Гіпотеза - науково обґрунтоване припущення, висунуте для пояснення того чи іншого факту, процесу або явища. Гіпотеза, підтверджена практикою, стає науковою теорією.

Математичні моделі, наприклад, дають змогу визначати, яку кількість особин промислових тварин можна вилучати з природних популяцій, щоб це не позначилося на їхній чисельності; прогнозувати масові розмноження шкідників, наслідки антропогенного впливу на окремі екосистеми та біосферу (наприклад, як збільшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері впливає на окремі групи організмів і клімат планети загалом) тощо.

Статистичний метод. Будь-який накопичений матеріал, отриманий у результаті спостережень, експериментів або моделювання, потребує статистичної (математичної) обробки. Маса зібраних фактів, не проаналізованих і не оброблених статистично, не дає можливості виявити весь об’єм інформації, встановити певні закономірності. Перед обробкою результатів дослідники визначають завдання, які потрібно вирішити, і залежно від цього обирають той чи інший метод математичної статистики. Математична обробка необхідна для визначення ступеня достовірності та правильного узагальнення отриманих результатів.

Статистично достовірну закономірність у біології можна вважати правилом або науковим законом. Біологічні закони - це статистично вивірені закономірності, що зазвичай не мають винятків і можуть бути витлумачені лише певним чином (пригадайте закони, які ви вивчали з інших предметів). З часом ви ознайомитеся з основними біологічними законами, зокрема екологічними та законами спадковості.

• Значення біології у житті людини. Бурхливий розвиток наук про життя у другій половині XX ст. сприяв багатьом відкриттям у галузі біології. Це, зокрема, відкриття і розшифрування генетичного коду, головних ланок синтезу білка, багатьох процесів обміну речовин у живій клітині, триває інтенсивна робота з розшифрування геному людини, рослин і тварин.

За участі учених-біологів досягнуто значного прогресу у своєчасному встановленні причин (діагностуванні) різноманітних захворювань людини, свійських тварин і культурних рослин, їхній профілактиці та лікуванні. На основі біологічно активних речовин, які виробляють різноманітні організми, дослідники створюють ефективні лікарські препарати. Сучасні вчені здатні штучно змінювати спадковий матеріал різноманітних організмів. Наприклад, до клітин бактерії кишкової палички введено гени, що відповідають за утворення гормонів, необхідних для лікування низки захворювань людини (карликовість, цукровий діабет та ін.), (згадайте про причини цих захворювань). Раніше ці речовини видобували з тварин у невеликих кількостях, а тепер їх можна отримувати в мікробіологічних лабораторіях згідно з потребами.

Організми із зміненим спадковим матеріалом (їх називають генетично модифікованими) вирізняються стійкістю до захворювань, високою продуктивністю тощо. Проте застосування цих організмів нині обмежене, оскільки ще досконало не досліджено вплив їхнього споживання на організм людини та свійських тварин.

Сучасні дослідження в галузі молекулярної біології та генетики дають змогу виявляти дефектні гени, які спричиняють спадкові захворювання, та замінювати їх на нормальні копії.

Екологія - наука, покликана своїми дослідженнями переконати людей у необхідності дбайливого ставлення до природи, жити за її законами, а не намагатися їх змінити в будь-який спосіб. Тому вона слугує теоретичною базою для планування і здійснення охорони навколишнього природного середовища. На базі екологічних досліджень створюються нові напрями охорони як окремих видів організмів, так і їхніх угруповань.

• Завдання сучасної біології насамперед полягають у розв’язанні найважливіших проблем людства: збільшення продовольчого потенціалу планети; поліпшення екологічного стану середовища життя людини, збереження її здоров’я і довголіття; одержання альтернативних джерел енергії. Тому актуальним буде:

- встановлення контролю над самовідновленням біоресурсів;

- створення штучних біологічних систем з потрібними людині компонентами, не порушуючи екологічної рівноваги;

- вивчення складних фізіолого-генетичних функцій організму для подолання та попередження онкологічних та інших небезпечних захворювань людини;

- використання генетично модифікованих організмів для одержання від них білків, антитіл, ферментів, гормонів, вакцин для медицини і ветеринарії;

- вивчення енергетичних і синтетичних процесів у клітині для перетворення їх у промислові біотехнології.

Ключові терміни та поняття. Моніторинг, моделювання.

Коротко про головне

• Живу матерію на різних рівнях організації досліджують різними методами. Основні з них - порівняльно-описовий, експериментальний, моніторинг і моделювання. Отримані внаслідок досліджень результати обробляють за допомогою математично-статистичного аналізу.
• Для наукового дослідження будь-який біологічний об’єкт потрібно класифікувати, тобто визначити його належність до тієї чи іншої групи (наприклад, органічних речовин - до білків, ліпідів, вуглеводів чи нуклеїнових кислот тощо, живих істот - до того чи іншого виду, роду, родини і т. д.).
• Застосування математично-статистичних методів сприяло перетворенню біології з описової науки в точну, яка базується на математичному аналізі одержаних даних.

Запитання для самоконтролю

1. Які ви знаєте методи досліджень у біології? 2. Для чого використовують порівняльно-описовий метод дослідження? 3. Чим характеризується експериментальний метод? 4. Яке значення має моніторинг? 5. Що собою становить математичне моделювання?

Поміркуйте

1. Які можливості відкриває комп’ютерна графіка в біологічних дослідженнях? 2. Ознайомтеся з коротким нарисом розвитку біологічної науки (с. 7-11). Які сучасні досягнення біологічної науки, на вашу думку, допоможуть розв’язати такі головні проблеми сьогодення, як забезпечення людства продовольством та енергією?

ТЕСТ НА ЗАКРІПЛЕННЯ ЗНАНЬ

I. ВИБЕРІТЬ ІЗ ЗАПРОПОНОВАНИХ ВІДПОВІДЕЙ ПРАВИЛЬНУ

1. Укажіть, як називають сукупність процесів надходження поживних речовин із зовнішнього середовища, їхнього перетворення в організмі та виділення продуктів життєдіяльності: а) фагоцитоз; б) метаболізм; в) гомеостаз; г) подразливість.

2. Визначте, як називають здатність біологічних систем зберігати відносну сталість складу та властивостей свого внутрішнього середовища: а) фагоцитоз; б) метаболізм; в) гомеостаз; г) адаптація.

3. Назвіть організми, яким притаманні рефлекси: а) прокаріоти; б) гриби; в) рослини; г) тварини.

4. Зазначте біологічні системи, які перебувають на молекулярному рівні організації живої матерії: а) гриби; б) рослини; в) ціанобактерії; г) віруси.

5. Визначте найвищий рівень організації живої матерії: а) популяційно-видовий; б) біосферний; в) організмовий; г) екосистемний.

6. Назвіть метод, який учені застосовують при описанні нових видів: а) експериментальний; б) порівняльно-описовий; в) математичне моделювання; г) моніторинг.

II. ВИБЕРІТЬ ІЗ ЗАПРОПОНОВАНИХ ВІДПОВІДЕЙ ДВІ ПРАВИЛЬНІ

1. Укажіть біологічні системи, здатні до саморегуляції: а) популяція в дикій природі; б) порода тварин; в) поле пшениці; г) екосистема.

2. Назвіть об’єкти, які належать до надорганізмових біологічних систем: а) екосистема; б) таламус; в) популяція; г) мітохондрія.

3. Укажіть особливості біологічних систем, які відрізняють їх від неживих об’єктів: а) здатність до розмноження; б) здатність до росту; в) наявність особливих хімічних елементів; г) здатність до сприйняття подразників.

4. Укажіть, які надвидові рівні організації живої матерії вивчає екологія: а) клітинний; б) популяційно-видовий; в) екосистемний; г) біосферний.

III. ЗАВДАННЯ НА ВСТАНОВЛЕННЯ ВІДПОВІДНОСТІ

Установіть відповідність між об’єктами, процесами та явищами і рівнями організації живої матерії, яким вони відповідають:

IV. ЗАПИТАННЯ ПІДВИЩЕНОЇ СКЛАДНОСТІ

1. Що спільного та відмінного в будові та функціонуванні клітин одноклітинних організмів і клітин, що входять до складу тих чи інших тканин?

2. Що спільного та відмінного в проявах подразливості в багатоклітинних рослин і багатоклітинних тварин?