Biologija: Nauka o živim bićima

Biologija proučava svojstva i ponašanje organizama, njihov rast, razvoj i razmnožavanje, kao i interakcije između različitih organizama, te organizama i njihovog okoliša. Biologija obuhvaća široki spektar akademskih područja koja se često smatraju različitim disciplinama. Ove discipline zajedno proučavaju život na različitim razinama.

Biologija proučava razne žive organizme (u smjeru kazaljke na satu od gore lijevo) Escherichia coli, paprat, gazela, divovski afrički tvrdokrilac

Molekularna biologija, biokemija i molekularna genetika su velikim dijelom preklapajuće discipline koje proučavaju životne procese na molekulskoj i supramolekulskoj razini. Život na razini pojedinačnih stanica proučava stanična biologija. Anatomija, histologija i fiziologija proučavaju građu i funkciju organizama na razini tkiva, organa i organskih sustava.

Na Zemlji postoji više od 10 milijuna različitih vrsta. Njihova veličina pokriva raspon od onih koje su mikroskopski male pa do organizama veličine plavog kita.

Svi ovi oblici života imaju izvjesne osobine koje ih čine specifičnima i razlikuju od mrtvih tvari. Ove osobine su na primjer mogućnost reprodukcije, rasta, ali i mogućnost prilagođavanja okolini.

 

Naziv biologija potiče od grčkih reči βιος (život) i λογος (nauka). Reč je prvi put upotrebio 1800. godine Karl Fridrih Burdah (Karl Friedrich Burdach, 1776—1847) označavajući istraživanja čoveka (antropologiju) kroz uporedne perpektive morfologije i fiziologije.

Terminu biologija su 1802. godine Gotfdrid Treviranus (Gottfried Treviranus, 1776—1837) i Žan-Baptist Lamark (Jean-Baptiste Lamarck, 1744—1829) dali širu definiciju i veći značaj. Treviranusove studije, nazvane Biologie (1802—1822) definisale su biologiju kao „nauku o životu“. Lamark je u svojoj Hydrogéologie (1802) definisao biologiju kao disciplinu „terestrične fizike“ koja uključuje „sve što je u vezi sa živim telima“.

Treviranus i Lamark su mislili da su upotrebom novog termina identifikovali novo polje istraživanja, a ne da su samo dali ime starom. Obojica su se protivila preokupiranosti prirodnjaka XVIII veka praksom katalogizacije različitih životinja, biljaka i minerala u prirodi. Nova biologija je trebalo da se bavi fenomenom života, tj. funkcionisanjem živih bića.

 

Naziv i koncepcija biologije kao nauke su relativno mladi u odnosu na početak ljudske svesti o živom svetu oko njega. Prva formalna ponašanja vezana za izučavanje života i prirode mogu se opisati tradicijama medicine i prirodnjaštva. Ova dva polja ljudskog delovanja postojala su još u Starom Egiptu, Mesopotamiji i Kini, no klasične doprinose njihovom razvoju doneli su Stari Grci i Rimljani. I savremena biologija se velikim delom zasniva na ovim poljima istraživanja – tradicionalnu medicinu čine anatomija i fiziologija; dok su iz prirodnjaštva izrasle brojne specifične oblasti mikrobiologije, botanike i zoologije, ekologija i evoluciona biologija.

U klasičnom periodu civilizacije, najznačajniji „biolozi“ su bili Galen (u polju medicine) i Aristotel i Teofrast (kao istraživači logike prirode i raznovrsnosti organizama) . Rad klasičnih mislilaca i „naučnika“ nadograđen je u srednjem veku prvenstveno na teritoriji islamskih država, radovima Avicene, Avenzoara, al-Džahiza, Ibn al-Baitara, Ibn al-Nafisa i dr.

Tokom renesanse i početkom Novog veka, velika geografska otkrića i razvoj filozofije omogućila su u biološkoj misli malu revoluciju – obnavljanjem interesovanja naučnika za empirizam i opisom mnogobrojnih novih vrsta. Na polju medicine (anatomije i fiziologije) istaknuti su eksperimentalni radovi Vezalijusa i Harvija. Otkriće mikroskopa, sa druge strane, omogućilo je istraživanja dotad nepoznatog sveta mikroorganizama, kao i kasnije postavljanje ćelijske teorije.

 

Pravu revoluciju u biološkoj misli donosi XVIII vek u liku Linea i Bufona, velikih prirodnjaka različitih stavova. Line je svojim delima klasifikovao dotad poznate vrste organizama i u biologiju uveo binomijalnu nomenklaturu. Bufon je smatrao vrste veštačkim kategorijama, pretpostavljao zajedničko poreklo svih organizama i time započeo modernu evolucionu misao. Početkom XIX veka, biologija je dobila svoje ime, a potom je usledio razvoj njenih značajnijih i glavnih oblasti. Najvažnija imena ovog doba su Žan Batist Lamark, Aleksandar fon Humbolt, Ernst Hekel, Čarls Darvin, Luj Paster.

U moderno doba, početkom XX veka, biolozi otkrivaju dela Gregora Mendela i začinje se genetika. Razvoj genetike i biohemije omogućio je Votsonu i Kriku da utvrde građu naslednog materijala i započnu eru molekularne biologije. Paralelno, dešavaju se ujedinjavanja genetike sa teorijom evolucije (stvaranje moderne sinteze), kao i sa ekologijom (razvoj populacione biologije) .

Kraj prethodnog i početak XXI veka donose nova objedinjena polja istraživanja, kao i sve veći korpus znanja u svim oblastima biologije o svim nivoima organizacije života. Neke od aktuelnih novih oblasti su evo-devo, bioinformatika, genomika, proteomika, molekularna ekologija, konzervaciona biologija.

 

Razvoj naučnog metoda od Stare Grčke do danas bio je praćen njegovom implementacijom u naukama. Razvoj samih nauka bio je ograničen mogućnostima koje odgovarajući naučni metod pruža. Od Aristotelovog uočavanja definicije i indukcije kao bitnih obeležja nauke (time i biologije), do Darvinovog prepoznavanja evolucije kao osnovne biološke koncepcije prošlo je oko 2100 godina. No i sa razvojem savremenog naučnog metoda, biologija je dugo bila deskriptivna, te jedinstvena naučna oblast čije formulacije i teorije o različitim aspektima živih sistema nisu imale širinu i objašnjavalačku snagu drugih nauka.

Opisni metod u biologiji

Opisivanje (deskripcija) je najstariji i osnovni metod za naučno otkrivanje prirode. Opisne metode mogu biti neposredne (direktne) i posredne (indirektne). Neposredno posmatranje podrazumeva da biolog svojim čulima proučava objekat ili događaj – opis obuhvata informacije koje su direktno ustanovljene. Iako daje jasne podatke, ovaj metod može biti podložan subjektivnosti, usled individualnih razlika među istraživačima u osetljivosti čula. Posredne metode su one koje pomažu istraživaču da detaljnije ustanovi (posmatra) i opiše objekat ili događaj – mikroskopiranje, bojenje, ultrazvuk, rentgen. Subjektivnost istraživača je minimizirana, a tačnost dobijenih podataka ograničena granicom greške metode.

Komparativni metod u biologiji

 

Komparativni (uporedni) metod podrazumeva upoređivanje određene karakteristike među grupom organizama (poput oblika prednjih udova kod kičmenjaka, ili karakteristika ponašanja). Komparativni metod je često korišćen u praksi klasifikovanja organizama, kada su organizmi (vrste) koje su sličnije grupisane u zajedničke kategorije. Koristeći se komparativnim metodom, upoređujući broj prašnika i tučkova, Line je dao svoju klasifikaciju biljaka.

Eksperimentali metod u biologiji

Glavni članak: Eksperiment

Eksperimentalni (induktivni) metod Fransisa Bejkona može se posmatrati kao svojevrstan uvod u savremeni naučni metod. Uvođenje eksperimenta u biologiju omogućilo je određivanje uzroka određenim pojavama u živom svetu, kao i određenim reakcijama živih organizama na promene u životnoj sredini. Prvi Bejkonov sledbenik bio je lekar Tomas Braun, koji je opovrgao mnoga dotadašnja shvatanja o prirodi

Hipotetičko-deduktivni metod

Glavni članak: Hipotetičko-deduktivna teorija

Savremeni naučni metod (hipotetičko-deduktivni) ima nekoliko osnovnih delova, koji se dosledno primenjuju u savremenoj biologiji:

1. karakterizaciju: empirijsko posmatranje fenomena – prikupljanje činjenica;
2. postavljanje hipoteza radi objašnjavanja fenomena;
3. očekivanje: dedukcija zaključaka koji slede iz hipoteza; ovi zaključci se uzimaju za očekivane rezultate eksperimenta osmišljenog da proveri hipotezu;
4. postavljanje kontrolisanog eksperimenta i očitavanje rezultata; na osnovu rezultata, hipoteza se prihvata ili odbacuje.

Neke od najvažnijih područja biologije ujedinjuje pet principa za koje se može reći, da su temeljni aksiomi moderne biologije:

• 1. Stanica je osnovna jedinica života, tj. osnovna strukturna i funkcionalna jedinica svih poznatih organizama.
• 2. Nove vrste i nasljedne osobine rezultat su evolucije.
• 3. Gen je osnovna jedinica nasljeđivanja.
• 4. Organizmi reguliraju svoje unutarnje mehanizme, kako bi održali stabilno zdravstveno stanje.
• 5. Živi organizmi konzumiraju i transformiraju razne oblike energije.

Ćelijska teorija

 

Glavni članak: Ćelijska teorija

Ćelijska teorija navodi da je ćelija fundamentalna jedinica života, i da su svi živi organizmi formirani od jedne ili više ćelija ili izlučenih produkata tih ćelija (e.g. ljuska, kosa i nokti itd.). Sve ćeline nastaju iz drugih ćelija putem ćelijske deobe. U multićelijskim organizmima, svaka ćelija u telu organizma je ultimatno izvedena iz jedne ćelije u fertilizovanom jajetu. Ćelija se takođe smatra osnovnom jedinicom u mnogim patološkim procesima. Dodatno, fenomen protoka energije se odvija u ćelijama u procesesima koji su deo funkcije poznate kao metabolizam. Konačno, ćelije sadrže nasledne informacije (DNK), koja se prenosi sa ćelije na ćeliju tokom ćelijske deobe.

Evolucija

 

Glavni članak: Evolucija

Centralni organizacioni koncept biologije je da se živa bića menjaju i razvijaju putem evolucije, i da sve poznate žive forme imaju zajedničko poreklo. Teorija evolucije postulira da su svi organizmi na Zemlji, bilo žuvi ili izumrli, postali od zajedničkog pretka ili iz istog genskog fonda. Za tog zadnjig univerzalnog zajedničkog predka svih organizama se veruje da se pojavio pre oko 3,5 milijardi godina. Biolozi generalno smatraju univerzalnost i sveprisutnost genetičkog koda kao definitivin dokaz u prilog teorije univerzalnog zajedničkog nasleđa svih vrsta: bakterija, arhaja, i eukariota (pogledajte: poreklo života).

Upoznat sa naučnim leksikonom od strane Žan-Batist Lamarka 1809. godine, Čarls Darvin je uspostavio ideju evolucije pedeset godina kasnije kao održivi naučni model kad je artikulisao njenu pokretačku silu: prirodnu selekciju. (Alfred Rasel Voles je priznat kao ko-pronalazač ovog koncepta pošto je on pomogao u istraživanjima i experimentima koncepta evolucije.) Evolucija se danas koristi za objašnjavanje velikih varijacija života prisutnog na Zemlji, ali isto tako u društvenim naukama (biologizam).

Darvin je teoretisao da su vrste i rase razvijene putem procesa prirodne i veštačke selekcije. Genetički drift je prihvaćen kao dodatni mehanizam evolutivnog razvoja u modernoj sintezi teorije.

Evoluciona istorija vrsta — koja opisuje karakteristike raznih vrsta iz kojih su druge vrste nastale — zajedno sa njihovim genealoškim odnosom prema svim ostalim vrstama je poznata kao filogenija. Mnoštvo različitih pristupa biologiji generiše informacije o philogeniji. Oni obuhvataju upoređivanja DNA sekvenci koja se vrše u okviru molekularne biologije ili genomike, i komparisone fosila ili drugih rekorda o drevnim organizmima u paleontologiji. Biolozi organizuju i analiraju evolucione odnose putem raznih metoda, uključujući filogenetiku, fenetiku, i kladistiku.

Medicina, antropologija i psihologija znanosti su koje se bave čovjekom, medicina njegovim fizičkim i psihičkim zdravljem, psihologija cjelokupnim ponašanjem (i bolesnim i zdravim), a antropologija proučava čovjeka iz svih mogućih pogleda, materijalnih, duhovnih i duševnih, promatra ga u vremenu. Ukratko, dok liječnici pomažu ljudima da budu tjelesno zdravi, psiholozi se bave ponašanjem, a antropolozi pokušavaju shvatiti cjelinu.

 

 

Početke biologije nalazimo kod Aristotela koji je opisao oko 500 životinjskih vrsta, a nakon njega slijedi stagnacija sve do 16. stoljeća. U 17. stoljeću izum mikroskopa dovodi do otkrića stanice i početka citologije, a u 18. stoljeću Carl von Linne opisuje i sistematizira mnoštvo biljnih i životinjskih vrsta. Svojim radom ujedno osniva znanstvenu sistematiku vrsta. Nakon njega Georges Cuvier utemeljuje komparativnu anatomiju, a Charles Darwin postavlja teoriju evolucije.

•  
  Animalia - Bos primigenius taurus
•  
  Planta - Triticum
•  
  Fungi - Morchella esculenta
•  
  Stramenopila/Chromista - Fucus serratus
•  
  Bacteria - Gemmatimonas aurantiaca (- = 1 Micrometer)
•  
  Archaea - Halobacteria
•  
  Virus - Gamma phage
•  
  Morske silikatne alge
•  
  Mikroskopski preparat tkiva

	U Wikimedijinoj ostavi nalazi se članak na temu: Biology
	Potražite izraz biologija u W(j)ečniku, slobodnom rječniku.

• Projekat „Stablo života“ (en)
• Enciklopedija života (Encyclopedia of Life) (en)
• Katalog internet stranica sa biološkim temama Arhivirano 2010-02-11 na Wayback Machine-u (sh)
• Katalog kategorizovanih intenet stranica sa biološkim temama (en)
• Biologija na Projektu Open Directory
• OSU's Phylocode Arhivirano 2013-12-12 na Wayback Machine-u
• Biology Online – Wiki Dictionary
• MIT video lecture series on biology
• Biology and Bioethics Arhivirano 2007-06-26 na Wayback Machine-u.
• Biological Systems – Idaho National Laboratory
• The Tree of Life: A multi-authored, distributed Internet project containing information about phylogeny and biodiversity.
• The Study of Biology
• Using the Biological Literature Web Resources
• PLos Biology A peer-reviewed, open-access journal published by the Public Library of Science
• Current Biology General journal publishing original research from all areas of biology
• Biology Letters A Impact factor Royal Society journal publishing peer-reviewed Biology papers of general interest
• Science Magazine Internationally Renowned American Association for the Advancement of Science Science Publication – See Sections of the Life Sciences
• International Journal of Biological Sciences A biological journal publishing significant peer-reviewed scientific papers
• Perspectives in Biology and Medicine Arhivirano 2003-11-10 na Wayback Machine-u An interdisciplinary scholarly journal publishing essays of broad relevance
• Life Science Log