Использование современных достижений и открытий в науке на уроках биологии

Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя школа №124 Красноармейского района города Волгограда

СТАТЬЯ 

Использование современных достижений и открытий  в науке на уроках биологии

Подгузов Николай Александрович, учитель биологии  муниципального общеобразовательного учреждения "Средняя школа № 124

Красноармейского района Волгограда" педагог дополнительного образования ГБОУ ДО ВСДЮТи

Биология — одна из самых бурно развивающихся наук и в этой области каждый год происходит немало крайне интересных  и важных событий. При всѐм желании авторы учебников и издательства не в состоянии успевать за новыми открытиями, которые во многом, если не изменяют, то корректируют различные вопросы изучаемые в биологии в рамках школьной программы. Настоящие учебники отстают как минимум на 10-15 лет. Поэтому так важно учителю с одной стороны «держать пульс» на современных биологических данных, а с другой стороны в доступной форме излагать их на уроках или во внеурочной деятельности.

Можно привести несколько примеров.

В учебниках при изучении бактерий, иммунитета, здоровья человека говориться о спообах противостояниях этим микроорганизмам – применение антибиотиков. Но по большому счету что эра антибиотиков, длившаяся почти столетие, подошла к концу. Бактерии научились вырабатывать устойчивость к известным препаратам, а на разработку новых нет ни времени, ни достаточных средств. Врачи и ученые рисуют мрачные прогнозы: если ничего не предпринять, микроорганизмы убьют человечество намного раньше, чем изменения климата. Однако эту угрозу все еще не воспринимают всерьез. Причина появления супербактерий — в скорости размножения микроорганизмов и их способности обмениваться генетической информацией. Единственная бактерия, у которой появился ген устойчивости к лекарствам, поделится им с сородичами. Чтобы позволить человечеству выжить, исследователи ищут замену привычным препаратам. Для борьбы с супербактериями предлагают использовать CRISPR, наночастицы и новые, более мощные антибиотики. Разработка этих и других методов возможна только благодаря исследованиям молекулярных механизмов появления устойчивости.

             Вопрос о том, как появилась жизнь на Земле — один из важнейших в биологии. Точные даты

и условия возникновения жизни остаются предметом дискуссий. В 2017 исследователи из Австралии изучили горные породы возрастом 3,48 млрд лет и выявили в них следы микроорганизмов. Это значит, что примитивные формы жизни могли появиться еще раньше — около 4 млрд лет назад. Интересно, что изученные горные породы принадлежат к сухопутным отложениям — а значит, колыбелью жизни мог быть не океан, а горячие источники на суше.  И гипотезы о «первичном бульоне» уходит в историю. Также ученые исследовали молекулярные механизмы, которые сопровождали ранние этапы появления живых организмов. В частности, была поставлена под сомнение популярная гипотеза РНК-мира: согласно новым исследованиям, в возникновении жизни равное участие принимали РНК и белки. В учебниках практически ничего не говориться о химической эволюции, естественном отборе среди молекул и т.п.

Тоже само можно сказать и об учении Вернадского о биосфере и ноосфере. Если понятие «живое вещество» было принято советской наукой, а понятие «биосфера» иногда встречается даже в пост-советских научных текстах, то понятие «ноосфера» вызывает резкие возражения в научных кругах, а в научных публикациях используется крайне редко. Критики учения о «ноосфере» указывают на то, что оно идеологизированно и носит не научный, а религиозно-философский характер. В частности, крупный советский эколог и доктор биологических наук Ф. Р. Штильмарк считает: «мысли о Ноосфере как Обществе Разума… уже по самой сути своей глубоко религиозны и пока что остаются утопичными». В настоящее время современная экология весьма crgtnbxtcrb относится к этим понятиям, а в учебниках изложены как абсолютная истина.

Российский эколог и климатолог А. Поздняков пишет: «В научной среде России «ноосферогенез» рассматривается как учение. Однако если под учением понимать теорию достижения цели, единственно необходимую последовательность практических действий, то это скорее не учение, а недостаточно обоснованные утопические положения о всемогуществе Человека. В основе этого «учения» — обыкновенное человеческое тщеславие, выливающееся в эго- и антропоцентризм». 

Очень мало места в учебных программах отведено и современным концепциям эволюции. Обычно эволюция — очень долгий процесс, почти незаметный для человеческого взгляда. На то, чтобы какой-то признак закрепился в популяции, требуются сотни и тысячи лет. Поэтому ученые вынуждены иметь дело со свидетельствами эволюции, запечатленными в окаменелостях и ДНК, а обыватели сомневаются в реальности эволюции. Превращение одних видов в другие случается еще реже, и наблюдать за подобным — настоящая удача, которая проливает свет на многие загадки эволюции. Совсем недавно (2016г) исследователи объявили, что им удалось увидеть рождение нового вида птиц. Открытие было сделано в культовом для всех биологов месте — на Галапагосских островах, вдохновивших Чарльза Дарвина на создание его теории. Супруги Розмари и Питер Грант, орнитологи из Принстонского университета, сорок лет изучали здесь дарвиновых вьюрков. Во время работы на островке Дафне они обнаружили, что к местным видам вьюрков присоединился пришелец с отдаленного острова Эспаньола, самец вида Geospiza conirostris, получивший прозвище Большая Птица. Из-за отсутствия самок своего вида, он спаривался с местными птицами. Потомки этих союзов настолько отличаются от других вьюрков по песне и внешнему облику, что могут быть признаны новым видом. Крупные результаты получены и в эволюционной генетике, о которой практически не упоминается в учебниках биологии.

В 2017 году отметил юбилей один из самых длительных эксперментов в истории биологии. Исследователи под руководством микробиолога Ричарда Ленски уже 30 лет наблюдают за развитием бактерий кишечной палочки Escherichia coli. За это время успело смениться 67 000 поколений, что соответствует миллиону лет человеческой эволюции. Несмотря на почтенный возраст, эксперимент продолжается и приносит новые открытия. Анализ его результатов, проведенный в прошедшем году, опроверг одну из популярных в современной биологии идей. По мнению многих экспертов, у адаптации есть предел: после того как вид идеально приспособится к стабильной среде обитания, его эволюция остановится. Однако десятилетия наблюдений за микроорганизмами доказали, что эволюция будет продолжаться даже в этом случае, а предела приспособляемости не существует. Это больше соответствует взглядам Чарльза Дарвина, нежели представлениям современных специалистов.

Многие исследователи склоняются к тому, что мы живем в эпоху Шестого массового вымирания — крупнейшего со времен исчезновения динозавров 65 млн лет назад. Скорость вымирания видов в настоящее время намного выше, чем когда-либо за последние миллионы лет

— процесс уже называют «биологической аннигиляцией», и в нем виноват человек, уничтожающий животных, растения и среду их обитания. Одним из самых тревожных фактов, ставших известными науке в уходящем году, стал результат исследования голландских экологов, которые изучали численность летающих насекомых в Германии. Они обнаружили, что всего за 28 лет она сократилась на 76%, причем для летних месяцев эта цифра достигает 82%.

Ученые по всему миру и раньше подозревали, что насекомых становится меньше, но такая строгая и пугающая оценка дана впервые. Особенно неприятно, что исследование проводилось на территории заповедников, где вмешательство людей в природу ограничено. Авторы обнаружили, что вымирание насекомых нельзя объяснить ни погодными условиями, ни особенностями ландшафта. Возможно, виноваты изменения климата или использование пестицидов. Исчезновение насекомых — очень тревожный сигнал, ведь они служат кормом для многих других видов и являются важными опылителями, без которых погибнут не только дикие растения, но и сельское хозяйство.

Еще один момент, который надо учитывать в преподавании биологии – это изменения в современной систематике живых организмов и подходы к их классификации. Согласно самым последным представлениям молекулярной филогенетики эволюционное дерево выглядит подругому и состоит из трѐх доменов:

1.  археи 

2.  бактерии 

3.  эукариоты 

Три «старых» царства из четырѐх (животные, растения, грибы) входят в домен эукариот. Причѐм современная наука добавила к этим трѐм царствам в эукариоты ещѐ два - простейшие

(протисты) и хромисты.

Соответственно, если пытаться разделить все организмы на царства (не очень логичный вариант), то получим семь:

1.  Археи (формируют одноимѐнный домен)

2.  Бактерии (формируют одноимѐнный домен)

3.  Протисты (этот пункт и остальные входят в домен эукариот)

4.  Хромисты

5.  Грибы

6.  Растения

7.  Животные

Исходя из вышеизложенного, надо признать, что современный учитель биологии должен постоянно пополнять свои знания научными открытиями и вносить полученную информацию в содержание учебных программ.

Здесь можно использовать различные образовательные технологии: подготовка и проведение научных конференций школьников, трансляция и ретрансляция выступления современных популяризаторов биологической науки, использовать методы проектной работы, задания для самостоятельного поиска новой информации учащихся.

В работе использованы материалы находящиеся в свободном доступе на сайтах 

«Элементы большой науки»  https://elementy.ru и культурно просветительского центра «АРХЭ» https://arhe.msk.ru