Biologi

Videnskaben
Biologi
engelsk  Biologi
Biologi-0001.jpg
Emne biovidenskab , naturvidenskab
Undersøgelsesemne levende stof
Oprindelsesperiode 19. århundrede
Hovedretninger biologiske videnskaber
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Биоло́гиike ( греч. Βιολογία ; от др.-р. Βίος «  жизнь » + λόγος  «ение, науа » [1] ) - науа ожиых с и и и з з и и и и и и и и и и и Изучает все аспекты жизни, в частности: структуру, функционирование, рост, происхождение , эраволюциов . Классифицирует и описывает живые существа, происхождение их видов , взаимодействие межождение их видов , взаимодействие межоюсобой [2] собой .

Как самостоятельная наука биология выделилась из естественных наук в XIX веке , когда учёные обнаружили, что все живые организмы обладают некоторыми общими свойствами и признаками, в совокупности не характерными для неживой природы. Термин «биология» был введён независимо несколькими авторами: Фридрихом Бурдахом в 1800 году , Готфридом Рейнхольдом Тревиранусом [3] и Жаном Батистом Ламарком в 1802 году .

Biologisk billede af verden

Biologi er nu et standardfag i sekundære og videregående uddannelsesinstitutioner rundt om i verden. Mere end en million artikler og bøger om biologi, medicin , biomedicin [4] og bioteknik udgives årligt .

Называют пять принципов, объединяющих все биологические дисциплины в единую науку о живои[ afklar ] [5] [6] :

En celle  er en elementær strukturel og funktionel enhed af levende organismer. Ifølge den cellulære teori består alle levende ting af en eller mange celler eller af cellers sekretionsprodukter , for eksempel: skaller , hår , negle . Alle celler er ens i deres kemiske sammensætning og generelle struktur. En celle kommer kun fra en anden modercelle ved sin deling , og alle celler i en flercellet organisme kommer fra et enkelt befrugtet æg . Selv forløbet af patologiske processer, såsom en bakteriel eller viral infektion , afhænger af de celler, der er deres grundlæggende del [7] .

Evolution

Det centrale organiserende koncept i biologi er, at liv ændrer sig og udvikler sig over tid gennem evolution , og at alle kendte former for liv på Jorden deler en fælles oprindelse. Dette førte til ligheden mellem de grundlæggende enheder og livsprocesser nævnt ovenfor. Begrebet evolution blev introduceret i det videnskabelige leksikon af Jean-Baptiste Lamarck i 1809. Charles Darwin fastslog halvtreds år senere, at naturlig udvælgelse er dens drivkraft , ligesom kunstig udvælgelse bevidst bruges af mennesket til at skabe nye racer af dyr og plantesorter [8] . Senere, i den syntetiske evolutionsteori , blev genetisk drift postuleret som en yderligere mekanisme for evolutionær forandring .

Arternes evolutionære historie , som beskriver deres ændringer og genealogiske forhold indbyrdes, kaldes fylogeni . Oplysninger om fylogeni akkumuleres fra forskellige kilder, især ved at sammenligne DNA-sekvenser eller fossile rester og spor af gamle organismer. Indtil det 19. århundrede troede man, at der under visse betingelser kunne opstå liv spontant. Dette koncept blev modarbejdet af tilhængerne af princippet formuleret af William Harvey : "alt fra ægget" ( lat.  Omne vivum ex ovo ), grundlæggende i moderne biologi. Dette betyder især, at der er en uafbrudt livslinje, der forbinder det øjeblik, dets første forekomst sker, med nutiden. Enhver gruppe af organismer har en fælles oprindelse, hvis den har en fælles forfader. Alle levende ting på Jorden, både levende og uddøde, stammer fra en fælles forfader eller et fælles sæt gener . Den fælles forfader til alle levende væsener dukkede op på Jorden for omkring 3,5 milliarder år siden. Hovedbeviset for teorien om en fælles forfader er universaliteten af ​​den genetiske kode (se livets oprindelse ).

Genteori

Formen og funktionen af ​​biologiske objekter reproduceres fra generation til generation af gener , som er de elementære enheder af arv. Fysiologisk tilpasning til miljøet kan ikke indkodes i gener og nedarves i afkom (se Lamarckisme ). Det er bemærkelsesværdigt, at alle eksisterende former for jordlevende liv, inklusive bakterier, planter, dyr og svampe, har de samme grundlæggende mekanismer for DNA- kopiering og proteinsyntese. For eksempel er bakterier injiceret med humant DNA i stand til at syntetisere humane proteiner.

Helheden af ​​generne i en organisme eller celle kaldes genotypen . Gener er lagret på et eller flere kromosomer. Et kromosom  er en lang DNA-kæde, der kan bære mange gener. Hvis et gen er aktivt, kopieres dets DNA-sekvens til RNA- sekvenser via transkription . Ribosomet kan derefter bruge RNA'et til at syntetisere proteinsekvensen svarende til RNA-koden i en proces kaldet translation . Proteiner kan udføre en katalytisk ( enzymatisk ) funktion, transport, receptor , beskyttende, strukturelle, motoriske funktioner.

Homeostase

Homeostase er åbne systemers evne til at regulere deres indre miljø på en sådan måde, at det opretholder dets konstanthed gennem en række korrigerende handlinger styret af regulatoriske mekanismer. Alle levende ting, både flercellede og encellede , er i stand til at opretholde homeostase . På celleniveau opretholdes for eksempel en konstant surhed i det indre miljø ( pH ). Varmblodede dyr opretholder en konstant kropstemperatur på kropsniveau. I forbindelse med udtrykket økosystem forstås homeostase, især som planters og algers opretholdelse af en konstant koncentration af atmosfærisk ilt og kuldioxid på Jorden.

Energi

Enhver organismes overlevelse afhænger af en konstant tilførsel af energi. Energi hentes fra stoffer, der tjener som føde, og gennem særlige kemiske reaktioner bruges til at opbygge og vedligeholde cellernes struktur og funktion. I denne proces bruges fødevaremolekyler både til at udvinde energi og til at syntetisere kroppens egne biologiske molekyler.

Den primære energikilde for langt de fleste jordiske væsener er lysenergi, hovedsageligt solenergi , dog opnår nogle bakterier og arkæer energi gennem kemosyntese . Lysenergi gennem fotosyntese omdannes af planter til kemiske (organiske molekyler ) i nærværelse af vand og visse mineraler. En del af den modtagne energi bruges på at øge biomassen og opretholde liv, den anden del går tabt i form af varme og affaldsprodukter. De generelle mekanismer til at omdanne kemisk energi til livsopretholdende energi kaldes respiration og metabolisme .

Niveauer af organisering af livet

Levende organismer er højt organiserede strukturer, derfor skelnes der i biologien mellem en række organisationsniveauer. I forskellige kilder er nogle niveauer udeladt eller kombineret med hinanden. Nedenfor er de vigtigste niveauer for organisering af dyreliv adskilt fra hinanden.

Biologiske videnskaber

De fleste biologiske videnskaber er discipliner med en snævrere specialisering. Traditionelt er de grupperet efter de undersøgte typer af organismer:

Områderne inden for biologi er yderligere opdelt enten efter undersøgelsens omfang eller efter de anvendte metoder:

På grænserne til beslægtede videnskaber er der: biomedicin , biofysik (studiet af levende genstande ved fysiske metoder), biometri , bioinformatik osv. I forbindelse med menneskets praktiske behov, såsom områder som rumbiologi , sociobiologi , arbejdsfysiologi , bionik .

Biologiske videnskaber bruger metoder til observation, beskrivelse, sammenligning, historisk sammenligning, eksperimenter (eksperiment) og modellering (herunder computer ).

Biologiske discipliner

Akarologi  - Anatomi  - Algologi  - Antropologi  - Apiologi  - Arachnologi  - Bakteriologi  - Biogeografi  - Biogeocenologi  - Bioteknologi  - Bioinformatik  - Oceanbiologi  - Udviklingsbiologi  - Biometri  - Bionics  - Biosemiotik  - Biospeleologi  - Biofysik  - Biokemi  - Botanik  - Biomekanik  - Biocenologi  - Biocenologi  _ _  _ Virologi  - Helmintologi  - Genetik  - Geobotanik  - Herpetologi  - Hydrobiologi  - Hymenopterologi  - Histologi  - Dendrologi  - Dipterologi  - Zoologi  - Zoopsykologi  - Immunologi  - Iktyologi  - Koleopterologi  - Rumbiologi  - Xenobiologi  - Lepidopterologi  - Lichenologi  - Min malakologi  - Mykologi - Mikrobiologi  - - Min malakologi -  Mykologi - Mikrobiologi  -  - Morfologi  - Neurobiologi  - Ornitologi  - Odonatologi  - Orthopterologi  - Palæontologi  - Palynologi  - Parasitologi  - Radiobiologi  - Systematik  - Systembiologi  - Syntetisk biologi  - Taksonomi  - Teoretisk biologi  - Teriologi  - Toksikologi  - Fænologi  - Fysiologer i  - BNI Fysiologi  - Dyre- og menneskefysiologi  - Plantefysiologi  - Fytopatologi  - Floristik  - Cytologi  - Evolutionsbiologi  - Økologi  - Embryologi  - Endokrinologi  - Entomologi  - Etologi .

Biologiens historie

Selvom begrebet biologi som en særskilt naturvidenskab opstod i det 19. århundrede , opstod de biologiske discipliner tidligere i medicin og naturhistorie . Normalt spores deres tradition tilbage til sådanne gamle videnskabsmænd som Aristoteles og Galen gennem de arabiske læger al-Jahiz [9] , ibn-Sina [10] , ibn-Zuhra [11] og ibn-al-Nafiz [12] . Under renæssancen blev den biologiske tankegang i Europa revolutioneret af opfindelsen af ​​trykning og udbredelsen af ​​trykte værker, interessen for eksperimentel forskning og opdagelsen af ​​mange nye dyre- og plantearter under opdagelsens tidsalder . På dette tidspunkt arbejdede de fremragende hjerner Andrei Vesalius og William Harvey , som lagde grundlaget for moderne anatomi og fysiologi . Noget senere gjorde Linnaeus og Buffon et godt stykke arbejde med at klassificere former for levende og fossile væsner. Mikroskopi åbnede den hidtil ukendte verden af ​​mikroorganismer for observation og lagde grundlaget for udviklingen af ​​celleteori . Udviklingen af ​​naturvidenskab, til dels på grund af fremkomsten af ​​mekanistisk filosofi , bidrog til udviklingen af ​​naturhistorien [13] [14] .

I begyndelsen af ​​det 19. århundrede havde nogle af de moderne biologiske discipliner, såsom botanik og zoologi , nået et professionelt niveau. Lavoisier og andre kemikere og fysikere begyndte at konvergere ideer om livlig og livløs natur. Naturforskere som Alexander Humboldt har udforsket organismers interaktion med deres miljø og dets afhængighed af geografi, hvilket har lagt grundlaget for biogeografi , økologi og etologi . I det 19. århundrede førte udviklingen af ​​evolutionslæren gradvist til en forståelse af udryddelsens rolle og arternes variabilitet , og den cellulære teori viste i et nyt lys det grundlæggende i strukturen af ​​levende stof. Kombineret med data fra embryologi og palæontologi gjorde disse fremskridt det muligt for Charles Darwin at skabe en holistisk evolutionsteori baseret på naturlig udvælgelse . I slutningen af ​​det 19. århundrede gav ideerne om spontan generering endelig plads til teorien om et smitsomt agens som et forårsagende middel til sygdomme. Men mekanismen for nedarvning af forældretræk forblev stadig et mysterium [13] [15] [16] .

I begyndelsen af ​​det 20. århundrede genopdagede Thomas Morgan og hans elever de love, der blev studeret tilbage i midten af ​​det 19. århundrede af Gregor Mendel , hvorefter genetik begyndte at udvikle sig hurtigt . I 1930'erne gav kombinationen af ​​befolkningsgenetik og teorien om naturlig selektion anledning til moderne evolutionsteori eller neo-darwinisme. Takket være udviklingen af ​​biokemi blev enzymer opdaget, og et storslået arbejde begyndte med at beskrive alle metaboliske processer . Opdagelsen af ​​DNA- strukturen af ​​Watson og Crick gav en kraftig impuls til udviklingen af ​​molekylærbiologi . Det blev efterfulgt af postuleringen af ​​det centrale dogme, dechifreringen af ​​den genetiske kode, og i slutningen af ​​det 20. århundrede, den fuldstændige dechifrering af den menneskelige genetiske kode og adskillige andre organismer, der er vigtigst for medicin og landbrug. Herigennem opstod de nye discipliner genomik og proteomik . Selvom stigningen i antallet af discipliner og den ekstreme kompleksitet af faget biologi har genereret og fortsætter med at generere en stadig mere snæver specialisering blandt biologer, er biologi fortsat en enkelt videnskab, og dataene for hver af de biologiske discipliner, især genomik , gælder i alle andre [17] [18] [19] [20] .

Popularisering af biologi

Se også

Noter

  1. ↑ Biology // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.
  2. ↑ Great Russian Encyclopedia  : [i 35 bind]  / kap. udg. Yu. S. Osipov . - M .  : Great Russian Encyclopedia, 2004-2017.
  3. ↑ Treviranus, Gottfried Reinhold . Biologi: oder Philosophie der lebenden Natur für Naturforscher und Aerzte , 1802
  4. ↑ King, TJ & Roberts, MBV. Biologi: En funktionel  tilgang . -Thomas Nelson og sønner, 1986. - ISBN 978-0174480358 .
  5. ↑ Avila, Vernon L. Biologi : undersøgelse af livet på jorden  . — Boston: Jones og Bartlett, 1995. — S.  11 —18. — ISBN 0-86720-942-9 .
  6. ↑ caampbell, neil a.; Brad Williamson; Robin J. Heyden. Biologi : At udforske livet  . - Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall , 2006. - ISBN 0-13-250882-6 .
  7. ↑ Mazzarello, P. Et samlende koncept: celleteoriens historie  // Nature Cell Biology  : journal  . - 1999. - Bd. 1 . -P.E13- E15 . - doi : 10.1038/8964 .
  8. ↑ Darwin, Charles (1859). Om arternes oprindelse, 1. John Murray
  9. ↑ Conway Zirkle (1941), Natural Selection before the "Origin of Species", Proceedings of the American Philosophical Society 84 (1): 71-123.
  10. ↑ D. Craig Brater og Walter J. Daly (2000), "Clinical pharmacology in the Middle Ages: Principles that preage the 21st century", Clinical Pharmacology & Therapeutics 67 (5), s. 447-450 [449].
  11. ↑ Islamisk medicin Arkiveret 8. februar 2012 på Wayback Machine , Hutchinson Encyclopedia .
  12. ↑ SA Al-Dabbagh (1978). "Ibn Al-Nafis og lungekredsløbet", The Lancet 1 , s. 1148.
  13. ↑ 1 2 Ernst Mayr . Den biologiske tankes vækst  . - Harvard University Press , 1985. - ISBN 978-0674364462 .
  14. ↑ Magner, LN A History of the Life Sciences  . - TF-CRC, 2002. - ISBN 978-0824708245 .
  15. ↑ Futuyma, DJ Evolution  . — Sinauer Associates, 2005. - ISBN 978-0878931873 .
  16. ↑ Coleman, W. Biologi i det nittende århundrede: problemer med form, funktion og  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. ↑ Smokovitis, VB Unifying Biology  . - Princeton University Press , 1996. - ISBN 978-0691033433 .

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
 Afsnit af biologi
Hovedafsnit
Andre afsnit
Beslægtede videnskaber
se ogsåLivets fremkomst