независимо друг от друга начали пользоваться термином «биология» в том смысле, в котором он знаком нам сейчас. Ученые Ламарк, Тревинарус и Бурдах обозначили этим словом науку, описывающую общие особенности живых тел.

Девятнадцатый век

Самыми значимыми событиями для биологии в этот период явились:
— становление палеонтологии;
— возникновение биологической основы стратиграфии;
— появление клеточной теории:
— формирование сравнительной эмбриологии и анатомии.

Ученые-биологи 19 века начали борьбу с инфекционными заболеваниями. Так, английским врачом Дженнером была изобретена вакцина, а результатом исследований Роберта Коха стало открытие возбудителя туберкулеза и создание многих видов лекарств.

Революционное открытие

Центральным событием в биологии, произошедшим во второй половине 19 века, стала публикация книги Чарльза Дарвина «О происхождении видов». Этот вопрос ученый разрабатывал в течение двадцати одного года, и только после того как убедился в правильности полученных выводов, решился опубликовать свой труд. Книга имела колоссальный успех. Но в то же время она взбудоражила умы людей, так как полностью противоречила тем представлениям о жизни на Земле, которые излагались в Библии. Так, ученый биолог Дарвин утверждал о том, что эволюция видов продолжалась на нашей планете много миллионов лет. А по утверждениям Библии для создания мира хватило шести дней.

Еще одно открытие Чарльза Дарвина в области биологии заключалось в утверждении того, что все живые организмы ведут борьбу друг с другом за среду обитания и пищу. Ученый отметил, что даже внутри одного вида находятся отдельные особи, имеющие особые признаки. Эти отличительные свойства дают животным повышенные шансы для выживания. Далее особые признаки передаются потомству и постепенно становятся общими для всего вида. Более слабые и неприспособленные животные при этом вымирают. Подобный процесс Дарвин назвал естественным отбором.

Величайшая заслуга этого ученого состоит в том, что он решил самую главную проблему биологии, связанную с вопросом происхождения и развития органического мира. Сегодня вся история этой дисциплины условно делится на два периода. Первый из них был до Дарвина. Он характеризовался бессознательным стремлением к определению эволюционного принципа. Второй этап в развитии биологии начался после опубликования Дарвином своего величайшего труда. С этого момента ученые продолжили разработку эволюционного принципа уже осознанно.

Деятельность русских исследователей

Много важных открытий в области дисциплины о живых организмах сделали отечественные ученые-биологи. Так, в 1820 году П. Вишневским впервые было высказано предположение о наличии особого вещества в противоцинготных продуктах. Именно оно, по мнению ученого, способствует правильной жизнедеятельности организма.

Еще один русский ученый – Н. Лунин – открыл в 1880 году витамины. Он доказал, что в составе пищи находятся некие элементы, жизненно важные для здоровья всего организма. Сам термин «витамин» появился при соединении двух латинских корней. Первый из них – «вита» – означает «жизнь», а второй – «амин» – переводится как «соединение азота».

Значительно вырос интерес к естествознанию среди российских ученых в 50-60 годах 19 века. Он был вызван пропагандой своего мировоззрения революционно настроенными демократами. Немаловажным фактором явилось и мировое развитие естественных наук. В это время начинали свою работу такие отечественные ученые-биологи, как К. Тимирязев и П. Сеченов, И. Мечников и С. Боткин, И. Павлов и многие другие врачи и естествоиспытатели.

Великий физиолог

Широкую известность Павлов — ученый-биолог — получил после проведения исследований центральной нервной системы. Эти труды великого физиолога стали отправной точкой для дальнейшего изучения различных психических явлений.

Основной заслугой Павлова явилась разработка новейших для того времени принципов, изучающих деятельность организма в неразрывной связи с внешней средой. Подобный подход явился основанием для развития не только биологии, но и медицины, психологии и педагогики. Труды великого физиолога явились истоком нейрофизиологии – учения о высшей нервной деятельности.

Двадцатый век

В начале 20 столетия ученые-биологи продолжали вносить неоценимый вклад в историю развития дисциплины о живых организмах. Так, в 1903 году впервые появился такой термин, как гормоны. В биологию он был введен Эрнестом Старлингом и Уильямом Бэйлиссом. В 1935 году появилось понятие «экосистемы». Его ввел в дисциплину Артур Дж. Тенсли. Данный термин обозначал сложный экологический блок. Также ученые-биологи продолжали работать над определениями всех этапов состояния живой клетки.

Немало исследователей трудилось и в нашей стране. Ученые-биологи России внесли большой вклад в развитие дисциплины о живых телах. Среди них следующие:

— М. С. Цвет, первым установивший существование двух модификаций хлорофилла;
— Н. В. Тимофеев-Ресовский, являющийся одним из основоположников радиобиологии, который установил зависимость дозы излучения на интенсивность мутационных процессов;
— В. Ф. Купревич, открывший внеклеточные ферменты, выделяемые на окончаниях корневой системы высших растений;
— Н. К. Кольцов – основоположник экспериментальной биологии в России.

В историю дисциплины о живых телах внесены также многие имена ученых-биологов стран Западной Европы. Так, начало века ознаменовалось открытием хромосом как клеточных структур, несущих генетический потенциал. К такому выводу пришли независимо друг от друга многие исследователи.

В 1910-1915 годах известные ученые-биологи во главе с Томасом Хантом Морганом разработали хромосомную теорию наследственности. В 20-х – 30-х годах двадцатого века зародилась популяционная генетика. Во второй половине столетия открытия ученых привели к созданию социобиологии и эволюционной психологии. Немалую лепту в это дело внесли и советские ученые-биологи.

Великий путешественник и естествоиспытатель

Огромную роль в развитии дисциплины о живых телах сыграл ученый-биолог Вавилов. Его считают растениеводом и генетиком, селекционером и прикладным ботаником, географом и путешественником. Однако главным направлением его жизненного пути явилось изучение и развитие биологии.

Вавилов был путешественником, который открыл вовсе не новые страны. Он познакомил мир с ранее неизвестными растениями, которые поразили современников разнообразием своих форм. Многие ученые-биологи России отмечали, что это был настоящим провидцем в своем деле. Помимо этого, Вавилов являлся замечательным организатором, государственным и общественным деятелем. Этот ученый открыл столь же фундаментальный закон в области биологии, каковым для химии является менделеевская периодическая система.

В чем основная заслуга Вавилова? В открытом им законе рядов подобия и в утверждении существования закономерности в огромном мире фауны, что позволило предсказывать возникновение новых видов.

Владимир Иванович Вернадский

Из школьной программы нам хорошо известны такие фамилии, как Ньютон и Галилей, Эйнштейн и Дарвин. Все они были гениальными провидцами, открывавшими людям новые горизонты в познании общества и природы. Немало таких гениев было и в 20 веке. Среди них – ученый-биолог Вернадский. Его смело можно отнести к числу тех исследователей, которые не только увидели, но и осознали новые, неизвестные ранее явления.

Работы Вернадского охватывают довольно широкий круг вопросов естествознания. Это и сфера общей геохимии, и определение возраста горной породы, и роль живых тел в процессах геохимического характера. Вернадский выдвинул теорию так называемой генетической минералогии, а также развил вопрос об изоморфизме. Также ученого считают основоположником биогеохимии. Согласно его представлениям, совокупность всех живых организмов в биосфере постоянно вовлекает материю неорганического происхождения в непрерывный круговорот. Этому процессу содействует трансформация солнечного излучения.

Вернадский исследовал химический состав, а также распространенность растительных и животных организмов. Подобные работы велись для изучения миграционных процессов химических элементов в толще земной коры. Среди открытий Вернадского находится и указание на существование организмов, являющихся концентраторами кальция, кремния, железа и т. д.

ученые мира, открытия русских известных естествоиспытателей

Значение биологической науки в нашей жизни сложно переоценить. Без исследований и знаний, которые проводились учеными в этой области, медицина и фармацевтика не получили бы своего развития, человечество не было бы вооружено антибиотиками и прививками и было бы бессильно против вирусов. Поэтому так важно знать имена великих биологов, которые ценою своего здоровья, а порой и жизни, делали столь значимые научные открытия.

Великие ученые по биологии

Сам термин «биология» появился в конце девятнадцатого века, поэтому ученые мира , работающие в этой области ранее, именовались врачами или естествоиспытателями.

Первооткрыватели

Ниже представлен список знаменитых ученых-биологов и их открытия.

Антони ван Левенгук

Левенгук занимался исследованиями в области биологии в семнадцатом веке. В этот период наука не располагала элементарными знаниями, имеющиеся данные были очень примитивными. Помимо естественных наук Левенгук увлекался физикой и был прекрасным конструктором.

Ученый является изобретателем первого в мире совершенного микроскопа, который и позволил ему сделать открытия в области биологии: Левенгук первым описал сперматозоиды и процесс оплодотворения яйцеклетки. Также ученому принадлежит честь открытия микробов.

Чарльз Дарвин

Английский натуралист Дарвин первым сделал вывод о возможности живого организма эволюционировать. Он является автором теории о происхождении человека, которая до сих пор является одной из самых популярных в мире. Дарвин много путешествовал и наблюдал за различными живыми организмами. Множество наблюдений помогло ученому в создании его научных теорий.

Роберт Броун

Английский ученый Роберт Броун известен прежде всего как первооткрыватель возможности движения молекул, названного в его честь. Однако он совершил и ценнейшее открытие в области биологии: при изучении под микроскопом клеток растений в 1832-м году он обнаружил одинаковые круглые элементы в каждой клетке. Позднее эта клеточная органелла получила название ядро клетки, а Броун доказал существование ядра не только в клетках растений, но и клетках животных.

Карл Везе

Американский ученый Карл Везе является человеком, впервые определившим нового домена живых организмов — архей. Везе в 1990-м году создал классификацию, принципиально отличающуюся от существовавших ранее: он разделил живые организмы на 23 подгруппы.

Они находятся в пределах трех независимых доменов:

• эукариоты;
• бактерии;
• археи.

По мнению Везе, археи являются отдельной независимой ветвью живых существ. Воззрения ученого долго не принимались в научной среде, однако в настоящее время эта классификация является основополагающей.

Ханс Кребс

Немецкий исследователь Хан Кребс в 1932-м году впервые открыл этапы химических реакций, в ходе которых в клетках животных из аммиака образуется мочевина. Данные реакции получили название «цикл Кребса», в настоящее время под этим термином понимается процесс окисления питательных веществ у животных.

Уильям Бейлис и Эрнест Старлинг

Два английских ученых-напарника в 1905-м году описали и дали название неизвестным на то время веществам — гормонам. В качестве примера они описали секретин — гормон, который регулирует выброс сока поджелудочной железы в кишечник. Также учеными была подробно описана роль гормонов в качестве химических посредников.

Ян Ингенхауз

В 1770-м году немецкий ученый Ян Ингенхауз описал процесс преобразования растениями солнечного света в энергию. В настоящее время этот процесс называется фотосинтезом. Данное открытие ученый совершил благодаря своим наблюдениям, в ходе которых он установил, что растения реагируют на свет иначе, чем на тень. Позднее было признано огромное значение этого открытия, так как было установлено, что все живое на Земле в конечном итоге зависит от фотосинтеза.

Русские исследователи

В нашей стране трудились и совершали открытия известные русские ученые-биологи. Вклад их в науку очень значителен.

Кольцов Николай Константинович

Основоположник отечественной экспериментальной биологии. В 1928-м году представил и доказал гипотезу о молекулярном строении хромосом. Данная гипотеза впоследствии стала основой современной молекулярной биологии и генетики.

Мечников Илья Ильич

Является автором теории фагоцитоза и теории происхождения многоклеточных организмов. В начале девятнадцатого века работал в области сравнительной патологии, иммунологии.

Павлов Иван Петрович

Великий русский физиолог, автор учения о высшей нервной деятельности. Является автором хронического эксперимента как метода, направленного на исследование здорового организма, и метода условных рефлексов. Представил доказательства того, что в основе всех психических процессов лежит физиологическая деятельность коры головного мозга.

Тимирязев Климент Аркадьевич

Российский биолог-естествоиспытатель. Описал закономерности фотосинтеза как процесса преобразования растениями света в энергию.

Четвериков Сергей Сергеевич

Является основоположником популярной и эволюционной генетики. Одним из первых описал закономерности отбора в активно эволюционирующих популяциях.

Основоположники науки

Биология как наука зародилась много веков назад. Многие древние мыслители закладывали фундамент естественных наук.

Авиценна

Персидский ученый, врач и философ. Жил и осуществлял свою деятельность в средние века. Автор более чем 450 трудов, является основоположником современной психофизиологии: описал четыре типа темперамента, которые человек может иметь в зависимости от преобладания в его организме определенного типа жидкости.

Аристотель

Древнегреческий ученый энциклопедист. Дал подробное описание множества животных, обитающих в Греции и близких к ней областях. Предположил, что растения и животные преобразуются в более совершенные формы, поднимаясь по лестнице природы, то есть описал основы теории эволюции.

Гален

Древнеримский врач, автор труда о частях человеческого тела, в котором дал первое в истории медицины подробное описание анатомии и физиологии человека. Первым стал использовать в научной деятельности вивисекционные эксперименты на животных. Обобщил все имеющиеся знания античной медицины, создав отдельную отрасль науки.

Рене Декарт

Английский физик, естествоиспытатель, биолог. Впервые ввел представление о рефлексе.

Диоскорид Педаний

Древнегреческий натуралист, врач и фармаколог. Одним из первых в мировой истории биологии начал исследования в области фармации и ботаники, почему и считается отцом этих наук.

Плиний старший

Древнегреческий писатель, предметом рассказов которого являлись животные и растения. Создал многотомный труд «Естественная история», который является одной из древнейших энциклопедий о живых организмах.

Теофраст

Древнегреческий ученый, один из первых ботаников. Вклад Теофраста в биологию заключается в систематизации имеющихся наблюдений о местах произрастания и полезных свойствах растений, а также он создал их классификацию.

Популярные биологи и их открытия

Ниже представлен список ученых, совершивших другие ценные открытия в области биологии.

Александр Флеминг

Шотландский ученый-бактериолог. Открыл вещество лизоцим, которое является ферментом, убивающим бактерии в организме, но при этом не наносящим вреда здоровым тканям.

Вильгельм Ру

Первым из научного сообщества попытался сохранить клетки живыми вне тела их хозяина. В 1885-м году он поместил часть эмбриона курицы в солевой раствор. Ученому удалось сохранить его живым несколько дней.

Клод Бернар

Открыл явление гомеостаза человеческого организма и доказал его важность. По мнению ученого, живое тело относительно независимо от окружающей среды, хотя и нуждается в ней. Ткани человеческого организма защищены и являются сами по себе совершенной средой. Правда, эта теория получила научное признание уже после смерти Бернара.

Джеймс Самнер

Впервые в 1926-м году ученому удалось выделить фермент уреаплазму в чистом виде. Это вещество, расщепляющее мочевину на химические элементы. Для достижения этой цели ученому потребовалось 26 лет, при этом все научное сообщество того времени было уверено в том, что это невозможно, и даже после получения результата большинство коллег ученого сомневались в этом успехе. Однако достижение Самнера принесло ему Нобелевскую премию в 1946-м году.

Фредерик Сэнгер

Сэнгер — единственный человек в истории, удостоенный двух Нобелевских премий в области химии. Вторую награду он получил совместно со своим коллегой и товарищем Уолтером Гилбертом. В 1977-м году ученые опубликовали метод, позволяющий выяснять последовательность строительных блоков в сети ДНК. Данный метод стал настоящим прорывом в области медицины, эволюционной биологии, стал незаменимым в уголовном праве.

Список биологов

Биология — древняя наука, имеющая несколько отраслей. В разные периоды ее изучением и развитием занималось множество изобретателей. Краткий список знаменитых исследователей биологии — в таблице .

Гиппократ	470-360 до н. э.
Клавдий Гален	130-200 н. э.
Авиценна	980-1048 г.
Леонардо да Винчи	1452-1519 г.
Андреас Везалий	1514-1564 г.
Уильям Гарвей	1578-1657 г.
Карл Линней	1707-1778 г.
Чарльз Дарвин	1809-1882 г.
Герхард Мендель	1822-1884 г.
Роберт Кох	1843-1910 г.
Дмитрий Ивановский	1864-1920 г.
Илья Мечников	1845-1916 г.
Луи Пастер	1822-1895 г.
Иван Сеченов	1829-1905 г.
Гуго де Фриз	1848–1935 г.
Томас Морган	1866-1943 г.
Владимир Вернадский	1863-1945 г.
Иван Шмальгаузен	1884-1963 г.

Хронология открытий

Многие ученые, находясь и работая в разных уголках мира, помогали своим коллегам, трудящимся на том же поприще.

Множество открытий было совершено на базе знаний, сформированной годами и даже веками ранее:

1. В 1831-м году Роберт Броун при изучении под микроскопом клеток растений, добытых им в Австралии, обратил внимание, что каждая из них имеет круглый непрозрачный элемент. Ученый назвал его ядром клетки. Немецкий естествоиспытатель Теодор Шванн, узнав об открытии своего коллеги, стал искать нечто подобное и в клетках животных: изучению подверглись клетки головастиков. Гипотеза Шванна подтвердилась, ядро было найдено и в клетках животных. На тот период времени это открытие было революционным: оно доказывало связь всего живого на планете.
2. Спустя почти век после обнаружения ядра клетки немецкий ученый Карл Везе совершил следующее потрясшее научный мир открытие. До того момента считалось, что мир животных состоит из двух больших классов: бактерии (простейшие) и эукариоты (все остальные). Отличались они только расположением ДНК — у простейших она располагалась у стенок клетки, у эукариотов — в ядре. Карл Везе, изучая бактерии, выделяющие метан, обнаружил неизвестную на тот момент их особенность: стена клетки была уникальной и выделяла необычные энзимы. Ученый обнаружил, что данная форма жизни отличается от уже известных. Представители данного вида способны выжить даже в самой агрессивной среде, на дне океана или на нескольких километрах в глубине земли. Этот тип был назван археями.
3. Еще примерно 30 лет спустя немецкий зоолог Уолтер Флемминг опубликовал труд, в котором он описывает процесс деления клетки, и хотя ученым было известно и ранее об этом факте относительно живой клетки, первооткрывателем в этом вопросе считается именно Флемминг. В процессе работ над этим вопросом ученый использовал мощнейший микроскоп, с помощью которого ему удалось обнаружить определенные структуры, которые он назвал хромосомами. Картинка деления клетки стала ясна для ученого, и он смог подробно описать деление клетки, назвав данный процесс митозом.
4. Цепочку открытий в области размножения и деления клеток продолжил немецкий биолог Август Вейсман. Биологу принадлежит идея о том, что в определенный момент развивающийся организм дает сигнал клеткам, ответственным за размножение, разделить хромосомы пополам. Данный процесс получил название мейоза.

Разумеется, это лишь крошечная часть всех открытий человечества в области биологии. Много столетий подряд биологи, биохимики, естествоиспытатели всего мира направляли силы своих умов для развития области знаний, связанной с биологией. Многие их мысли, действия и умозаключения перекликались, давая возможность развития науке, и развитие это продолжается и в настоящее время. 2 умножить на 0 изучайте по ссылке.

Тест

По материалам представленной статьи предлагается пройти тест, целью которого является выявление степени усвоения информации.

Условия тестирования: необходимо выбрать правильный ответ из предложенных. Правильный ответ может быть только один.

1. Автором труда «Естественная история» является:

а. Плиний Старший.

б. Аристотель.

в. Авиценна.

2. Впервые обнаружил ядро клеток:

а. Сеченов.

б. Шванн.

в. Броун.

3. Автором знаменитой теории условных рефлексов является:

а. Павлов.

б. Вернадский.

в. Мечников.

4. Единственным ученым в мире, получившим две Нобелевские премии по химии, является:

а. Сэнгер.

б. Шмальгаузен.

в. Флемминг.

5. Впервые ввел понятие рефлекса:

а. Гиппократ.

б. Декарт.

в. Авиценна.

6. Впервые описал типы человеческого темперамента:

а. Авиценна.

б. Гален.

в. Аристотель.

7. Понятие «гомеостаз» впервые ввел:

а. Бернар.

б. Ламарк.

в. Пастер.

8. Автором первого в истории подробного описания анатомии человека является:

а. Декарт.

б. Гален.

в. Авиценна.

9. Впервые описал этапы химических реакций превращения энергии в живых клетках:

а. Кребс.

б. Дарвин.

в. Мендель.

10. Новый тип живых организмов обнаружил:

а. Везе.

б. Мечников.

в. Сеченов.

Правильные ответы:

Видео

Посмотрите интересное видео о великих открытиях в области биологии.

Достижения в области микроскопии, которые открывают большие возможности в клеточной биологии

Исследователь использует конфокальный микроскоп, оборудованный для сверхвысокого разрешения и флуоресцентной визуализации в Бристольском университете, Великобритания. Бристоль

Ученые по понятным причинам настороженно относятся к слову «революция». Крупные прорывы, которые потрясают основы устоявшегося мышления, редки по сравнению с небольшими, аддитивными шагами, которыми наука стремится вперед. Тем не менее, когда Вернер Кюльбрандт из Института биофизики Макса Планка во Франкфурте, Германия, написал в 2014 году о перспективах микроскопического метода, который мог бы выявить структуру больших биомолекул с разрешением, близким к атомному, он выбрал в качестве заголовка «Революция разрешения». ¹ .

Кюльбрандт имел в виду возможности электронной криомикроскопии (крио-ЭМ) — метода, при котором пучки электронов направляются на белки, замороженные в растворе, для выявления их структуры. Крио-ЭМ — лишь один из многих инструментов визуализации, способствующих быстрому развитию клеточной биологии и смежных областей. «За последние десять лет появились новые методы, которые позволяют нам видеть вещи внутри клеток, которые мы не могли разглядеть раньше», — говорит Энн Ридли, клеточный биолог из Бристольского университета, Великобритания, и президент Британского общества. по клеточной биологии. «Мы можем увидеть, находятся ли два белка в одном и том же месте, делают ли они одно и то же, собираются вместе или расходятся в реальном времени, понять, как работают ферменты, и получить структуры белковых комплексов такими способами, о которых мы и мечтать не могли раньше. ”

Карьерный справочник Nature: клеточная биология

Ученые совершенствуют микроскопы с момента изобретения этих устройств в конце шестнадцатого века, и этот процесс заметно ускорился за последнее десятилетие. Нобелевская премия по химии 2014 г. была присуждена разработчикам флуоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения, а премия 2017 г. была отмечена за разработку крио-ЭМ. Специфика каждого метода микроскопии сильно различается, как и подгруппы ученых, которые их поддерживают. Но, в сущности, все это способы увидеть клетку более подробно, чем это возможно невооруженным глазом.

Каждый метод микроскопии предполагает компромисс. Флуоресцентная микроскопия, в которой флуоресцентные молекулы используются для освещения белков-мишеней, клеток или клеточных компонентов, позволяет биологам наблюдать живые образцы в режиме реального времени. Но поскольку видимый свет не может различить объекты, находящиеся друг от друга на расстоянии более 200 нанометров, его самого по себе недостаточно, чтобы выявить подробные структуры крошечных функциональных компонентов в клетках, называемых органеллами. Электронные микроскопы могут достигать гораздо более высокого разрешения, но требуют вакуума и поэтому не могут использоваться для живых образцов. В современной науке клеточные биологи имеют доступ к постоянно растущему арсеналу микроскопических инструментов, которые можно использовать как по отдельности, так и в комбинации, и они предлагают множество улучшений по сравнению с гораздо более старой техникой кристаллографии (см. «Инструменты торговли»).

Ремесленные инструменты

Большое разнообразие техник открывает множество направлений для расследования.

1 Широкопольные микроскопы используют интенсивные источники света для освещения всего образца и менее сложны, чем другие технологии.

2 В конфокальных микроскопах используются точечные отверстия для освещения точек интереса. Это снижает расфокусированную или фоновую флуоресценцию и означает, что они могут достигать более высокого разрешения и большей контрастности, чем широкопольные микроскопы.

3 Листовая микроскопия сканирует образцы с использованием очень тонкой плоскости лазерного луча, а не точки. Он изменил биологию развития, позволив отслеживать клетки и ткани в живых организмах.

4 Микроскопия со структурированным освещением — это вариант микроскопии сверхвысокого разрешения (SRM), который полезен для живых клеток и дает изображения с более высоким контрастом, чем широкопольные микроскопы.

5 Стохастическая оптическая реконструктивная микроскопия, еще один вариант SRM, регистрирует положения наборов флуоресцирующих химических веществ, которые последовательно включаются и выключаются для получения изображений с очень высоким разрешением.

6 Электронная криомикроскопия позволяет выявить атомные структуры биомолекул, таких как большие белки и динамические белковые комплексы. Разрешение метода ранее можно было достичь только с помощью рентгеновской кристаллографии, для которой образцы должны быть в кристаллической форме.

Междисциплинарный подход

Эти достижения стали результатом вклада ученых из самых разных областей. Физики предоставили большую часть технологий, таких как усовершенствованные детекторы электронов, которые увеличили скорость и чувствительность современных крио-ЭМ-устройств. Химики разработали более яркие флуоресцентные зонды, которые освещают цели дольше. Статистики и компьютерщики усовершенствовали методы обработки и анализа изображений. «Ускорение визуализации стало возможным благодаря этой невероятной синергии», — говорит Дженнифер Липпинкотт-Шварц, клеточный биолог из исследовательского кампуса Джанелия Медицинского института Говарда Хьюза в Эшберне, штат Вирджиния, которая помогла заложить основы для разработки сверхвысокого разрешения. микроскопия с работой в течение 1990s по использованию зеленых флуоресцентных белков для визуализации путей клеточного транспорта в живых клетках ² .

С помощью этих микроскопических инструментов было достигнуто много достижений. Липпинкотт-Шварц и ее коллеги, например, использовали форму световой флуоресцентной микроскопии с конфокальной микроскопией для захвата трехмерных цветных кадров взаимодействий между различными типами органелл. «Мы смогли наметить отношения между шестью типами органелл, как быстро они двигались, и контакты, которые они установили друг с другом», — говорит Липпинкотт-Шварц, чья статья ³ был опубликован в журнале Nature в 2017 году. «Это важно, если вы хотите понять перекрестную связь между органеллами, которая сейчас вызывает большой интерес у клеточных биологов».

Дженнифер Липпинкотт-Шварц демонстрирует микроскоп, способный получать изображения сверхвысокого разрешения. Фото: Мэтт Стейли

Растущая доступность этих передовых методов открывает новые возможности для начинающих клеточных биологов. Наиболее очевидно, что это увеличивает количество процессов, которые могут исследовать клеточные биологи. «Эти методы открывают огромные перспективы для типов вопросов, на которые мы можем ответить», — говорит Липпинкотт-Шварц. Структурный биолог Дэвид Барфорд из Лаборатории молекулярной биологии MRC в Кембридже, Великобритания, использовал крио-ЭМ для лучшего понимания некоторых клеточных механизмов, участвующих в митозе ⁴ , тип клеточного деления, в результате которого образуются две дочерние клетки с теми же хромосомами, что и родительская клетка. «Для академических ученых возможность определять структуры с атомарным разрешением с помощью электронной криомикроскопии может быть очень важна при планировании новых экспериментов и проверке биологических гипотез», — говорит он.

Барфорд добавляет, что потенциальные выгоды для начинающих исследователей от глубокого понимания новейших методов визуализации могут выходить за рамки непосредственных исследовательских вопросов, на которые они стремятся ответить. «Фармацевтические компании все больше интересуются электронной криомикроскопией как средством определения структуры белков и мишеней для лекарств, поэтому переход на нее может стать очень хорошим выбором для карьеры», — говорит он. Барфорд также считает, что эти методы станут более важными и превзойдут старые методы, используемые биологами. «Вероятно, она заменит кристаллографию на рынке труда».

Невозможно научиться пользоваться всеми или даже многими новейшими средствами обработки изображений. Начинающие клеточные биологи, стремящиеся использовать их, должны решить, специализироваться ли на конкретной методике или найти сотрудников, которые могут сделать это за них (см. «Встречи умов» для некоторых популярных конференций по клеточной биологии). Ридли, изучающий роль миграции клеток в прогрессировании рака, советует тем, кто получает докторскую степень, использовать любую доступную им возможность, чтобы познакомиться с различными методами. «Я бы порекомендовала всем, кто учится в докторантуре, иметь возможность чередоваться в разных лабораториях и получать для этого опыт работы в различных областях визуализации», — говорит она. «Даже если вы не станете экспертом, например, в электронной микроскопии, поработав в этой области пару месяцев, вы поймете, что она может, а что нет». Барфорд добавляет, что исследователи, которые предоставляют коллегам делать за них изображения, рискуют отстать по другим причинам. «Если вы станете просто пользователем, а не разработчиком, это ограничит ваш будущий потенциал для внесения вклада в эту область путем разработки и продвижения технологии».

Встречи умов

Делегаты на совместном собрании Американского общества клеточной биологии и Европейской организации молекулярной биологии в 2018 году. Фото: Пол Сакума, фотография

Симпозиумы и конференции хороши для получения обновлений и обзоров области.

Исследователям часто приходится выбирать между широкими или специализированными собраниями. Для тех, кто хочет получить общее представление о состоянии этой области, совместное собрание Американского общества клеточной биологии и Европейской организации молекулярной биологии на сегодняшний день является крупнейшим ежегодным собранием клеточных биологов в мире. Ожидается, что в этом году в Вашингтоне с 7 по 11 декабря примут участие около 6000 человек. Предметы, которые будут затронуты, будут широкими, включая новые темы, такие как нетрадиционные модельные организмы, компьютерное моделирование и синтетическая биология.

Брюс Стиллман, президент и главный исполнительный директор лаборатории Колд-Спринг-Харбор в Нью-Йорке, прочитает программную лекцию о своей работе над удвоением хромосом в клетках. Будут различные симпозиумы, семинары, постерные сессии и сессии по интересам. За день до основной встречи пройдет целый день, посвященный карьере и профессиональному развитию ученых, а также однодневный мини-курс по биотехнологии, на котором участники узнают, как научные открытия превращаются в бионаучные предприятия. Другие сессии будут посвящены карьере в области некоммерческой защиты науки, научной политики, информационно-пропагандистской деятельности, управления научной инфраструктурой и лабораторных исследований в промышленности.

Есть много других вариантов для исследователей, желающих глубже изучить конкретную отрасль дисциплины. Например, симпозиум под названием «Увидеть — значит поверить» объединяет разработчиков передовых методов визуализации с теми, кто применяет их в лаборатории. Это совещание привлекло около 400 участников, когда оно в последний раз проводилось в Европейской лаборатории молекулярной биологии в Гейдельберге, Германия, в октябре этого года. На нем были представлены сессии, посвященные новейшим инструментам и методам, меняющим возможности исследователей в области визуализации белков, белковых комплексов, органелл, клеток, тканей, органов и целых организмов.

Одним из преимуществ визуализации для Липпинкотта-Шварца является ее чистота как эмпирического метода получения знаний. «Когда вы визуализируете, вы сначала наблюдаете, затем генерируете гипотезы, а затем разрабатываете подходы для проверки своих гипотез. Это идеальный путь для реализации научного метода». Она добавляет, что распространение передовых инструментов сделало микроскопию еще более привлекательной для клеточных биологов. «Это может сделать визуализацию очень творческим направлением», — говорит она.

Эта статья является частью журнала Nature Career Guide: Cell biology, независимого от редакции приложения. Рекламодатели не имеют никакого влияния на содержание.

Ссылки

1. Kühlbrandt, W. Science 343 , 1443–1444 (2014).

   Артикул

   Google ученый

2. Пристли, Дж. Ф. и др. Природа 389 , 81–85 (1997).

   Артикул

   Google ученый

3. Валм, А. М. и др. Природа 546 , 39–40 (2017).

   Артикул

   Google ученый

4. Alfieri, C. и др. Природа 536 , 431–436 (2016).

   Артикул

   Google ученый

Ссылки на скачивание

Социальный ученый 21-го века — Публичные книги

Технооптимизм закончился.

Празднование достижений робототехники, генной инженерии и расширения социальных сетей уступило место заслуженной осторожности. Новые технологии могут привести к непредвиденным и потенциально катастрофическим последствиям. Но что будет дальше? Ученые-компьютерщики, биологи, инженеры и физики не могут в одиночку руководить технологическим развитием. Чтобы предотвратить катастрофы и даже стремиться к более высоким целям, социологи должны быть частью процесса проектирования — чем раньше, тем лучше.

Пропасть в мышлении слишком часто отделяет ученых-компьютерщиков и естествоиспытателей от их коллег из другого квартала. Как эти двое могут сойтись?

Один из ответов — вдохновлять на сотрудничество как можно раньше. Например, новый Центр этики, общества и технологий (EST) Стэнфордского университета (которым руководит Маргарет Леви, один из авторов этого эссе) обеспечивает поддержку курсовых работ, которые связывают технологии, этику, общество и политику. Он также финансирует междисциплинарные исследования социальных последствий технологических и научных открытий.

Еще один ответ — внедрить этическое мышление, когда технологические чертежи еще только развиваются. Междисциплинарный проект «Обзор этики и общества», входящий в состав Stanford EST Hub, делает это, объединяя ученых-компьютерщиков, философов, биоэтиков и социологов для оценки этических и социальных последствий предлагаемых технологических и научных открытий, а также помогая при разработке необходимых мер по смягчению последствий.

Третий ответ заключается в том, чтобы собрать вместе различных мыслителей для изучения наших самых серьезных проблем, таких как изменение климата, меры реагирования на пандемию и экономическое неравенство, как это делается в Центре перспективных исследований в области поведенческих наук (где Маргарет Леви является директором, а Роберта Кац старший научный сотрудник).

Каждая из этих только что запущенных инициатив подает надежды, но все они должны преодолеть существующие разногласия между мыслителями. Проблема заключается не только в сопротивлении компьютеров и ученых-естествоиспытателей внедисциплинарному вкладу; социологи также должны сделать больше, чтобы их навыки и знания о человеческом поведении могли быть осмысленно использованы для решения сложных, запутанных проблем, стоящих перед человечеством сегодня.

Антрополог Джиллиан Тетт хорошо знает обе стороны этой проблемы. Председатель редакционной коллегии Financial Times и главный редактор публикации в США, Тетт также является автором информационного бюллетеня глобальной газеты «Моральные деньги», где ее журналистская работа посвящена тому, как предприятия пытаются решать экологические проблемы. устойчивость и социально ответственное управление. В посланиях Тетта зафиксировано несколько успехов и множество неудач. Если мы действительно хотим решить наши самые большие современные проблемы, утверждает она, должны быть привлечены социологи.

В своей книге Anthro-Vision: A New Way to See in Business and Life (2021) Тетт фокусируется на антропологии, дисциплине, которую она знает лучше всего. Она приводит убедительные доводы. Используя примеры из своей карьеры и других антропологов, она показывает ценность того, что она называет «антроповидением», что означает беспристрастное слушание и наблюдение за людьми в их культурном контексте, чтобы «увидеть то, что скрыто на виду». Это урок, извлеченный из работы современных академических антропологов, которые исследуют такие темы, как политические последствия отказа энергетической инфраструктуры; возможности СМИ поощрять или подавлять инакомыслие; влияние долга колледжа на семейную жизнь; и долгосрочные последствия кризиса потери права выкупа домов для представителей среднего класса в США.

Тетт утверждает, что антроповидение полезно для решения межличностных и межкультурных проблем, с которыми мы боремся во взаимосвязанном мире 21-го века. Сегодняшние люди должны адаптироваться к быстро меняющейся среде — часто в результате новых технологий — пытаясь придать смысл своей нестабильной жизни. В этих условиях, утверждает она, антроповидение особенно ценно, потому что оно может помочь нам «ориентироваться в разных культурах в реальном мире и киберпространстве. … Политики, предприятия и неправительственные группы нуждаются в людях, обладающих воображением, чтобы видеть опасности целостно, будь то в связи с пандемиями, ядерными угрозами, окружающей средой или чем-то еще».

Тетт также утверждает, что большие данные, несмотря на их впечатляющую количественную мощь, не могут решить такие проблемы в одиночку. Она объясняет, что хотя большие данные могут рассказать нам, что делают люди, они не могут объяснить, почему они это делают. Обнаружение «почему» поведения требует от социолога ориентации на наблюдение и понимание культурных обычаев, убеждений и ценностей, влияющих на поведение людей. Эта ориентация не только ведет к большему сочувствию к другим и большему уважению к разнообразию человеческих обществ, но также позволяет нам лучше понять наши собственные культурные пробелы и предубеждения.

Тетт не одинок в поддержке слияния качественных и количественных методологий. Два недавних проекта — политолог Кэтрин Крамер 2016 Politics of Resentment: Rural Consciousness in Wisconsin and the Rise of Scott Walker и междисциплинарный проект American Voices — показывают, как лучше всего понимать современные проблемы, комбинируя подходы, обычно разделяемые.

Пропасть в мышлении слишком часто отделяет ученых-компьютерщиков и естествоиспытателей от их коллег из другого квартала.

Тетт открыто выступает за то, что антропология и, в конечном счете, все социальные науки могут и должны внести. Однако то, что социологи не были лучшими защитниками самих себя, расстраивает ее, и она призывает антропологов «лучше продвигать свои идеи в мейнстрим». Тетт также выражает недовольство гильдийным менталитетом, культурными предубеждениями и дисбалансом сил, которые сдерживают сегодняшних антропологов, что заставляет ее «смиренно» высказывать предположение, что «антропологи должны стать более совместными, амбициозными, гибкими и изобретательными». Мы согласны и, опять же, скромно считаем, что это предложение должно быть применимо и к практикам других социальных наук.

В течение 20-го века каждая из социальных наук создавала свою уникальную территорию, разрабатывая набор теорий, методологий и общий словарь, что привело к изолированности. Более того, академические исследования в области социальных наук, лишенные антропологического видения, слишком часто оторваны от того, чего хотят и в чем нуждаются политики, как это задокументировано в отчете Национальной академии 2012 года «Использование науки как доказательства в государственной политике». В их дальновидном проекте Design Unbound: Designing for Emerging in a White Water World (2018) , Джон Сили Браун и Энн Пендлетон-Джуллиан предлагают подход к решению системных «злобных проблем». Они подчеркивают, что необходимы творческое, открытое и долгосрочное мышление и широкие перспективы.

Социальные дисциплины, которые в течение многих лет успешно работали в относительной изоляции, теперь сталкиваются с неприятной истиной, что их разрозненность мешала их способности участвовать в осмысленном междисциплинарном диалоге. В течение последних двух десятилетий грантодатели и доноры пытались поощрять более междисциплинарные совместные исследования с помощью своих требований к финансированию, но эти усилия не зашли достаточно далеко.

Что становится все более очевидным, так это то, что внутридисциплинарный жаргон, теории и методологии, которые намеренно или непреднамеренно служат укреплению дисциплинарных стен, должны быть пересмотрены с прицелом на то, чтобы сделать мудрость области более доступной. Более того, аспиранты, которые составляют начинающих практиков этих дисциплин, нуждаются в большем междисциплинарном знакомстве и обучении хотя бы по той причине, что они лучше осознают, что их собственное будущее зависит от способности осмысленно работать с людьми из других областей.

Культурная предвзятость — это вторая проблема, с которой теперь должны столкнуться все социальные дисциплины. Как объясняет Тетт, антропология, родившаяся из колониального мировоззрения XIX века, которое отличало «примитивные» общества от «цивилизованных», уже боролась со своими истоками и при этом пришла к пониманию того, что наблюдатель неизбежно привносит личную информацию. и культурные предубеждения в своих исследованиях. Более того, само присутствие исследователя неизбежно вызовет некоторые искажения.

Полностью «объективное» этнографическое исследование может быть идеалом, который никогда не может быть полностью достигнут, но это не умаляет ценности результатов, когда такие предубеждения и искажения признаются и устраняются. Неудивительно, что социологи из различных дисциплин все чаще сталкиваются с критикой объективной достоверности или универсальности своих открытий. Обновляя теории и методологии для исправления предвзятости, социологи улучшат качество и достоверность своих выводов.

Наконец, современные социальные науки должны осознать тот факт, что многие из их традиционных методологий, включая этнографию, основаны на дисбалансе сил между исследователем и субъектом. Есть некоторые, кто начал признавать и устранять этот дисбаланс сил, экспериментируя с тем, как поставить наблюдателя и наблюдаемое на более общую почву. Убедительные примеры включают Джеймса С. Скотта в Оружие слабых: Повседневные формы крестьянского сопротивления (1985), Арли Хохшильд в Незнакомцы на своей земле: гнев и скорбь правых американцев (2016), Брюс Вестерн в Возвращение домой: Жизнь в год после тюрьмы (2018) и Лоуренс Ральф в Письма о пытках: Расплата с насилием со стороны полиции (2020).

Проведение исследований в области социальных наук таким образом, чтобы противодействовать неравенству сил, необходимо, если социальные науки хотят внести эффективный вклад в знания 21-го века.

Мы должны отказаться от цехового менталитета, чтобы признать, что сложная, запутанная природа современных социальных проблем требует сотрудничества между экспертами, чьи области развивались с разными — иногда конфликтующими — приоритетами. Это также означает понимание того, что работа любой социальной науки заключается не только в развитии своей области, но и в стратегическом использовании ее опыта для улучшения человечества.

Если нам нужны технологии, которые не подорвут нашу человечность, социальные аналитики должны объединиться с другими исследователями. Их участие способствует пониманию болезней на молекулярном уровне, что также учитывает убеждения больных; он может помочь государственным чиновникам в проведении политики с более полным пониманием социальных последствий своих инициатив; и это может повлиять на инженеров-экологов, чтобы они разработали политически и социально осуществимые средства решения проблемы изменения климата.