В биологии активно используются как эмпирические, так и теоретические методы исследования
Описательный и сравнительный методы. Основу данных метолов исследования составляет наблюдение. Наблюдение является изучением объектов окружающего мира в естественных условиях.
Это непосредственный обзор за расселением, поведением, размножением и развитием растений и животных в живой природе, инструментальное или визуальное определение организменных характеристик, их клеток, тканей и органов.
С данными целями на актуальном уровне развития биологии используют как:
Метод наблюдения имеет как положительные, так и негативные стороны. Основным достоинством наблюдения является то, что его можно осуществлять в любое время. Однако часто на результаты биологических наблюдений оказывают воздействие личностные особенности наблюдателя. Что снижает достоверность этого метода.
Экспериментальный метод биологических исследований основывается на изучении живых организмов при экстремальных воздействиях средовых факторов - изменённой температуры, освещённости или влажности, высоких уровнях нагрузки, радиоактивности или токсичности, изменений мест развития (пересадка и удаление генов или участков хромосом, клеток, органов, космические полёты и др.).
Экспериментальный метод даёт возможность выявления скрытых свойств, пределов возможностей живых организмов приспосабливаться к изменению окружающей среды, степени их изменчивости, гибкости, надёжности.
Экспериментальный метод имеет особое значение для развития биологии. Именно он позволяет постичь сущность процессов и явлений, происходящих в живых объектах.
Для биологии характерно два вида экспериментов:
Естественный эксперимент проводится в природных условиях. К данным видам экспериментальной работы можно отнести создание особых условий для животных в их естественной среде обитания.
Лабораторный эксперимент предполагает перенос биологических объектов в искусственные условия и проведение каких-либо манипуляций с ними. К этому виду экспериментальной работы относят, например, перенос частей растений в культуру in vitro.
Исторический метод способствует выявлению истории развития объектов биологии, их происхождение. Данный метод предполагает сопоставление анатомического строения, химического состава, структуры генов и других признаков у организмов разных уровней сложности. При этом исследуют не только реально существующие сейчас организмы, но и вымершие, которые сохранились в виде окаменелостей.
Моделирование биологических процессов является относительно новым биологическим методом. Моделирование может быть как на уровне организмов, органов, клеток или биологических молекул, так и математическим. Например, разрабатываются модели и прогнозы состояний живых объектов в водоёме через определённое е время при изменении одного или нескольких внешних критериев (концентрации солей, температуры, наличия или отсутствия хищников и др.).
Системный метод также используется в биологии относительно недавно. Живые объекты рассматривают в качестве систем, то есть совокупностей элементов с определёнными связями и в различных взаимодействиях. Каждый объект рассматривается одновременно и в качестве системы, и как элемента системы более высокого порядка.
Метод изучения литературных источников и интернет-ресурсов: позволяет узнать, какие проблемы и стороны в конкретной области научного познания хорошо изучены, по каким проводятся научные дискуссии, что уже устарело, а на какие вопросы ответы ещё не получены.
Работа с источниками научной информации предполагает использование следующих методов:
Математические методы применяют в различных сферах биологических исследований для обработки полученных результатов. Наиболее распространенными методами являются:
Статистические методы в биологии применяют прежде всего при обработках массивов данных, полученных в ходе биологических экспериментов. Их можно применять практически во всех сферах биологии. Методы статистики используются всегда, если необходимо получать и обосновывать какие-нибудь гипотезы о группе (биологических субъектов или объектов) с определёнными внутренними неоднородностями.
На актуальном этапе развития биологии выделяют три вида научной и прикладной деятельности в области статистических методов анализа данных (по степени специфичности методов, сопряжённой с погружённостью в определённые проблемы):