Биология это наука о живых системах. Это по своей сути междисциплинарной , требующих знания естественных наук и математики , хотя специальностей может быть ориентировано на группу организмы илиуровня организации. Ботаники связанные с растительной жизни , зоологии с животными жизни, альгология с водорослями , микология с грибов , микробиологии с микроорганизмами такие как простейшие и бактерии , ЦИТОЛОГИИ с КЛЕТОК , и так далее. Все биологических специальностей,
Тем не менее, связаны с жизнью и ее характеристиками. Эти характеристики включают клеточной организации , обмена веществ, ответ на стимулы , развитие и рост, и воспроизводства. Кроме того, информация необходимых для контроля экспрессии таких Характеристики содержится внутри каждого организма. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ Жизнь делится на многих уровнях организации - атомов , молекул, клеток , тканей, органов , систем органов , организмов и популяций . Основные дисциплины биологии можно изучать жизнь в одном или нескольких из этих уровней.
Таксономическая попытки организовать организмов в естественные группы на основе общих черт. Это связанные с идентификацией , именования и Классификация организмов. Семь основных таксономических категорий , или таксонов , используемых в классификации царство , тип, класс , порядок, семейства, рода и вида. Системы раннего использованы только два царства растений и животных , в то время как самые современные системы используют пять : Monera (Бактерии и сине-зеленые водоросли ) ,
Простейшие одноклеточные организмы ( простейшие идругие Водоросли) , грибы , растения, и животного. дисциплины экологии связана с взаимосвязи организмов , как среди , а также между ними и их окружающей среды. Исследования потока энергии через сообщества организмов и окружающей среды ( экосистемного подхода ) особенно ценны В оценке последствий деятельности человека. Эколог должен быть хорошо осведомлен в других дисциплин биологии. Организмы реагировать на стимулы от других организмов и от окружающей среды; бихевиористами обеспокоены эти ответы. Большинство из них животные исследование – как отдельных лиц, групп или целых видов - в описании Моделей поведения животных. Эти модели включают миграции животных, ухаживание и спаривания, социальной организации, территориальности, Инстинкта, и обучения. Когда люди включены, биологии перекрывается с психологией и социологии. Рост и ориентации ответы растения также можно изучать в дисциплине поведения, хотя они традиционно считаются принадлежащими стадии разработки и Физиологии, соответственно. описательной и сравнительной эмбриологии являются классическими направления развития исследований, однако, постэмбриологического развития, особенно Процесс старения, также анализируется. биохимических и биофизические механизмы, которые контролируют нормальное развития представляют особый интерес, когда они связаны с врожденными дефектами, рака и других аномалиями.
Наследование физических и биохимические характеристики и варианты, которые появляются из поколения в поколение, являются общеобразовательным предметам генетики. Акцент может быть на улучшении внутреннего растений и животных путем контролируемого размножения, или она может быть в более фундаментальных вопросов молекулярной и клеточных механизмов наследственности. Филиал биологии все большее значение с 1940 года , молекулярной биологии существенно развилась из генетики и биохимии . Он пытается объяснить, биологических событий , изучая молекулами внутри клетки , с особым акцентом на молекулярном основы генетики - нуклеиновых кислот , в частности, - и его связь с энергией и велосипедные репликации.
Эволюция, в том числе появление новых виды, модификации существующих видов, а характеристик вымерших , основан на генетических принципах. Сведения о структуре и распределение окаменелостей, которые обеспечивают Палеонтологи необходимо для понимания этих изменения. Морфология ( от греческого, означает "форма исследования ») традиционно рассматривается Анатомия всех организмах. Среднего уровня биологической организации - клетки, ткани и органов, являются обычными темами - со сравнениями разыграно среди организмов , чтобы помочь установить таксономических и эволюционных отношений. Как важным как формаорганизма его функций. Физиология связана с жизнью Процессы целые организмы , а также те клеток, тканей и органов.
Метаболизм и гормональный контроль некоторые из особых интересов этой дисциплины. История биологии Происхождение и раннего развития. Старейшая сохранившихся археологических данных , которые указывают на некоторые рудиментарные человека знаний о биологическом Принципы датируются период мезолита . во время период неолита , который начался почти 10 000 лет назад , различных человеческих групп развитое сельское хозяйство илекарственное использование растений. В Древнем Египте , например, ряд травы были использованы для лечебных и бальзамирования. Раннее развитие как науки, Однако , биологии не развивались до последних нескольких веках до нашей эры . Хотя Гиппократа, известно как отец медицины , под влиянием развитие медицины помимо своей роли в религии, именно Аристотель ,ученик Платона , которые установили наблюдение и анализ, Основные инструменты биологии. Особую важность были наблюдения
Аристотеля воспроизводства и его концепции длясистемы классификации. Поскольку Центр обучения смещается из Греции в Рим, а затем в Alexandria , так же исследовании биологии. С 3 века до н.э. до 2d н.э. , исследования сосредоточены главным образом на сельском хозяйстве и медицине . Арабы доминируют изучением биологии в средние века и применять свои знания открытий греков к медицине . Ренессанс был периодом быстрые успехи, особенно в Италии , Франции и Испании, где греческая культура в настоящее время вновь . В 15 и 16 веках , Леонардо да Винчи и Микеланджело стали квалифицированных анатомы через их поиск совершенства в искусстве. Андреас Везалий инициировала Использование рассечение в качестве учебного пособия . Его книги , Fabrica ( 1543 ) и Fabrica , 2-е изд . ( 1550 ) , содержали подробные анатомические иллюстрации, которые стали стандартами . В 17 веке , Уильям Харви ввел использование экспериментов в своих исследованиях человеческой системы кровообращения . его работать положило начало млекопитающим физиологии. Научные общества и журналы . отсутствие связи было проблемой для раннего биологов. Чтобы преодолеть это, научных обществ Были организованы.
Первое было в Европе, начиная с АкадемииLynx (Рим, 1603 ) . Бостон философское общество , основанное в 1683 году , был, вероятно, первым таким , чтобы общество было организована в колониальной Америке . Позже, специализирующихся групп , в основном врачей , организованный себя , в том числе Американской ассоциации для содействия развитию науки (AAAS ) , основана в 1848 году. Много позже, в 1951 году, Американский институт биологических наук (АИБС) был сформирован как союз основных биологических обществ в Соединенных Штатах. Первые журналы Настоящее научные открытия были опубликованы в Европе, начиная в 1665 году , они были Журналь де Savants , во Франции, и Philosophical Transactions Королевского общества в Лондоне. В течение многих лет многочисленные другие журналы были установлены , поэтому что на сегодняшний день почти во всех обществах записать их операций и открытия. развития и Раннее использованиемикроскопа. До 1300 оптических Линзы были неизвестны.
В то время, за исключением сырой очки используются для чтения. Современная оптика началась с изобретения микроскопа Галилео Галилеем около 1610 года. Микроскопия возникла в 1625 году, когда итальянец Франческо Stelluti опубликованы его рисункипчел увеличенном в 10 раз. 17-го века производятся пять микроскописты чьи работы считаются классика : Марчелло Мальпиги (Италия), Антони ван Левенгук и Ян Swammerdam (Голландия), и Роберт Гук и Неемии ВЫРОС (Англия) . Известный среди своих Достижения были описания Мальпиги легких капилляры и почки частиц и Гука Micrographia , в каком этот термин был первой ячейке использовали . Основу современной систематики . последовательный терминологии и номенклатуры были неизвестны в ранние биологические исследования , хотя Аристотель регулярно описанных организмов Genos и eidoes (род и видов). Сэр Исаак Ньютон Principia ( 1687 ) описывает жесткую Вселенной со столь же жесткая система классификации. Это было типичным Подход периода. Ведущим ботаническим классификация в том, что используемый в описании лекарственные ценности растений. Современная номенклатура Основанный на практических бинарной системы возникла с Карла Линнея ( латинизировано к Каролуса Linnaeus) .
В дополнение к организации растений и животных в род и вид , основанный на структуре , он представил категории класса и порядка. Жан Батист Ламарк в основу своей системы на функции, так как эта размещены его вид наследования приобретенных признаков . В 1817 году Жорж , барон Кювье стал первым разделить весь животный мир на подгруппы , Например, позвоночных , моллюсков , Articulata и Radiata . Исследования и исследователей. Во время 18 и 19 веков многочисленные важные биологических экспедиций были организованы . Три из эти , все британские , внесших выдающийся вклад в биологии. Сэр Джозеф Бэнкс , на капитана Кука корабль Endeavor , исследовал ( 1768-71 ) Южно- Моря , сбор растений и животных Австралии. Роберт Браун , студент Банки, посетил Австралии с 1801 по 1805 на следователя и вернулся с более чем 4000 растений образцов. На пожалуй, самый известный рейса, Чарльз Дарвин кругосветное ( 1831-36 ) глобус наBeagle .
Его наблюдения птиц, рептилий, и цветущих растений на Галапагосских Острова в 1835 году заложил основу для своих теорий об эволюции , позже опубликованный в О происхождении Виды (1859) . Открытия Микроорганизмы . Споры о самозарождения организмов было происходит со времен Аристотеля , а также различные безрезультатным эксперименты были проведены . Луи Пастер наглядно продемонстрировал в 1864 году что никакие организмы не вышел из своей термической стерилизации питательной среде тех пор, пока средний оставались в запечатанных колб , тем самым опровергающий спонтанного поколения. На основании исследований Эдварда Дженнера оспы , Пастер позже разработал вакцину для сибирской язвы и в 1885 году стал первым успешно лечитьчеловека укусила бешеная собака .
Начиная с 1876 года, Роберт Кох разработал чистых технологий разведения микроорганизмов. его проверить работумикробной теории болезней . Один из его ученики , Пауль Эрлих , разработанный химиотерапии и в 1909 году разработал химическую лекарство от сифилиса. Значение АНТИБИОТИКОВ стало очевидным , когда сэр Александр Флеминг открыл пенициллин в 1928 году. Интенсивные поиски , между 1940 и 1960 , для других антибиотиков привели к разработке нескольких десятков , что широко использовались.
Хотя антибиотики имеют непанацеей раз ожидалось , их использование привело к снижению заболеваемости наиболее инфекционных заболеваний. Роль клетки. После использования Гука термина клетки , биологи постепенно пришел к признают этого устройства в качестве общего всем живым системам . Клеточная теория была опубликован в 1839 году Маттиас Шлайдензавода анатом . Шлайден видели клетки в качестве основной единицы организация и воспринимается каждым как имеющие двойную жизнь , одна " , относящимся к его собственным развитие ", а другой ", как неотъемлемая часть Завод ".
Шванн , животное гистолог , заметил что не все части организма состоят из клетках. Он добавил к теории в 1840 году установить, что эти части , по крайней мере "клетка продуктов. "Между 1868 и 1898 ячейки теория была расширена как подструктур клетки - например, пластид и митохондрии - наблюдались и описаны. Основные жизненные функции . До 17 века это было Считается, что растения взяли в пищу, предварительно , от почве. Ян Баптиста ван Гельмонт , первый экспериментальные физиолог , около 1640 заключен что вода является единственным компонентом почвы необходимые для рост растений. Стивен ХЕЙЛЗ показал ( 1727 ) что воздух провел дополнительный ингредиент для производства продуктов питания синтеза. В 1779 году Ingenhousz определил это как углекислого газа. Изучение Фотосинтез начался с Демонстрация Sachs и Прингсхейм в середине 19-го века, что свет является источником энергии зеленых растений. Blackman показал (1905) , что не все частей этого процесса требует солнечного света. Результаты проделанную в течение 1920-х и 30-х годов доказал, что хлоропласты выделяют кислород.
Впоследствии было Показано, что светозависимой реакции вызывают два типа высокой энергии молекул , который будет сформирован которые используют энергию света . Маршрут углерода газа в фотосинтезе была разработана Melvin CALVIN в начале 1950-х годов , используя радиоизотоп углерода -14 . Его результаты оказались Blackman исправить : существуют две различные , но тесной координации наборов реакций хлоропластов , один зависит от освещенности и других свет - независимыми. Высоких энергий продуктов светозависимой реакций , необходимых для включение диоксида углерода в сахара в свет - независимых реакций .
Самые ранние демонстрация ферменты (слово ФЕРМЕНТ не было придумано до 1878 года ) в соке поджелудочной железы был сделанные Клод Бернар во Франции. Бернард Также экспериментально определены многочисленные функции печени , а также влияние вазомоторный Нервы на кровяное давление. В 1930-х годах , Отто WARBURG обнаружили ряд клеточных ферменты , которые начинают процесс глюкозы Разбивка для производства энергии для биологических активностью. Когда Ганс KREBS продемонстрировали ( 1950 ) дополнительную серию ферментативных реакций ( цикл лимонной кислоты ) , который завершает окисления Процесс , общая схема дыхания клеток стало известно .
Химическая синхронизации тела функции без непосредственного контроля со стороны нервной система была обнаружена в 1905 году сэр Уильям М. Бейлис и Эрнест Генри STARLING ( первым, кто использовал термин гормон) . Стероиды были обнаружены в 1935 году. Преемственность в живых системах. Раннее известный как биологи preformationists Считается, что животные существуют предварительно , либо сперматозоида ( видanimalculist ), или в яйце ( ovist вера ) .
Эмбриологии началась, когда на самом деле Карл Эрнст фон Бэр , используя микроскоп , отметил, что ни предварительно эмбрионы не существует. Современные интерпретации контролем развития в эмбриогенезе можно проследить Хансу Шпемана открытие в 1915 году из«Организатор» в области эмбрионов лягушек . Более поздние исследования показали важность других факторов, таких как химических градиентов. Генетики , изучение наследственности , началась с работы Грегора Иоганна Менделя который опубликовал результаты своих исследований в 1866 году. Менделя обширные эксперименты с горохом саду привели его к вывод, что наследование каждого признака контролируется парой физических единицах , или генов.
Эти устройства , по одному от каждого из родителей (закон сегрегация) , были переданы потомству, видимому, не зависит от распределения любой другие пары (закон независимого ассортимент) . Ген концепции амплифицировали открытие и подтверждение работы Менделя в 1900 Гуго де Фриз в Голландии, Карл Эрих Correns в Германии, и Густав фон Чермак Seysenegg в Австрии. Мутация De Vries теория легли в основу современной генетики . хромосомная теория основана на спекуляциях Пьер Поль Ру в 1883 году , что ядра клеток содержат линейные механизмы четковидные компоненты , которые воспроизводят ( производить точную копии) при делении клеток. Многие важные взносы были сделаны в начале 20-го века Американским Томас Хант Морган. эти включены сцепленных с полом наследования и ассоциации с генной теориипереходят из хромосом. Открытие Джеффри Харди и Уильям Вайнберг равновесных связь, которая существует между частотой аллелей (Термин возник Уильям Бейтсон в 1909 для альтернативных форм гена ) в популяции привело к формулировке закона с указанием их имени . Роль генетики в эволюции была опубликована в 1937 году генетики Феодосия Добжанского и происхождение видов. Молекулярная биология , самые последние отрасль биологии , начавшиеся в начале 20-го века с работой Арчибальда Гаррода на биохимической генетики различных заболеваний.
Концепция одного гена получения одного фермента основана в 1941 году Джорджем У. Бидл и Эдвард Л. ТАТУМ . Работа над белком синтез Жак Моно и Франсуа Иаков и другие в 1961 году внес изменения в одном ген - один фермент концепции один ген - один белка. Существенное значение для понимания белок синтеза были успехи, достигнутые в 1940 году 50-х годов и в понимании роли и структуры нуклеиновых кислот. Структурная модель, предложенная в 1953 Джеймсом Д. Уотсоном и Ф. Х. С. CRICK является важной вехой в биологии. Это дало Биологи реальный способ объяснить хранения и точную передачу генетической информации одного поколения к другому.
Знания биологических процессов на молекулярном уровне также позволили ученым разработать методики прямое манипулирование генетической информации , поле теперь называется генной инженерии. Автосервис Живых систем Несмотря на поразительную разнообразие организмов , которые были обнаружены , столь же поразительной степенью единства структуры и функция была различить. Структура жгутики , по существу та же во всех ячеек, имеющих ядер. Молекул, участвующих в процессе роста и метаболизма удивительно похожи , и часто они построены из идентичных субъединиц .
Кроме того, ферменты , катализаторы биологической химии , являются Теперь известно, действуют аналогично во всех организмах . Такие явления, как деление клеток и передача генетического кода , оказывается, также универсальной. Ларри А. Giesmann