ماذا يدرس علم الأحياء؟ (موضوع الدراسة)
تدرس البيولوجيا الحياة كحالة حيوية ، لجميع الكائنات الحية ، وعلاقاتها المتبادلة وعلاقاتها بالبيئة المحيطة بها.
يدرس عالم الأحياء بنية ووظيفة ونمو وأصل وتطور وتوزيع الكائنات الحية.
علم الأحياء الحديث هو علم واسع وانتقائي ، ويتألف من تخصصات فرعية متعددة. ومع ذلك ، على الرغم من طيفها الواسع ، هناك بعض المفاهيم الموحدة في هذا العلم والتي تسمح بتجميع جميع هذه التخصصات في موضوع واحد من الدراسة بطريقة متماسكة (بول ، 2002).
بشكل عام ، تعترف البيولوجيا بالخلية باعتبارها الوحدة الأساسية للحياة ، والجينات كوحدات أساسية للميراث ، والتطور كمحرك يدفع إنتاج أنواع جديدة.
وبنفس الطريقة ، فهي تدرك أن جميع الكائنات الحية تعيش على قيد الحياة من خلال استهلاك الطاقة وتحويلها ، بهدف تنظيم آليتها الداخلية والبقاء مستقراً داخل الحالة الحيوية المسماة التوازن.
مراجعة تاريخية موجزة لدراسة علم الأحياء
كان على البشر الأوائل دراسة الحيوانات التي كانوا يصطادونها واضطروا إلى تحديد مكان العثور على النباتات التي جمعوها من أجل طعامهم. وهذا يشكل الممارسة الأولية لعلم الأحياء.
وضع الإغريق أسس علم الحيوان ، علم النبات والطب. ثم غامر دافنشي بالتشريح وظهرت في وقت لاحق أول كتب مصورة عن علم الأحياء ، حيث سلط الضوء على كتاب من تأليف ليونهارت فوكس في عام 1542 حول علم النبات.
كانت العلوم الطبيعية في قلب النقاش العلمي والفضول خلال العصر الفيكتوري وفي القرن التاسع عشر. ليس من دون جدوى ، فقد كان حوالي ذلك الوقت ظهور أصل الأنواع من قبل تشارلز داروين ، وفي عام 1900 ظهر عمل مندل في علم الوراثة.
بالفعل في القرن العشرين والحادي والعشرين ، أعطى أهمية لدراسة الحمض النووي والإمكانيات التي تتيحها مزيج من البيولوجيا والتكنولوجيا.
أتاح الاتجاه الحديث نحو التخصصات المتعددة معرفة مجالات أخرى - الكيمياء والطب والفيزياء ، على سبيل المثال - بالاقتران مع مجالات البيولوجيا في مجالات مثل الكيمياء الحيوية والطب الحيوي والفيزياء الحيوية.
في هذه الأوقات ، ظهر التأثير الاجتماعي لعمل علماء الأحياء في المجتمع على التطرف الذي أجبرهم على إعادة تحديد التزاماتهم ووظائفهم الاجتماعية ، لا سيما في الأمور التي تؤدي إلى معضلات أخلاقية مثل التحكم البشري في البيئة أو التلاعب الجينات لتوجيه التطور التطوري.
ربما قد تكون مهتمًا بالجدول الزمني للبيولوجيا: أهم الاكتشافات.
أسس علم الأحياء
تنشأ فروع البيولوجيا من خمسة مواقع حول الكائنات الحية:
1- نظرية الخلايا : مع ثلاثة مقاربات أساسية: الخلية هي الوحدة الأساسية للحياة ، جميع الكائنات الحية تتكون من خلايا وجميع الخلايا تنشأ من خلايا موجودة مسبقًا.
2 - الطاقة : جميع الكائنات الحية تتطلب الطاقة ، وهذا يتدفق في جميع الكائنات الحية وبيئتها.
3- الوراثة : جميع الكائنات الحية لديها رموز الحمض النووي.
4 - التوازن : يجب على جميع الكائنات الحية الحفاظ على التوازن أو حالة التوازن مع بيئتهم.
5- التطور : هذا هو محرك التنوع البيولوجي.
المبادئ البيولوجية
- التوازن : مبدأ يحافظ الكائنات الحية على بيئة داخلية ثابتة.
- الوحدة : تعني أن جميع الكائنات الحية ، بصرف النظر عن تفردها ، لها خصائص بيولوجية وكيميائية وفيزيائية معينة مشتركة.
- التطور : قدرة الكائنات الحية على التكيف مع ظروف بيئتها وهي ظاهرة بيولوجية مشتركة بين جميع الكائنات الحية ، وهو ما تؤكده دراسة الأحافير.
- التنوع : يعني وجود تنوع في الحياة بين الأنواع وداخل كل مجموعة طبيعية.
- الاستمرارية : يعني هذا المبدأ أن الحياة لا تأتي إلا من ما هو موجود مسبقًا ، أي أنه من خلال التكاثر فقط يمكن للأجيال المتعاقبة أن توجد.
مجالات دراسة البيولوجيا
وبهذا المعنى ، يمكن ذكر مجالات الدراسة التالية:
-التشريح: يحاول وصف بنية الكائن الحي ، مظهره الخارجي والداخلي ، تنظيم أعضائه والروابط بينهما ، إلخ.
- الفيزياء الحيوية: يدرس مواقع وتدفق الطاقة في الكائنات الحية ؛ أي كيف تتدفق الطاقة ، يتم توزيعها وتحويلها إلى كائنات حية.
- البيولوجيا الخلوية: كما يوحي اسمها ، فهي تدرس خصائص وهيكل ووظائف الخلايا.
علم الأحياء الجزيئي: يدرس العمليات الحيوية للكائنات الحية بناءً على خصائص تركيبها الجزيئي.
- الكيمياء الحيوية: يدرس التركيب الجزيئي للكائنات الحية ، وكذلك العمليات التي تنطوي على تحولات في المادة.
- النباتية: يدرس هيكل وخصائص وخصائص النباتات والعلاقات.
علم البيئة: يدرس التفاعلات بين الكائنات الحية وبيئتها.
علم الأمراض: يدرس تطور الحيوانات والنباتات ، من المرحلة الجرثومية إلى ولادتهم كأفراد كاملين. ومن المعروف أيضا باسم البيولوجيا التطورية.
- علم اللاهوت: يدرس سلوك الكائنات الحية التي لديها نظام عصبي مركزي رأسي ، ويتحقق ، حتى ، من الأصل الوراثي والبيئي لمثل هذا السلوك. يُعرف هذا العلم أيضًا باسم علم النفس البيولوجي أو علم النفس الحيوي أو علم الأحياء السلوكي.
علم الأحياء التطوري: يدرس جميع التغييرات التي نشأت عن التنوع البيولوجي الأرضي.
- علم وظائف الأعضاء: دراسة وظائف الكائنات الحية ؛ كيف يعمل كل عضو ، وكيف ينظمون أنفسهم وكيف يؤثرون على وظائف العضو ويؤثرونه على بقية الأعضاء.
- علم الجمال: دراسة الميراث.
-Inmunology: هو المسؤول عن دراسة ردود الفعل الدفاعية التي تنشر الكائنات الحية ضد أي وكيل خارجي وداخلي.
- الطب: يدرس الطرق والعلاجات التي يمكن من خلالها استعادة الكائنات المريضة للصحة.
-Micology: دراسات الفطريات ، مسببات الأمراض أو غير مسببة للأمراض.
- علم الأحياء الدقيقة: دراسة الكائنات الحية الدقيقة ، سواء غير ضارة أو المسببة للأمراض.
علم الحفريات: يدرس الكائنات الحية التي كانت موجودة في عصور ما قبل التاريخ.
-Protozoology: دراسة البروتوزوا والطحالب والميتوئيدات.
علم الأحياء: يدرس تكوين وسلوك المجتمعات والروابط بين المجتمعات المختلفة للكائنات الحية (البشرية أم لا).
علم التصنيف: يتكون من تنظيم وتصنيف الكائنات الحية والفيروسات.
- علم الفيروسات: هو فرع متخصص في علم الأحياء لدراسة الفيروسات.
-علم الحيوان: دراسة الحيوانات.
من القائمة سنسلط الضوء على بعض من أقوى المجالات في هذا العلم:
نظرية الخلية
تشير نظرية الخلية إلى أن الخلية هي الوحدة الأساسية للحياة وأن جميع العناصر الحية تتكون من خلية واحدة أو أكثر يمكن أن يزداد عددها بفضل عملية انقسام الخلايا.
في الكائنات متعددة الخلايا ، تستمد كل خلية من الجسم من خلية جذعية في البويضة التي تم تخصيبها خلال العملية التناسلية للجيل الأبوي.
تعتبر الخلية أيضًا الوحدة الأساسية في العديد من العمليات المرضية. بالإضافة إلى ذلك ، تحدث ظاهرة حركة الطاقة في الخلايا أثناء عملية التمثيل الغذائي. أخيرًا ، تحتوي الخلايا على معلومات وراثية (DNA) ، والتي تنتقل من خلية إلى أخرى أثناء عملية التقسيم (Solomon & Linda Berg ، 2004).
علم الوراثة
المفهوم الرئيسي الثاني الذي يدرس علم الأحياء هو علم الوراثة. الجينات هي الوحدات الأساسية في وراثة جميع الكائنات الحية. الجين هو وحدة وراثية تقابل منطقة من الحمض النووي وتؤثر على شكل ووظيفة الكائن الحي بطريقة محددة.
جميع الكائنات الحية ، من البكتيريا إلى الحيوانات ، تشترك في نفس آلية نسخ الحمض النووي والوراثة من خلال البروتينات وعملية نقل الحمض وترجمة الرموز الوراثية (Mayr ، 1997).
تطور
المفهوم الرئيسي الثالث الذي يدرس علم الأحياء هو التطور. وبهذه الطريقة ، فإن أحد المعتقدات الأساسية لعلم الأحياء هو أن جميع أشكال الحياة في العالم لها أصل مشترك.
تفترض نظرية التطور أن جميع الكائنات الحية التي سكنت الأرض ، سواء تلك التي انقرضت بالفعل وتلك التي ما زالت حية ، هي من نسل الجد المشترك أو مجموعة من جينات الأجداد.
ويعتقد أن هذا الجد المشترك لجميع الكائنات الحية ظهر منذ حوالي 3.5 مليار سنة. يتعرف علماء الأحياء على انتشار هذه الشفرة الوراثية كدليل قاطع لصالح نظرية الجد العالمي الذي أدى إلى ظهور كل البكتيريا والخلايا القديمة النواة.
كان تشارلز داروين مسؤولاً عن اقتراح نموذج علمي للانتقاء الطبيعي باعتباره القوة المحددة التي تدفع التطور. بهذه الطريقة ، تُستخدم هذه النظرية حاليًا لشرح وجود أنواع مختلفة من الكائنات الحية التي تعيش على الكوكب.
نظرية التطور وثيقة الصلة بالبيولوجيا ، لأنها تتيح لك فهم التاريخ الطبيعي لجميع أشكال الحياة. لذلك ، التطور أساسي في جميع مجالات البيولوجيا (UF ، 2017).
التوازن
التوازن في قدرة النظام المفتوح على تنظيم عملياته الداخلية من أجل الحفاظ على ظروف مستقرة ، وبهذه الطريقة يؤدي عمليات التوازن المتعددة والتعديلات التي تسيطر عليها وتنظمها الآليات الداخلية. جميع الكائنات الحية ، سواء أحادية الخلية أو متعددة الخلايا ، تنفذ هذه العملية.
تتم عملية التوازن في حالة اضطراب الكائن الحي بطريقة أو بأخرى ، وبالتالي الاستجابة عن طريق التنظيم الذاتي واستقرار ظروفه. مثال على ذلك هو إطلاق الجلوكوز عندما تكون مستويات السكر في الدم منخفضة.
علم وظائف الأعضاء
علم وظائف الأعضاء هو دراسة العمليات الفيزيائية والميكانيكية والميكانيكية الحيوية للكائنات الحية كوحدات كاملة.
دراسة الهياكل الوظيفية أمر أساسي في علم الأحياء. تقليديا تم تقسيم الدراسات الفسيولوجية بين مملكة النباتات والحيوانات. ومع ذلك ، فإن بعض مبادئ علم وظائف الأعضاء عالمية ، بغض النظر عن نوع الكائن الحي الذي يدرسه.
يدرس هذا التخصص الفرعي للبيولوجيا تفاعل النظم المختلفة الموجودة داخل الكائن الحي نفسه.
علم التشريح
علم التشريح هو الفرع الفرعي للبيولوجيا الذي يدرس تركيب الكائنات الحية في شكل مادي ، أي كيفية صنعها. لذلك ، فإنه يستعرض مظهره الخارجي ، وتكوينه ، وتنظيم الأجهزة والأنظمة ، والروابط الموجودة بينهما. يمكنك دراسة الكائنات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا على قدم المساواة.
مناعة
علم المناعة هو فرع من فروع البيولوجيا يدرس الجهاز المناعي لجميع الكائنات الحية. وبهذه الطريقة ، يدرس رد فعل جميع الكائنات الحية عندما يهاجمها عامل خارجي.
لهذا السبب ، يمكن تطبيق المعرفة المستمدة من علم المناعة على تخصصات طبية متعددة ، خاصة فيما يتعلق بزراعة الأعضاء والأورام وعلم الفيروسات وعلم الجراثيم وعلم الطفيليات والطب النفسي والأمراض الجلدية.
علم الاحياء المجهري
فرع علم الأحياء الدقيقة هو المسؤول عن دراسة الكائنات الحية الدقيقة. وبهذه الطريقة ، فإنه يحلل البكتيريا والطفيليات والفطريات. نظرًا لأنها لا تُعتبر كائنات دقيقة ، يتم فحص الفيروسات بشكل مستقل عن طريق علم الفيروسات ، حيث إن علم الأحياء الدقيقة لا يتعامل إلا مع الكائنات غير الضارة والمسببة للأمراض.
باختصار ، دراسة شيء واسع مثل الحياة ، وهو ما سمحت به دراسات الأحياء:
- اشرح تغيرات الأجسام.
- تشكيل مهن مختلفة (التكنولوجيا الحيوية ، علوم الطب الشرعي ، الطبية الحيوية ، الصيدلانية ، الخ).
- الاستجابة للمشاكل واسعة النطاق.
- تعليم المفاهيم الأساسية عن الحياة.
- أجب عن الأسئلة الأساسية عن الحياة.
- افتح الطريق أمام البحث العلمي.
