Biologia

BIOLOGIA – zespół nauk przyrodniczych zajmujšcy się wyjaœnianiem zjawisk, procesów i form życia. Termin biologia wprowadzili do nauki niemal jednoczeœnie J.B. Lamarck i G.R. Treviranus na poczštku XIX w. Badania nad zwierzętami sš domenš zoologii, nad roœlinami botaniki, nad budowš ciała zwierzšt i człowieka anatomii, nad uporzšdkowaniem różnorodnoœci żywych istot w systemy systematyki organizmów. Biologia jako odrębna gałšŸ nauk przyrodniczych wykształciła się w XIX w. na fundamentach dorobku przyrodoznawstwa poprzednich stuleci, korzystajšc przy tym z postępów w fizyce, chemii i stałego rozwoju w konstruowaniu i ulepszaniu aparatury pomiarowej i badawczej.

Dzięki wykorzystaniu zdobyczy fizyki i chemii oraz szybkiemu doskonaleniu wyposażenia laboratoriów badania biologiczne stopniowo objęły coraz głębsze poziomy życia. W XVIII i XIX w. wnikały już w poziom mikroskopowy procesów zachodzšcych w tkankach i komórkach, obecnie zajmujš się strukturami submikroskopowymi i molekularnymi oraz procesami przebiegajšcymi między czšsteczkami. Z poziomu badań czynnoœci całych organizmów ewentualnie ich narzšdów, biologia zeszła obecnie na poziom œledzenia reakcji chemicznych i chemicznego przebiegu procesów życiowych. Miejsce badań zasad przekazywania cech dziedzicznych potomstwu oraz zmiennoœci organizmów zajmujš teraz w biologii opisy i kontrola przemian czšsteczek nukleinowych i białkowych oraz kontrola współreagowania między nimi jako podstawy zjawisk dziedziczenia i zmiennoœci. Po drugie – coraz większemu rozczłonkowaniu biologii na różne dyscypliny towarzyszy coraz silniejsza tendencja rozwoju badań uwidaczniajšcych jednoœć życia; jednoœć olbrzymiš na poziomie molekularnym (na poziomie molekularnym człowiek i wielkie małpy człekokształtne prawie się nie różniš, a duże podobieństwa znajduje się nawet między ssakami i bakteriami), mniejszš na poziomie komórkowym, jeszcze mniejszš na poziomie tkankowym. Ta jednoœć życia jest obecnie rozpatrywana na tle przeogromnej różnorodnoœci żywych form na poziomie anatomicznym i strukturalnym. Po trzecie – bardzo liczne dyscypliny biologii coraz powszechniej sš bezpoœrednio wykorzystywane przez różne technologie – medyczne, rolnicze i przemysłowe. Ostatnie zdobycze biologii molekularnej znacznie zwiększyły znaczenie biologii dla innych dziedzin, np. korzyœci jakie czerpiš z zastosowania tzw. inżynierii genetycznej.

Biologia jest uprawiana w bardzo licznych i odrębnych dyscyplinach; dziedziny zajmujšce się okreœlonymi typami żywych organizmów majš przede wszystkim charakter opisowy i porzšdkujšcy (klasyfikujšcy); sš to: zoologia i botanika oraz dyscypliny powstałe póŸniej, jak np. mikologia, alologia, mikrobiologia, antropologia itd. Prawie każda odrębna grupa zwierzšt lub roœlin 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 istniejš lub przebiegajš; sš to: anatomia, a nadto cytologia (zajm. się budowš komórki), histologia (bad. tkanki organizmów), fizjologia, genetyka, biochemia itd. W XX w. pojawiły się nowe dyscypliny biologii, np. ekologia, biologia molekularna. Dyscyplinš w pewien sposób scalajšcš całš biologię jest ewolucjonizm.

DZIAŁY BIOLOGII

1. BOTANIKA

Botanika jest jednš z dyscyplin nauk biologicznych zajmujšcš się roœlinami; jej główne działy to:

. morfologia roœlin – nauka zajmujšca się badaniem pokroju, ukształtowania i zewnętrznej budowy organów roœlinnych, stosunków jakie zachodzš pomiędzy poszczególnymi narzšdami roœlinnymi oraz przemian jakim one ulegajš. W skład nauk morfologicznych wchodzš:

¨ cytologia – nauka o budowie i czynnoœciach komórki,

¨ histologia – nauka o tkankach,

¨ organologia – nauka zajmujšca się zewnętrznš i wewnętrznš budowš ciała roœlinnego, bada rozwój, znaczenie i przemiany podstawowych organów roœlinnych, jak również zależnoœci między ich budowš, a funkcjš.

. systematyka – klasyfikacja organizmów na podstawie ich cech anatomicznych, biochemicznych, embrionalnych i in.

W tym miejscu nie sposób pominšć nazwiska Karola Linneusza – wielkiego szwedzkiego botanika – systematyka XVIII w. , który wprowadził dwuwyrazowy system oznaczania roœlin. Wyrazy te okreœlajš rodzaj i gatunek roœliny, a zarazem wskazujš miejsce danego gatunku w hierarchicznej strukturze systemu klasyfikacji.

. fizjologia roœlin (fitofizjologia) – nauka o procesach życiowych przebiegajšcych w całym organizmie roœlinnym. Do głównych działów fizjologii roœlin należš:

¨ fotosynteza,

¨ oddychanie,

¨ gospodarka wodna i mineralna,

¨ wzrost i rozwój.

. geobotanika – dział botaniki obejmujšcy:

¨ fitosocjologia – nauka o zbiorowiskach roœlinnych i prawidłowoœciach grupowania się roœlin,

¨ fitogeografia – nauka o rozmieszczeniu roœlin na kuli ziemskiej i jego przyczynach

¨ ekologia roœlin.

. fitopatologia – nauka o chorobach roœlin, czynnikach je wywołujšcych oraz metodach i sposobach zapobiegania im i ich zwalczania.

. florystyka – dział botaniki zajmujšcy się opisywaniem flory.

. mikologia – nauka o grzybach obejmujšca wszystkie zagadnienia zwišzane z tymi organizmami (rozmnażanie, rozwój itd.).

. briologia – dział botaniki zajmujšcy się mszakami.

. lichenologia – dział botaniki zajmujšcy się badaniem porostów

Pozostałe działy botaniki dotyczš tzw. botaniki stosowanej, sš to, np. botanika leœna, botanika farmaceutyczna itp.

2. ZOOLOGIA

Zoologia to zespół nauk, których przedmiotem badań sš organizmy zwierzęce. Dzieli się na następujšce dyscypliny:

. morfologia zwierzšt – nauka dotyczšca zagadnień budowy zwierzšt, jej zależnoœci od pełnionych przez zwierzę czynnoœci oraz jego warunków życiowych. W zakresie morfologii wyróżnić można:

¨ cytologię – naukę o budowie i czynnoœciach komórki oraz jej elementów,

¨ histologię – naukę o budowie i rozmieszczeniu tkanek w organizmie,

¨ anatomię – naukę o organach (narzšdach),

¨ embriologię – naukę o rozwoju zarodkowym organizmów,

¨ promorfologię – naukę o budowie ciała i stosunkach symetrii.

. fizjologia zwierzšt – nauka o funkcjonowaniu żywych organizmów, jedno- i wielokomórkowych, oraz ich narzšdów, zespołów narzšdów, tkanek i komórek. Fizjologia jest niezmiernie szerokš dziedzinš, toteż wyróżnia się jej węższe kierunki, np. : fizjologię komórki, narzšdów rozrodu, rozwoju, psychologię zwierzšt itp.

. ekologia zwierzšt – nauka o stosunkach między zwierzętami, a ich œrodowiskiem.

. zoogeografia – nauka o geograficznym rozmieszczeniu zwierzšt oraz o czynnikach, które kształtowały i kształtujš to rozmieszczenie.

. genetyka – nauka o dziedzicznoœci i zmiennoœci organizmów. Wyróżnia się w niej szereg szczegółowych dyscyplin takich jak genetyka molekularna, cytogenetyka, etnogenetyka i genetyka populacyjna. Najnowszš dziedzinš genetyki jest stwarzajšca duże możliwoœci praktyczne inżynieria genetyczna.

. systematyka zwierzšt – jej naczelnym zadaniem jest stworzenie uporzšdkowanego systemu klasyfikacji zwierzšt obecnie żyjšcych, odtwarzajšcego ich wzajemne pokrewieństwa i filogenetyczne powišzania, a więc stworzenie systemu naturalnego, przedstawiajšcego cišgły rozwój zwierzšt poczynajšc od najprostszych organizmów jednokomórkowych do najbardziej skomplikowanych (wyżej uorganizowanych), czyli historyczny rozwój œwiata zwierzęcego. Podstawowš jednostkš tak dla zwierzšt jak i roœlin jest gatunek.

. ewolucjonizm – nauka o historycznym rozwoju zwierzšt na Ziemi. Zmieniajšce się warunki życia i koniecznoœć przystosowania się do tych zmian powodowały rozwój różnych gatunków zwierzšt. Rozwój ten nie był następstwem zmian jednokierunkowych – liniowych, lecz zachodził w różnych kierunkach, od wspólnego punktu wyjœciowego. Naukš pomocniczš ewolucjonizmu jest paleontologia zajmujšca się zwierzętami wymarłymi w minionych okresach geologicznych, których szczštki znajdowane sš obecnie w wykopaliskach. Piszšc o ewolucjonizmie trudno nie wspomnieć nazwiska Charlesa Roberta Darwina, wielkiego angielskiego przyrodnika, który wsławił się swojš teoriš ewolucji biologii zwanš od jego nazwiska darwinizmem. Teoria ta udokumentowana w dziele Darwina pt. ,,O powstawaniu gatunków drogš doboru naturalnego’ głosiła, że gatunki powstajš z innych gatunków wskutek ewolucji, której podstawowym mechanizmem jest dobór naturalny, czyli mechanizm wywołany konkurencjš wewnštrzgatunkowš i preferujšcy osobniki obdarzone przystosowaniami dziedzicznymi, a stopniowo eliminujšcy osobniki gorzej przystosowane. Darwinizm utorował w nauce przekonanie, że ewolucja jest mechanizmem powstawania gatunków, ale jako teoria ewolucji uległ obecnie doœć zasadniczym modyfikacjom.

DZIAŁY ZOOLOGII

Wielka liczebnoœć i różnorodnoœć œwiata zwierzęcego przyczyniły się do stworzenia specjalnych dyscyplin zoologicznych, których przedmiotem badań sš poszczególne grupy zwierzšt. 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

Biochemia (chemia fizjologiczna), to nauka o budowie chemicznej organizmów żywych i przebiegajšcych w nich procesach chemicznych i energetycznych. Rozróżnia się:

. biochemię statycznš – badajšcš skład iloœciowy i jakoœciowy żywej materii,

. biochemię dynamicznš – badajšcš przemiany materii,

. biochemię porównawczš – badajšcš odrębnoœci biochemiczne różnych grup organizmów i ustalajšcš genetyczne powišzania i biochemiczne drogi ewolucji.

4. ANTROPOLOGIA

Antropologia jest to nauka o rozwoju rodowym człowieka, o zmiennoœci jego cech fizycznych w czasie i przestrzeni (w tym także o zróżnicowaniu rasowym). Obejmuje trzy duże grupy problemów:

. filogeneza człowieka (antropogeneza) – nauka badajšca historię rodowš człowieka i człowiekowatych,

. zróżnicowanie rasowe człowieka – badanie cech zmiennoœci człowieka (np. grup krwi, budowy twarzy) w przestrzeni geograficznej oraz przyczyn tej zmiennoœci,

. zmiennoœć indywidualna i osobniczy rozwój człowieka – badanie wpływu warunków œrodowiskowych 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.

5. MIKROBIOLOGIA

Mikrobiologia w szerszym znaczeniu zajmuje się badaniem wszystkich drobnoustrojów (w tym znaczeniu obejmuje bakteriologię, wirusologię, protozoologię i częœciowo alergologię, mikologię i immunologię), w œciœlejszym znaczeniu – tylko badaniem bakterii i wirusów.

. mikrobiologia ogólna – zajmuje się morfologiš, cytologiš i cytochemiš drobnoustrojów, ich biochemiš i fizjologiš, genetykš i ekologiš,

. mikrobiologia stosowana – zajmuje się drobnoustrojami szkodliwymi lub pożytecznymi dla ustroju, wywołujšcymi korzystne zmiany w œrodowisku oraz wyzyskiwanymi przez człowieka do jego celów. Do mikrobiologii stosowanej należy:

¨ mikrobiologia lekarska – badania drobnoustrojów chorobotwórczych dla człowieka, ich toksycznoœci, wrażliwoœci na leki, reakcji zakażonego ustroju,

¨ mikrobiologia weterynaryjna – analogiczne zadania w odniesieniu do zwierzšt,

¨ mikrobiologia sanitarna – zajmuje się występowaniem drobnoustrojów chorobotwórczych w wodzie, powietrzu, glebie, żywnoœci i niszczeniem ich, a także ochronš przed nimi,

¨ fitopatologia – bada drobnoustroje chorobotwórcze dla roœlin i sposoby ich zwalczania,

¨ mikrobiologia gleby, mikrobiologia rolna – bada drobnoustroje glebowe i procesy przez nie powodowane,

¨ mikrobiologia wody i œcieków – obejmuje zagadnienia procesów samooczyszczania œcieków i ochrony przed zanieczyszczeniem,

¨ mikrobiologia żywnoœci – bada szkodliwe i pożyteczne drobnoustroje rozwijajšce się w œrodkach spożywczych,

¨ mikrobiologia techniczna – zajmuje się badaniem użytecznoœci drobnoustrojów w przemyœle fermentacyjnym, drożdżowym i in.

6. BIOLOGIA MOLEKULARNA

Dziedzina badań z pogranicza kilku nauk biologicznych (m.in. biochemii, biofizyki, genetyki) zajmujšca się głównie ustalaniem zwišzków między budowš substancji wielkoczšsteczkowych 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

Dziedzina nauk biologicznych z pogranicza wielu dyscyplin naukowych, zajmujšca 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. wyjaœnianie podkomórkowej struktury biopolimerów oraz mechanizmów zjawisk fizykochemicznych i energetycznych zachodzšcych w tych strukturach), badanie wpływu promieniowania (np. jonizujšcego, nadfioletowego) oraz pola magnetycznego i grawitacyjnego na organizmy lub ich poszczególne tkanki.

8. BIONIKA

Dziedzina wiedzy z pogranicza biologii i techniki, zajmujšca się badaniem budowy i zasad działania organizmów żywych w celu wykorzystania uzyskanych wyników do budowy urzšdzeń technicznych.

9. BIOCYBERNETYKA

Nauka zajmujšca się badaniem swoistych dla żywych organizmów zasad i mechanizmów celowej samoregulacji oraz wzajemnego oddziaływania organizmów i otaczajšcego œrodowiska. Biocybernetyka bada te właœciwoœci organizmów żywych, które dotyczš procesów regulacji, ich stabilnoœci i sterowalnoœci, właœciwoœci adaptacyjnych, zdolnoœci uczenia się itd.

10. BIOENERGETYKA

Nauka biologiczna zajmujšca się przemianami energetycznymi w żywych organizmach i ekosystemach.

11. EKOLOGIA

Nauka biologiczna zajmujšca się relacjami między żywymi organizmami a ich œrodowiskiem życia z uwzględnieniem wzajemnych stosunków między tymi organizmami.. W ostatnich latach nastšpiła œciœlejsza integracja ekologii z genetykš i teoriš ewolucji, powstał dział zwany ekologiš ewolucyjnš. Wzrost zainteresowania behawioralnymi aspektami ekologii zaowocował powstaniem socjobiologii zajmujšcej się ewolucjš życia społecznego zwierzšt i człowieka. Rozwój techniki obliczeniowej i zastosowanie w ekologii koncepcji wywodzšcych się z teorii systemów spowodował wyodrębnienie osobnego działu – ekologii systemowej. W końcu lat 60 ekologia stała się też naukowš podstawš ochrony œrodowiska. Obecnie termin ekologia i przymiotnik ekologiczny sš również stosowane w odniesieniu do ruchów społecznych i politycznych stawiajšcych sobie za cel ochronę œrodowiska.

Nauki biologiczne, których zakres czasowy sięga od czasów najdawniejszych do współczesnoœci zaskakujš cišgle nowymi odkryciami sięgajšcymi daleko w przeszłoœć jak i w przyszłoœć. Pozwalajš lepiej poznać powstanie i rozwój życia na Ziemi i przyczyniajš się do możliwoœci sterowania nim dzisiaj. Z podziwem, nadziejš, ale i z rosnšcym niepokojem obserwuje się kolejne osišgnięcia nauk biologicznych, ponieważ sposób ich wykorzystania może przynieœć ludziom zarówno ogromne korzyœci i przyczynić się do poprawy jakoœci życia na Ziemi np. poprzez tworzenie nowych odmian roœlin i zwierzšt, odkrywania przyczyn nieuleczalnych dotšd chorób jak i przyczynić się do ich krzywdy i zguby jak np. opracowywanie okrutnej broni biologicznej, klonowanie ludzi itd.