Селекция: научное решение для сохранения биосферы

Наука – сфера человеческой деятельности

Одной из сфер человеческой деятельности является наука. Её цель – это познание и изучение окружающей среды. Чтобы научно познать явление или объект, необходимо определить проблему и выбрать метод её исследования.

Рис. 1. Этапы научного исследования.

Метод (от греческого methodos) – это путь исследования.

Почему человечество захотело изучить биологические явления?

В давние времена основными видами деятельности человека были охота и собирательство. Для шитья одежды использовали шкуры животных. Растительность применяли для построения строительных объектов. Среди растений возникла необходимость находить лекарственные средства для лечения недугов, определять ядовитые виды. Позднее занятие сельским хозяйством натолкнуло на мысль выводить новые сорта растительных культур и животных пород.

Определение понятий

Методы исследования — это способы достижения цели исследовательской работы.

Научный метод — это совокупность приёмов и операций, используемых при построении системы научных знаний.

Научный факт — это результат наблюдений и экспериментов, который устанавливает количественные и качественные характеристики объектов.

Методологическая основа научного исследования — это совокупность методов научного познания, используемых для достижения цели данного исследования.

Методы общенаучные, экспериментальные, методологическая основа — .

Современная биология использует объединение методологических подходов, она использует «единство описательно-классифицирующего и объяснительно-номотетического подходов; единство эмпирических исследований с процессом интенсивной теоретизации биологического знания, включающим его формализацию, математизацию и аксиоматизацию» [Ярилин А.А. «Золушка» становится принцессой, или Место биологии в иерархии наук. // «Экология и жизнь» №12, 2008. С. 4-11. С.11].

Задачи методов исследования:

1. «Усиление естественных познавательных способностей человека, а также их расширение и продолжение».

2. «Коммуникативная функция», т.е. посредничество между субъектом и объектом исследования .

Селекция биоразнообразия: борьба с исчезновением видов

Одним из основных инструментов селекции биоразнообразия является создание специальных заповедников и природных парков. За счет создания охраняемых территорий и установления запретов на промысел и захват диких видов, удалось предотвратить исчезновение многих редких и уязвимых видов. Кроме того, селекция проводит работу по репродуктивной изоляции, селекции искусственного размножения, а также активно занимается восстановлением популяций угрожаемых видов.

Методы селекции биоразнообразия:	Преимущества:
Репродуктивная изоляция	— Позволяет сохранить генетическое разнообразие
Искусственное размножение	— Позволяет увеличить численность популяции быстрее естественных процессов размножения
Восстановление популяций	— Позволяет восстановить численность угрожаемых видов

Кроме того, селекция активно разрабатывает программы по восстановлению и охране естественных местообитаний. Важным направлением работ является сохранение и восстановление биоразнообразия водных экосистем: морских, пресноводных и прибрежных. Охрана и восстановление местообитаний позволяет предотвратить исчезновение многих видов, которые приспособлены только к определенным условиям среды обитания.

Селекция биоразнообразия играет важную роль в решении проблемы исчезновения видов. Благодаря разработанным методам и стратегиям, удалось сохранить и восстановить численность многих редких и угрожаемых видов. Однако, сохранение биоразнообразия требует постоянного внимания и усилий, чтобы противостоять разрушительным человеческим вмешательствам в природу. Селекция будет продолжать развиваться и совершенствоваться, чтобы успешно бороться с исчезновением видов и сохранять биосферу для будущих поколений.

Селекция: решение проблем сохранения биосферы

Одной из главных задач селекции является сохранение биоразнообразия. Биоразнообразие – это богатство природы, которое состоит в разнообразии видов, генетических ресурсов и экосистем. Биоразнообразие имеет большое значение для функционирования биосферы и поддержания экологического равновесия.

С помощью селекции мы можем сохранять и восстанавливать уникальные и угрожаемые виды. Мы можем производить отбор особей с наиболее благоприятными генетическими характеристиками и разводить их в специальных условиях.

Другим важным направлением селекции является развитие сортов и гибридов культурных растений и животных, которые обладают высокой урожайностью, устойчивостью к болезням и вредителям, адаптированностью к различным условиям и другим желательным признакам. Это позволяет увеличить продуктивность сельского хозяйства и обеспечить продовольственную безопасность.

Селекция также играет важную роль в борьбе с изменением климата. Селекционные работы направлены на создание растений, которые могут выносить экстремальные условия, такие как засуха, высокие температуры и повышенная солевая нагрузка почвы.

В целом, селекция является эффективным и практичным инструментом, который помогает сохранить биосферу и обеспечить устойчивое развитие нашей планеты. Однако, необходимо учитывать этические и экологические аспекты селекции, чтобы не нанести ущерб окружающей среде и генетическому богатству планеты.

Разделы

Царство растений

В раздел включена информация о характерных признаках семейств растений, описание основных групп, сравнительные характеристики классов, подробное описание строения, цикл развития и размножения.

Царство животных

Раздел включает в себя подробную информацию о классах земноводных, пресмыкающихся, млекопитающих и птиц. Вы узнаете, какие есть типы червей, моллюсков, членистоногих; какие отличия животных и растений, а также ознакомитесь с описанием подцарств простейших и многоклеточных организмов, особенностями внутреннего строения их систем и органов.

Человек

Эта часть справочника посвящена детальному описанию всех систем, органов и процессов человеческого организма. Здесь есть информация о сходстве и различиях человека с другими живыми организмами.

Подробный разбор живых организмов

В разделе описываются свойства живых организмов, химические элементы и органические вещества. Подробный разбор фотосинтеза, биосинтеза, деление клетки. Перспективы биологического прогресса, доказательства эволюции, сравнительные характеристики естественного отбора и многое другое.

Биология — это естественная наука, которая занимается классификацией, описанием и изучением всего живого, изучает взаимодействие живых организмов и их связь с объектами неживой природы. В школьной программе этот предмет начинается с пятого класса, однако в начальной школе в курсе природоведения уже присутствуют основные понятия, которые готовят детей к изучению предмета в средней школе. Темы и программы уроков в школе остаются неизменными на протяжении десятков лет. Это связано с использованием уже выработанной и проверенной схемы, позволяющей детям по мере взросления усваивать все более сложные термины, законы и понимать причинно-следственные связи и влияние отдельных факторов на тот или иной результат. 5 класс Выпускники младшей школы знакомятся с историей жизни на Земле, ее появлением и принципами развития. Эта часть занятий готовит учеников к изучению будущих тем и разделов, формирует у них целостное понимание процессов, происходящих в живом мире, а также влияние факторов неживой природы на развитие жизни. 6 класс Основы дисциплины включают подробное изучение грибов, бактерий, лишайников и растений. В программу входит изучение строение этих форм жизни и функционирование их организмов

Особое внимание в 6 классе уделяется знакомству с высшими растениями, условиям их жизнедеятельности и механизмам приспособления к изменениям окружающей среды. Здесь же учеников знакомят с видовым разнообразием растений, а также со способностями видов сосуществовать в тех или иных условиях

7 класс Программа этого года обучения затрагивает животных, жизнедеятельность которых напрямую связана с растительным миром. Особое внимание уделяется самым популярным представителям типов, существующим на сегодняшний день. Программа седьмого класса формирует у детей представление живого мира в качестве комплексной биосистемы, в которой представители разных видов постоянно связаны друг с другом. Кроме того, на уроках биологии ученики узнают о приспособленческом характере жизнедеятельности и поведения животных, изучают связь их органов и систем между собой, эволюционное развитие в ходе истории. 8 класс После изучения растений и животных программа переходит к знакомству с человеком. Различные органы и системы, их взаимосвязь и координация, строение клеток и их функции. Отдельное внимание в этой программе уделяется изучению высшей нервной деятельности людей, их влиянию на окружающий мир и воздействию внешних факторов на развитие, здоровье и эволюцию человека. 9–11 класс Последние три года школы посвящаются изучению общей биологии, для которой потребуются все ранее полученные знания. Здесь рассматриваются закономерности живой природы, процессы, протекающие в биосистемах, и общие представления о жизни. Помимо обобщения и систематизации уже полученных знаний, ученики знакомятся с генетическими, цитологическими и эволюционными особенностями на новом уровне, а в школах с углубленным изучением естественных наук этим вопросам уделяется особое внимание. Справочная литература от «Эксмо» В каталоге издательства «Эксмо» представлены справочники и сборники, касающиеся всего школьного курса биологии. Эти материалы, составленные ведущими педагогами страны, позволяют закрепить полученные знания, подготовиться к написанию рефератов, контрольных работ и сдаче экзаменов по предмету на высший балл.

Таблица “Область применения методов исследования”

Метод	Применение
Описание, наблюдение	Исследует внешние признаки, и видимые изменения на протяжении определенного времени.
Экспериментальный	Помогает проверить достоверность выдвинутой научной гипотезы.
Сравнение	Исследует сходства и различия в строении и поведении живых организмов.
Исторический	Сопоставляет новые факты с ранее известными данными.
Моделирование	Прогнозирует возможные последствия путём моделирования ситуаций.

Что мы узнали?

Из темы «Методы исследования в биологии» (5 класс) мы узнали, что биология, как и все науки, имеет свои методы исследования. К ним относятся: наблюдение, исторический метод, сравнение, эксперимент и моделирование. Являясь универсальными для всех биологических наук, у каждого из них есть особая область применения и назначения.

/10

Вопрос 1 из 10

Селекция как инструмент обеспечения продовольственной безопасности и устойчивого развития

Селекция играет важную роль в обеспечении продовольственной безопасности и устойчивого развития. Она позволяет получать высокоурожайные сорта растений и породы животных, сопротивляющиеся болезням и вредителям, адаптированные к определенным климатическим условиям.

Селекция помогает увеличить производство продовольствия и улучшить его качество. Выборка индивидуальных особей с желательными свойствами и их последующее скрещивание позволяет сохранить и укрепить жизнеспособные генетические линии.

Селекция также способствует сокращению потребления ресурсов, таких как вода, удобрения и энергия. Создание сельскохозяйственных культур и животных, которые более эффективно используют эти ресурсы, позволяет улучшить устойчивость сельского хозяйства и снизить его негативное воздействие на окружающую среду.

Преимущества селекции	Примеры результата
Увеличение урожайности	Селекция пшеницы с высокой урожайностью
Улучшение качества продукции	Селекция яблонь с крупными и сочными плодами
Повышение устойчивости к болезням и вредителям	Селекция картофеля, устойчивого к картофельной болезни
Адаптация к изменяющимся климатическим условиям	Селекция томатов, устойчивых к высоким температурам

Эффективное использование селекции позволяет обеспечить стабильное снабжение населения продуктами питания, улучшить его пищевую безопасность и снизить зависимость от импорта. Кроме того, селекция способствует сохранению биоразнообразия и защите окружающей среды.

Методы исследования в биологии — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс)

Метод — это путь исследования, который проходит учёный, решая какую-либо научную задачу, проблему.

https://youtube.com/watch?v=xOV8yEbeZZ0

Научный метод — это совокупность приёмов и операций, используемых при построении системы научных знаний.

Методы, универсальные для всех биологических наук: описательный, сравнительный, исторический и экспериментальный.

Описательный метод. В основе его лежит наблюдение. Он широко применялся ещё учёными древности, занимавшимися сбором фактического материала и его описанием (изучение и описание животных и растений), а также применяется в настоящее время (например, при открытии новых видов).

Наблюдение — метод, с помощью которого исследователь собирает информацию об объекте (восприятие природных объектов с помощью органов чувств).

Пример: наблюдать можно визуально, например за поведением животных.

Можно наблюдать с помощью приборов за изменениями, происходящими в живых объектах: например, при снятии кардиограммы в течение суток, при замерах веса телёнка в течение месяца.

Наблюдать можно за сезонными изменениями в природе, за линькой животных и т. д. Выводы, сделанные наблюдателем, проверяются либо повторными наблюдениями, либо экспериментально.

Сравнительный метод стал применяться в (XVII) в. Он позволяет выявлять сходства и различия между организмами и их частями (систематизация растений и животных, разработка клеточной теории). В наше время сравнительный метод также широко применяется в различных биологических науках.
Исторический метод — установление взаимосвязей между фактами, процессами, явлениями, происходившими на протяжении исторически длительного времени (несколько миллиардов лет). Этот метод помогает осмыслить полученные факты, сопоставить их с ранее известными результатами. Этот метод стал широко применяться во второй половине (XIX) века (обоснование теории эволюции Ч. Дарвина). Применение исторического метода позволило превратить биологию из науки описательной в науку, объясняющую, как произошли и как функционируют многообразные живые системы.
Экспериментальный метод — это получение новых знаний (изучение явления) с помощью поставленного опыта.

Эксперимент — метод исследования в биологии, при котором экспериментатор сознательно изменяет условия и наблюдает, как они влияют на живые организмы. Эксперимент можно проводить как в лаборатории, так и на открытом воздухе.

Экспериментальный метод начал применять в своих исследованиях при изучении кровообращения Уильям Гарвей ((1578)–(1657) гг.), а широко использоваться в биологии (при изучении физиологических процессов) он начал с (XIX) в. Г. Мендель, изучая наследственность и изменчивость организмов, впервые применил эксперимент не только для получения данных об изучаемых явлениях, но и для проверки гипотезы, формулируемой на основании получаемых результатов. В (XX) в., благодаря появлению новых приборов для биологических исследований (электронный микроскоп, томограф, и др.), экспериментальный метод стал ведущим в биологии.

Биология делится на множество частных наук, изучающих различные биологические объекты: биология растений и животных, физиология растений, морфология, генетика, систематика, селекция, микология, гельминтология и множество других наук. Поэтому наряду с общебиологическими методами выделяют методы, которые используются частными биологическими науками:

генетика — генеалогический метод изучения родословных,
селекция — метод гибридизации,
гистология — метод культуры тканей и т. д.

Научный факт — это форма научного знания, в которой фиксируется некоторое конкретное явление, событие; результат наблюдений и экспериментов, который устанавливает количественные и качественные характеристики объектов.

Гипотеза — предположение или догадка; утверждение, предполагающее доказательство, в отличие от аксиом, постулатов, не требующих доказательств.

Теория — наиболее развитая форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях определённой области действительности; учение, система идей или принципов, является совокупностью обобщённых положений, образующих науку или её раздел.

Какие бывают методы биологических исследований

Методы биологических исследований в биологии разделяют на эмпирические (от греч. эмпириа — опыт) — описательный, сравнительный, экспериментальный, исторический, и теоретические — статистический и моделирования. Описательный и сравнительный методы основаны на наблюдении.

Описательный

Описательный метод — древнейший, связанный с наблюдением и описанием объектов или явлений, определением их свойств.

Сравнительный

Сравнительный метод основан, чтобы сравнить полученные наблюдения, описания с другими. В последнее время часто применяют мониторинг (от лат. mоnitor -предупреждающий, напоминающий).

Это постоянное наблюдение за ходом определенных процессов в отдельных экосистемах, биосфере в целом или за состоянием конкретных биологических объектов. Осуществляют его на высших уровнях организации живой материи.

Мониторинг позволяет прогнозировать и анализировать возможные изменения, их следствия. Например, изменения растительности в связи с кислотными дождями и т. п.

Экспериментальный

Экспериментальный (от лат. ехреrimentum — опыт, практика) метод состоит в изменении исследователем условий существования объекта опыта, его строения и наблюдение по результатам изменений. Эксперименты бывают полевые и лабораторные.

В естественных условиях проводят полевые эксперименты. Лабораторные эксперименты проводят в специально оборудованных лабораториях. В лабораторных условиях используют микроскопы, ядерно-магнитный резонанс, рентгенологический метод и т. п.

Исторический

Исторический метод позволяет обнаружить закономерности возникновения и развития живых существ. Моделирование и статистический метод невозможны без применения электронно-вычислительной техники.

Моделирование

Моделирование (от лат. modulus — устройство, образец) — метод, который позволяет работать не с самими объектами, а изучает представления о них или их модели. Моделирование позволяет изучать объекты и процессы, которые невозможно непосредственно наблюдать или воссоздать экспериментально.

Разновидностью этого метода является математическое моделирование. Это численное выражение в виде уравнений четных связей. При изменениях числовых значений можно увидеть, как работает система при определенных условиях. Примером математической модели могут быть соотношения численности в системе «хищник-жертва».

Статистический

Статистический (математический) метод применяется для обработки числовых данных, полученных с помощью других методов (эмпирических). Используют также для проверки степени достоверности полученных результатов.

Влияние селекции на укрепление устойчивости экосистемы

Сельскохозяйственная селекция способствует повышению устойчивости сельскохозяйственных культур к болезням, вредителям и неблагоприятным факторам окружающей среды. Выбор особей с наиболее желательными признаками позволяет создавать новые сорта растений и породы животных, которые обладают повышенной устойчивостью к патогенам и изменениям климата.

Природная селекция возникает в результате взаимодействия между организмами и средой обитания. Организмы, лучше адаптированные к определенным условиям существования, имеют больше шансов на выживание и размножение. Этот процесс позволяет укрепить устойчивость экосистемы, так как более приспособленные организмы легче справляются с изменениями в окружающей среде и могут вытеснять менее приспособленные виды.

Искусственная селекция – это специально организованный процесс отбора особей с желательными наследственными признаками для создания новых пород растений и животных. Она позволяет улучшать сельскохозяйственные и декоративные культуры, а также укреплять устойчивость экосистемы. Человек может выбирать самые приспособленные особи и контролировать разведение, чтобы получить наследственные признаки, которые полезны для конкретных задач.

Селекция является научным решением для сохранения биосферы и укрепления устойчивости экосистемы. Она позволяет создавать более приспособленные организмы, способные справиться с изменяющейся средой обитания. Благодаря селекции, мы можем улучшать сельскохозяйственные культуры, защищать наши экосистемы от болезней и катастроф, а также приспосабливаться к климатическим изменениям и иным вызовам будущего.

Методы биотехнологии

Предметом является использование технических и естественных наук совместно с биологическими системами и процессами в сельском хозяйстве и промышленности, позволяющее использовать возможности живых организмов для создания или модификации продуктов или процессов различного назначения.

Рассмотрим следующие методы биотехнологии:

Генная инженерия
Клеточная инженерия

Генная инженерия

Метод генной инженерии основан на работе с генетической информацией. Вмешиваясь в генетический аппарат клетки, ученые могут получать модифицированные (рекомбинантные) ДНК и РНК, осуществлять манипуляции с отдельными генами и внедрять их в другие организмы. Также во время использования метода генной инженерии может осуществляться работа с генетическим аппаратом бактериофагов или бактерий (работа с плазмидами бактерий).

У генной инженерии множество применений:

Одним из важнейших достижений генной инженерии является технология, позволяющая получать человеческий инсулин благодаря использованию генномодифицированных бактерий
Генная инженерия позволяет получать новые сорта зерновых культур. Биотехнологи помещают в культурное растение ген, позволяющий ему сопротивляться дейстивю ядов (гербицидов), применяемых на зерновых полях для борьбы с сорняками. Благодаря этому полезные растения выживают, а растения-вредители погибают
Генная инженерия позволяет получать растения, которые могут выживать на поле без обработки инсектицидами, благодаря встроенным в них генам, защищающим их от насекомых-вредителей

Кстати, с насекомыми-вредителями можно бороться не только при помощи инсектицидов и генной инженерии. Существуют и биологические методы борьбы с вредителями, не вредящие окружающей среде. Они основаны на уничтожении вредителей при помощи их естественных врагов

Некоторые генномодифицированные растения могут расти на неподходящем субстрате, например, на сильно засоленной почве. Это становится возможным благодаря переносу гена устойчивости из растений, для которых засоленная почва является привычным местом произрастания

Клеточная инженерия

Клеточная инженерия занимается гибридизацией клеток, их клонированием, пересадкой ядер или целых хромосом из одних клеток в другие, а также работой с каллусной тканью (состоящей из клеток, потерявших специализацию). Кроме того, клеточная инженерия направлена на создание клеток, способных производить нужные вещества вне организма.

Генотипирование и секвенирование ДНК. Ученый готовится к эксперименту по секвенированию вирусного генома в Исследовательской лаборатории геномики рака, входящей в состав отдела эпидемиологии и генетики рака (DCEG) Национального института рака (США)