Важным направлением современной биологии, во многом смыкающимся с такими областями гуманитарного знания, как психология, социология, социальная психология и др., является также исследование поведения животных и человека. В биологическом плане это направление основывается на достижениях физиологии. Что касается изучения поведения человека и высших животных (млекопитающих), здесь основополагающим продолжает оставаться изучение условных рефлексов, открытых И.П. Павловым. Вместе с тем значительное развитие получили концепции “социальности" поведения животных, изучение явлений иерархии и доминирования в группах, коммуникации и т.д. Любопытным открытием явилось явление импринтинга - процесса на ранних этапах онтогенеза, в ходе которого животные научаются определенным действиям и связывают их с тем, кто осуществлял научение (или даже просто присутствовал при этом).К. Лоренц обнаружил, что если, учась передвигаться по суше, утята видели его, а не собственную мать-утку, то потом следовали за ним так же, как должны были бы следовать за матерью. Важным направлением развития науки на грани биологии и общественных наук является исследование группового поведения, иногда обозначаемое как социобиология. С ее помощью в группах приматов и других животных обнаружены такие явления, как иерархия, забота о слабых, сложные формы коммуникации.
В течение XIXстолетия и особенно в XXв. (очевидно, эта тенденция сохранится и в XXIстолетии) биологическое исследование все в большей мере приобретает междисциплинарный характер. Математика, физика, химия вошли в биологическое исследование как методы и компоненты. Физическая химия и химическая биофизика особенно важны в этом контексте. “Без преувеличения можно сказать, что именно современная физико-химическая биология как бы в единый комплекс объединила биологические дисциплины, которые ранее по объективному признаку считались самостоятельными. Сказанное относится не только к экспериментальным наукам, развитие которых всецело определяется характером и уровнем используемых ими физико-химических методов. Этими же методами пользуется сегодня … традиционная биология. Например, цитология и морфология издавна оценивались как описательные науки, а биохимия - как типично экспериментальная, имеющая независимый путь развития и накапливающая собственный багаж знаний. Какую же роль в судьбе этих наук сыграла физико-химическая биология?
Электронно-микроскопическая цитология воедино слилась с биохимией. Она “заговорила" на языке биохимии, а биохимия обрела новую роль: она стала топографической (от греч. topos - место, местность + grapho - пищу) биохимией клетки и получила возможность “вписать” процессы обмена веществ в общую картину цитологических структур. Появилась реальная возможность совместить субмикроскопическую и молекулярную системы клетки с функциями составляющих эти системы компонентов. Осуществилась давняя мечта биологов об объединении знаний о структуре и функциях организма в целом. Прямым следствием этого оказалось то, что традиционное разделение биологии на науки о строении - цитологию, гистологию, анатомию, морфологию - и науки, исследующие физиолого-биохимические процессы - физиологию и биохимию - в значительной мере утратило свой первоначальный смысл.
Таким образом, в биологии второй половины XXв. явственно обозначилась двойственная тенденция в ее развитии. С одной стороны, объективная и дисциплинарная специализация вследствие вычленения и конкретизации все новых объектов, требующих и особых подходов к их изучению. С другой стороны, происходит объективно-методическая интеграция биологических наук: проявляется тенденция к формированию как бы единого фронта наук, выявить границы между которыми становится все труднее" [1].
В наше время человеческая деятельность все более активно вторгается в природу, создавая на поверхности Земли практически современно новую экологическую среду. Соответственно в экологии и географии все большее место занимают исследования, так или иначе связанные с анализом последствий деятельности человека. Можно отметить направления, ориентированные на изучение культурных ландшафтов, антропогенных черт окружающей среды, результатов хозяйственной деятельности человека. На грани между биологией и физической географией возникла междисциплинарная область исследований - экология, изучающая динамику популяций и их приспособленности к среде, эффекты от воздействия человека на природу, процессы взаимодействия человека и природы. Важнейшими для экологии понятиями стали введенные в тридцатых годах понятия экосистемы (совокупность совместно обитающих животных и растений и их абиотической, т.е. неживой среды; понятие введено А. Тэнсли в 1935 г.) и биогеоценоза (единство организмов, населяющих определенный участок земли, и его ландшафтных, водных и почвенных условиями; понятие введено В.Н. Сукачевым в 1936 г.). Оба понятия характеризуют биогеоценотический уровень организации (см.2.3.). Различие между ними лежит в том оттенке, что в понятие биогеоценоза делается ударение на единстве организмов с их средой, в то время как “экосистема”, напротив, констатирует совместное наличие организмов и среды; и еще в том, что Сукачев подчеркивает такой компонент среды, как почву.
Это отнюдь не случайно, поскольку почвоведение как наука о почве - поверхностном слое земной коры, несущем растительный покров и характеризуемом качественно особым свойством - плодородием - родилась в России и была создана в 1860-1880-х гг. трудами Ф.И. Рупрехта и В.В. Докучаева. Двадцатый век и в этой области принес переворот, поскольку К.К. Гедройц в 1910-х гг. создал новое междисциплинарное направление - коллоидную химию почв и обнаружил в почвах “поглощающий”, или коллоидный комплекс, определяющий динамику почвенных процессов. Благодаря этому открытию Гедройцу удалось создать эффективную теорию мелиорации почв.
Учения об экосистеме и биогеоценозе сыграли важнейшую роль в построении концепций биосферы и ноосферы (см. ниже). Здесь же необходимо подчеркнуть наряду с огромным значением деятельности человека для окружающей среды еще и другую сторону вопроса - неотъемлемость человека от природных корней его существования. В основе всех сложнейших видов человеческой деятельности лежат достижения эволюции, хотя конечно, сами эти виды деятельности далеко не сводятся к своей биологической основе и не исчерпываются ею. Например, интеллектуальная деятельность была бы невозможна без накапливаемых в течение жизни условных рефлексов; управление механизмами, в том числе такими сложными, как компьютеры - без сенсорной базы человека (органов чувств с их характерным диапазоном, включая слух, цветное зрение и т.д.), возникшей в ходе эволюции и являющейся ее наследием. Собственно именно из-за этой неразрывности природного и интеллектуального, знание современных естественнонаучных концепций является необходимым специалистов в области гуманитарных наук.
Если говорить только о новом времени, то в области наук о Земле роль, сходную с ролью дарвинизма в биологии, сыграли работы Ч. Лайелля (1797-1875), доказавшие однородность физических факторов, формировавших поверхность Земли, сейчас и в отдаленные геологические эпохи. Это помогло решить продолжавшийся в течение XVIII - первой половины XIXв. спор “вулканистов” и “нептунистов”, выдвигавших на первый план соответственно факторы, связанные с деятельностью вулканов и с работой воды. В налаживании связи между геологическими и биологическими дисциплинами особую роль сыграл опубликованный в 1875 г. в Вене труд Э.Ф. Зюсса “Возникновение Альп”, где введено важнейшее понятие биосферы - оболочки Земли, являющейся областью распространения жизни и ареной деятельностью организмов. Благодаря этому получила законченный вид модель Земли как шара (или близкого к шару слегка сплюснутого “геоида”), в центре которого находится массивное ядро, а по периферии от него - сферические оболочки, “геосферы”: мантия, литосфера (она же земная кора - твердая, каменистая оболочка Земли) и гидросфера - прерывистая водная оболочка (моря, океаны, озера, реки и т.д.). Очевидно, что биосфера охватывает часть гидросферы (кроме некоторых глубоководных участков или водоемов, перенасыщенных солями) и самые нижние слои атмосферы, а на поверхности суши образует сплошной - если учитывать микроорганизмы - покров. Но при этом не обращалось специального внимания на деятельность человека, по существу надстраивающую над биосферой еще одну оболочку. Концепция биосферы эффективно способствовала приданию завершенности всей системе классического естествознания.
Появившиеся в результате обновления в течение XXв. естественно-научных представлений практически во всем их объеме, новые концепции природы и материи не могли не коснуться и области исследований строения Земли. Открытие П. Кюри и М. Склодовской в 1899-1903 гг. явления радиоактивного распада позволило разработать методику определения абсолютного возраста горных пород. Возраст Земли оказался равным не нескольким десяткам миллионов лет, как полагали ранее, а, по крайней мере, двум-трем миллиардам лет. Начальные этапы истории Земли стало возможным связать с космогонической эволюцией.
Была выявлена общность химического состава Земли и метеоритов. Изучена история земной атмосферы. Древнейшая атмосфера была весьма разреженной и состояла в основном из паров воды и из углекислого газа, современная же атмосфера образовалась как вторичная, причем весь свободный кислород в ней возник как продукт фотосинтеза, а азот - в результате вулканических извержений.