Биологија

Биологија (од грчког βίος = живот и λόγος = наука, знање) је наука о животу. 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. 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.

Разноврсност живота је предмет изучавања биологије

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.

На Земљи постоји више од 10 милиона различитих врста. 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

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 перспективе морфологије и физиологије.

Термину биологија су 1802. године Готфдрид Тревиранус (Gottfried Treviranus, 1776—1837) и Жан-Баптист Ламарк (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

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. 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.

У класичном периоду цивилизације, најзначајнији „биолози“ су били Гален (у пољу медицине) и Аристотел и Теофан (као истраживачи логике природе и разноврсности организама). 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.

Током ренесансе и почетком Новог века, велика географска открића и развој филозофије омогућила су у биолошкој мисли малу револуцију – 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. Лине је својим делима класификовао дотад познате врсте организама и у биологију увео биномијалну номенклатуру. Буфон 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. Најважнија имена овог доба су Ламарк, Александар фон Хумболт, Ернст Хекел, Чарлс Дарвин, Луј Пастер.

У модерно доба, почетком 20. века, биолози откривају дела Грегора Мендела и зачиње се генетика. Развој генетике и биохемије омогућио је Вотсону и Крику да утврде грађу наследног материјала и започну еру молекуларне биологије. Паралелно, дешавају се уједињавања генетике са теоријом еволуције (стварање модерне синтезе), као и са екологијом (развој популационе биологије).

Крај претходног и почетак 21. 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

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.), 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

Описни метод у биологији

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

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.

Експериментални метод у биологији

Главни чланак: 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

Хипотетичко-дедуктивни метод

Главни чланак: Хипотетичко-дедуктивна теорија

Савремени научни метод (хипотетичко-дедуктивни) има неколико основних делова, 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

Ћелијска теорија

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 (нпр. љуска, коса и нокти итд.). Све ћелије 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. Додатно, феномен протока енергије се одвија у ћелијама у процесима који су део функције познате као метаболизам. Коначно, ћелије садрже наследне информације (ДНК), која се преноси са ћелије на ћелију током ћелијске деобе.

Еволуција

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 живи или изумрли, постали од заједничког претка или из истог генског фонда. За тог задњег универзалног заједничког претка свих организама се верује да се појавио пре око 3,5 милијарди година. Биолози генерално сматрају универзалност и свеприсутност генетичког кода као дефинитивни доказ у прилог теорије универзалног заједничког наслеђа свих врста: бактерија, архаја, и еукариота (погледајте: порекло живота).

Упознат са научним лексиконом од стране Жан-Батист Ламарка 1809. године, Чарлс Дарвин је успоставио идеју еволуције педесет година касније као одрживи научни модел кад је артикулисао њену покретачку силу: природну селекцију. (Алфред Расел Волес је признат као копроналазач овог концепта пошто је он помогао у истраживањима и експериментима концепта еволуције.) 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. Генетички дрифт је прихваћен као додатни механизам еволутивног развоја у модерној синтези теорије.

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. Биолози организују и анализирају еволуционе односе путем разних метода, укључујући филогенетику, фенетику, и кладистику.

Биолоoшке науке и дисциплине

Морске силикатне алге

Микроскопски препарат ткива

• Алгологија проучава алге
• Антропологија проучава човека
• Астробиологија проучава могућности постојања живота ван Земље и порекло живота у космосу
• Биогеографија проучава облике и правила географске распрострањености организама
• Биохемија проучава „молекуле живота“ и метаболичке процесе
• Ботаника проучава биљке
• Генетика проучава наслеђивање особина
• Екологија проучава односе између организама и животне средине
• Зоологија проучава животиње
• Микологија проучава гљиве
• Микробиологија проучава микроорганизме
• Молекуларна биологија проучава односе нуклеинских киселина, протеина и наслеђивања
• Морфологија проучава грађу организама
• Протистологија проучава протисте
• Цитологија, или биологија ћелије, проучава ћелију
• Физиологија проучава метаболизам и хомеостазу организама
• Хистологија проучава ткива
• Систематика и таксономија се баве описивањем хијерархијске структуре биодиверзитета
• Теорија еволуције проучава настанак и променљивост живота
• Медицина, антропологија и психологија науке су које се баве човеком. Медицина његовим физичким и психичким здрављем, психологија целокупним понашањем (и болесним и здравим), а антропологија проучава човека из свих могућих погледа, материјалних, духовних и душевних, и покрива дуге временке периоде. Укратко, док лекари помажу људима да буду телесно здрави, психолози се баве понашањем, а антрополози покушавају схватити целину.

Познати биолози

Чарлс Дарвин

Карл фон Лине

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.

• Чарлс Дарвин
• Александер Флеминг
• Луиђи Галвани
• Роберт Хук
• Карл фон Лине
• Жак Моно
• Луј Пастер
• Грегор Мендел
• Џејмс Д. Вотсон
• Франсис Крик
• Роберт Кох

Галерија слика

• 
  Animalia - Bos primigenius taurus
• 
  Planta - Triticum
• 
  Fungi - Morchella esculenta
• 
  Stramenopila/Chromista - Fucus serratus
• 
  Бактерија - Gemmatimonas aurantiaca (- = 1 микрометар)
• 
  Archaea - Halobacteria
• 
  Virus - Gamma phage
• 
  Морске силикатне алге
• 
  Микроскопски препарат ткива

Литература

• Mayr, E. (1982). The Growth of Biological Thought: Diversity, Evolution, and Inheritance. Cambridge, Massachusetts, USA: The Belknap Press of Harvard University Press. ISBN 978-0-674-36445-5. 
• Edward, O.; Wilson, E. O. (2002). The Future of Life. New York: Alfred A. Knopf. ISBN 978-0-679-45078-8. 
• Mayr, E. (1998). This is biology: the science of the living world. Harvard University Press. ISBN 978-0-674-88469-4. 
• Alberts, B. (1983). Molecular biology of the cell. New York & London: Garland Publishing, Inc. ISBN 978-0-8240-7283-4. 
• Campbell, N. A. (1996). Biology. Menlo Parc (CA), USA: The Benjamin/Cummings Publishing Comp., Inc. ISBN 978-0-8053-1957-6. 
• Tucić, N. (2003). Evoluciona biologija. NNK International: Beograd. ISBN 978-86-83635-24-5. 
• Cook, J. (2009). Biology, with Preludes on Current Events (23th изд.). BiblioBazaar. ISBN 978-1-110-19970-9. 
• Dasmann, R.F. (1968). A Different Kind of Country. New York: MacMillan Company. ISBN 978-0-02-072810-8. 
• Hawksworth, D. L. (1996). Biodiversity: measurement and estimation. Stuttgart: Springer Verlag. ISBN 978-0-412-75220-9. 
• King, R. C.; Stransfield, W. D. (1998). Dictionary of genetics. New York & Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-509442-8. 
• Lincoln, R. J.; Boxshall, G. A. (1990). Natural history - The Cambridge illustrated dictionary. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-30551-8. 
• Magner, Lois N. (2002). A History of the Life Sciences (3rd изд.). Marcel Dekker, Inc.: New York. ISBN 978-0-8247-0824-5. 
• Lawrence, E. (1999). Henderson's Dictionary of biological terms. London: Longman Group Ltd. ISBN 978-0-582-22708-8. 
• 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. ISBN 978-1-55963-228-7. 
• Raven, P. H.; Johanson, G. B. (1999). Biology. New York: WCB/McGraw–Hill. 
• Sofradžija, A.; Šoljan, D.; Hadžiselimović, R. (2004). Biologija. 1. Sarajevo: Svjetlost. ISBN 978-9958-10-686-6. 
• Wilson, E. O.; Peter, F. M., ур. (1988). Biodiversity. New York: National Academy Press. ISBN 978-0-309-03783-9. 
• Campbell, N. A. (2008). Biology. Menlo Parc (CA), USA: Benjamin/Cummings Publishing Comp., Inc. 
• Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer Associates. ISBN 978-0-87893-187-3. OCLC 57311264 57638368 62621622. 
• 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. 
• De Duve, Christian (2002). Life Evolving: Molecules, Mind, and Meaning. New York: Oxford University Press. стр. 44. ISBN 978-0-19-515605-8. 
• Popper, Karl Raimund (2002). Conjectures and Refutations: The Growth of Scientific Knowledge. Routledge. ISBN 978-0-415-28594-0. 
• Godfrey-Smith, Peter (2003). Theory and Reality: An Introduction to the Philosophy of Science. University of Chicago Press. стр. 236. ISBN 978-0-226-30063-4. 
• Alberts, Bruce; Johnson, A; Lewis, J; Raff, M; Roberts, K; Walter, P. (2002). Molecular Biology of the Cell (4. изд.). Garland. ISBN 978-0-8153-3218-3. OCLC 145080076 48122761 57023651 69932405. 
• Begon, Michael; Townsend, CR; Harper, JL (2005). Ecology: From Individuals to Ecosystems (4th изд.). Blackwell Publishing Limited. ISBN 978-1-4051-1117-1. OCLC 57639896 57675855 62131207. 
• Campbell, Neil (2004). Biology (7th изд.). Benjamin-Cummings Publishing Company. ISBN 978-0-8053-7146-8. OCLC 71890442. 
• Colinvaux, Paul (1979). Why Big Fierce Animals are Rare: An Ecologist's Perspective (reissue изд.). Princeton University Press. ISBN 978-0-691-02364-9. OCLC 10081738 24132192. 
• Hoagland, Mahlon (2001). The Way Life Works (reprint изд.). Jones and Bartlett Publishers inc. ISBN 978-0-7637-1688-2. OCLC 223090105 45487537. 
• Janovy, John Jr. (2004). On Becoming a Biologist (2nd изд.). Bison Books. ISBN 978-0-8032-7620-8. OCLC 55138571 56964280. 
• Johnson, George B. (2005). Biology, Visualizing Life. Holt, Rinehart, and Winston. ISBN 978-0-03-016723-2. OCLC 36306648. 
• Mayr, Ernst (1982). The Growth of Biological Thought: Diversity, Evolution, and Inheritance. Harvard University Press. ISBN 978-0-674-36446-2. 
• Tobin, Allan; Dusheck, Jennie (2005). Asking About Life (3rd изд.). Belmont, CA: Wadsworth. ISBN 978-0-534-40653-0. 
• Brock, Thomas D., ур. (1999). Milestones in microbiology : 1546 to 1940 (3rd изд.). Washington, DC: ASM Press. ISBN 978-1-55581-142-6. 
• Gall, Joseph G., ур. (2001). Landmark papers in cell biology : selected research articles celebrating forty years of the American Society for Cell Biology. Plainview, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-602-3. 
• Peters, James Arthur (1959). Classic papers in genetics. Prentice-Hall. 
• Linder, Patrick; Shore, David; Hall, Michael N., ур. (2004). Landmark papers in yeast biology. Woodbury N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-643-6. 
• Mayr, Ernst (2000). The growth of biological thought : diversity, evolution, and inheritance. 12th printing. Cambridge: Harvard University Press. ISBN 978-0-674-36446-2. 
• Miall, Louis Compton (2007). History of biology (E-book изд.). Watts & co. ISBN 978-0-8240-9118-7.  Has a chronological table of publications in an appendix.
• Overmier, Judith A. (1989). The history of biology : a selected, annotated bibliography. New York: Garland Pub. ISBN 978-0-8240-9118-7. 
• Stent, Gunther Siegmund, ур. (1965). Papers on bacterial viruses. Little, Brown. 
• Isaac Asimov: Geschichte der Biologie. Fischer, Frankfurt/Main 1968.
• Änne Bäumer: Geschichte der Biologie.
  • Band 1: Biologie von der Antike bis zur Renaissance.. Lang, Frankfurt am Main [u. a.]. 1991. ISBN 978-3-631-43312-6.
  • Band 2: Zoologie der Renaissance, Renaissance der Zoologie.. Lang, Frankfurt am Main [u. a.]. 1991. ISBN 978-3-631-43313-3.
  • Band 3: 17. und 18. Jahrhundert.. Lang, Frankfurt am Main [u. a.]. 1996. ISBN 978-3-631-30317-7.
• Campbell, Neil A.; Reece, Jane B. (2006). 'Biologie (6. изд.). München: Pearson Studium. ISBN 978-3-8273-7180-5. 
• Christian Göldenboog: Das Loch im Walfisch. Die Philosophie der Biologie.. Klett-Cotta, Stuttgart 270 S. 2003. ISBN 978-3-608-91991-2.
• Ilse Jahn (ed): Geschichte der Biologie. Theorien, Methoden, Institutionen, Kurzbiographien.. 3. izdanje. Spektrum, Heidelberg. 2002. ISBN 978-3-8274-1023-8.
• Dieter Klämbt, Horst Kreiskott, Bruno Streit: Angewandte Biologie.. VCH, Weinheim. 1991. ISBN 978-3-527-28170-1.
• Ernst Mayr (2000). Das ist Biologie. Die Wissenschaft des Lebens. Heidelberg: Spektrum. ISBN 978-3-8274-1015-3. 
• Ernst Mayr: Die Entwicklung der biologischen Gedankenwelt. Vielfalt, Evolution und Vererbung. Springer, Berlin 2002 (Nachdruck der Ausgabe 1984).
• Heinz Penzlin (2009). „Die theoretischen Konzepte der Biologie in ihrer geschichtlichen Entwicklung”. Naturwissenschaftliche Rundschau. 62 (5): 233—243. ISSN 0028-1050. 
• William K. Purves u. a. (2006). Biologie. (7th изд.). ISBN 978-3-8274-1630-8. . Spektrum, Heidelberg.
• Georg Toepfer: Historisches Wörterbuch der Biologie. Geschichte und Theorie der biologischen Grundbegriffe. 3 Bände. Metzler, Stuttgart 2011.
• Логос, Александар А. (2017). Путовање мисли : увод у потрагу за истином. Београд. 

Спољашње везе

• Пројекат „Стабло живота“ (језик: енглески)
• Енциклопедија живота (Encyclopedia of Life) (језик: енглески)
• „Каталог интернет страница са биолошким темама”. Архивирано из оригинала 11. 02. 2010. г.  (језик: српски)
• Каталог категоризованих интернет страница са биолошким темама (језик: енглески)
• Биологија на сајту Curlie (језик: енглески)
• „OSU's Phylocode”. Архивирано из оригинала 11. 05. 2003. г. 
• Biology Online – Wiki Dictionary
• MIT video lecture series on biology
• „Biology and Bioethics”. Архивирано из оригинала 26. 06. 2007. г. .
• Biological Systems – Idaho National Laboratory
• The Tree of Life: A multi-authored, distributed Internet project containing information about phylogeny and biodiversity.
• „The Study of Biology”. Архивирано из оригинала 29. 10. 2013. г. CS1 одржавање: Неподобан URL (веза)
• Using the Biological Literature Web Resources
• „PLos Biology”. Архивирано из оригинала 26. 04. 2006. г.  A peer-reviewed, open-access journal published by the Public Library of Science
• Current Biology General journal publishing original research from all areas of biology
• Biology Letters A Impact factor Royal Society journal publishing peer-reviewed Biology papers of general interest
• „Science Magazine”. Архивирано из оригинала 10. 11. 2010. г. CS1 одржавање: Неподобан URL (веза) Internationally Renowned American Association for the Advancement of Science Science Publication – See Sections of the Life Sciences
• International Journal of Biological Sciences A biological journal publishing significant peer-reviewed scientific papers
• „Perspectives in Biology and Medicine”. Архивирано из оригинала 10. 11. 2003. г.  An interdisciplinary scholarly journal publishing essays of broad relevance
• „Life Science Log”. Архивирано из оригинала 28. 08. 2011. г. CS1 одржавање: Неподобан URL (веза)