Биологија

Из Википедије, слободне енциклопедије
Разноврсност живота је предмет изучавања биологије[1]

Биологија (од грчког bios = живот и logos = наука, знање) најшире речено је комплекс наука о животу.[2] Биологија обухвата широк спектар наука и научних дисциплина, које проучавају жива бића, њихову структуру, животне функције и манифестације, понашање и еколошке односе, као и читаву биосферу.[3][4][5][6] Биолошке науке се међусобно разликују по специфичној методологији, или по нивоу организације и групама организама које су предмет изучавања. У основи савремене биологије леже пет основних аксиоматских принципа, који описују универзалност живота: ћелијска теорија, еволуција, теорија гена, енергија и хомеостаза[7]

Молекуларна биологија, биохемија и молекуларна генетика су великим делом преклапајуће дисциплине које проучавају животне процесе на молекулском и супрамолекулском нивоу. Живот на нивоу појединачних ћелија проучава цитологија. Анатомија, хистологија и физиологија проучавају грађу и функцију организама на нивоу ткива, органа и органских система.[8][9][10]

На Земљи постоји више од 10 милијуна различитих врста.[11][12][13][14][15][16] Њихова величина покрива распон од оних које су микроскопски мале па до организама величине плавог кита.

Сви ови облици живота имају извјесне особине које их чине специфичнима и разликују од мртвих материја. Ове особине су на пример могућност репродукције, раста, али и могућност прилагођавања околини.

Назив биологија[уреди]

Ламарк

Назив биологија потиче од грчких речи βιος (живот) и λογος (наука). Реч је први пут употребио 1800. године Карл Фридрих Бурдах (Karl Friedrich Burdach, 1776—1847) означавајући истраживања човека (антропологију) кроз упоредне перпективе морфологије и физиологије.

Термину биологија су 1802. године Готфдрид Тревиранус (Gottfried Treviranus, 1776—1837) и Жан-Баптист Ламарк (Jean-Baptiste Lamarck, 1744—1829) дали ширу дефиницију и већи значај. Тревиранусове студије, назване Biologie (1802—1822) дефинисале су биологију као „науку о животу“. Ламарк је у својој Hydrogéologie (1802) дефинисао биологију као дисциплину „терестричне физике“ која укључује „све што је у вези са живим телима“.

Тревиранус и Ламарк су мислили да су употребом новог термина идентификовали ново поље истраживања, а не да су само дали име старом. Обојица су се противила преокупираности природњака XVIII века праксом каталогизације различитих животиња, биљака и минерала у природи. Нова биологија је требало да се бави феноменом живота, тј. функционисањем живих бића.

Историја биологије[уреди]

Хукова скица плуте под микроскопом

Назив и концепција биологије као науке су релативно млади у односу на почетак људске свести о живом свету око њега. Прва формална понашања везана за изучавање живота и природе могу се описати традицијама медицине и природњаштва. Ова два поља људског деловања постојала су још у Старом Египту, Месопотамији и Кини, но класичне доприносе њиховом развоју донели су Стари Грци и Римљани[17]. И савремена биологија се великим делом заснива на овим пољима истраживања – традиционалну медицину чине анатомија и физиологија; док су из природњаштва израсле бројне специфичне области микробиологије, ботанике и зоологије, екологија и еволуциона биологија[18].

У класичном периоду цивилизације, најзначајнији „биолози“ су били Гален (у пољу медицине) и Аристотел и Теофан (као истраживачи логике природе и разноврсности организама) [17][18][19]. Рад класичних мислилаца и „научника“ надограђен је у средњем веку првенствено на територији исламских држава, радовима Авицене, Авензоара, ал-Џахиза, Ибн ел Баитара, Ибн ел Нафиса и др.[18][19]

Током ренесансе и почетком Новог века, велика географска открића и развој филозофије омогућила су у биолошкој мисли малу револуцију[18] – обнављањем интересовања научника за емпиризам и описом многобројних нових врста. На пољу медицине (анатомије и физиологије) истакнути су експериментални радови Везалијуса и Харвија. Откриће микроскопа, са друге стране, омогућило је истраживања дотад непознатог света микроорганизама, као и касније постављање ћелијске теорије.

гроф Жорж-Луј Леклерк де Буфон

Праву револуцију у биолошкој мисли доноси 18. век у лику Линеа и Буфона, великих природњака различитих ставова[18]. Лине је својим делима класификовао дотад познате врсте организама и у биологију увео биномијалну номенклатуру. Буфон[20] је сматрао врсте вештачким категоријама, претпостављао заједничко порекло свих организама и тиме започео модерну еволуциону мисао. Почетком 19. века, биологија је добила своје име, а потом је уследио развој њених значајнијих и главних области[18]. Најважнија имена овог доба су Ламарк, Александар фон Хумболт, Ернст Хекел, Чарлс Дарвин, Луј Пастер.

У модерно доба, почетком XX века, биолози откривају дела Грегора Мендела и зачиње се генетика. Развој генетике и биохемије омогућио је Вотсону и Крику да утврде грађу наследног материјала[21] и започну еру молекуларне биологије. Паралелно, дешавају се уједињавања генетике са теоријом еволуције (стварање модерне синтезе), као и са екологијом (развој популационе биологије) [18].

Крај претходног и почетак XXI века доносе нова обједињена поља истраживања, као и све већи корпус знања у свим областима биологије о свим нивоима организације живота. Неке од актуелних нових области су ево-дево, биоинформатика, геномика, протеомика, молекуларна екологија, конзервациона биологија.

Биологија као наука[уреди]

3Д модел структуре молекула ДНК

Развој научног метода од Старе Грчке до данас био је праћен његовом имплементацијом у наукама. Развој самих наука био је ограничен могућностима које одговарајући научни метод пружа. Од Аристотеловог уочавања дефиниције и индукције као битних обележја науке (тиме и биологије.[22]), до Дарвиновог препознавања еволуције као основне биолошке концепције прошло је око 2100 година. Но и са развојем савременог научног метода, биологија је дуго била дескриптивна, те јединствена научна област чије формулације и теорије о различитим аспектима живих система нису имале ширину и објашњавалачку снагу других наука[23]

Описни метод у биологији[уреди]

Описивање (дескрипција) је најстарији и основни метод за научно откривање природе. Описне методе могу бити непосредне (директне) и посредне (индиректне). Непосредно посматрање подразумева да биолог својим чулима проучава објекат или догађај – опис обухвата информације које су директно установљене. Иако даје јасне податке, овај метод може бити подложан субјективности, услед индивидуалних разлика међу истраживачима у осетљивости чула. Посредне методе су оне које помажу истраживачу да детаљније установи (посматра) и опише објекат или догађај – микроскопирање, бојење, ултразвук, рендген. Субјективност истраживача је минимизирана, а тачност добијених података ограничена границом грешке методе.

Компаративни метод у биологији[уреди]

Линеов систем класификације биљака по броју прашника

Компаративни (упоредни) метод подразумева упоређивање одређене карактеристике међу групом организама (попут облика предњих удова код кичмењака, или карактеристика понашања). Компаративни метод је често коришћен у пракси класификовања организама, када су организми (врсте) које су сличније груписане у заједничке категорије. Користећи се компаративним методом, упоређујући број прашника и тучкова, Лине је дао своју класификацију биљака.[24]

Експериментали метод у биологији[уреди]

За више информација погледајте: Експеримент

Експериментални (индуктивни) метод Франсиса Бејкона може се посматрати као својеврстан увод у савремени научни метод. Увођење експеримента у биологију омогућило је одређивање узрока одређеним појавама у живом свету, као и одређеним реакцијама живих организама на промене у животној средини. Први Бејконов следбеник био је лекар Томас Браун, који је оповргао многа дотадашња схватања о природи[25]

Хипотетичко-дедуктивни метод[уреди]

За више информација погледајте: Хипотетичко-дедуктивна теорија

Савремени научни метод (хипотетичко-дедуктивни)[26] има неколико основних делова[27], који се доследно примењују у савременој биологији:

  1. карактеризацију: емпиријско посматрање феномена – прикупљање чињеница;
  2. постављање хипотеза ради објашњавања феномена;
  3. очекивање: дедукција закључака који следе из хипотеза; ови закључци се узимају за очекиване резултате експеримента осмишљеног да провери хипотезу;
  4. постављање контролисаног експеримента и очитавање резултата; на основу резултата, хипотеза се прихвата или одбацује.

Темељи модерне биологије[уреди]

Ћелијска теорија[уреди]

Људске ћелије канцера са једрима (специфично њиховом ДНК) обојеном плаво. Ћелије у центру и на десној страни су у интерфази, тако да су целокупна једра обележена. Ћелија на левој страни пролази кроз митозу и стога је њен ДНК кондензован.
Главни чланак: Ћелијска теорија

Ћелијска теорија наводи да је ћелија фундаментална јединица живота, и да су сви живи организми формирани од једне или више ћелија или излучених продуката тих ћелија (е.г. љуска, коса и нокти итд.). Све ћелине настају из других ћелија путем ћелијске деобе. У мултићелијским организмима, свака ћелија у телу организма је ултиматно изведена из једне ћелије у фертилизованом јајету. Ћелија се такође сматра основном јединицом у многим патолошким процесима.[28] Додатно, феномен протока енергије се одвија у ћелијама у процесесима који су део функције познате као метаболизам. Коначно, ћелије садрже наследне информације (ДНК), која се преноси са ћелије на ћелију током ћелијске деобе.

Еволуција[уреди]

Природна селекција популације за тамну обојеност.
Главни чланак: Еволуција

Централни организациони концепт биологије је да се жива бића мењају и развијају путем еволуције, и да све познате живе форме имају заједничко порекло. Теорија еволуције постулира да су сви организми на Земљи, било жуви или изумрли, постали од заједничког претка или из истог генског фонда. За тог задњиг универзалног заједничког предка свих организама се верује да се појавио пре око 3,5 милијарди година.[29] Биолози генерално сматрају универзалност и свеприсутност генетичког кода као дефинитивин доказ у прилог теорије универзалног заједничког наслеђа свих врста: бактерија, архаја, и еукариота (погледајте: порекло живота).[30]

Упознат са научним лексиконом од стране Жан-Батист Ламарка 1809. године,[31]Чарлс Дарвин је успоставио идеју еволуције педесет година касније као одрживи научни модел кад је артикулисао њену покретачку силу: природну селекцију.[32][33][34] (Алфред Расел Волес је признат као копроналазач овог концепта пошто је он помогао у истраживањима и еxпериментима концепта еволуције.)[35] Еволуција се данас користи за објашњавање великих варијација живота присутног на Земљи.

Дарвин је теоретисао да су врсте и расе развијене путем процеса природне и вештачке селекције.[36] Генетички дрифт је прихваћен као додатни механизам еволутивног развоја у модерној синтези теорије.[37]

Еволуциона историја врста — која описује карактеристике разних врста из којих су друге врсте настале — заједно са њиховим генеалошким односом према свим осталим врстама је позната као филогенија. Мноштво различитих приступа биологији генерише информације о пхилогенији. Они обухватају упоређивања ДНК секвенци која се врше у оквиру молекуларне биологије или геномике, и компарисоне фосила или других рекорда о древним организмима у палеонтологији.[38] Биолози организују и аналирају еволуционе односе путем разних метода, укључујући филогенетику, фенетику, и кладистику.

Биолошке науке и дисциплине[уреди]

Микроскопски препарат ткива

Познати биолози[уреди]

Чарлс Дарвин

Почетке биологије налазимо код Аристотела који је описао око 500 животињских врста, а након њега следи стагнација све до 16. века. У 17. веку изум микроскопа доводи до открића ћелија и почетка цитологије, а у 18. веку Карл фон Лине описује и систематизује мноштво биљних и животињских врста. Својим радом уједно оснива научну систематику врста. Након њега Жорж Кивје утемељује компаративну анатомију, а Чарлс Дарвин поставља теорију еволуције.

Глерија слика[уреди]

Референце[уреди]

  1. Campbell (2008)
  2. Janković M. (1973) Biologija. U: Enciklopedijski leksikon Mozaik znanja — Biologija. Interpres: Beograd.}-
  3. Raven P. H., Johanson G. B. (1999): Biology. WCB/McGraw–Hill, New York.
  4. Campbell N. A. (1996): Biology. The Benjamin/Cummings Publishing Comp., Inc., Menlo Parc (CA), USA. 1996. ISBN 978-0-8053-1957-6.
  5. Lawrence E. : Henderson's Dictionary of biological terms. Longman Group Ltd., London. 1999. ISBN 978-0-582-22708-8.
  6. Sofradžija A., Šoljan D., Hadžiselimović R. : Biologija 1. Svjetlost, Sarajevo. 2004. ISBN 978-9958-10-686-6.
  7. Vernon (1995). стр. 11–18.
  8. King R. C., Stransfield W. D. : Dictionary of genetics. Oxford niversity Press. New York, Oxford. 1998. ISBN 978-0-19-509442-8.
  9. Alberts B. et al. .: Molecular biology of the cell. Garland Publishing, Inc., New York & London. 1983. ISBN 978-0-8240-7283-4.
  10. Lincoln R. J., Boxshall G. A. Natural history - The Cambridge illustrated dictionary. Cambridge University Press. Cambridge. 1990. ISBN 978-0-521-30551-8.
  11. Dasmann R. F. A Different Kind of Country. MacMillan Company, New York. 1968. ISBN 978-0-02-072810-8.
  12. Wilson; Peter, F. M., ур. (1988). Biodiversity. New York: National Academy Press. ISBN 978-0-309-03783-9. 
  13. Global Biodiversity Assessment: Biodiversity - Glossary of terms related to the CBD – UNEP, Annex 6. 1995. ISBN 978-0-521-56481-6. Belgian Clearing-Hous.
  14. Hawksworth D. L. . Biodiversity: measurement and estimation. Springer Verlag Stuttgart. 1996. ISBN 978-0-412-75220-9.
  15. Edward O. Wilson E. O. . The Future of Life. Alfred A. Knopf, New York. 2002. ISBN 978-0-679-45078-8.
  16. Rashid H. M., Scholes R., Ash N. (2006). Ecosystems and human well-being: current state and trends : findings of the Condition and Trends Working Group of the Millennium Ecosystem Assessment. Island Press,. 2006. ISBN 978-1-55963-228-7.
  17. 17,0 17,1 Magner, Lois N. A History of the Life Sciences, 3rd edition. Marcel Dekker, Inc.: New York. 2002. ISBN 978-0-8247-0824-5.
  18. 18,0 18,1 18,2 18,3 18,4 18,5 18,6 Mayr E. This is biology: the science of the living world. Harvard University Press. 1998. ISBN 978-0-674-88469-4.
  19. 19,0 19,1 Mayr E. The Growth of Biological Thought: Diversity, Evolution, and Inheritance. The Belknap Press of Harvard University Press: Cambridge, Massachusetts, USA. 1982. ISBN 978-0-674-36445-5.
  20. Comte de Buffon, G.L.L. 1749–1788. Histoire naturelle, générale et particulière, Vol 1–36.
  21. Watson JD, Crick FH. 1953. Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid. Nature 171 (4356): 737–738.
  22. Cook, J. (2009) [1877]. Biology, with Preludes on Current Events (23th изд.). BiblioBazaar. ISBN 978-1-110-19970-9. 
  23. Tucić N. Evoluciona biologija. NNK International: Beograd. 2003. ISBN 978-86-83635-24-5.
  24. Linnaeus C. 1779. Systema Plantarum.
  25. Browne Th. 1646. Pseudodoxia Epidemica or Enquries into very many received tenets and commonly presumed truths.
  26. Popper (2002)
  27. Godfrey-Smith (2003). стр. 236.
  28. Mazzarello, P (1999). „A unifying concept: the history of cell theory”. Nature Cell Biology. 1 (1): E13—E15. PMID 10559875. doi:10.1038/8964. 
  29. De Duve, Christian (2002). Life Evolving: Molecules, Mind, and Meaning. New York: Oxford University Press. стр. 44. ISBN 978-0-19-515605-8. 
  30. Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer Associates. ISBN 978-0-87893-187-3. OCLC 57311264 57638368 62621622. 
  31. Packard (1901). стр. 15.
  32. The Complete Works of Darwin Online – Biography. darwin-online.org.uk. Retrieved on 2006-12-15
  33. Dobzhansky, T. (1973). „Nothing in biology makes sense except in the light of evolution”. The American Biology Teacher. 35 (3): 125—129. doi:10.2307/4444260. 
  34. As Darwinian scholar Joseph Carroll of the University of Missouri–St. Louis puts it in his introduction to a modern reprint of Darwin's work: "The Origin of Species has special claims on our attention. It is one of the two or three most significant works of all time—one of those works that fundamentally and permanently alter our vision of the world ... It is argued with a singularly rigorous consistency but it is also eloquent, imaginatively evocative, and rhetorically compelling." Carroll, Joseph, ур. (2003). On the origin of species by means of natural selection. Peterborough, Ontario: Broadview. стр. 15. ISBN 978-1-55111-337-1. 
  35. Shermer. стр. 149.
  36. Darwin, Charles (1859). On the Origin of Species, John Murray.
  37. Simpson (1967)
  38. „Phylogeny”. Bio-medicine.org. 11. 11. 2007. Приступљено 2. 10. 2013. 
  39. Van Dyke F. . Conservation Biology: Foundations, Concepts, Applications, 2nd ed. Springer Verlag, Suttgart, . 2008. ISBN 978-1-4020-6890-4.
  40. Hunter M. L. . Fundamentals of Conservation Biology. Blackwell Science Inc., Cambridge, Massachusetts. 1996. ISBN 978-0-86542-371-8.
  41. Levin, S. Encyclopedia of Biodiversity. San Diego: Elsevier Academic Press. ISBN 978-0-12-384719-5.
  42. Leveque, C. & J. Mounolou . Biodiversity. New York: John Wiley. 2003. ISBN 978-0-470-84957-6.
  43. Margulis, L., Dolan, Delisle, K., Lyons, C. Diversity of Life: The Illustrated Guide to the Five Kingdoms. Sudbury: Jones & Bartlett Publishers. ISBN 978-0-7637-0862-7.
  44. „What is biodiversity?". United Nations Environment Programme, World Conservation Monitoring Centre.

Литература[уреди]

  • Packard, Alpheus Spring (1901). Lamarck, the founder of Evolution: his life and work with translations of his writings on organic evolution. New York: Longmans, Green. ISBN 978-0-405-12562-1. 
  • Vernon, A.L. (1995). Biology: Investigating Life on Earth. Boston: Jones and Bartlett. стр. 11—18. ISBN 978-0-86720-942-6. 
  • Campbell, N. A. (2008). Biology. Menlo Parc (CA), USA: Benjamin/Cummings Publishing Comp., Inc. 

Спољашње везе[уреди]