Biológia

A tudomány
Biológia
angol  Biológia
Biológia-0001.jpg
Téma élettudományok , természettudományok
Tanulmányi tárgy élő anyag
Eredeti időszak 19. század
Fő irányok biológiai tudományok
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A biológia ( görögül βιολογία ; más görög szóból βίος  " élet " + λόγος  "tanítás, tudomány " [1] ) az élőlényekről és a környezettel való kölcsönhatásáról szóló tudomány . Tanulmányozza az élet minden aspektusát, különösen: az élő szervezetek szerkezetét, működését, növekedését, eredetét, fejlődését és elterjedését a Földön . Osztályozza és leírja az élőlényeket, fajuk eredetét , egymással és a környezettel való interakcióját [2] .

A biológia önálló tudományként a 19. században emelkedett ki a természettudományok közül , amikor a tudósok felfedezték, hogy minden élő szervezetnek van néhány közös tulajdonsága és jellemzője, amelyek összességében nem jellemzőek az élettelen természetre. A "biológia" kifejezést egymástól függetlenül több szerző vezette be: Friedrich Burdach 1800 -ban , Gottfried Reinhold Treviranus [3] és Jean Baptiste Lamarck 1802 - ben .

Biológiai világkép

A biológia ma már általános tantárgy a közép- és felsőoktatási intézményekben világszerte. Évente több mint egymillió cikk és könyv jelenik meg a biológiáról, az orvostudományról , a biomedicináról [4] és a biomérnökségről . .

Öt elvet neveznek meg, amelyek az összes biológiai tudományágat egyetlen élő anyag tudományban egyesítik[ pontosítás ] [5] [6] :

Sejtelmélet

A sejt  az élő szervezetek elemi szerkezeti és funkcionális egysége. A sejtelmélet szerint minden élőlény egy vagy több sejtből, vagy a sejtek szekréciós termékeiből áll , például: kagyló , haj , köröm . Minden sejt hasonló kémiai összetételében és általános szerkezetében. Egy sejt csak egy másik anyasejtből származik osztódásával , és egy többsejtű szervezet minden sejtje egyetlen megtermékenyített petesejtből származik . Még a kóros folyamatok lefolyása is, mint például a bakteriális vagy vírusfertőzés , függ attól a sejttől, amelyek alapvető részét képezik [7] .

Evolúció

A biológia központi szervező koncepciója az, hogy az élet az evolúció során idővel változik és fejlődik , és hogy a Földön az összes ismert életforma közös eredetű. Ez vezetett az élet fent említett alapegységeinek és folyamatainak hasonlóságához. Az evolúció fogalmát Jean-Baptiste Lamarck 1809 - ben vezette be a tudományos lexikonba . Charles Darwin ötven évvel később megállapította, hogy a természetes szelekció a hajtóereje , ahogyan a mesterséges szelekciót az ember tudatosan használja új állatfajták és növényfajták létrehozására [8] . Később, a szintetikus evolúcióelméletben a genetikai sodródást az evolúciós változás további mechanizmusaként feltételezték .

A fajok evolúciós történetét , amely leírja egymás közötti változásaikat és genealógiai kapcsolataikat, filogeneziának nevezzük . A filogenezisre vonatkozó információkat különféle forrásokból gyűjtik össze, különösen DNS-szekvenciák vagy fosszilis maradványok és ősi organizmusok nyomainak összehasonlításával. Egészen a 19. századig azt hitték, hogy bizonyos feltételek mellett spontán módon is létrejöhet az élet. Ezt a koncepciót a William Harvey által megfogalmazott elv követői ellenezték : "mindent a tojásból" ( lat.  Omne vivum ex ovo ), amely alapvető a modern biológiában. Ez különösen azt jelenti, hogy az életnek egy megszakítás nélküli vonala köti össze kezdeti előfordulásának pillanatát a jelen idővel. Bármely organizmuscsoportnak közös eredete van, ha van közös őse. A Földön minden élőlény, élő és kihalt is, közös őstől vagy közös génkészlettől származik . Az összes élőlény közös őse körülbelül 3,5 milliárd évvel ezelőtt jelent meg a Földön. A közös ős elméletének fő bizonyítéka a genetikai kód egyetemessége (lásd az élet eredetét ).

Génelmélet

A biológiai objektumok formáját és funkcióját nemzedékről generációra a gének reprodukálják , amelyek az öröklődés elemi egységei. A környezethez való fiziológiai alkalmazkodás nem kódolható génekben, és nem örökölhető az utódokban (lásd Lamarckizmus ). Figyelemre méltó, hogy a földi élet minden létező formája, beleértve a baktériumokat, növényeket, állatokat és gombákat is, ugyanazokkal az alapvető mechanizmusokkal rendelkezik a DNS- másolással és a fehérjeszintézissel kapcsolatban. Például az emberi DNS-sel injektált baktériumok képesek emberi fehérjék szintetizálására.

Egy szervezet vagy sejt génjeinek összességét genotípusnak nevezzük . A gének egy vagy több kromoszómán tárolódnak. A kromoszóma  egy hosszú DNS-lánc, amely számos gént hordozhat. Ha egy gén aktív, akkor a DNS - szekvenciáját átírással RNS -szekvenciákba másolják . A riboszóma ezután az RNS segítségével szintetizálhatja az RNS kódnak megfelelő fehérjeszekvenciát a transzlációnak nevezett folyamat során . A fehérjék elláthatnak katalitikus ( enzimatikus ) funkciót, transzport, receptor , védő, szerkezeti, motoros funkciókat.

Homeosztázis

A homeosztázis a nyitott rendszerek azon képessége, hogy belső környezetüket oly módon szabályozzák, hogy a szabályozási mechanizmusok által irányított különféle korrekciós intézkedések révén fenntartsák annak állandóságát. Minden élőlény, mind a többsejtű , mind az egysejtű , képes fenntartani a homeosztázist . A sejtek szintjén például a belső környezet állandó savasságát ( pH ) tartják fenn. A melegvérű állatok állandó testhőmérsékletet tartanak a test szintjén. Az ökoszisztéma kifejezéssel összefüggésben a homeosztázis alatt különösen azt értjük, hogy a növények és algák állandó légköri oxigén- és szén-dioxid-koncentrációt tartanak fenn a Földön.

Energia

Minden szervezet túlélése az állandó energiaellátástól függ. Az energiát táplálékul szolgáló anyagokból nyerik, és speciális kémiai reakciók révén a sejtek szerkezetének és működésének felépítésére és fenntartására használják fel. Ebben a folyamatban az élelmiszermolekulákat energia kinyerésére és a szervezet saját biológiai molekuláinak szintetizálására egyaránt használják .

A szárazföldi lények túlnyomó többségének elsődleges energiaforrása a fényenergia, főként a napenergia , azonban néhány baktérium és archaea kemoszintézis révén nyer energiát . A fotoszintézis során a fényenergiát a növények kémiai anyagokká (szerves molekulákká ) alakítják víz és bizonyos ásványi anyagok jelenlétében. A kapott energia egy részét a biomassza növelésére és az élet fenntartására fordítják, másik része hő és hulladéktermékek formájában vész el. A kémiai energia életfenntartó energiává alakításának általános mechanizmusait légzésnek és anyagcserének nevezik .

Az élet szerveződésének szintjei

Az élő szervezetek erősen szervezett struktúrák, ezért a biológiában számos szerveződési szintet különböztetnek meg. Különböző forrásokban egyes szintek kimaradnak vagy kombinálódnak egymással. Az alábbiakban a vadvilág szervezésének főbb szintjeit mutatjuk be egymástól elkülönítve.

Biológiai tudományok

A legtöbb biológiatudomány szűkebb szakterületű tudományág . Hagyományosan a vizsgált organizmusok típusai szerint csoportosítják őket:

A biológia területeit tovább osztják a vizsgálat hatóköre vagy az alkalmazott módszerek szerint:

A rokon tudományok határán találhatók: biomedicina , biofizika (élő tárgyak vizsgálata fizikai módszerekkel), biometria , bioinformatika stb. Az ember gyakorlati szükségleteihez kapcsolódóan olyan területek, mint az űrbiológia , szociobiológia , munkafiziológia , bionika .

A biológiai tudományok megfigyelési, leírási, összehasonlítási, történelmi összehasonlítási, kísérleti (kísérleti) és modellezési módszereket alkalmaznak (beleértve a számítógépet is ).

Biológiai tudományok

Akarológia  - Anatómia  - Algológia  - Antropológia  - Apiológia  - Arachnológia  - Bakteriológia  - Biogeográfia  - Biogeocenológia  - Biotechnológia  - Bioinformatika  - Óceánbiológia  - Fejlődésbiológia  - Biometria  - Bionika  - Bioszemiotika  - Bioszpeleológia  - Biofizika  - Biokémia  - Botanika  - Biomechanika  - Biocenológia  - Biomechanika _  _  _ Virológia  - Helmintológia  - Genetika  - Geobotanika  - Herpetológia  - Hidrobiológia  - Himenopterológia  - Szövettan  - Dendrológia  - Dipterológia  - Állattan  - Állatpszichológia  - Immunológia  - Ichtiológia  - Koleopterológia  - Űrbiológia  - Xenobiológia  - Lepidopterológia  - Lichenológia  - Malakológia  - Mokuláris Mikológia - Mikrobiológia  _  _  _  _ Morfológia  - Neurobiológia  - Madártan  - Fogászati  ​​- Ortopterológia  - Őslénytan  - Palynológia  - Parazitológia  - Sugárbiológia  - Szisztematika  - Rendszerbiológia  - Szintetikus biológia  - Taxonómia  - Elméleti biológia  - Teriológia  - Toxikológia  - Fenológia  - Fiziológusok i  - GNI Élettan  - Állat- és emberélettan  - Növényélettan  - Fitopatológia  - Florisztika  - Citológia  - Evolúciós biológia  - Ökológia  - Embriológia  - Endokrinológia  - Rovartan  - Etológia .

Biológia története

Bár a biológia, mint önálló természettudomány fogalma a 19. században keletkezett , a biológiai tudományágak korábban az orvostudományban és a természetrajzban keletkeztek . Hagyományuk általában olyan ókori tudósokra vezethető vissza, mint Arisztotelész és Galenus , al-Jahiz [9] , ibn-Sina [10] , ibn-Zuhra [11] és ibn-al-Nafiz [12] arab orvosokon keresztül . A reneszánsz idején az európai biológiai gondolkodást forradalmasította a nyomtatás feltalálása és a nyomtatott művek elterjedése, a kísérleti kutatások iránti érdeklődés, valamint számos új állat- és növényfaj felfedezése a felfedezések korában . Ebben az időben a kiváló elmék, Andrei Vesalius és William Harvey dolgoztak , akik lefektették a modern anatómia és fiziológia alapjait . Valamivel később Linné és Buffon nagyszerű munkát végzett az élő és a fosszilis lények formáinak osztályozásában. A mikroszkópia megnyitotta a mikroorganizmusok korábban ismeretlen világát a megfigyelés előtt, megalapozva ezzel a sejtelmélet fejlődését . A természettudomány fejlődése, részben a mechanisztikus filozófia megjelenésének köszönhetően , hozzájárult a természetrajz fejlődéséhez [13] [14] .

A 19. század elejére néhány modern biológiai tudományág, mint például a botanika és az állattan professzionális szintet ért el. Lavoisier és más kémikusok és fizikusok elkezdték közelíteni az élő és élettelen természetről alkotott elképzeléseiket. A természettudósok, mint például Alexander Humboldt , feltárták az organizmusok és a környezetük közötti kölcsönhatásokat és annak földrajzi függőségét, lefektetve a biogeográfia , az ökológia és az etológia alapjait . A 19. században az evolúció tanának fejlődése fokozatosan elvezetett a kihalás szerepének és a fajok változékonyságának megértéséhez , a sejtelmélet pedig új megvilágításba helyezte az élő anyag szerkezetének alapjait. Az embriológia és a paleontológia adataival kombinálva ezek az előrelépések lehetővé tették Charles Darwin számára, hogy a természetes kiválasztódáson alapuló holisztikus evolúcióelméletet alkosson meg . A 19. század végére a spontán nemzedék gondolata végleg átadta helyét a fertőző ágens, mint a betegségek kórokozója elméletének. De a szülői tulajdonságok öröklődésének mechanizmusa továbbra is rejtély maradt [13] [15] [16] .

A 20. század elején Thomas Morgan és tanítványai újra felfedezték azokat a törvényszerűségeket, amelyeket a 19. század közepén Gregor Mendel tanulmányozott, ami után a genetika rohamos fejlődésnek indult . Az 1930-as évekre a populációgenetika és a természetes szelekció elméletének kombinációja a modern evolúciós elméletet vagy a neodarwinizmust eredményezte. A biokémia fejlődésének köszönhetően felfedezték az enzimeket , és grandiózus munka kezdődött az összes anyagcsere -folyamat leírásán . A DNS szerkezetének Watson és Crick általi felfedezése erőteljes lendületet adott a molekuláris biológia fejlődésének . Ezt követte a központi dogma felállítása , a genetikai kód megfejtése, majd a 20. század végére az emberi genetikai kód és számos más, az orvostudomány és a mezőgazdaság számára legfontosabb szervezet teljes megfejtése. Ezáltal a genomika és a proteomika új tudományágai jelentek meg . Bár a tudományágak számának növekedése és a biológia tantárgy rendkívüli összetettsége egyre szűkebb specializációt generált és generál a biológusok körében, a biológia továbbra is egyetlen tudomány, és az egyes biológiai tudományágak, különösen a genomika adatai. , az összes többire vonatkoznak [17] [18] [19] [20] .

A biológia népszerűsítése

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Biológia // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára  : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.
  2. ↑ Nagy Orosz Enciklopédia  : [35 kötetben]  / ch. szerk. Yu. S. Osipov . - M .  : Nagy orosz enciklopédia, 2004-2017.
  3. ↑ Treviranus, Gottfried Reinhold . Biologie: oder Philosophie der lebenden Natur für Naturforscher und Aerzte , 1802
  4. ↑ King, TJ és Roberts, MBV. Biológia: Funkcionális  megközelítés . – Thomas Nelson és fiai, 1986. - ISBN 978-0174480358 .
  5. ↑ Avila, Vernon L. Biológia : a földi élet vizsgálata  . – Boston: Jones és Bartlett, 1995. - P.  11 -18. - ISBN 0-86720-942-9 .
  6. ↑ Campbell, Neil A.; Brad Williamson; Robin J. Heyden. Biológia : Az élet felfedezése  . - Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall , 2006. - ISBN 0-13-250882-6 .
  7. ↑ Mazzarello, P. Egy egyesítő fogalom: a sejtelmélet története  // Nature Cell Biology  : Journal  . - 1999. - 1. évf. 1 . -P.E13- E15 . - doi : 10.1038/8964 .
  8. ↑ Darwin, Charles (1859). A fajok eredetéről, 1., John Murray
  9. ↑ Conway Zirkle (1941), Természetes kiválasztás a "fajok eredete előtt", Proceedings of the American Philosophical Society 84 (1): 71-123.
  10. ↑ D. Craig Brater és Walter J. Daly (2000), „Clinical pharmacology in the Middle Ages: Principles that presage the 21st century”, Clinical Pharmacology & Therapeutics 67 (5), p. 447-450 [449].
  11. ↑ Iszlám medicina Archiválva : 2012. február 8., a Wayback Machine , Hutchinson Encyclopedia .
  12. ↑ SA Al-Dabbagh (1978). "Ibn Al-Nafis és a tüdőkeringés", The Lancet 1 , p. 1148.
  13. ↑ 12 Ernst Mayr . A biológiai gondolkodás növekedése  . - Harvard University Press , 1985. - ISBN 978-0674364462 .
  14. ↑ Magner, LN Az élettudományok története  . - TF-CRC, 2002. - ISBN 978-0824708245 .
  15. ↑ Futuyma, DJ Evolution  . – Sinauer Associates, 2005. - ISBN 978-0878931873 .
  16. ↑ Coleman, W. Biology in the Nineteenth Century: Problems of Form, Function and  Transformation . - Cambridge University Press , 1978. - ISBN 978-0521292931 .
  17. ↑ Allen, GE Life Science in the Twentieth Century  . - Cambridge University Press , 1978. - ISBN 978-0521292962 .
  18. ↑ Fruton, J.S. Proteins, Enzymes, Genes: The Interplay of Chemistry and  Biology . - Yale University Press , 1999. - ISBN 978-0300076080 .
  19. ↑ Morange, M & Cobb, M. A History of Molecular Biology  . - Harvard University Press , 2000. - ISBN 978-0674001695 .
  20. ↑ Smocovitis, VB Unifying Biology  . - Princeton University Press , 1996. - ISBN 978-0691033433 .

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
 Biológia szekciók
Fő szakaszok
Egyéb szakaszok
Kapcsolódó tudományok
Lásd mégAz élet megjelenése