Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

1.4: Теорії в науці

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5373

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    О, пара так фол!

    Людина в цьому ескізі тримає ніс, щоб уникнути дихання в міазмі. Міазма відноситься до токсичних парів, які люди вважали протягом століть причиною багатьох захворювань, включаючи холеру і чуму. Ідея про те, що міазма викликає захворювання, була вперше запропонована у другому столітті до н.е. видатним грецьким лікарем на ім'я Гален. Вони вважали, що міазма, яку можна ідентифікувати за своїм неприємним запахом, виходить від гниючої органіки і хворіє людей, які живуть досить близько, щоб вдихнути її. Міазма була переважним поясненням передачі хвороби з часів Галена до тих пір, поки зародкова теорія хвороби не стала широко прийнятою наприкінці 1800-х років.

    Чоловік тримає ніс, щоб уникнути дихання в міазмі
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Чоловік тримає ніс, щоб уникнути дихання міазми

    Що таке наукова теорія?

    Теорія зародків, яка детально описана нижче, є однією з декількох наукових теорій, про які ви прочитаєте в біології людини. Наукова теорія - це широке пояснення подій, яке широко прийняте науковим співтовариством. Щоб стати теорією, пояснення повинно бути сильно підкріплено великою кількістю доказів.

    Люди зазвичай використовують теорію слів, щоб описати здогадки або здогадки про те, як і чому щось відбувається. Наприклад, ви можете сказати: «Я думаю, що дроворуб викопав цю яму в землі, але це лише теорія». Використання теорії слів таким чином відрізняється від того, як воно використовується в науці. Наукова теорія - це не просто здогадка чи здогадка, яка може бути правдою або не може бути правдою. У науці теорія - це пояснення, яке має високу ймовірність бути правильним, оскільки воно так добре підтверджується доказами.

    Теорія зародків: Приклад біології людини

    Теорія мікробів хвороб стверджує, що заразні захворювання викликаються «мікробами» або мікроорганізмами, які є занадто малими організмами, щоб їх можна було побачити без збільшення. Мікроорганізми, що викликають захворювання, називаються збудниками. Людські збудники включають бактерії та віруси, серед інших мікроскопічних утворень. Коли патогени вторгаються в людей або інших живих господарів, вони ростуть, розмножуються і роблять своїх господарів хворими. Захворювання, спричинені мікробами, заразні, оскільки мікроорганізми, які їх викликають, можуть поширюватися від людини до людини.

    Перша заява теорії зародків

    Теорія зародків була вперше чітко викладена італійським лікарем на ім'я Джироламо Фракасторо в середині 1500-х років. Фракасторо припустив, що заразні захворювання викликаються переносними «насіннєподібними утвореннями», які ми зараз називаємо мікробами. За словами Фракасторо, мікроби поширюються через популяції, внаслідок чого багато людей хворіють, через прямий або непрямий контакт між особами.

    Ідея Фракасторо, хоча і по суті правильна, була проігнорована іншими лікарями. Натомість ідея Галена про міазму залишалася прийнятим поясненням поширення хвороби ще 300 років. Однак докази ідеї Фракасторо накопичилися за цей час. Деякі з найбільш ранніх доказів надав голландський виробник лінз і мікроскопів Антон ван Леувенгук, який виявив мікроорганізми. До 1670-х років ван Леувенгук безпосередньо спостерігав багато різних типів мікроорганізмів, включаючи бактерії.

    Докази післяпологової лихоманки

    Одним з перших лікарів, які продемонстрували, що мікроорганізм є причиною конкретного захворювання людини, був угорський акушер Ігнац Земмельвейс в 1840-х роках. Хвороба була післяпологова лихоманка, часто смертельна інфекція жіночих репродуктивних органів. Післяпологову лихоманку також називають лихоманкою дитячого ліжка, оскільки вона зазвичай вражає жінок, які щойно народили.

    Земмельвейс зауважив, що смерті від післяпологової лихоманки траплялися набагато частіше, коли жінки відвідували лікарі в його лікарні, ніж акушерки вдома. Земмельвейс також помітив, що лікарі часто приходили безпосередньо з розтину на ліжка жінок, які збираються народити. Зі своїх спостережень Семмельвейс зробив висновок, що післяпологова лихоманка - це заразне захворювання, спричинене деяким типом речовини, що переноситься вагітним пацієнтам на руках лікарів з аутопсірованних тіл. Як наслідок, Земмельвейс закликав лікарів та студентів-медиків у своїй лікарні вимити руки хлорованою вапняною водою перед обстеженням вагітних. Після цієї зміни рівень смертності в лікарні для жінок, які щойно народили, знизився з 18 до 2 відсотків, що було зниженням на 90 відсотків. Деякі висновки Семмельвейса представлені на малюнку\(\PageIndex{3}\).

    Щорічна смертність від післяпологової лихоманки 1784-1849
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Цей графік порівнює показники смертності від 1784-1849 років у двох пологових будинках (Відень і Дублін). Ставки зросли в клініці Відня, коли вони почали вивчати патологічну анатомію в 1823 році. Показники різко знизилися в 1847 році, коли почали використовувати хлор для миття рук. Дублінська клініка, яка не вивчала патологічну анатомію, показує низький рівень зараження протягом усього періоду часу.

    Semmelweis опублікував свої результати, але вони були висміяні медичною професією. Думка про те, що самі лікарі є носіями смертельної хвороби, була сприйнята як особиста оскорблення його колеги-медики. Один з однолітків Земмельвейса обурено протестував, що лікарі - панове і що руки джентльменів завжди чисті. В результаті такого ставлення, Semmelweis став мішенню порочної кампанії мазків. Врешті-решт у Земмельвейса стався психічний розлад і він був відданий в психіатричну лікарню, де він помер.

    Виявлення мікробів

    Протягом більш пізніх 1800-х років були проведені більш офіційні дослідження щодо взаємозв'язку між мікробами та хворобами. Деякі з найважливіших були зроблені Луї Пастером (на фото в його лабораторії на малюнку\(\PageIndex{4}\)). Пастер був французьким хіміком, який робив ретельні експерименти, щоб показати, що ферментація, псування їжі, певні захворювання викликаються мікроорганізмами.

    Він виявив причину післяпологової лихоманки в 1879 році і визначив, що це інфекція, спричинена бактерією Streptococcus pyogenes (рис.\(\PageIndex{5}\)). Хоча Пастер не був першою людиною, яка запропонувала теорію мікробів, його дослідження явно підтвердили це. Він також став сильним прихильником теорії і зумів переконати більшу частину наукового співтовариства в її обґрунтованості.

    картина Луї Пастера в його лабораторії
    стрептокок піогенний
    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Луї Пастер (зліва) виявив, що бактерія Streptococcus pyogenes (праворуч) викликає післяпологову лихоманку.

    виникаючі захворювання

    Наукові теорії не є статичними, як і світ навколо нас. Поки ми вивчаємо хвороби протягом сотень років, завжди є чому навчитися. Однією з причин цього є те, що організми (наприклад, ті, що викликають захворювання) завжди змінюються. Ця еволюція організмів призводить до нових захворювань, таких як пандемія COVID-19. Це стало результатом нового коронавірусу (SARS-CoV-2), який є нащадком коронавірусів, які не заразили людей. Вчені постійно розробляють нові стратегії для вивчення та лікування виникаючих захворювань.

    Мікробіолог Керрі Поллард виконує ручну екстракцію коронавірусу
    Малюнок\(\PageIndex{4}\): Мікробіолог штату Пенсільванія Керрі Поллард здійснює ручне вилучення коронавірусу всередині екстракційної лабораторії в Бюро лабораторій Департаменту охорони здоров'я Пенсільванії у п'ятницю, 6 березня 2020 року.

    Рецензія

    1. Визначте наукову теорію.
    2. Контраст, як теорія слів використовується в науці і в повсякденній мові.
    3. Що таке мікробна теорія хвороби? Як він розвивався?
    4. Поясніть, чому Пастера, а не Фракасторо або Земмельвейса, називають батьком теорії мікробів.
    5. Гален і Фракасторо, можливо, придумали різні пояснення того, як поширюється хвороба, але які спостереження, на вашу думку, вони зробили подібні?
    6. Використовуйте пояснення досліджень Семмельвейса та графік на малюнку,\(\PageIndex{2}\) щоб відповісти на наступні запитання.
      1. Яке було спостереження Семмельвейса, яке змусило його провести це дослідження? На яке питання він намагався відповісти?
      2. Якою була гіпотеза (тобто запропонована відповідь на наукове запитання), яку Semmelweis перевіряв?
      3. Чому Semmelweis відстежував рівень смертності від післяпологової лихоманки в Дублінському пологовому будинку, де не проводилися розтин?
      4. Які два докази були показані на графіку, які підтримували гіпотезу Земмельвейса?
      5. Чому, на вашу думку, було важливо, щоб Semmelweis порівнював Дублінський пологовий будинок та Віденський пологовий будинок протягом тих же років?
    7. У чому різниця між мікроорганізмом і збудником?
    8. Поясніть, чому розробка мікроскопа надала підтримку теорії зародків хвороби.
    9. Чи є лише спостереження за мікроорганізмами остаточно доводить, що теорія мікробів правильна? Чому чи чому ні?
    10. Як ви думаєте, хто використовував більше наукових міркувань - Земмельвейс або медики, які висміювали його результати? Поясніть свою відповідь.

    Дізнатися більше

    https://bio.libretexts.org/link?16714#Explore_More

    Як робота Семмельвейса актуальна для нас сьогодні? Послухайте цю історію від RadioLab, щоб дізнатися, як його робота дала нам потужну зброю проти сучасних глобальних пандемій. [Текст розшифровки відправки 2: Кожен день день Ігнац Земмельвейс]

    Чим наукова теорія відрізняється від наукового права? Перегляньте цю чудову анімацію TED, щоб дізнатися.

    Атрибуції

    1. Чоловік тримає ніс у галереї Wellcome Collection, CC BY 4.0 через Wikimedia Commons
    2. Щорічні показники смертності за владою. Корупції, публічне надбання через Вікісховище
    3. Луї Пастер публічне надбання через Вікімедіа Спільна
      1. Streptococcus pyogenes від CDC, публічне надбання через Вікісховище
    4. Мікробіолог губернатора Тома Вольфа, ліцензований CC-BY 2.0 через Flickr
    5. Текст адаптований з біології людини CK-12 ліцензований CC BY-NC 3.0