Biologi: Cabang sains berkaitan benda-benda hidup

Biologi mengkaji struktur, fungsi, pertumbuhan, asal, evolusi dan taburan benda hidup. Bidang ini mengelaskan dan menerangkan organisma, fungsi mereka, cara dan sebab spesies wujud, serta interaksi sesama mereka dan alam sekeliling.

Biologi bertumpu kepada ciri-ciri fizikal dan tabiat hidupan yang hidup pada masa kini dan masa silam, bagaimana mereka terhasil dan interaksi antara sesama mereka dan alam sekitar. Malah, kini terdapat ahli biologi yang mengkaji kemungkinan haiwan yang akan berevolusi pada masa akan datang dan juga yang terdapat di planet-planet yang lain.

Perkataan biologi moden kelihatannya diperkenalkan secara terasing antara Gottfried Reinhold Treviranus (Biologie oder Philosophie der lebenden Natur, 1802) dan oleh Jean-Baptiste Lamarck (Hydrog‚ologie, 1802). Perkataan Biologi itu sendiri telah dikatakan dicipta pada 1800 oleh Karl Friedrich Burdach, tetapi ia muncul pada judul Jilid 3 buku Michael Christoph Hanov Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia, phytologia generalis et dendrologia, diterbitkan pada 1766. Pada masa kini, perkataan tersebut merangkumi bidang akademik yang lebih meluas yang sering dilihat sebagai bidang yang tersendiri.

Kebanyakan sains biologi merupakan disiplin khusus. Botani merupakan kajian tumbuh-tumbuhan, zoologi merupakan kajian haiwan, dan mikrobiologi merupakan kajian mikroorganisma. Bidang lain dalam biologi adalah berdasarkan skala organisma dikaji dan kaedah mengkaji mereka. Biokimia mengkaji kimia asas hidup, biologi molekul mengkaji interaksi sistem molekul biologi yang kompleks, biologi sel mengkaji benda binaan kehidupan asas, iaitu sel, manakala fisiologi merupakan kajian fungsi tisu dan organ organisma dari segi fizikal dan kimia, dan ekologi merupakan kajian hubungan sesama pelbagai organsima dan alam sekeliling mereka.

Biologi ialah kajian mengenai kehidupan. Biologi mempunyai liputan bidang penyelidikan yang luas:

• pada skala atom skala molekul, melalui biologi molekul, biokimia
• pada skala selular, melalui biologi sel
• pada skala multi selular, melalui fisiologi, anatomi, dan histologi
• pada aras pembangunan atau ontogeni setiap organisma, melalui biologi perkembangan (developmental biology)
• pada tahap pewarisan antara ibu bapa dan keturunan melalui genetik
• pada aras tabiat kumpulan melalui ethologi
• pada aras keseluruhan populasi, melalui genetik populasi
• atas skala pelbagai spesies daripada keturunan, melalui sistematik
• pada aras populasi saling berkait dan habitat mereka melalui alam sekitar dan biologi evolusi
• dan jangkaan melalui xenobiologi pada tahap hidupan selain di bumi.

Biologi tidak sama seperti sistem bukan alam yang tidak berubah yang dijelaskan dengan matematik. Sistem Biologi mempunyai kecendurungan ramalan statistik terhadap sesuatu keadaan, tetapi mempunyai kecenderungan yang tidak konkrit seperti fizik – fizik, berkadar terus atau songsang; biologi tidak berkadar terus atau songsang yang berterusan. Walau bagaimanapun, Biologi masih lagi mematuhi hukum alam seperti termodinamik dan pengabadian jisim.

Sains biologi moden dikatakan berteraskan empat prinsip penyatuan, iaitu teori sel, evolusi, genetik dan homeostasis.

Teori sel

Sel merupakan unit asas hidup. Teori sel menyatakan bahawa setiap benda hidup terdiri daripada satu atau lebih buah sel, atau hasil rembesan sel-sel tersebut, seperti cangkerang atau tulang. Sel dihasilkan daripada sel lain, melalui pembahagian sel, dan untuk organisma multisel, setiap sel dalam tubuh dihasilkan daripada sel tunggal dalam telur tersenyawa. Sel juga dianggap sebagai bahagian asas proses patologi sesebuah organisma.

Evolusi

Rencana utama: Evolusi

Satu konsep utama biologi ialah kehidupan berubah dan berkembang melalui evolusi dan setiap benda hidup mempunyai asal bersama (keturunan sepunya). Oleh itu, unit dan proses setiap organisma mempunyai persamaan yang nyata.

Teori gen

Rencana utama: Genetik

Bentuk dan fungsi biologi diwujudkan dan diwariskan kepada generasi kemudian melalui gen, yang merupakan unit pewarisan utama.

Homeostasis

Rencana utama: Homeostasis

Homeostasis merupakan keupayaan sesebuah sistem mengekalkan keadaan dalamannya demi mencapai keadaan yang stabil melalui keseimbangan dinamik berganda yang dikawal oleh mekanisme kawal atur berhubung. Setiap organisma hidup, baik unisel atau multisel mampu berhomeostasis. Contohnya pada tahap sel, homeostasis berperanan mengekalkan pH, pada tahap organisma pula, homeostasis berperanan mengekalkan suhu dalaman badan bagi organisma berdarah panas. Dalam konteks ekosistem, homeostasis boleh merujuk kepada pengekalan tahap karbon dioksida dalam atmosfera oleh tumbuh-tumbuhan yang mampu berfotosintesis.

• (Inggeris) Reece, J.B., L.A. Urry, M.L. Cain, S.A. Wasserman , P.V. Minorsky, dan R.B. Jackson. (2010). Campbell Biology. Edisi ke-9. San Francisco: Pearson Education Inc. ISBN 978-0-321-55823-7
• (Inggeris) Solomon, E., B. Linda, dan D.W. Martin. (2007). Biology. Edisi ke-8. Belmont: Thomson Broooks/Cole Publication. ISBN 978-0-495-10705-7

• The Dolan DNA Learning Center: The source for timely information about your life
• OSU's Phylocode
• The Tree of Life: A multi-authored, distributed Internet project containing information about phylogeny and biodiversity.
• MIT video lecture series on biology
• A wiki site for protocol sharing run from MIT
• Biology and Bioethics
• Biology online wiki dictionary
• Biology Video Sharing Community

• PLos Biology A peer-reviewed, open-access journal published by the Public Library of Science
• International Journal of Biological Sciences A biological journal publishes peer-reviewed scientific papers of significance
• Perspectives in Biology and Medicine