AizvērtIzvēlne
Sākums
Atjaunots 2025. gada 7. martā
Līga Ozoliņa-Molla

izziņas bioloģija

(angļu cognitive biology, vācu Kognitionsbiologie, franču biologie cognitive, krievu биология когнитивных функций)
starpdisciplinārs zinātnes virziens, kas pēta dzīvo radību izziņas spēju kā bioloģisku funkciju

Saistītie šķirkļi

  • bioloģija

Nozares un apakšnozares

bioloģija
  • augu anatomija
  • augu fizioloģija
  • bioģeogrāfija
  • bioinformātika
  • biomatemātika
  • biomedicīna
  • biometrija
  • cilvēka un dzīvnieku fizioloģija
  • dendroloģija
  • dipteroloģija
  • ekoloģija
  • evolūcija, bioloģijā
  • helmintoloģija
  • hidrobioloģija
  • izziņas bioloģija
  • kinezioloģija
  • limnoloģija
  • molekulārā ģenētika
  • neirobioloģija
  • pedobioloģija
  • protistoloģija
  • zooloģija

Satura rādītājs

  • 1.
    Kopsavilkums
  • 2.
    Teorētiskā un praktiskā nozīme
  • 3.
    Vieta zinātnes klasifikācijā
  • 4.
    Galvenās teorijas
  • 5.
    Pētniecības metodes
  • 6.
    Īsa vēsture
  • 7.
    Pašreizējais attīstības stāvoklis
  • 8.
    Galvenās pētniecības iestādes
  • 9.
    Nozīmīgākie periodiskie izdevumi
  • 10.
    Ievērojamākie pētnieki
  • Saistītie šķirkļi
  • Tīmekļa vietnes
  • Ieteicamā literatūra
  • Kopīgot
  • Izveidot atsauci
  • Drukāt

Satura rādītājs

  • 1.
    Kopsavilkums
  • 2.
    Teorētiskā un praktiskā nozīme
  • 3.
    Vieta zinātnes klasifikācijā
  • 4.
    Galvenās teorijas
  • 5.
    Pētniecības metodes
  • 6.
    Īsa vēsture
  • 7.
    Pašreizējais attīstības stāvoklis
  • 8.
    Galvenās pētniecības iestādes
  • 9.
    Nozīmīgākie periodiskie izdevumi
  • 10.
    Ievērojamākie pētnieki
Kopsavilkums

Izziņas spēja piemīt jebkurai dzīvai būtnei: augiem, dzīvniekiem, sēnēm, vienšūnu organismiem. Primitīviem organismiem izziņas funkcija saistīta ar spēju uztvert un atpazīt vides stimulus un izvēlēties optimālo taktiku reakcijai uz tiem. Cilvēkam un dzīvniekiem ar attīstītu nervu sistēmu izziņas process ietver arī uztverto stimulu percepciju, bioloģiskā vai sociālā nozīmīguma neapzinātu un apzinātu novērtēšanu, apzinātu (balstoties uz iepriekšējo pieredzi un iztēli) atbildes uzvedības plānošanu.

Apkārtējās pasaules izziņai un organismu saziņai ar dažādiem informatīviem signāliem (ķīmiskiem, mehāniskiem, elektriskiem un citiem), kas ļauj saskaņot atsevišķu indivīdu rīcību, ir vitāli svarīga nozīme organisma izdzīvošanā.

Atšķirībā no kognitīvās zinātnes, ar ko izziņas (kognitīvā) bioloģija bieži tiek maldīgi asociēta un kas skaidro indivīda domāšanas procesus, veidus un apziņu, izziņas bioloģijas mērķis ir izzināt jebkura dzīvā organisma izziņas procesus. 

Teorētiskā un praktiskā nozīme

Izziņas bioloģija skaidro, kā notiek apkārtējās vides izzināšana, integrējot daudzus un kompleksus vides signālus un organisma uzvedību mainīgās vides signālu ietekmē. Izziņas bioloģija apvieno atziņas no saistītām zinātnes nozarēm, kā fizioloģija, ķīmija, ģenētika un psiholoģija. Tā vispusīgi skaidro izziņas procesu organisma dažādos izziņas līmeņos: molekulārā, šūnu, orgānu, organisma un sociālās vides.

Izziņas bioloģijas atziņas tiek izmantotas, lai skaidrotu sociālo struktūru, rīcības apzinātos un neapzinātos komponentus un uzvedību cilvēku sabiedrībā vai dzīvniekiem tādās zinātnes nozarēs kā sociālā psiholoģija un etoloģija. Atklājumi par starpsugu attiecībām, piemēram, mikroorganismu un saimniekorganisma saziņu, ir nozīmīgi medicīnas, veterinārmedicīnas, kā arī lauksaimniecības nozarēs (piemēram, augkopībā), mežsaimniecībā.

Vieta zinātnes klasifikācijā

Izziņas bioloģija ir starpdisciplināra zinātnes nozare, kas izziņas procesus dzīvajās būtnēs apskata gan no bioloģiskā, gan no psiholoģiskā un filozofiskā viedokļa.

Izziņas procesu filoģenētiskās attīstības aspekti tiek apskatīti evolucionārās bioloģijas un salīdzinošās bioloģijas pētījumos. Starpsugu mijiedarbības un tās dinamikas pētījumi iekļaujas sistēmbioloģijas nozares pētījumos. Dzīvo organismu adaptīvās reakcijas, kas nostiprinājušās paaudzēs, tiek apskatītas ģenētikas un bioķīmijas nozares pētījumos. Cilvēka izziņas procesu pētījumi veido arī daļu no kognitīvās zinātnes nozares pētījumiem.

Starpsugu informatīvās apmaiņas un izziņas procesu filoģenētiskās likumsakarības tiek pētītas sociālās evolūcijas un evolūcijas epistemoloģijas pētījumu apakšnozarēs.

Galvenās teorijas

Bioloģisko sistēmu morfoģenēzes teorija skaidro, ka jebkuras strukturālās pārmaiņas bioloģiskajā struktūrā vai sistēmā (piemēram, organisma embrionālajā attīstībā) notiek saziņas procesa rezultātā starp dažādiem struktūrelementiem. Saziņas process ietver signāla nodošanu, recepciju, atbildes veidošanu un/vai interpretāciju. Teorijas pamalicējs ir kanādiešu matemātiķis un biologs Braiens Gudvins (Brian Carey Goodwin).

20. gs. 70. gados nostiprinājās elektrisko signālu teorija augiem, kas skaidro šo signālu nozīmi starpšūnu signalizācijā ne tikai kukaiņēdājaugiem, bet to esamību un nozīmi starpšūnu signalizācijā visiem augiem. Pazīstamākā šīs terorijas virzītāja ir Barbara Pikāra (Barbara Gillespie Pickard) no Amerikas Savienotajām Valstīm (ASV).

Vispārējās komunikācijas teorijas pamatnostādnes 1980. gadā definēja S. F. Skaders (S. F. Scudder), postulējot, ka visas planētas dzīvās būtnes sazinās savā starpā, kaut arī saziņas veidi ir atšķirīgi.

20. gs. 80. gados veidojās neiroekoloģijas teorija, kas skaidro sugu dabiskās izlases spiediena ietekmi uz izziņu un tās neirālās kontroles mehānismiem cilvēkam un dzīvniekiem.

Pētniecības metodes

Izziņas procesu pētniecībā tiek izmantots plašs eksperimentālo un matemātiskās modelēšanas metožu klāsts, lai izprastu informatīvo mijiedarbību un tās dinamiku dažādās bioloģiskās sistēmās.

Eksperimentālās elektrofizioloģijas metodes ļauj reģistrēt un analizēt informatīvā signāla recepcijas radītās izmaiņas organisma šūnu elektriskajā lādiņā (elektriskajā potenciālā) un elektriskā potenciāla izmaiņu pārnesi no šūnas uz šūnu, kas kalpo kā informācijas pārneses veids organismā. Cilvēkam un dzīvniekiem elektrofizioloģijas metodes tiek izmantotas arī sensoriskās informācijas apstrādes pētījumos, papildinot tās ar matemātiskās modelēšanas metodēm neirālo tīklu modeļu veidošanai.

Histoķīmiskās un imunohistoloģiskās krāsošanas metodes izmanto informatīvā signāla radītu fiksētu strukturālo izmaiņu vizualizācijai, ko ir iespējams apskatīt un raksturot mikroskopiski.

Ģenētiskās metodes, identificējot gēnus, kas atbildīgi par vides signālu uztveri un pārvadi starpšūnu komunikācijā organismā, izmanto organisma evolūcijā izveidoto adaptīvo pazīmju pārmantošanas pētīšanai.

Matemātisko modelēšanu izmanto vides signālu un organismu mijiedarbības un dinamikas varbūtības pētījumos.

Īsa vēsture

Dzīvo organismu spēja izzināt apkārtējo vidi un saglabāt informāciju ir aprakstīta jau sengrieķu filozofu Platona (Πλάτων) un Aristoteļa (Ἀριστοτέλης) darbos. Fakti par bioelektriskiem signāliem, kas ir viens no saziņas veidiem starp šūnām dzīvā organismā, ir zināmi jau vairāk nekā 200 gadus gan augiem (Pjērs Bertelons (Pierre Bertholon de Saint-Lazare), 1783), gan dzīvniekiem (Luidži Galvāni (Luigi Galvani), 1791). Tomēr kā patstāvīgs zinātnes virziens izziņas bioloģija sāka veidoties 20. gs. otrajā pusē. Izziņas bioloģijas (cognitive biology) jēdziens zinātniskajā literatūrā pirmo reizi tika izmantots B. Gudvina publikācijas nosaukumā 1977. gadā “Izziņas bioloģija. Saziņa un izziņa” (Cognitive biology. Communication & Cognition). Viņš ir uzskatāms arī par šī zinātnes virziena pamatlicēju, pievēršoties un daudzpusīgi skaidrojot bioloģisko sistēmu un struktūru morfoloģisko pārmaiņu procesa kontroli kā organisma vai bioloģiskās sistēmas iekšējo un ārvides signālu mijiedarbības rezultātu.

Gandrīz desmit gadus vēlāk izziņas bioloģijā nozīmīgas atziņas sniedza un šo zinātnes virzienu jaunā līmenī pacēla slovāku bioķīmiķis Ladislavs Kovāčs (Ladislav Kovác) ar publikācijām par izziņas funkciju saikni ar molekulārajām norisēm dzīvajos organismos. Viņš darbā “Ievads kognitīvajā bioloģijā” (Introduction to cognitive biology) 1986. gadā uzskaitīja desmit izziņas bioloģijas pamatprincipus, ko turpmākos divdesmit gados vairākkārt atjaunoja un paplašināja.

Nozīmīgs pagrieziens izziņas bioloģijā šīs zinātnes nozares “robežu” un virzienu definēšanā bija starpdisciplinārs seminārs “Jaunās kognitīvās zinātnes” (The New Cognitive Sciences), kas notika 2006. gadā Konrāda Lorenca Evolūcijas un izziņas pētījumu institūtā (Konrad-Lorenz-Institut für Evolutions- und Kognitionsforschung) Austrijā, un 2009. gadā iznākusī publikāciju kopa, kas balstīta uz semināra atziņām, definēja izziņas bioloģijas četras jomas: 1) izziņa telpā, 2) objekta un īpašību izziņa, 3) daudzuma un varbūtības izziņa, 4) sociālās vienības izziņa.

Pašreizējais attīstības stāvoklis

Izziņas bioloģijas kā starpdisciplināras zinātnes nozares pētījumi par dzīvo organismu izziņas procesu parasti notiek citu zinātnes virzienu pētījumu ietvaros. Tie pēta atsevišķu sugu izziņas procesu vai starpsugu attiecības. Izziņas bioloģija ir cieši saistīta ar sistēmbioloģijas pētījumiem, kas pēta atsevišķo elementu nozīmi kompleksajās bioloģiskajās sistēmās. Cilvēka un dzīvnieka izziņas procesa pētījumi notiek kognitīvās neirozinātnes apakšvirzienos; augiem, sēnēm un mikroorganismiem apkārtējās vides signālu uztvere un atbildes reakciju veidošana iekļaujas augu, sēņu, mikroorganismu fizioloģijas, ģenētikas un ekoloģijas pētījumos, akcentējot ģenētiski nostiprinājušās un adaptīvās atbildes reakcijas uz vides signāliem. Arvien vairāk un spēcīgāk zinātnē sevi piesaka šobrīd pretrunīgi vērtētais pētījumu virziens par augu izziņu un tās saikni ar apziņu un augu neirobioloģija.

Galvenās pētniecības iestādes

Adelaidas Universitātes Filozofijas departamenta Kognitīvās bioloģijas pētījumu grupa (University of Adelaide, Department of Philosophy, Research group of Cognitive Biology) Austrālijā risina vispusīgus izziņas teorētiskos izpētes jautājumus, izmantojot salīdzinošās bioloģijas, īpaši genomikas, metodes izziņas nozīmes un procesu skaidrošanā no vienkāršiem vienšūnas organismiem līdz tādiem kompleksiem organismiem kā zīdītājdzīvnieki un cilvēks. Vīnes Universitātes Kognitīvās bioloģijas departaments (Department für Kognitionbiologie an der Universität Wien) Austrijā ir viena no vadošajām pētniecības iestādēm Eiropā, kas izziņas bioloģijas pētījumos izmanto plurālistisku, filoģenētisku pieeju eksperimentālos izziņas un komunikācijas pētījumos dažādu sugu dzīvniekiem un cilvēkam. Masačūsetsas Universitātes Amhērstā Psiholoģijas un smadzeņu izpētes departaments (University of Massachusetts Amherst, Department of Psychological and Brain Sciences) ASV izmanto daudzpusīgas un modernas pieejas cilvēka izziņas un apziņas jautājumu risināšanā gan no informācijas uztveres un sensorikas viedokļa, gan uzvedības motivācijas skaidrošanā cilvēkam. Lozannas Universitātes Augu molekulārās bioloģijas departaments (Université de Lausanne, Département de Biologie Moléculaire Végétale) Šveicē pēta ģenētiskos faktorus, kas nosaka elektrisko signālu pārvadi augu šūnās. Lorensa Bērklija Nacionālā laboratorija (Lawrence Berkeley National Laboratory) ASV, izmantojot vismodernākās tehnoloģijas, pēta baktēriju signālus, to veidošanu nosakošos gēnus un potenciālās izmantošanas iespējas ekonomikas un zinātnes attīstībā. Augsta līmeņa baktēriju un starpsugu informatīvās mijiedarbības pētījumu centrs Eiropā ir Gulbenkjana zinātniskās izpētes institūts (Instituto Gulbenkian Ciência) Portugālē.

Nozīmīgākie periodiskie izdevumi

Trends in Cognitive Sciences (kopš 1997, Elsevier), Biological Psychology (kopš 1973, Elsevier), Journal of Plant Interactions (kopš 2005, Taylor & Francis), Annual Review of Psychology (kopš 1950, Annual Reviews, ASV), Journal of Evolutionary Biology (kopš 1988, Wiley-Blackwell), Nature Reviews Microbiology (kopš 2003, Nature Publishing Group), Frontiers in Fungal Biology: Fungi-Plant Interaction (kopš 2007, Elsevier).

Ievērojamākie pētnieki

Slovāku bioķīmiķis L. Kovāčs pirmais publicēja atklājumus par izziņas funkciju saikni ar molekulārajām norisēm dzīvajos organismos.

Fizikālās ķīmijas profesors no Šveices Hanss Kūns (Hans Kuhn) definēja un attīstīja teoriju, ka ikvienas dzīvas būtnes zināšanu uzkrāšanas process sākas ar šūnu, tai skaitā iedzimtības materiāla dalīšanos ar “paškopējošām” nukleīnskābēm.

Angļu kognitīvās zinātnes profesore Mārgareta Anna Bodena (Margaret Ann Boden) veica starpdisciplinārus pētījumus par izziņu un iezīmēja mākslīgā intelekta nozīmi, lai izprastu saikni starp atmiņas, mācīšanās un saziņas procesiem un cilvēka unikalitāti.

Ēriks Ričards Kandels (Eric Richard Kandel), amerikāņu neirozinātnieks, veidoja modernos priekšstatus par signāla pārvades mehānismiem cilvēka un dzīvnieku nervu sistēmā un informācijas saglabāšanu neironos. Amerikāņu biologs Edvards Vilsons (Edward Osborne Wilson) ir ievērojamākais sociālbiologs, kas postulēja sociālās uzvedības un izziņas ģenētiskos aspektus cilvēkam un dzīvniekam.

Itāļu zinātnieks Džennāro Auleta (Gennaro Auletta) definēja, kā bioloģiskās un kognitīvās sistēmas (no baktērijām līdz cilvēkam) apstrādā kvantu informāciju.

Saistītie šķirkļi

  • bioloģija

Autora ieteiktie papildu resursi

Tīmekļa vietnes

  • "Natura" izdevniecības izglītojošais portāls par dzīvnieku saziņu
  • Starptautiskā Salīdzinošās izziņas asociācijas (Comparative Cognition Society) tīmekļa vietne
  • Starptautisks zinātnisks žurnāls par augu saziņu "Plant Communications"
  • Starptautisks zinātnisks žurnāls par izziņu un uzvedību "Comparative Cognition and Behavior Reviews"
  • Starptautisks zinātnisks žurnāls saziņas bioloģijā "Communications Biology"

Ieteicamā literatūra

  • Adamatzky, A., ’Language of Fungi Derived from Their Electrical Spiking Activity’, Royal Society Open Science, volume 9(4), 2022.
  • Auletta, G., Cognitive Biology: Dealing with Information from Bacteria to Minds, Oxford, New York, Oxford University Press, 2011.
    Skatīt bibliotēku kopkatalogā
  • Boden, M.A. and Zaw, S.K., ’The Case for a Cognitive Biology’, Proceedings of the Aristotelian Society, Supplementary Volumes, volume 54, pp. 25–49, 51–71, 1980.
  • Cottier, F. and Mühlschlegel, F.A., ’Communication in Fungi’, International Journal of Microbiology, Article ID 351832, 2012.
  • Fitch, W.T., Huber, L., and Bugnyar, T., ’Social Cognition and The Evolution of Language: Constructing Phylogenies’, Neuron, volume 65, pp. 795–814, 2010.
  • Gareau, M.G., ’Cognitive Function and the Microbiome’, Chapter Eleven, J. F. Cryan, G. Clarke (eds.), International Review of Neurobiology, Academic Press, volume 131, pp. 227–246, 2016.
  • Smith, L.K. and Wissel, E.F., ’Microbes and the Mind: How Bacteria Shape Affect, Neurological Processes, Cognition, Social Relationships, Development, and Pathology’, Perspectives on Psychological Science, volume 14(3), pp. 397–418, 2019.
  • Tommasi, L., Peterson, M.L., and Nadel, L. (eds.), Cognitive Biology, Evolutionary and Developmental Perspectives on Mind, Brain an Behavior, Cambridge, Mass, MIT Press, 2009.

Līga Ozoliņa-Molla "Izziņas bioloģija". Nacionālā enciklopēdija. https://enciklopedija.lv/skirklis/146049-izzi%C5%86as-biolo%C4%A3ija (skatīts 26.09.2025)

Kopīgot


Kopīgot sociālajos tīklos


URL

https://enciklopedija.lv/skirklis/146049-izzi%C5%86as-biolo%C4%A3ija

Šobrīd enciklopēdijā ir 0 šķirkļi,
un darbs turpinās.
  • Par enciklopēdiju
  • Padome
  • Nozaru redakcijas kolēģija
  • Ilustrāciju redakcijas kolēģija
  • Redakcija
  • Sadarbības partneri
  • Atbalstītāji
  • Sazināties ar redakciju

© Latvijas Nacionālā bibliotēka, 2025. © Tilde, izstrāde, 2025. © Orians Anvari, dizains, 2025. Autortiesības, datu aizsardzība un izmantošana