| Podklasa | Nauka o przyrodzie |
|---|---|
| Praktykowane przez | biolog , student biologii ( d ) |
| Pola |
Morfologia ekologia botanika zoologia archeologia anatomia mikologia genetyczna biologia koloru ( d ) biologia komórki biologia ewolucyjna biologia obliczeniowa neurobiologia ( d ) |
| Obiekty |
Życie organizmu |
| Fabuła | Historia biologii |
Biologia (od greckiego bios „życie” i logo „mowy”) to nauka o życiu . Obejmuje część nauk przyrodniczych i historię naturalną istot żywych.
Ponieważ życie przybiera wiele form i na bardzo różnych skalach, biologia rozciąga się od poziomu molekularnego , poprzez komórkę , organizm , aż do poziomu populacji i ekosystemu .
Termin biologia składa się z dwóch greckich słów bios (βιος) we francuskim „życie” i logos (λογος), co oznacza „mowa, słowo”.
Ten neologizm jest tworzony w końcu XVIII -go wieku i początku XIX th wieku i niezależnie:
„Wszystko, co jest ogólnie wspólne dla roślin i zwierząt, jak wszystkie zdolności, które są specyficzne dla każdej z tych istot bez wyjątku, musi stanowić unikalny i rozległy przedmiot określonej nauki, która nie została jeszcze ufundowana, która nie istnieje. nawet mają nazwę, a do której podam nazwę biologii. "
W Lamarck stwierdzono po raz pierwszy koncepcja żywej istoty, która uznaje oryginalność w stosunku do obiektów nieożywionych bez make zrzec się prawa fizyki, wbrew temu, co miał tendencję do robienia witalistów i fixists .
Ten sam Lamarck, na długo przed udzieleniem lekcji biologii w 1819 roku, w swojej pracy Hydrogeology , również opublikowanej w 1802 roku, dzieli fizykę ziemską na trzy części:
Niemieccy naukowcy, na wezwanie Treviranus, rozpoczynają drobiazgowe inwentaryzacje flory i fauny, przeprowadzane przez tych, którzy będą nazywani odpowiednio botanikami i zoologami. W połowie XIX th wieku, zainteresowanie funkcjami żywego badań biologicznych skierowane na fizjologii .
Przedmiotem biologii jest istota żywa i życie jako całość i jego funkcjonowanie. Ale czym jest żywa istota? Czym różni się od przedmiotów i maszyn nieożywionych ? A czym jest życie? Na te pytania biolodzy nie mają obecnie precyzyjnej odpowiedzi, która byłaby jednomyślna w środowisku naukowym . Niektórzy z nich, i to nie najmniej, uważają nawet, że te pytania są dyskusyjne.
Tak więc Claude Bernard w pierwszej z lekcji o zjawiskach życia wspólnych zwierzętom i roślinom (1878) wyraźnie stwierdza, że nie trzeba a priori definiować pojęcia życia, ponieważ biologia musi być nauką doświadczalną; byłaby to definicja a priori, a „metoda polegająca na definiowaniu i wyprowadzaniu wszystkiego z definicji może być odpowiednia dla nauk o umyśle, ale jest sprzeczna z samym duchem nauk eksperymentalnych” . W konsekwencji „wystarczy, że zgodzimy się na słowo życie, aby go używać” i „jest złudne i chimeryczne, wbrew samemu duchowi nauki, szukać definicji absolutnej” .
Biologia Wydaje się, że pozostał wierny tej koncepcji, ponieważ nie kontynuuje dokładnie zdefiniować pojęcie życia, aby ograniczyć się do analizy „naturalnych rzeczy” albo czasami częściowo stworzonych przez ludzi (poprzez dobór i inżynierii następnie genetycznej), że wspólne zmysł oznacza życie. Analiza ta pozwala uwypuklić pewną liczbę cech wspólnych dla tych obiektów badań, a tym samym odnieść ten kwalifikator życia do innych obiektów o tych samych cechach. Metoda ta, wyłącznie analityczna i eksperymentalna , znacznie wzmocniła skuteczność i naukowość pracy biologa w porównaniu z często spekulacyjnymi koncepcjami przed Claude Bernard . Doprowadziło to jednak do takiej „fizykalizacji”, że czasami można odnieść wrażenie, że aby uczynić biologię naukową, trzeba było zaprzeczyć jakiejkolwiek specyfice jej przedmiotowi.
W rzeczywistości niektórzy biolodzy twierdzą, że „nie ma czegoś takiego jak życie! » , A dokładniej, że byłby to jeden z wielu procesów fizykochemicznych.
Pierwszym z nich jest prawdopodobnie Albert Szent-Györgyi , Nagroda Nobla w dziedzinie medycyny w 1937 roku , który powiedział:
„Życie jako takie nie istnieje, nikt go nigdy nie widział. "
Najbardziej znanym jest François Jacob :
„Nie kwestionujemy już życia w laboratoriach. Nie próbujemy już definiować jego zarysów. […] Dzisiaj biologia interesuje się algorytmami świata żywego. "
Od niedawna jest to również stanowisko Henri Atlana :
„Przedmiot biologii jest fizykochemiczny. Gdy tylko zajmiemy się biochemią i biofizyką i kiedy zrozumiemy mechanizmy fizykochemiczne, które odpowiadają za właściwości żywych istot, życie znika! Dzisiaj biolog molekularny nie musi w swojej pracy używać słowa „życie”. Można to wyjaśnić historycznie: zajmuje się chemią, która istnieje w przyrodzie, w pewnej liczbie określonych układów fizykochemicznych, o określonych właściwościach i nazywana jest zwierzętami lub roślinami, to wszystko! "
Ten ostatni cytat ilustruje zamieszanie między badaniem życia a materią żywych istot , gdzie pokusa zredukowania biologii do samej biologii molekularnej pojawia się poprzez odmawianie żywym istotom , dzięki wyrównaniu, na które pozwala chemia , wszelkiej specyfiki. nie prosta różnica fizykochemiczna. Innymi słowy, kuszące jest, aby poprzez zredukowanie biologii do biologii molekularnej odróżnić żywych od nieożywionych tylko według kryteriów, według których biologia molekularna jest odróżniana od reszty chemii.
Ta negacja specyfiki istot żywych wywodzi się z koncepcji, w której nie dopuszcza się żadnej nieciągłości między żywymi a nieożywionymi w celu utrzymania spójnego i zjednoczonego wszechświata. Dopuszczamy zatem stopniową gradację między nieożywionym a żywym, zarówno w obecnych formach (wirusy, które mają być na granicy życia i nieożywionych), jak i w pojawieniu się życia na Ziemi (ten wygląd rozumiany jest jako postępująca faza prebiotyczna bez wyraźna nieciągłość). W rzeczywistości ta negacja specyfiki żyjącego, który chce być materialistą , po prostu miesza materializm epistemologiczny z naukami o materii. Nauki, w tym biologia, muszą być materialistyczne, nikt nie powie inaczej. Ale czy powinny to być tylko nauki o materii? Fizyka od dawna jest nauką modelową dla wszystkich innych, do tego stopnia, że została pomylona z ideałem epistemologicznego materializmu.
Mówienie o pojęciu życia, o specyfice istoty żywej, to w biologii wystawianie się na bycie kwalifikowanym jako witalista , a nawet animista , ponieważ to trochę odbiega od fizykochemii, ma wynikać z materializmu epistemologicznego . Do tego stopnia, że dzisiaj mamy wrażenie, że celem biologii jest nie tyle badanie życia (lub istoty żywej w tym, co ma specyficzne w stosunku do obiektu nieożywionego), ile jego czysta i prosta negacja, zniwelowanie i ujednolicenie wszechświat przez chemię fizyczną. Jakby w celu ujednolicenia lepiej było zaprzeczać rozwiązaniom ciągłości niż je rozumieć.
Inne podejście jest bardziej systemowe, jak podsumował Jacob (1970): „Każdy obiekt rozważany przez biologię reprezentuje system systemów; sam jest częścią systemu wyższego rzędu, czasami podlega regułom, których nie można wywnioskować z własnej analizy” ; jest to jedna z podstaw ekologii naukowej i jej „podejścia ekosystemowego”.
Problem specyfiki istot żywych nie został więc jeszcze rozwiązany przez współczesną biologię, która w związku z tym nie ma jasnej i jednoznacznej definicji swojego przedmiotu. Ten problem jest tylko przesłonięty na różne sposoby, z których wszystkie, z braku niczego lepszego, skłaniają się do przywrócenia koncepcji Kartezjusza o żywej istocie jako mniej lub bardziej złożonej maszynie . Niewielu biologów nie zgadza się z tym przybliżeniem, wysuwając bardziej precyzyjną i bliższą rzeczywistości koncepcję istot żywych. Jednak pewna liczba prac z biologii teoretycznej ma na celu przezwyciężenie tych ograniczeń, jak np. prace Francisco Vareli , Roberta Rosena czy Stuarta Kauffmana. Stawką jest więc często różnica między biologią a fizyką.
Pierwsza teoria ewolucji istot żywych została wysunięta przez Jean-Baptiste Lamarcka w swojej książce Philosophie Zoologique w 1809 roku . Jak sugeruje tytuł, przybiera formę systemu filozoficznego, choć kładzie zasadnicze podstawy dla zrozumienia istot żywych i ich ewolucji. Pięćdziesiąt lat później, w 1859 roku , publikując O powstawaniu gatunków , Karol Darwin przedstawił naukowe wyjaśnienie ewolucji, w formie prostego mechanizmu , z zasadą doboru naturalnego . Z biegiem czasu oryginalna teoria Darwina została udoskonalona dzięki wynikom eksperymentów i obserwacji przeprowadzonych przez biologów. Obecna teoria konsensusu jest teorią syntetycznej teorii ewolucji , zwanej także neodarwinizmem.
Ewolucyjny charakter życia był dyskutowany od bardzo dawna i wciąż jest kwestionowany przez niektórych spoza środowiska naukowego, ale żaden z tych zarzutów wobec teorii ewolucji nie ma podstaw naukowych. Środowisko naukowe od tego czasu szeroko zaakceptowało ewolucjonizm życia jako fakt potwierdzony wielokrotnie doświadczeniem i obserwacją, w szczególności przez:
Jeśli biologia jest tak rozległa, to ze względu na ogromną różnorodność organizmów żywych, która występuje w tak wielu formach, że trudno jest dostrzec punkty wspólne. Przeprowadzono jednak hierarchię istot żywych, co jest domeną systematyki i taksonomii . Wszystkie żywe istoty są podzielone na trzy obszary:
Chociaż różne, wszystkie formy życia mają pewne wspólne cechy. Co prowadzi do uwierzyć, że życie na Ziemi pochodzący z jednej i tej samej formy życia, wyznaczonego przez akronim od LUCA (dla języka angielskiego : Ostatni uniwersalny wspólny przodek ), które pojawiły się na Ziemi, przynajmniej tam jest 2,5 miliarda lat.
Główne uniwersalne cechy żywych istot to:
Ze względu na niezwykle obszerny charakter przedmiotu, nauka biologii wymaga podziału na kierunki studiów. Nieco „redukcyjne” podejście, ale mające tę zaletę, że wyjaśnia tematy, polega na zdefiniowaniu poziomów organizacji. W celu osiągnięcia pełniejszego zrozumienia biologii naturalnie powstały mosty między różnymi dyscyplinami. Umożliwia eksplorację różnych oryginalnych tematów, takich jak biologia molekularna, biotechnologia, toksykologia, nauki biomedyczne itp.
Dziedziny zajmujące się badaniem struktury żywych istot są w skali atomowej w biologii molekularnej i skali komórkowej w biologii komórkowej.
Dziedzina biologii molekularnej zajmuje się badaniem podstawowych związków żyjących, takich jak DNA i białka . Przez długi czas uważano, że prawa chemii rządzące żywymi istotami różnią się od praw dotyczących materii nieożywionej. Ale od czasu syntezy wielu związków organicznych wyraźnie przyjmuje się, że prawa chemiczne są takie same jak w przypadku materii nieorganicznej. Żadna siła życiowa nie tchnie życia w materię, jak wcześniej sądzono w teorii witalistycznej .
Rozwój mikroskopem , z którymi Robert Hooke odkrył komórki w 1665 roku oznaczał narodziny biologii komórki i że o świecie następnie unsuspected. To odkrycie i wiele innych, które nastąpiły, umożliwiły wyjaśnienie pewnych zjawisk, takich jak to, co nazywano wówczas spontanicznym pokoleniem . Właśnie na taką skalę spotykamy pierwsze żywe organizmy.
W sensie strukturalnym i funkcjonalnym biologia obejmuje również wszystkie dyscypliny, klasyczne i nowoczesne, które badają struktury takie jak tkanki z histologią czy narządy z anatomią. Fizjologia bada mechaniczne, fizyczne i biochemiczne zasady organizmów żywych i jest podzielona na dwie gałęzie: fizjologię roślin i fizjologię zwierząt.
Skrajne zróżnicowanie organizmów żywych w żaden sposób nie uniemożliwia grupowania w byty lub taksony ( taksonomia ), ich wzajemnych relacji i klasyfikacji ( systematyka ).
Interakcje żywych istot ze sobą oraz więzi łączące je z otoczeniem to domena ekologii. Etologia zajmuje się badaniem zachowania zwierząt w środowisku naturalnym.
The Life Sciences obejmuje wiele dyscyplin i sub-dyscyplin mniej lub bardziej ze sobą połączone, a niekiedy nakładających się. Dyscypliny te są zorganizowane według poziomu obserwacji, podejścia metodologicznego lub typu badanej organizacji.
| Poziom obserwacji | Przykład | Dyscypliny |
|---|---|---|
| molekularny | cząsteczki biologiczne : białka , DNA , RNA | chemia organiczna , biochemia , biologia molekularna |
| mikroskopijny | składniki komórkowe ( organelle ) | biologia komórki , cytologia |
| komórki , organizmy jednokomórkowe | mikrobiologia | |
| tekstylia | histologia | |
| organy | fizjologia | |
| makroskopijny | organizmy , osobniki | biologia organizmów, anatomia , etologia |
| populacja | kolonie , populacje , metapopulacje | biologia populacji , genetyka populacyjna |
| konkretny | gatunek | taksonomia , filogeografia , etc. |
| ponadspecyficzne | grupy gatunków , ekosystemy , ewolucja człowieka | systematyka , ekologia , filogeneza |
Zastosowania odkryć w biologii są liczne i bardzo obecne w codziennym życiu człowieka. Główne postępy ostatnich dziesięcioleci w medycynie wywodzą się głównie z odkryć dotyczących funkcjonowania ludzkiego ciała. Branża farmaceutyczna również korzysta z postępów w chemii organicznej.
Niedawno odkrycie struktury DNA i lepsze zrozumienie dziedziczności umożliwiły subtelną modyfikację żywych istot I znalezienie zastosowań w rolnictwie i rolno-spożywczym .
Biologia może mieć również zastosowanie w kryminologii . W „ Revue française de criminologie et de droit penal” Laurent Lemasson przedstawia trzy korelacje między biologią a przestępczością podkreślane przez różnych badaczy: obecność genów MAOA i HTR2B u dużej części przestępców; nieprawidłowe funkcjonowanie przednich i skroniowych obszarów mózgu; wreszcie stan fizjologicznego podniecenia u wielokrotnych przestępców.
Ponieważ rozwój biologii molekularnej i fizjologii komórki w drugiej połowie XX th century, postęp w biologii stały się codziennie i mają ogromny wpływ na społeczeństwo: zrozumienie mechanizmów molekularnych setek chorób, poprawę leczenia raka, rozumiejąc mechanizmy neurologiczne, doskonalenie leczenia chorób psychicznych i badań przesiewowych pod kątem wad genetycznych w macicy . Lepsze zrozumienie ewolucji molekularnej, fizycznego podłoża ewolucji gatunków, umożliwia przeniesienie na człowieka odkryć dokonanych na zwierzętach, w tym na robakach, takich jak C. elegans czy muszka Drosophila , których mechanizmy okazały się Segmentacja molekularna ciała podczas embriogenezy jest identyczna jak u ludzi i ogólnie u wszystkich żyjących śródstopia .
Jednak bardzo szybki postęp w biologii rodzi czasem pytania filozoficzne , poważne obawy, a nawet silny sprzeciw niektórych stowarzyszeń czy organizacji pozarządowych (NGO) . Obejmują one: klonowanie , organizmy modyfikowane genetycznie (GMO) , sekwencjonowanie i powiązane kwestie własności intelektualnej .
Animalia - Bos primigenius taurus
Planta - Triticum
Grzyby - Morchella esculenta
Stramenopila / Chromista - Fucus serratus
Bakterie - Gemmatimonas aurantiaca (- = 1 mikrometr)
Archeony - Halobakterie
Wirus – fag Gamma