Синтез и обобщение данных многих научных областей отражается и в арсенале методов исследования современной биологии, лежащих в русле системного подхода, сочетающих натурные наблюдения, эксперимент и моделирование. Соответственно целям и задачам множества направлений биологии набор методов исследования чрезвычайно велик, можно привести лишь самые распространенные, среди них:

– режимные систематические (мониторинговые) наблюдения за состоянием природных объектов и процессов;

– аналитические исследования природных и искусственных (техногенных) объектов;

– исследования морфологических параметров природных объектов;

– статистические методы оценки процессов и явлений;

– дистанционные методы исследований;

– методы математического моделирования;

– системный анализ и др.

Успехи биологических дисциплин, таких как селекция, генетика, генная инженерия, защита растений, позволили человечеству интенсифицировать производство продовольственных товаров, нарастить объемы получаемой продукции до небывалых величин.

Однако необходимо отметить, что в своей деятельности человечество до последнего времени упорно отказывалосьучитывать отрицательные стороны своей деятельности. Недоучет специфичности биологических систем различного уровня организации привел к возникновению ряда глобальных проблем, ставящих под угрозу само существование человечества как биологического вида. В связи с вышесказанным в настоя-щее время огромные усилия отдаются развитию комп-лексной междисциплинарной области знаний, возникшей в русле биологической науки – экологии. Несомненно, что в последние десятилетия экология оказала существенное влияние на развитие общества. Хотя решение глобальных проблем – дело будущего, уже сегодня имеются немалые достижения.

История биологии насчитывает много веков. Уже первобытным людям необходимо было иметь определенные знания о растениях и животных. В рамках общего развития естественных наук происходило и накопление знаний, ныне принадлежащих к области биологической науки. В трудах философов античности можно найти сведения биологического характера. Аристотель глубочайшим образом продумал теорию органического развития, будучи знатоком естественно-научных дисциплин, прежде всего зоологии, ботаники и связанных с ними проблем элементарных форм живого ощущения процессов жизни. Гиппократпредложил первую теорию, объясняющую инфекционные заболевания. Общий расцвет науки во времена античности сменился, как известно из истории, относительно «прохладным» периодом Средневековья, который характеризуется общим спадом в естественных науках, и в биологии в частности. По понятным причинам на данном этапе люди были знакомы лишь с представителями растительного и животного мира. Огромный толчок развитию биологии и использованию ее плодов, в частности, в медицине дало изобретение в XVII в. микроскопа голландцем А.Левенгуком. Человечество проникло в микромир, расширив свои представления о живом. Надо сказать, что сам факт существования микроорганизмов повлек за собой изменение взглядов на теорию самозарождения жизни. К. Линнеем предложена бинарная номенклатура видов – это также немаловажно, так как позволило систематизировать накопленный обширный, но весьма противоречивый фактический материал. Микроскопические исследования послужили основой для формулировки Т. Шванноми М. Шлейденом положений клеточной теории в XIX в. На рубеже XVIII–XIX вв. трудами Ж. Ламарка, А. Вейсмана, Ж. Кювье, Ч. Лайелла были заложены основы эволюционного учения, ставшего основой современной биологии. Чарльз Дарвин в своем основном труде «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859) обобщил эмпирический материал современной ему биологии и селекционной практики на основе результатов собственных наблюдений во время путешествий, кругосветного плавания на корабле «Бигль» раскрыл основные факторы эволюции органического мира. Эволюционная теория имеет огромное значение не только для биологии, но и для всех естественных наук в целом, примечательно, что эволюционная теория существовала наряду с термодинамикой, описывающей по существу совершенно противоположные процессы. Второе начало термодинамики предсказывает миру все более однообразное будущее, рассеяние и деградацию энергии, упрощение структур. Эволюционная теория, напротив, провозглашает возможность образования сложного из простого, все усложняющееся развитие. Разрешить этот парадокс смогли лишь в XX в. Биология пришла как мощная и разветвленная область научного знания, дифференцирующаяся на ряд дочерних дисциплин, обретших статус полновесных самостоятельных областей. XX в. ознаменовался бурным развитием генетики, селекции, экологии, молекулярной биологии и ряда других дисциплин. В настоящее время на стыке биологических дисциплин с другими областями знаний возникают новые отрасли науки, такие как космическая биология и др.

Объекты биологии, геологии, астрономии – это развивающиеся объекты-системы, и все они характеризуются таким общим свойством, как целостность. Но как она возникает? Сравнительный анализ процессов образования целостности в разных системах позволяет предположить, что наряду со специфическим существует и универсальный механизм формирования целостности. Конкретно-научные исследования показывают, что формирование целостности происходит параллельно с «расслоением» системы на уровни.

Механизм образования целостности выявляет И. B. Шмальгаузен. Он показал, что организм как целое совершенствуется в ходе и благодаря специализации частей, его составляющих. Причем чем больше специализация частей, тем больше они оказываются в зависимости друг от друга и от организма в целом. «Целое, несущее лишь общие функции, расчленяется на части с разными, более специальными функциями, – писал И. И. Шмальгаузен. – Целое дифференцируется, а части специализируются. Однако эта ав-тономизация выражается лишь в обособлении своей специфической функции. Жизнь любой части обеспечивается целым рядом общих функций...»

Развивающиеся объекты, будь то биологический, геологический или астрономический объект, характеризуются таким универсальным признаком, как целостность, а процесс образования целостности связан с формированием уровней организации.

Целостность предполагает упорядоченность, наличие классов частей в противоположность хаотическому смешению элементов. В результате возникает иерархическая система, где все разнообразие элементов подразделяется на соподчиненные уровни организации. Это правило действительно оказывается универсальным для строения систем. Иерархичность организаций заметна, если обратиться к биологическим объектам-системам: клетка – организм – популяция – биоценоз.

Перечисленные иерархии будем называть природными, во-первых, потому, что они содержат в качестве элементов реальные природные, а не идеальные образования, во-вторых, потому, что иерархические связи зафиксированы в самой природе. Нет организмов вне клеток, популяций вне организмов, горных пород вне минералов, галактик вне звезд и т. д. То есть существует реальная, не зависящая от наших представлений, от той или иной концепции уровней последовательность организации, где соблюдается включенность предшествующих объектов-систем в последующие. Названные иерархии во всех трех случаях носят чувственно-конкретный, эмпирический характер, деление на со подчиненные уровни основано на наглядной пространственной локализации составляющих иерархии. Однако наглядность не объясняет того, как возникают природные иерархии и какова их роль.

Для теоретического рассмотрения вопроса о биологической, геологической, астрономической системах характерно применение категории пространства и категории времени. Проблема заключается в том, что, несмотря на не вызывающую сомнения реальность составляющих названных иерархий, остается неясным механизм образования иерархичности в природе, следовательно, сохраняется проблематичность объективности иерархической организации. Небезосновательность такого вопроса подтверждается, в частности, тем, что нет однозначного критерия выделения природных иерархий.