§ 1. Наука о живой природе

Определения и обозначения

Биология — наука, изучающая живую природу. Она исследует организмы, их строение, жизнь и разнообразие, а также то, как живые существа связаны друг с другом и с окружающей средой. Это слово помогает назвать целую область знаний, а не только изучение какого-то одного вида организмов. Благодаря биологии люди узнают, как устроена жизнь и как на неё влияют условия вокруг.

Живая природа — совокупность живых организмов. К ней относятся растения, животные, грибы и микроорганизмы, в том числе бактерии; неживая природа включает, например, камни, воду и воздух. Живое и неживое могут взаимодействовать: растениям нужны вода, воздух и свет, но сама вода не является организмом. Такое различие помогает определить, какие объекты изучает биология.

Организм — отдельное живое существо. Берёза, бабочка, гриб и бактерия — примеры организмов, хотя они сильно отличаются размерами и строением. Организмом может быть и хорошо заметное растение или животное, и крошечное существо, которое без специальных приборов не разглядеть. Это понятие позволяет говорить о любом отдельном представителе живой природы.

Ботаника, зоология и микробиология — разделы биологии, которые изучают растения, животных и микроорганизмы соответственно. Раздел биологии — это часть науки, сосредоточенная на определённой группе живых существ или на конкретных вопросах. Такое деление помогает учёным глубже исследовать разнообразную живую природу. Например, исследование бабочки относится к зоологии, а бактерии — к микробиологии.

Как это устроено

Живую природу изучают с помощью науки, наблюдений и исследований, потому что одних догадок недостаточно, чтобы понять, как устроена жизнь. Учёный внимательно наблюдает за организмом, сравнивает его с другими и записывает, что происходит. Если нужно проверить предположение, проводят исследование и оценивают его результаты. Так знания опираются на проверенные сведения, а не на случайное впечатление.

Биология изучает не только растения и животных, но и множество других организмов и явлений их жизни. В природе есть грибы и микроорганизмы, которые часто нельзя увидеть невооружённым глазом, однако они тоже живые и важны для природы. Кроме того, биологов интересует, как организмы растут, живут и взаимодействуют. Поэтому представление о биологии как о науке только о животных или растениях слишком узкое.

Живые организмы сильно различаются, поэтому исследовать все группы одним и тем же способом неудобно. Одни учёные сосредоточиваются на растениях, другие — на животных, третьи — на микроорганизмах. Так появились разные разделы биологии: ботаника, зоология и микробиология. Такое разделение помогает специалистам накапливать знания о своей группе, а при необходимости объединять их с выводами коллег.

Организмы не существуют отдельно от других живых существ и условий вокруг них. На жизнь растения могут влиять свет и вода, а животные могут питаться растениями или другими животными. Если меняются условия среды, это может отразиться сразу на нескольких организмах. Поэтому для понимания природы изучают не только отдельное существо, но и связи между ним, другими организмами и окружающей средой.

Знания о живой природе нужны человеку, потому что позволяют принимать решения, опираясь на то, как устроена жизнь. Биологические открытия применяют в медицине, чтобы заботиться о здоровье, и в сельском хозяйстве, чтобы выращивать растения и содержать животных. Изучая влияние деятельности человека на природу, можно понять, почему важно беречь организмы и места их обитания. Так биология помогает и практической жизни, и охране живой природы.

Разделы биологии и объекты их изучения

Чтобы воспользоваться таблицей, сначала найдите объект или вопрос исследования в третьем столбце. Затем посмотрите, какой раздел биологии указан в той же строке. Если исследование касается нескольких групп организмов или их связей со средой, могут понадобиться знания сразу из нескольких разделов.

Разбор задач

Задача 1. Определить, к живой или неживой природе относятся берёза, камень и гриб. Нужно не опираться только на размер или внешний вид, а выяснить, является ли каждый объект живым существом. Берёза — растение, а гриб относится к живой природе, хотя не похож на животное. Камень — объект неживой природы.

1. Берёза — растение, значит, это организм.
2. Гриб — тоже организм, хотя он не относится ни к растениям, ни к животным.
3. Камень не является живым существом и относится к неживой природе.

Ответ: берёза и гриб относятся к живой природе, камень — к неживой.

Задача 2. Установить, какой раздел биологии изучает бабочек, водоросли и бактерии. Сначала нужно определить, к какой группе живых организмов относится каждый объект. Затем эту группу следует сопоставить с разделом науки, который её изучает. Такой порядок помогает не перепутать название организма с названием раздела.

1. Бабочка — животное, а животных изучает зоология.
2. Водоросли относятся к растениям, их изучает ботаника.
3. Бактерии — микроорганизмы, поэтому их изучает микробиология.

Ответ: бабочек изучает зоология, водоросли — ботаника, бактерии — микробиология.

Задача 3. Учёные выясняют, как загрязнение водоёма влияет на растения, животных и микроорганизмы. Нужно определить, какие биологические знания для этого потребуются. Из условия видно, что речь идёт сразу о нескольких группах организмов, а также о влиянии изменения среды на их жизнь. Поэтому одного раздела биологии может быть недостаточно.

1. Чтобы понять влияние загрязнения на растения, понадобятся знания ботаники.
2. Для исследования животных используют знания зоологии, а микроорганизмов — микробиологии.
3. Чтобы связать изменения среды с организмами и их взаимодействиями, нужны знания экологии.

Ответ: потребуются знания ботаники, зоологии, микробиологии и экологии; они помогут рассмотреть последствия загрязнения для разных организмов и их среды.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что биология изучает только животных. Так можно подумать, если вспоминать лишь заметных представителей живой природы, но растения, грибы и микроорганизмы тоже относятся к живым организмам. Проверь себя: входит ли названный объект в живую природу? Если да, его изучение может относиться к биологии, даже если это не животное.

Некоторые считают растения, животных и микроорганизмы неживыми, потому что их трудно увидеть или они не похожи друг на друга. Размер не определяет, живой объект или нет: бактерия остаётся организмом, даже если без прибора её не разглядеть. Проверь себя: является ли объект живым существом, например растением, животным, грибом или микроорганизмом? Не делай вывод только по тому, можно ли увидеть его без увеличения.

Зоологию иногда путают с животным, а ботанику — с растением. Это ошибка: названия разделов обозначают науки, а не сами организмы. Её легко допустить, потому что слова похожи на названия групп живой природы. Проверь себя вопросом «кто изучает кого?»: зоология изучает животных, а зоолог может исследовать бабочек.

Ещё одна ошибка — думать, что организм живёт независимо от окружающей среды и других существ. Такое представление упускает, что условия среды и взаимодействия могут влиять на жизнь организма. Чтобы проверить себя, спроси, что нужно этому существу и какие другие организмы или условия могут на него повлиять. Если такие связи есть, их тоже нужно учитывать при изучении природы.

Связь с другими темами

Для этой темы пригодятся представления о живой и неживой природе, растениях, животных и микроорганизмах. Дальше биология позволит подробнее изучать строение и жизнедеятельность организмов, то есть то, как они устроены и как живут. Знания о разнообразии и связях в природе помогут видеть не только отдельные организмы, но и отношения между ними. Понимание биологии как науки объяснит, как её знания используют в медицине, сельском хозяйстве и охране природы.

Что запомнить

• Биология изучает живую природу.
• Живые существа называют организмами.
• Живая природа включает организмы, сильно различающиеся по размерам и строению.
• Ботаника изучает растения, зоология — животных, микробиология — микроорганизмы.
• Экология изучает связи организмов между собой и с окружающей средой.
• Изучение живой природы помогает человеку заботиться о ней и использовать знания на практике.