ОСНОВНЫЕ МЕТОДИ БІОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Живу матерію на різних рівнях її організації вивчають за допомогою різних методів, основними з яких є порівняльно-описовий, експериментальний, моніторинг і моделювання. Отримані результати обробляють за допомогою математико-статистичного аналізу.

Порівняльно-описовий метод - один із самих старих. Він застосовувався ще видатним давньогрецьким ученим Аристотелем (мал. 1), що описав за допомогою цього методу близько 500 відомих йому видів тварин. Цей метод полягає в тім, що певні форми організмів або явища не тільки описують, але й порівнюють із подібними організмами або явищами. Це дозволяє встановити своєрідність предмета досліджень. Наприклад, для того, щоб описати новий вид організмів, вчені-систематики зобов'язані зрівняти його із близькими відомими видами й указати на їхні відмінності. Це ж ставиться й до орга-

ническим з'єднанням, біохімічним процесам, будові клітин, тканин, органів і т.п.

Таким чином, для проведення наукових досліджень будь-який біологічний об'єкт необхідно класифікувати, тобто визначити ступінь його подібності й відмінності від інших. При цьому порівнювати треба тільки в межах певного рівня організації живої матерії, тобто молекули - з молекулами, клітини - із клітинами, популяції - з популяціями й т.д.

Експериментальний метод заснований на тім, що дослідники змінюють будову об'єкта вивчення, умови його існування й спостерігають за наслідками цих змін. Такі експерименти можна проводити як у природі (польові), так і в науково-дослідних установах (лабораторні). У лабораторних експериментах часто використають піддослідні організми, яких розводять і містять у спеціальних приміщеннях.

Моніторинг (від лат. монітор - що нагадує, попереджуючий) - це постійне спостереження за станом окремих біологічних об'єктів, ходом певних процесів у конкретних экосистемах і біосфері в цілому. Моніторинг здійснюють переважно на популяційно-видовому, биогеоцено-тическом і біосферному рівнях. Він дозволяє визначати не тільки стан досліджуваних об'єктів, але й прогнозувати можливі зміни, а також аналізувати їхні наслідки (напр., зміни клімату нашої планети у зв'язку з нагромадженням в атмосфері двоокису вуглецю). Завдяки моніторингу можливо вчасно розробляти заходу щодо охорони окремих популяцій організмів, экосистем і біосфери в цілому.

Моніторинг можна проводити не тільки в природі, але й за матеріалами, що зберігається в наукових установах. У багатьох природознавчих музеях зберігаються колекції різних груп організмів, зібрані протягом сторіч. Вивчення таких колекцій дозволяє, наприклад, виявляти зміни ареалів окремих видів, зміни в їхній будові за певний проміжок часу, досліджувати внутрішньовидову географічну або екологічну мінливість.

Моделювання (від лат. модулюс - пристрій, зразок) - це метод дослідження й демонстрації структур, функцій, процесів за допомогою їхньої спрощеної імітації. Моделювання - обов'язковий етап різноманітних наукових досліджень, особливо тих об'єктів або процесів, які неможливо безпосередньо спостерігати або відтворювати експериментально. Незважаючи на те, що будь-яка модель неминуче спрощена й не здатна відбити всю складність об'єктів, процесів або явищ, спостережуваних у природі, і відображає тільки загальні їхні риси або можливий хід, моделювання має виняткове значення, оскільки дозволяє прогнозувати можливі наслідки даних процесів або явищ.

Особливе місце належить математичному моделюванню, завдяки якому можливо проаналізувати складні кількісні взаємозв'язки й закономірності. Математична модель - це чисельне (у вигляді системи рівнянь) вираження парних взаємозв'язків (напр., залежність чисельності популяції растительноядного тварини від чисельності популяції хижака). Змінюючи чисельне значення одного з показників, уведених у модель, можна спостерігати, як будуть змінюватися інші, тобто як буде поводитися модель за певних умов. Умовою створення правильної математичної моделі служить точне вивчення моделируемых об'єктів, систем, процесів або явищ; нагромадження даних і точної інформації про їх. Такі відомості можна одержати під час спостережень або проведення експериментів. Математичне моделювання, як і інші наукові дослідження, неможливо без застосування сучасної електронно-обчислювальної техніки.

Статистичний метод. Будь-який накопичений кількісний матеріал, отриманий у ході спостережень, експериментів або моделювання, вимагає статистичної (математичної) обробки. Зібрані факти, не оброблені статистично, не дають можливості виявити всю інформацію, що втримується в них, установити певні закономірності. Математична обробка необхідна також для перевірки ступеня вірогідності отриманих результатів і правильного їхнього узагальнення. Застосування математико-статистичних методів у біології сприяло її перетворенню з описової науки в точну, базовану на математичному аналізі отриманих даних.

Поиск по сайту: