Biologia

Biologia

Biologia (z gr. βίος (bios) - życie i λόγος (logos) słowo, nauka, jest gałęzią nauki zajmującą się badaniem życia. Nauka ta skupia się na charakterystyce, klasyfikacji oraz zachowaniu organizmów żywych, jak również sposobem powstawania nowych gatunków oraz zależnościami między nimi a środowiskiem naturalnym. Biologia obejmuje szeroki wachlarz zagadnień badawczych, które są często postrzegane jako odrębne dyscypliny naukowe. Jednakże, wspólnie odwołują się one do fenomenu życia na tle różnych aspektów badawczych, od biofizyki do ekologii. Wszystkie założenia w biologii są oparte na tych samych prawach co inne gałęzie wiedzy przyrodniczej, takich jak zasady termodynamiki i prawo zachowania masy.

Biologia zajmuje się różnymi poziomami organizacji życia począwszy od poziomu molekularnego (biologia molekularna, w tym biochemia, genetyka molekularna) i komórkowego (cytologia) po przez układy tkankowe (histologia), poziom osobniczy (embriologia) , a skończywszy na poziomach o mniejszym stopniu integracji (populacjach, ekosystemach), którymi zajmuje się ekologia. Zagadnieniami czynności komórek i tkanek zajmuje się fizjologia (cytofizjologia, histofizjologia).

Odrębną grupę stanowią działy taksonomiczne (gdzie podstawową jednostką jest gatunek), zajmujące się różnymi grupami organizmów, np. bakteriologia, botanika, zoologia itp. Miejscem gatunku w przestrzeni zajmuje się biogeografia, natomiast w czasie ewolucjonizm.
Biologia jest tą nauką która jest uprawiana w bardzo licznych i odrębnych dyscyplinach naukowych, korzysta więc z dorobku kilku nauk.

Dziedziny zajmujące się określonymi typami żywych organizmów mają przede wszystkim charakter opisowy i porządkujący (klasyfikujący); są to: zoologia i botanika oraz dyscypliny powstałe później, jak np. mikologia, alologia, mikrobiologia, antropologia itd. Prawie każda odrębna grupa zwierząt lub roślin jest przedmiotem badań odrębnej specjalistycznej dyscypliny. Ponadto w biologii wyróżnia się dyscypliny eksperymentalne, których zadaniem jest badanie różnych struktur, zjawisk, funkcji i procesów życiowych, niezależnie od tego w jakich organizmach istnieją lub przebiegają; są to: anatomia, a nadto cytologia (zajm. się budową komórki), histologia (bad. tkanki organizmów), fizjologia, genetyka, biochemia itd. W XX w. pojawiły się nowe dyscypliny biologii, np. ekologia, biologia molekularna. Dyscypliną w pewien sposób scalającą całą biologię jest ewolucjonizm.

DZIAŁY BIOLOGII

1. Botanika (biologia roślin) (gr. botanē = zieleń, owoc, roślina) - dział biologii zajmujący się roślinami. Obejmuje całokształt wiedzy o świecie roślin i związanych z nimi zjawiskach. Szeroki zakres problematyki jest przyczyną wyodrębniania licznych, w różnym stopniu samodzielnych działów, wymagających stosowania swoistych metod i technik badawczych, jej główne działy to:

• morfologia roślin - nauka zajmująca się badaniem pokroju, ukształtowania i zewnętrznej budowy organów roślinnych, stosunków jakie zachodzą pomiędzy poszczególnymi narządami roślinnymi oraz przemian jakim one ulegają. W skład nauk morfologicznych wchodzą:
  • cytologia - nauka o budowie i czynnościach komórki,
  • histologia - nauka o tkankach,
  • organologia - nauka zajmująca się zewnętrzną i wewnętrzną budową ciała roślinnego, bada rozwój, znaczenie i przemiany podstawowych organów roślinnych, jak również zależności między ich budową, a funkcją.
• systematyka - klasyfikacja organizmów na podstawie ich cech anatomicznych, biochemicznych, embrionalnych i in.
• fizjologia roślin (fitofizjologia) - nauka o procesach życiowych przebiegających w całym organizmie roślinnym. Do głównych działów fizjologii roślin należą:
  • fotosynteza,
  • oddychanie,
  • gospodarka wodna i mineralna,
  • wzrost i rozwój.
• geobotanika - dział botaniki obejmujący:
  • fitosocjologia - nauka o zbiorowiskach roślinnych i prawidłowościach grupowania się roślin,
  • fitogeografia - nauka o rozmieszczeniu roślin na kuli ziemskiej i jego przyczynach
  • ekologia roślin.
• fitopatologia - nauka o chorobach roślin, czynnikach je wywołujących oraz metodach i sposobach zapobiegania im i ich zwalczania.
• florystyka - dział botaniki zajmujący się opisywaniem flory.
• mikologia - nauka o grzybach obejmująca wszystkie zagadnienia związane z tymi organizmami (rozmnażanie, rozwój itd.).
• briologia - dział botaniki zajmujący się mszakami.
• lichenologia - dział botaniki zajmujący się badaniem porostów

2. Zoologia (od gr. zoon = zwierzę, i logos = słowo, myśl, rozumowanie) jest nauką o zwierzętach, czyli o wszystkich żywych organizmach zdolnych do przemieszczania i odżywiania się, z wyjątkiem mikroorganizmów (o których traktuje mikrobiologia) a także ich zachowaniach i budowie. Dzieli się na następujące dyscypliny:

• morfologia zwierząt - nauka dotycząca zagadnień budowy zwierząt, jej zależności od pełnionych przez zwierzę czynności oraz jego warunków życiowych. W zakresie morfologii wyróżnić można:
  • cytologię - naukę o budowie i czynnościach komórki oraz jej elementów,
  • histologię - naukę o budowie i rozmieszczeniu tkanek w organizmie,
  • anatomię - naukę o organach (narządach),
  • embriologię - naukę o rozwoju zarodkowym organizmów,
  • promorfologię - naukę o budowie ciała i stosunkach symetrii.
• fizjologia zwierząt - nauka o funkcjonowaniu żywych organizmów, jedno- i wielokomórkowych, oraz ich narządów, zespołów narządów, tkanek i komórek. Fizjologia jest niezmiernie szeroką dziedziną, toteż wyróżnia się jej węższe kierunki, np. : fizjologię komórki, narządów rozrodu, rozwoju, psychologię zwierząt itp.
• ekologia zwierząt - nauka o stosunkach między zwierzętami, a ich środowiskiem.
• zoogeografia - nauka o geograficznym rozmieszczeniu zwierząt oraz o czynnikach, które kształtowały i kształtują to rozmieszczenie.
• genetyka - nauka o dziedziczności i zmienności organizmów. Wyróżnia się w niej szereg szczegółowych dyscyplin takich jak genetyka molekularna, cytogenetyka, etnogenetyka i genetyka populacyjna. Najnowszą dziedziną genetyki jest stwarzająca duże możliwości praktyczne inżynieria genetyczna.
• systematyka zwierząt - jej naczelnym zadaniem jest stworzenie uporządkowanego systemu klasyfikacji zwierząt obecnie żyjących, odtwarzającego ich wzajemne pokrewieństwa i filogenetyczne powiązania, a więc stworzenie systemu naturalnego, przedstawiającego ciągły rozwój zwierząt poczynając od najprostszych organizmów jednokomórkowych do najbardziej skomplikowanych (wyżej uorganizowanych), czyli historyczny rozwój świata zwierzęcego. Podstawową jednostką tak dla zwierząt jak i roślin jest gatunek.
• ewolucjonizm - nauka o historycznym rozwoju zwierząt na Ziemi. Zmieniające się warunki życia i konieczność przystosowania się do tych zmian powodowały rozwój różnych gatunków zwierząt. Rozwój ten nie był następstwem zmian jednokierunkowych - liniowych, lecz zachodził w różnych kierunkach, od wspólnego punktu wyjściowego. Nauką pomocniczą ewolucjonizmu jest paleontologia zajmująca się zwierzętami wymarłymi w minionych okresach geologicznych, których szczątki znajdowane są obecnie w wykopaliskach. Pisząc o ewolucjonizmie trudno nie wspomnieć nazwiska Charlesa Roberta Darwina, wielkiego angielskiego przyrodnika, który wsławił się swoją teorią ewolucji biologii zwaną od jego nazwiska darwinizmem. Teoria ta udokumentowana w dziele Darwina pt. ,,O powstawaniu gatunków drogą doboru naturalnego'' głosiła, że gatunki powstają z innych gatunków wskutek ewolucji, której podstawowym mechanizmem jest dobór naturalny, czyli mechanizm wywołany konkurencją wewnątrzgatunkową i preferujący osobniki obdarzone przystosowaniami dziedzicznymi, a stopniowo eliminujący osobniki gorzej przystosowane. Darwinizm utorował w nauce przekonanie, że ewolucja jest mechanizmem powstawania gatunków, ale jako teoria ewolucji uległ obecnie dość zasadniczym modyfikacjom.

Wielka liczebność i różnorodność świata zwierzęcego przyczyniły się do stworzenia specjalnych dyscyplin zoologicznych, których przedmiotem badań są poszczególne grupy zwierząt. Najważniejsze z nich to:

• protozoologia - nauka o pierwotniakach,
• helmintologia - nauka o robakach pasożytniczych,
• malakologia - nauka o mięczakach,
• entomologia - nauka o owadach,
• ichtiologia - nauka o rybach,
• herpetologia - nauka o płazach,
• ornitologia - nauka o ptakach,
• mammologia - nauka o ssakach,
• hydrobiologia - nauka o organizmach wodnych,
• parazytologia - nauka o pasożytach,
• arachnologia - nauka o pajęczakach.

3. Biochemia - nauka na pograniczu chemii organicznej i biologii zajmująca się substancjami organicznymi o dużym znaczeniu biologicznym, takimi jak białka, węglowodany, lipidy, kwasy nukleinowe i aminokwasy oraz przemianami chemicznymi zachodzącymi wewnątrz żywych komórek. Rozróżnia się:

• biochemię statyczną - badającą skład ilościowy i jakościowy żywej materii,
• biochemię dynamiczną - badającą przemiany materii,
• biochemię porównawczą - badającą odrębności biochemiczne różnych grup organizmów i ustalającą genetyczne powiązania i biochemiczne drogi ewolucji.

4. Antropologia (gr. άνθρωπος anthropos - człowiek, λόγος logos - nauka) jest nauką, która zajmuje się badaniem człowieka jako jednostki i jako społeczności. W znaczeniu obszerniejszym wykorzystuje wiele nauk zajmujących się w mniejszym lub większym stopniu człowiekiem i jego życiem (medycyna, psychologia, socjologia), jednakże uwzględnia je o tyle, o ile ich zdobycze mają znaczenie dla zrozumienia właściwości i rozwoju człowieka. Antropologia w ściślejszym tego słowa znaczeniu jest gałęzią nauk przyrodniczych zajmującą się człowiekiem i rasami etnograficznymi człowieka w sposób podobny, w jaki entomologia zajmuje się owadami. Obejmuje trzy duże grupy problemów:

• filogeneza człowieka (antropogeneza) - nauka badająca historię rodową człowieka i człowiekowatych,
• zróżnicowanie rasowe człowieka - badanie cech zmienności człowieka (np. grup krwi, budowy twarzy) w przestrzeni geograficznej oraz przyczyn tej zmienności,
• zmienność indywidualna i osobniczy rozwój człowieka - badanie wpływu warunków środowiskowych i czynników genetycznych na przebieg wzrastania i dojrzewania; badania nad typami budowy ciała i ich wytwarzaniem się w toku rozwoju; badanie sposobu dziedziczenia różnych cech fizycznych na podstawie materiałów rodzinnych.

Antropologia posługuje się narzędziami takimi jak reszta nauk porównawczych, a do najważniejszych z nich należą:

• antropometria
• genetyka
• statystyka

Najważniejsze dziedziny antropologii to:

• antropologia fizyczna (czyli biologia porównawcza człowieka)
• antropologia kulturowa
• archeologia
• lingwistyka
• paleoantropologia

5. Mikrobiologia to nauka zajmująca się zagadnieniami związanymi z mikroorganizmami, dział biologii. Do organizmów, którymi zajmuje się mikrobiologia, należą następujące drobnoustroje: bakterie, wirusy, grzyby oraz niektóre organizmy z królestwa Protista. Mikrobiologia w szerszym znaczeniu zajmuje się badaniem wszystkich drobnoustrojów (w tym znaczeniu obejmuje bakteriologię, wirusologię, protozoologię i częściowo alergologię, mikologię i immunologię), w ściślejszym znaczeniu - tylko badaniem bakterii i wirusów.

• mikrobiologia ogólna - zajmuje się morfologią, cytologią i cytochemią drobnoustrojów, ich biochemią i fizjologią, genetyką i ekologią,
• mikrobiologia stosowana - zajmuje się drobnoustrojami szkodliwymi lub pożytecznymi dla ustroju, wywołującymi korzystne zmiany w środowisku oraz wyzyskiwanymi przez człowieka do jego celów. Do mikrobiologii stosowanej należy:
  • mikrobiologia lekarska - badania drobnoustrojów chorobotwórczych dla człowieka, ich toksyczności, wrażliwości na leki, reakcji zakażonego ustroju,
  • mikrobiologia weterynaryjna - analogiczne zadania w odniesieniu do zwierząt,
  • mikrobiologia sanitarna - zajmuje się występowaniem drobnoustrojów chorobotwórczych w wodzie, powietrzu, glebie, żywności i niszczeniem ich, a także ochroną przed nimi,
  • fitopatologia - bada drobnoustroje chorobotwórcze dla roślin i sposoby ich zwalczania,
  • mikrobiologia gleby, mikrobiologia rolna - bada drobnoustroje glebowe i procesy przez nie powodowane,
  • mikrobiologia wody i ścieków - obejmuje zagadnienia procesów samooczyszczania ścieków i ochrony przed zanieczyszczeniem,
  • mikrobiologia żywności - bada szkodliwe i pożyteczne drobnoustroje rozwijające się w środkach spożywczych,
  • mikrobiologia techniczna - zajmuje się badaniem użyteczności drobnoustrojów w przemyśle fermentacyjnym, drożdżowym i in.

6. Biologia molekularna to dziedzina nauki zajmująca się biologią na poziomie molekularnym. Inaczej mówiąc, bada w jaki sposób funkcjonowanie organizmów uwarunkowane jest właściwościami budujących je cząsteczek, a zwłaszcza wielkocząsteczkowych biologicznych polimerów, jakimi są kwasy nukleinowe i białka. Dziedzina badań z pogranicza kilku nauk biologicznych (m.in. biochemii, biofizyki, genetyki) zajmująca się głównie ustalaniem związków między budową substancji wielkocząsteczkowych a ich funkcjami w żywej komórce; np. badania kwasów nukleinowych doprowadziły do ustalenia kodu genetycznego i sposobu przekazywania informacji genetycznej komórkom potomnym; w ramach biologii molekularnej rozwija się też tak zwana inżynieria genetyczna.

7. Biofizyka jest dziedziną naukowa z pogranicza fizyki i biologii, zajmująca się badaniem procesów fizycznych związanych z funkcjonowaniem określonych obiektów żywych: organizmów, organów, tkanek, komórek. Takich procesów i przemian jak: energetyczne, zjawiska elektryczne, mechanika ruchów. Bada struktury cząsteczkowe i procesy fizyczne w komórce. Biofizyka podejmuje również próby ustalenia uniwersalnych praw biologicznych niezależnych od konkretnej formy życia. Dziedzina ta w zakresie badania organicznych struktur cząsteczkowych zazębia się z biochemią i tu wyznaczenie ścisłej granicy między tymi dziedzinami staje się już trudne. Dziedzina nauk biologicznych z pogranicza wielu dyscyplin naukowych, zajmująca się podstawami fizycznymi i fizykochemicznymi procesów życiowych oraz wpływem zewnętrznych czynników fizycznych na te procesy; do jej zadań należy m.in. badanie procesów życiowych na poziomie molekularnym (np. wyjaśnianie podkomórkowej struktury biopolimerów oraz mechanizmów zjawisk fizykochemicznych i energetycznych zachodzących w tych strukturach), badanie wpływu promieniowania (np. jonizującego, nadfioletowego) oraz pola magnetycznego i grawitacyjnego na organizmy lub ich poszczególne tkanki.

8. Bionika (od gr. bios - życie i mimesis - naśladować; inne nazwy: biomimetyka, biomimikra, inżynieria bioniczna) - to interdyscyplinarna nauka badająca budowę i zasady działania organizmów żywych oraz ich adaptowanie w technice (zwłaszcza w automatyce) i budowie urządzeń technicznych na wzór organizmów żywych. Stara się poznawać i wykorzystać procesy sterujące działaniem organizmów żywych w różnych działach techniki, głównie w automatyce, elektronice i mechanice. Patenty przygotowane przez naukowców wykorzystują rozwiązania występujące w naturze. Opracowania nowych rozwiązań dzięki biomimetyce pozwoli na zmniejszenie przypadkowości w badaniach naukowych oraz umożliwi łatwiejsze generowanie nowych rozwiązań. Dziedzina wiedzy z pogranicza biologii i techniki, zajmująca się badaniem budowy i zasad działania organizmów żywych w celu wykorzystania uzyskanych wyników do budowy urządzeń technicznych.

9. Biocybernetyka, nauka zajmująca się badaniem swoistych dla żywych organizmów zasad i mechanizmów celowej samoregulacji oraz wzajemnego oddziaływania organizmów i otaczającego środowiska. Biocybernetyka bada te właściwości organizmów żywych, które dotyczą procesów regulacji, ich stabilności i sterowalności, właściwości adaptacyjnych, zdolności uczenia się itd.

10. Ekologia (gr. oíkos + lógos = dom + nauka, słowo, wiedza) to nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody, zajmująca się badaniem oddziaływań pomiędzy organizmami, a ich środowiskiem. Określenia ekologia, ekologiczny są często używane w języku potocznym, mając szeroki i czasem nieprecyzyjny sens znaczeniowy, nie zawsze związany z ekologią jako nauką. Często odnoszą się do sozologii, tj. nauki o ochronie środowiska lub samej ochrony środowiska jako takiej. Nauka biologiczna zajmująca się relacjami między żywymi organizmami a ich środowiskiem życia z uwzględnieniem wzajemnych stosunków między tymi organizmami.. W ostatnich latach nastąpiła ściślejsza integracja ekologii z genetyką i teorią ewolucji, powstał dział zwany ekologią ewolucyjną. Wzrost zainteresowania behawioralnymi aspektami ekologii zaowocował powstaniem socjobiologii zajmującej się ewolucją życia społecznego zwierząt i człowieka. Rozwój techniki obliczeniowej i zastosowanie w ekologii koncepcji wywodzących się z teorii systemów spowodował wyodrębnienie osobnego działu - ekologii systemowej. W końcu lat 60 ekologia stała się też naukową podstawą ochrony środowiska. Obecnie termin ekologia i przymiotnik ekologiczny są również stosowane w odniesieniu do ruchów społecznych i politycznych stawiających sobie za cel ochronę środowiska.

Podobne tematy Biologia Biologia (z gr. βίος (bios) -...