Прикладные исследования в биологии что это

Примером описательной науки является изучение биоразнообразия. В настоящее время предпринимается попытка классификации всего живого на Земле. И этот проект является чисто описательным.

Одним из важных достижений биологии на заре ХХI века была расшифровка последовательности генов в геноме человека. Много новых гипотез о природе человека возникло и ещё возникнет после этого. Для их изучения потребуется много экспериментов. Но сама расшифровка генома – пример описательного метода исследования в биологии.

Методы дедукции и индукции при исследованиях в биологии

Прийти к логическому выводу можно двумя прямо противоположными путями: при помощи дедуктивных и индуктивных рассуждений. Биология использует оба этих метода, хотя дедукция первоначально должна иметь базу из гипотез.

Дедуктивные рассуждения как метод исследования в биологии

При дедуктивном рассуждении объект рассматривается от общего к частному. Более 2200 лет назад греческий мыслитель Эратосфен, используя эвклидову геометрию и дедуктивные рассуждения, точно высчитал окружность Земли. Дедуктивные рассуждения – это мышление, основанное на достижениях математики и философии, оно используется для проверки обоснованности общих идей для всех отраслей знаний.

Например, если вы знаете, что все млекопитающие имеют волосы, а вы найдёте животное, у которого нет волос, тогда вы можете заключить, что изучаемый вами организм не является млекопитающим. Биолог использует дедуктивные рассуждения, чтобы исключить образец из общего, используя характеристики ранее изученной группы.

Индуктивные и дедуктивные рассуждения

Индуктивные рассуждения

В индуктивном рассуждении логика течёт в противоположном направлении, от частного к общему. При этом используются общие научные наблюдения для построения научных принципов. Например, если у пуделя есть волосы, у терьера есть волосы и у каждой собаки, которую мы наблюдаем, есть волосы, тогда мы можем заключить, что у всех собак есть волосы.

Индукция приводит к обобщениям, которые затем можно проверить. Индуктивные рассуждения стали важны в науке с 1600 годов, когда Френсис Бэкон, Исаак Ньютон и другие начали использовать результаты конкретных экспериментов для получения общих выводов об устройстве мира.

Наука основывается на гипотезах

Основываясь на гипотезах, наука проверяет прогнозы. Тестируя альтернативные предложения, она находят истинные утверждения. Если предположения не подтверждаются экспериментально, то они отвергаются как несоответствующие действительности. Методы исследования в биологии и других науках применяют для доказательства этих гипотез. Рассмотрим последовательность доказательства гипотез.

Гипотезы постоянно уточняются новыми данными. Например, генетики Джордж Бидл и Эдвард Тейтум выдвинули гипотезу, что информацию об одном ферменте кодирует один ген. Позже молекулярная гипотеза была изменена. Оказалось, что фермент может состоять не из одного, а из нескольких полипептидов. Под влиянием новых данных гипотеза изменилась: «один ген – один полипептид». Другие исследователи доказали, что один ген может кодировать информацию не об одном, а о нескольких белках и гипотеза снова была уточнена.

3. Уточняющий эксперимент. Часто учёные исследуют процессы, которые зависят от многих факторов или переменных. При проверке одной переменной во время эксперимента изменяют только её, остальные переменные оставляют такими как были. При этом проводят параллельно два эксперимента: тестовый и контрольный. В тестовом эксперименте проверяемую переменную изменяют, в контрольном оставляют прежней. Любая разница в результатах этих экспериментов произойдёт под влиянием изменения исследуемой переменной. Большая часть проблем экспериментальной науки возникает из-за изолирования исследуемой переменной от других привычных факторов, которые влияют на процесс.

Пример: в ранней истории микробиологии учёные заметили, что бульон, оставленный открытым на воздухе, портится. Для объяснения явления были предложены две гипотезы: жизнь зарождается в нём самопроизвольно или микробы попали в него из воздуха. Гипотезы были проверены экспериментами, которые включали фильтрацию воздуха и кипячение бульона. Окончательный эксперимент был проведён Луи Пастером. Он соорудил колбу с изогнутым носиком, который пропускал воздух, но препятствовал проникновению любых бактерий. Бульон в колбе кипятили для стерилизации, он оставался чистым. Но стоило отломить носик, как он снова загрязнялся. Так была окончательно опровергнута гипотеза спонтанного зарождения жизни.

Редукция больших систем на составные части

Чтобы понять сложную систему, учёные исследуют её составные части. Такой подход применила биохимия при успешной разгадке сложного механизма функционирования клеточной мембраны. Она сконцентрировала внимание на транспорте веществ и специфических ферментах. Путём анализа всех отдельных данных учёные получили общую картину работы мембраны.

Редукционизм имеет ограничение в применении относительно живых систем. Например ферменты нельзя изучать в изоляции от живой клетки и организма в целом. Есть такие системы, функции которых нельзя предсказать на основе работы их деталей. Например работу полисом нельзя предсказать на основе анализа отдельных белков и РНК, являющихся их составными частями. А изучение одного голубя не приведёт к познанию жизнедеятельности всей голубиной стаи.

Эта область системной биологии использует математические и вычислительные модели, чтобы имея дело с целым, понимать его взаимодействующие части.

Изучаем части, чтобы понять целое

Метод моделирования в исследовании в биологии

Модели используются в биологии для объяснения жизнедеятельности живых систем. Генетики строят модели взаимодействующих сетей белков и контролирующую их экспрессию генов. Они даже рисуют смешные мультяшные фигуры, чтобы представлять то, что невозможно увидеть.

Популяционные биологи создают модели того, как происходят эволюционные изменения. Цитологи строят модели путей передачи сигнала и событий, ведущих от внешних сигналов к внутренним процессам клетки. Молекулярные биологи строят модели структуры белков и микромолекулярных комплексов клетки. Для уточнения и тестирования модели проводят эксперимент.

Природа научных теорий

Слово теория используется учёными в двух случаях:

Для учёного теория является прочной основой науки, несущей идеи, в которых мы больше всего уверены. Широкая публика в слове теория понимает обратное – догадку, неуверенность в знаниях. Эта разница часто приводит к путанице. Некоторые «критики» за пределами науки, пытаются дискредитировать эволюцию, говоря, что это «всего лишь теория». Имея в виду, что это гипотеза о том, что эволюция произошла, а не то, что подкреплено неопровержимыми доказательствами.

Современная эволюционная теория – это сложный комплекс идей, важность которых распространяется далеко за пределы самой эволюции. Её ответвления пронизывают все отделы биологии, она обеспечивает концептуальные рамки, которые объединяют науку биологию в целом. Суть в том, что эволюционная теория основывается на достоверных фактах наблюдения и доказана неоднократными экспериментами.

Фундаментальные и прикладные исследования

В прошлом было модно говорить о «научном методе изучения биологии», который состоит из упорядоченной последовательности логических шагов. Каждое из двух предположений проверяется, а тестирование приводит к определённому научному ответу. Если бы это было так, то хорошим учёным стал бы компьютер. Но наука не делается компьютерами. Человек обладает способностью к воображению, он может предположить то, что правда может быть. Из-за того, что у одних людей принципиальность и воображение развиты намного сильнее, чем у других, они выделяются среди учёных, как Клод Моне выделяется среди художников.

Одни учёные проводят исследования, призванные расширить границы того, что мы знаем. Такие исследования называются фундаментальными. Они работают в университетах и их работы обычно поддерживаются грантами. Информация, полученная в результате фундаментальных исследований, способствует расширению научных знаний, обеспечивает фундамент фонда, используемого прикладными науками.

Проведение прикладных изысканий используется в практических целях, например ради производства пищевых добавок, создания новых лекарств или тестирования качества окружающей среды. Результаты исследования записываются и представляются общественности. Они проверяются и допускаются для использования на практике.

Конкретные методы исследования в биологии

Вам будет интересно

С древних времён люди задавались вопросом: «Из чего состоит жизнь?». Философы Древней Греции и Индии…

Слова «Дарвин» и «эволюция» стали почти синонимами.Теория эволюции Дарвина объясняет, каким образом в течение времени…

Концентрация ионов водорода и гидроксид-ионов в растворе описывается терминами кислотность и щёлочность среды. При температуре…

Подумайте! Когда нужно начинать ориентироваться – до похода или тогда, когда уже заблудился? Какие способы…

При селекционной и экспериментальной работе часто бывает нужно определить генотип особи с доминантными признаками. При…

Источник

Прикладные исследования, особенности, определение, примеры

прикладные исследования это тип исследования, в котором проблема установлена ​​и известна исследователю, поэтому она использует исследование, чтобы ответить на конкретные вопросы.

В этом типе исследования упор делается на практическое решение проблем. Особое внимание уделяется тому, как общие теории могут быть реализованы на практике. Их мотивация направлена ​​на решение проблем, возникающих в данный момент.

Прикладные исследования тесно связаны с фундаментальными исследованиями, так как они зависят от открытий последних и обогащаются этими открытиями..

Это исследование также известно как эмпирическое, так как оно направлено на применение полученных знаний с целью объединения знаний для решения ситуации..

Определение по мнению нескольких авторов

Зойла Роза Варгас Кордеро

Иезекииль Андер-Эгг Эрнандес

Со своей стороны, педагог, философ, социолог и аргентинский эссеист Эзекиль Андер-Эгг Эрнандес указывает, что прикладные исследования являются эффективным и фундаментальным решением проблемы, которая была выявлена.

Основные характеристики прикладных исследований

-Прикладные исследования зависят от фундаментальных исследований. Это потому, что он основан на ваших результатах.

-Аналогичным образом, прикладные исследования обязательно требуют теоретической основы, на которой будет основано решение конкретной проблемы, которую вы хотите решить..

-С другой стороны, прикладные исследования направлены на анализ и решение проблем различных реальных проблем, с особым акцентом на социальные вопросы..

-Он также опирается на научные достижения и характеризуется интересом к применению знаний.

примеров

Знание об аксолотлях дает свет регенеративной медицине

Исследователи из Национального центра онкологических исследований (CNIO) в Испании провели эксперименты на мышах и сделали важный шаг вперед в пользу регенеративной медицины после достижения «перепрограммирования» зрелых клеток..

Цель состоит в том, чтобы когда-нибудь клетки служили для восстановления поврежденных тканей, не удаляя их из организма, как это делают аксолотли..

Исследования, проведенные на этой способности аксолотлей, помогли заложить основы регенеративной медицины и могли даже создать альтернативное лечение некоторых заболеваний дыхательной системы..

То есть, если это может быть достигнуто в пробирке (внутри пробирки), вполне вероятно, что они также могут сделать это вживую.

Исследования на плантавиве могут вылечить птеригиум

В Институте технологий и высших исследований в Монтеррее они работают с вечнозеленым растением для создания лекарства, которое лечит глазную болезнь, известную как птеригиум..

Эта болезнь состоит из атипичного роста в глазу, который может вызвать слепоту, поскольку он распространяется от белой части к ткани роговицы. Это часто встречается у людей, которые проводят много времени на солнце.

Кроме того, указывает на то, что хорошее лечение для растения позволит избежать побочных заболеваний, вызванных его загрязнением, вызванным насекомыми или микроорганизмами, что может создать другие условия у пациента..

Дизайн-мышление, форма прикладного исследования

Методология дизайн-мышления, также известная как дизайнерское мышление, была создана в Стэнфордском университете, США, в 70-х годах..

Это метод, ориентированный на решение конкретных проблем. Речь идет о знании и понимании потребностей людей, чтобы иметь возможность предложить им конкретные решения, полностью адаптированные к этим потребностям..

Эта методология способствует командной работе и внедрению прототипов, исходя из того, что любое новшество в любой области должно быть проверено, чтобы определить, действительно ли оно полезно и отвечает выявленным потребностям..

Метод дизайна мышления основывается на пяти этапах: сопереживать существующим потребностям, выявлять их, создавать идеи возможных решений, создавать прототипы, с помощью которых эти идеи воплощаются в жизнь, и, наконец, эффективно их тестировать..

Проектное мышление можно считать прикладным исследованием, поскольку оно стремится решить данную проблему путем выявления потребностей.

Робототехника на службе у пожилых

В области робототехники произошли важные достижения. Практически во всех сферах жизни присутствие этого типа технологий увеличилось.

Японские ученые показали важность создания прототипов, которые помогают пожилому населению.

Правительство Японии подсчитало, что его население стареет, и что в 2025 году 370000 человек, нуждающихся в уходе, будут нуждаться в помощи пожилому населению. Учитывая это, найденное решение заключается в создании роботов, чья функция заключается в уходе за пожилыми людьми..

Предполагается, что эти роботы выполняют основные функции по уходу, например помогают им встать со стула или кровати, и что они также могут предвидеть определенные вещи, например, когда идти в ванную, а также быть опорой в момент принять душ.

Эта инициатива станет важным решением для пожилого сообщества Японии, так как повысит шансы предложить пожилым людям лучшее качество жизни и даже увеличит продолжительность их жизни..

Высокая стоимость роботов означает, что только небольшая группа пожилых людей может рассчитывать на помощь этих устройств. Однако в этом случае мы стремились сократить расходы путем устранения, например, физических характеристик, аналогичных человеческим.

Сокращение попыток самоубийства у подростков

Янет Кихада имеет докторскую степень по психопатологии в Автономном университете Барселоны и профессор Университета Сан-Себастьян в Консепсьоне, Чили. Quijada посвящена расследованию ожидаемого внимания к случаям психоза у подростков.

Конкретная идея исследования состоит в том, чтобы исследовать некоторые элементы, которые рассматриваются как факторы риска, связанные с контекстом, с психологическими и социальными факторами и даже с клиническим характером, связанным с попытками самоубийства подростков, зачисленных в школу..

Это исследование будет принимать во внимание контекстную информацию о регионе, которая может служить фоном для этого явления.

Исходя из этого, исследователь будет стремиться связать эту общую информацию с конкретным случаем попыток самоубийства среди молодежи школьного возраста..

Ожидается, что результаты этого исследования позволят пролить свет на факторы, которые в наибольшей степени влияют на подростков, и, таким образом, снизить уровень самоубийств среди молодежи в этой группе населения, особенно в районах вблизи Консепсьона..

Источник

• ← Прикладные знания что это
• Прикладные исследования что это →