Что изучает биология разделы биологии
Разделы биологии
Биология — обширная наука. Возможно, не найдется другой науки с таким длинным перечнем разделов и подразделов. Ученые-биологи могут изучать химические процессы в клетке, потоки питательных веществ в целом океане или в джунглях, голосовые сигналы сусликов или потенциальных обитателей спутника Сатурна. Рассмотрим лишь несколько крупных разделов.
Микробиология
Большинство живых существ слишком малы для наблюдения невооруженным глазом, и микробиологи исследуют их под микроскопом. Одноклеточные организмы имеют внутри все необходимое для жизни и могут выживать в удивительной среде, например, внутри глубинных пород или в кипящих вулканических бассейнах. Считается, что именно в таких негостеприимных местах зародилась жизнь.
Этология
Этолог — это специалист по поведению животных. Этология предполагает наблюдение за животными в их природной среде на протяжении длительного времени, изучение их привычек и занятий. Здесь требуется также точный статистический анализ разновидностей поведения в контролируемых условиях. Это единственный способ доказать, что естественное поведение выполняет ту или иную функцию.
Таксономия
Этот раздел биологии изучает взаимосвязи всего живого на Земле. Это огромная работа, ведь около 80 % видов еще только предстоит описать и поименовать. Таксономия начиналась как изучение организмов, которые выглядели и жили похожим образом. Современные таксономисты также учитывают сходства в развитии от эмбрионов до взрослых особей и сравнивают гены для установления связи.
Экология
Изучение окружающей среды и организмов, которые в ней обитают, называется экологией. Экологи выясняют, какие отношения характерны для сообществ в дикой природе, зачастую чтобы защитить их от внешнего воздействия, в том числе человеческой деятельности. Экология предполагает получение образцов в естественной среде, что необходимо для создания карты распространенности видов на местности и плотности популяций.
Физиология
Слово «физиология» часто связывают с человеческим телом, но эта наука изучает также механизмы работы «тел» растений и животных, их естественные функции. Сюда входит исследование свойств живых тканей, таких как кости и мышцы, а также их поведения. Кроме того, физиологи изучают периодические изменения в организме, вызванные сменой времен года, температуры и другими внешними воздействиями.
Генетика
Изучение процессов наследования сконцентрировано вокруг понятия «ген»: это наука о том, как они формируются, передаются потомству, как превращаются в организмы с заданным набором признаков. Генетики разработали множество инструментов для «считывания» генов на нитях ДНК. Генные инженеры умеют изменять ДНК, чтобы создавать формы жизни, которые обошла вниманием эволюция.
Цитология
Клетка — это единица жизни. Все организмы состоят, по меньшей мере, из одной клетки, а все новые клетки появляются из старых. Цитология, или биология клетки, изучает процессы внутри клетки, функционирование клеток разного типа и механизмы образования различных тканей и органов. Специалисты в этой области работают на стыке генетики, физиологии и биохимии.
Эволюционная биология
Этот раздел биологии ищет причины огромного многообразия видов на Земле, как существующего ныне, так и имевшегося в прошлом — и даже строит предположения о возможных изменениях в будущем. Большинство биологов согласны с дарвиновской теорией эволюции путем естественного отбора, но и она не дает ответов на все вопросы об изменениях организмов на протяжении многих миллионов лет.
Биохимия
Биологией управляет химия. Внутри одной клетки происходит нескольких тысяч уникальных химических реакций. Все вместе эти реакции называются метаболизмом, а биохимики пытаются раскрыть его принципы. Они исследуют огромный спектр соединений — жиры, углеводы и белки. Они моделируют их структуры, чтобы понять, как те функционируют.
Биоразнообразие и биомасса
Многогранность природы сложно выразить количественно. Однако под биоразнообразием принято понимать совокупность разных видов, хотя их число значительно превосходит наши вычислительные способности. Предполагается, что на Земле их около 8 млн, но не исключено, что эта цифра занижена. Некоторые авторитетные ученые полагают, что только прокариотических видов может оказаться более 100 млн. Другой способ количественной оценки природы — это подсчет биомассы, то есть массы всех живых организмов. Биомасса многоклеточных приближается к отметке в 500 млрд тонн. Массу прокариотов оценивают в 4-300 млрд тонн.
Виды под угрозой исчезновения
В результате человеческой деятельности тысячи животных попали под угрозу исчезновения, некоторые даже стали вымирающими. Все внимание обычно концентрируют на крупных млекопитающих, и лучший способ защитить их — защитить среду обитания, которую населяют и менее знакомые нам виды.
Пропорции видов
На диаграмме показаны пропорции различных многоклеточных организмов. Бросается в глаза, что более половины составляют насекомые, а позвоночные — это всего один вид на сотню прочих.
Первичная продукция
Один из индикаторов биологической активности — объем первичной продукции. Это показатели; того, сколько углерода забирается из атмосферы, преобразуется в сахара и в конечном итоге в живой материал — с помощью фотосинтеза. На диаграммах показан объем первичной продукции в наземно-воздушной и водной средах обитания. Что интересно, объем биомассы не всегда прямо пропорционален активности среды.
Биология
Как особая наука биология выделилась из естественных наук в XIX веке, когда учёные обнаружили, что живые организмы обладают некоторыми общими для всех характеристиками. Термин «биология» был введён независимо несколькими авторами: Фридрихом Бурдахом в 1800 году, в 1802 году Готфридом Рейнхольдом Тревиранусом [1] и Жаном Батистом Ламарком.
В биологии выделяют следующие уровни организации:
Большинство биологических наук является дисциплинами с более узкой специализацией. Традиционно они группируются по типам исследуемых организмов: ботаника изучает растения, зоология — животных, микробиология — одноклеточные микроорганизмы. Области внутри биологии далее делятся либо по масштабам исследования, либо по применяемым методам: биохимия изучает химические основы жизни, молекулярная биология — сложные взаимодействия между биологическими молекулами, клеточная биология и цитология — основные строительные блоки многоклеточных организмов, клетки, гистология и анатомия — строение тканей и организма из отдельных органов и тканей, физиология — физические и химические функции органов и тканей, этология — поведение живых существ, экология — взаимозависимость различных организмов и их среды.
Передачу наследственной информации изучает генетика. Развитие организма в онтогенезе изучается биологией развития. Зарождение и историческое развитие живой природы — палеобиология и эволюционная биология.
На границах со смежными науками возникают: биомедицина, биофизика (изучение живых объектов физическими методами), биометрия и т. д. В связи с практическими потребностями человека возникают такие направления, как космическая биология, социобиология, физиология труда, бионика.
Содержание
Биологи
Биологические общества
Биологические организации
Традиционно научными исследованиями в области биологии занимаются университеты, хотя не всегда соответствующие факультеты называются биологическими. Например, в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова кроме биологического факультета имеются также факультет биоинженерии и биоинформатики, факультет фундаментальной медицины и НИИ физико-химической биологии. Кроме университетов научные исследования проводят государственные и частные институты, которые в России преимущественно относятся к системе Российской академии наук (см. список институтов), Российской академии сельскохозяйственных наук или Российской академии медицинских наук.
Биологи
Биологический метод
Биологические науки используют методы наблюдения, моделирования (в т.ч. компьютерного), описания, сравнения, экспериментов (опыта) и исторического сравнения.
История биологии
Биологическая картина мира
Существует пять принципов, объединяющих все биологические дисциплины в единую науку о живой материи [2] :
Клеточная теория
Эволюция
Эволюционная история видов, описывающая их изменения и генеалогические отношения между собой, называется филогенез. Информация о филогенезе накапливается из разных источников, в частности, путём сравнения последовательностей ДНК или ископаемых останков и следов древних организмов. До XIX века считалось, что в определённых условиях жизнь может самозарождаться. Этой концепции противостояли последователи принципа, сформулированного Уильямом Гарвеем: «всё из яйца» («Omne vivum ex ovo», лат.), основополагающего в современной биологии. В частности, это означает, что существует непрерывная линия жизни, соединяющая момент первоначального её возникновения с настоящим временем. Любая группа организмов имеет общее происхождение, если у неё имеется общий предок. Все живые существа на Земле, как ныне живущие, так и вымершие, происходят от общего предка или общей совокупности генов. Общий предок всех живых существ появился на Земле около 3,5 млрд. лет назад. Главным доказательством теории общего предка считается универсальность генетического кода (см. происхождение жизни).
Теория гена
Совокупность генов организма или клетки называется генотипом. Гены хранятся в одной или нескольких хромосомах. Хромосома — длинная цепочка ДНК, на которой может быть множество генов. Если ген активен, то последовательность его ДНК копируется в последовательности РНК посредством транскрипции. Затем рибосома может использовать РНК, чтобы синтезировать последовательность белка, соответствующую коду РНК, в процессе, именуемом трансляция. Белки могут выполнять каталитическую (ферментативную) функцию, транспортную, рецепторную, защитную, структурную, двигательную функции.
Гомеостаз
Гомеостаз — способность открытых систем регулировать свою внутреннюю среду так, чтобы поддерживать её постоянство посредством множества корректирующих воздействий, направляемых регуляторными механизмами. Все живые существа, как многоклеточные, так и одноклеточные, способны поддерживать гомеостаз. На клеточном уровне, например, поддерживается постоянная кислотность внутренней среды (pH). На уровне организма у теплокровных животных поддерживается постоянная температура тела. В ассоциации с термином экосистема под гомеостазом понимают, в частности, поддержание растениями постоянной концентрации атмосферной двуокиси углерода на Земле.
Энергия
Выживание любого организма зависит от постоянного притока энергии. Энергия черпается из веществ, которые служат пищей, и посредством специальных химических реакций используется для построения и поддержания структуры и функций клеток. В этом процессе молекулы пищи используются как для извлечения энергии, так и для синтеза биологических молекул собственного организма.
Первичным источником энергии для 99 % земных существ является световая энергия, главным образом солнечная (для 1 % — хемосинтез). Световая энергия посредством фотосинтеза превращается растениями в химическую (органические молекулы) в присутствии воды и некоторых минералов. Часть полученной энергии затрачивается на наращивание биомассы и поддержание жизни, другая часть теряется в виде тепла и отходов жизнедеятельности. Общие механизмы превращения химической энергии в полезную для поддержания жизни называются дыхание и метаболизм.
Уровни организации жизни
Шесть основных структурных уровней жизни:
Биологические дисциплины
Биологическая литература
Первоисточниками информации по биологии являются научные журналы, списки которых предоставляет ряд учреждений, как российских, так и зарубежных:
Данные первоисточников обобщают авторы обзорных публикаций, которые могут представлять собой как журнальные статьи, так и монографии. На следующем уровне обобщения стоят учебники и справочные пособия.
Биология
Биология — это наука, изучающая живые организмы. Она раскрывает закономерности жизни и ее развития как особого явления природы.
Среди других наук биология является фундаментальной дисциплиной, относится к ведущим разделам естествознания.
Термин «биология» состоит из двух греческих слов: «биос» – жизнь, «логос» – учение, наука, понятие.
Впервые был употреблен для обозначения науки о жизни в начале XIX. Это сделали независимо друг от друга Ж.-Б. Ламарк и Г. Тревиранус, Ф. Бурдах. В это время биология обособляется из естественных наук.
Биология изучает жизнь во всех ее проявлениях. Предметом биологии являются строение, физиология, поведение, индивидуальное и историческое развитие организмов, их взаимосвязь между собой и окружающей средой. Поэтому биология представляет собой систему, или комплекс, наук, во многом взаимосвязанных. Различные биологические науки возникали на протяжении истории развития науки в следствии обособления различных областей изучения живой природы.
В качестве крупных разделов биологии выделяют зоологию, ботанику, микробиологию, вирусологию и др. как науки, изучающие различные по ключевым моментам строения и жизнедеятельности группы живых организмов. С другой стороны, изучение общих закономерностей живых организмов привело к появлению таких наук как генетика, цитология, молекулярная биология, эмбриология и др. Изучение строения, функциональности, поведения живых существ, их взаимоотношений и исторического развития породило морфологию, физиологию, этологию, экологию, эволюционное учение.
Общая биология изучает наиболее универсальные свойства, закономерности развития и существования живых организмов и экосистем.
Таким образом, биология — это система наук.
Бурное развитие в биологии наблюдалось во второй половине XX века. Это в первую очередь было связано с открытиями в области молекулярной биологии.
Несмотря на свою богатую историю, и в настоящее время в биологических науках продолжают совершаться открытия, ведутся дискуссии, пересматриваются многие концепции.
В биологии особое внимание уделяется клетке (так как она является основной структурно-функциональной единицей живых организмов), эволюции (так как жизнь на Земле претерпевала развитие), наследственности и изменчивости (лежащих в основе преемственности и приспособляемости жизни).
Выделяют ряд последовательных уровней организации жизни: молекулярно-генетический, клеточный, организменный, популяционно-видовой, экосистемный. На каждом из них жизнь проявляется по-своему, что изучается соответствующими биологическими науками.
Значение биологии для человека
Для человека биологические знания в первую очередь имеют следующее значение:
Человека можно рассматривать как один из результатов развития жизни на Земле. Жизнь людей все еще находится в сильной зависимости от общебиологических механизмов жизнедеятельности. Кроме того, человек влияет на природу и сам испытывает на себе ее воздействие.
Деятельность человека (развитие промышленности и сельского хозяйства), рост народонаселения стали причиной экологических проблем на планете. Происходит загрязнение окружающей среды, разрушение природных сообществ.
Для разрешения экологических проблем необходимо понимание биологических закономерностей.
Кроме того, многие разделы биологии имеют значение для здоровья человека (медицинское значение). Здоровье людей находится в зависимости от наследственности, среды жизни и образа жизни. С этой точки зрения наиболее важны такие разделы биологии как наследственность и изменчивость, индивидуальное развитие, экология, учения о биосфере и ноосфере.
Биология решает задачи обеспечения людей продуктами питания, лекарствами. Биологические знания лежат в основе развития сельского хозяйства.
Таким образом, высокий уровень развития биологии является необходимым условием благополучия человечества.
Отрасли биологии и что они изучают
Содержание:
Охватывая так много областей знаний, биология позволяет нам понять очень специфические элементы животных, растений, людей и других организмов и микроорганизмов, которые составляют жизнь на планете.
Важнейшие отрасли биологии
Анатомия
Анатомия отвечает за изучение структуры костей и мышц живых существ. Примите во внимание расположение элементов, их форму, то, как они расположены и какие отношения они имеют друг с другом.
Эта ветвь делится на различные специальности, такие как ветеринария, описательная, педиатрическая, растительная, спортивная, гериатрическая и радиологическая анатомия и другие.
Астробиология
Изучите жизнь за пределами планеты Земля. Его основной интерес связан с исследованиями в поисках пригодных для жизни мест в космосе и сосредоточен на понимании происхождения, развития и эволюции различных форм внеземной жизни.
Биохимия
Биохимия фокусирует свое внимание на понимании функций и структуры клеток, важнейших элементов для всех живых существ.
Изучите химический состав существ, а также отношения, существующие между ними, и эволюцию, порождаемую этими взаимодействиями.
Биохимическая инженерия
Этот тип инженерии анализирует процессы, связанные с брожением. В своих исследованиях он применяет знания, относящиеся к органической химии, молекулярной биологии, математике и общей химии.
Биогеография
Биогеография отвечает за изучение способов распространения живых существ на Земле, а также причин этого распределения.
Это означает, что он не только отвечает за описание, но и концентрирует свои усилия на интерпретации различных отношений между живыми существами и их местом в мире.
Биоинформатика
Эта дисциплина отвечает за продвижение применения информатики в процессе работы с медицинскими или биологическими данными.
Компьютерные принципы применяются на этапах сбора и организации данных, а также при их анализе и манипулировании ими для получения полезной информации.
Биолингвистика
Биомеханика
В центре внимания биомеханики находится человеческое тело и его движения. Эта дисциплина стремится понять, какие последствия возникают в области механики, когда тело выполняет ту или иную деятельность.
Он учитывает энергетические и механические нагрузки, которым подвергается тело как в спокойных, так и в других ситуациях большей интенсивности.
Биофизика
Он отвечает за изучение всех физических принципов, которые напрямую связаны с биологическими процессами живых существ.
Основная предпосылка биофизики состоит в том, что все явления, происходящие в природе, имеют научное объяснение, которое можно предсказать.
Биотехнологии
Биотехнология преследует комбинацию технологических методов с биологическими системами для создания новых процессов или модификации старых процедур; намерение состоит в том, чтобы реализовать эти процессы для достижения определенной цели.
Синтетическая биология
Эта дисциплина связана с биотехнологией и фокусируется на генетическом материале. Его функция заключается в создании организмов, генетика которых была изменена.
С помощью синтетической биологии можно комбинировать различные генетические структуры, а также добавлять или удалять гены определенного организма для создания новых существ.
Ботаника
Ботаника занимается исключительно изучением растений. Он чист, когда является чисто теоретическим, и применяется, когда используется на практике (например, в фармацевтической, молекулярной или сельскохозяйственной ботанике).
Психология
Объектом изучения фикологии являются водоросли. Эта дисциплина изучает структуру, действие и общие свойства водорослей, которые являются простейшими растениями на планете.
Астроботаника
Он отвечает за изучение генетической структуры тех растений, которые способны развиваться и существовать в пространствах с экстремальными характеристиками.
В этих исследованиях растения часто подвергаются высокому уровню радиации, изменению температуры и небольшому увлажнению.
Клеточная биология
Клеточная биология направляет все свои усилия на изучение, понимание и анализ клетки, которая соответствует важному и главному компоненту всех живых существ на планете Земля.
Исследования сосредоточены на понимании структуры клетки, ее компонентов и различных взаимодействий, которые могут возникнуть.
Хронобиология
Эта дисциплина отвечает за изучение биологических вариаций организмов с учетом времени; Другими словами, он изучает биологические ритмы.
Специалисты по хронобиологии указывают, что эти биологические ритмы программируют функционирование различных процессов в организме.
Биологическая консервация
Это отрасль биологии, также известная как биология сохранения, направлена на защиту биоразнообразия планеты.
Биологическая охрана возникла в результате огромной гибели видов в последние годы и сосредоточивает свои действия на наиболее уязвимых группах населения.
Криобиология
Биология развития
Этот раздел биологии фокусируется на процессах зарождения новых существ. Благодаря пониманию этих процессов можно выявить нормальности и нарушения.
Среди элементов, которые рассматриваются в биологии развития, выделяются молекулярные механизмы, механизмы роста, морфологические механизмы, а также механизмы, связанные с клетками и их взаимодействиями.
Эмбриология
Геронтология
Геронтология сосредотачивает свое внимание на процессах, происходящих в пожилом возрасте. Это довольно широкая дисциплина, дополненная психологией, биологией, социологией и даже политикой и экономикой.
Экология
Изучите отношения, которые возникают между живыми существами и средой, в которой они живут. Он также рассматривает модели поведения, распределение существ и то, как они влияют на различные взаимодействия, которые могут происходить.
Эволюционная биология
Он фокусирует свое внимание на вариациях, которые живые существа испытывают с течением времени, а также на отношениях и взаимодействиях, которые возникают в данный период времени.
Генетика
Генетика посвящена пониманию процесса передачи генов от поколения к поколению. Объектом изучения данной дисциплины является так называемая биологическая наследственность.
Эпигенетика
Он отвечает за изучение вариаций в генах, которые наследуются и не соответствуют изменениям в цепи ДНК.
Иммунология
Это специальность, связанная с медициной, которая стремится к правильному функционированию защитной системы организма. Среди конкретных элементов, которые он изучает, выделяются аллергии и аутоиммунные заболевания.
Морская биология
Морская биология изучает биологические процессы существ, населяющих водную среду, а также отношения между ними и окружающей их средой.
Микробиология
Бактериология
Это направление исследований происходит из микробиологии и фокусируется на бактериях. Изучите все, что связано с его морфологией, его поведением, биохимическими и генетическими элементами.
Микология
паразитология
Эта наука изучает паразитов, а также взаимодействия, которые происходят между ними и окружающей средой, в которой они обитают.
Вирусология
Он считается разделом микробиологии и отвечает за изучение вирусов. Он пытается понять структуру и эволюционный цикл вирусов, а также формы заражения, возникающие болезни и возможные способы культивирования, чтобы получить больше информации о них.
Молекулярная биология
Он фокусируется на том, каковы они, какие функции они выполняют и как ведут себя так называемые макромолекулы, или молекулы, важные с биологической точки зрения; это, в частности, случай ДНК, гормонов и РНК.
Нейробиология
Эта дисциплина фокусируется на биологических процессах, которые активно участвуют в регуляции поведения нервной системы.
Неврология
Это мультидисциплинарная наука, которая фокусируется на нервной системе. Цель состоит в том, чтобы понять, как ведет себя мозг и какие элементы влияют на контроль нервных реакций.
Палеонтология
Патология
Это отрасль, занимающаяся изучением болезней. Акцент в этой специальности делается на биологическую, а не на медицинскую область.
Фармакология
Он изучает, как конкретное лекарство работает в организме, а также как организм реагирует и какие эффекты возникают в краткосрочной и долгосрочной перспективе.
Физиология
Физиология изучает функции организмов. Эта наука пытается проанализировать способ взаимодействия систем друг с другом и с другими элементами тела для обеспечения оптимального функционирования.
Фитопатология
С помощью фитопатологии можно понять и проанализировать болезни, поражающие растения. Особое внимание уделяется изучению агентов, вызывающих инфекции и заболевания, связанные с физиологией растений, и не рассматриваются состояния, вызванные другими животными.
Психобиология
Эта дисциплина фокусируется на биологической основе, связанной с поведением человека. Изучите те биологические процессы, которые позволяют человеку конструктивно взаимодействовать с окружающей средой.
Квантовая биология
Эта недавняя ветвь биологии фокусируется на изучении биологических процессов, которые происходят в существах и которые связаны с квантовым полем (управление энергией).
Туннельный эффект, глубоко изученный с помощью квантовой механики, является одним из процессов, анализируемых квантовыми биологами.
Системная биология
Эта отрасль биологии напрямую сочетается с математикой. Он стремится представить взаимодействия, которые происходят в биологическом процессе, с помощью математических систем.
Структурная биология
Благодаря этому можно получить лучшее представление о молекулярных структурах различных живых существ, населяющих планету.
Теоретическая биология
Теоретическая биология отвечает за изучение биологических явлений с помощью теоретических методов, типичных для математики, информатики и физики.
Объектами его изучения являются сложнейшие биологические системы, для правильного понимания которых требуется более методичный и системный подход.
Зоология
Он изучает царство животных, включая его взаимодействие с окружающей средой и другими живыми существами, а также его морфологию, поведение и характеристики эволюционного процесса.
Этиология
Он сосредотачивает свои усилия на понимании причин, вызывающих конкретное заболевание.
Энтомология
Это раздел зоологии, который занимается конкретным изучением насекомых. Проанализируйте их структуры, их поведение и взаимодействия, которые они испытывают с окружающей средой.
Герпетология
Он посвящен изучению рептилий и амфибий. Для этой дисциплины представляет интерес анализ таксономии, географического распространения, генетики и эволюции этих существ во времени.
Ихтиология
Маммология
Эта дисциплина сосредоточена на млекопитающих. Он охватывает водных и наземных видов и фокусируется на изучении их поведения, их организации, их эволюции и способов их сохранения.
Орнитология
Он отвечает за изучение птиц. Исследования, проводимые в этой области науки, сыграли решающую роль в понимании эволюционных аспектов, таких как инстинкт, видообразование и сохранение, среди прочих.
Приматология
Наука, ответственная за изучение приматов.
Ссылки
Греческий театр: история, элементы, костюмы и маски
9 лучших гериатрических резиденций в Леганесе