Методы биологии

В биологии активно используются как эмпирические, так и теоретические методы исследования

Эмпирические 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:

• стандартное оборудование для полевых исследований - от бинокля до глубоководных аппаратов, так и
• сложные виды лабораторного оборудования – электронные микроскопы, ультрацентрифуги, спектрофотометры, автоклавы, люминарные боксы и т.д.

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 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.
• Лабораторный.

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.

Теоретические методы в биологии

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:

• составление библиографии – перечня источников;
• реферирование – краткое изложение основного содержания текста или нескольких работ по одной тематике;
• конспектирование – выделение детальных записей, основу которых составляет определение основных идей работы;
• аннотирование – краткая запись содержания работы;
• цитирование – дословная запись выражений, содержащихся в источнике

Использование математических и статистических методов в биологии

Математические методы применяют в различных сферах биологических исследований для обработки полученных результатов. Наиболее распространенными методами являются:

• регистрация – фиксация результатов изучения каждого отдельного объекта посредством знаков или символов;
• ранжирование (метод ранговой оценки) – расположение собранных данных, каких-либо показаний в порядке убывания или возрастания;
• шкалирование – используется, когда на поставленный вопрос предлагаются ответы: «да», «нет», «иногда», а также предполагается введение цифровых показателей.

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):

• изучение и разработка методов общего назначения, без учёта специфики области применения;
• исследование и разработка статистических моделей реальных процессов и явлений в соответствии с потребностями определённой сферы;
• применение статистических методов и моделей для статистического анализа конкретных данных, полученных в ходе биологических исследований.