علم الأحياء دراسة الكائنات الحية وعملياتها الحيوية، يتعامل مع جميع الجوانب الفيزيائية والكيميائية للحياة، اتبع هذا المقال لتتعرف على تعريف علم الاحياء.
تعريف علم الاحياء
كلمة بيولوجيا مشتقة من الكلمات اليونانية، السير، المعنى، الحياة، الشعارات، الدراسة، وتعرف على أنها علم الحياة والكائنات الحية.
أدى الاتجاه الحديث نحو البحوث متعددة التخصصات وتوحيد المعرفة العلمية والبحث من مختلف المجالات إلى تداخل كبير في مجال علم الأحياء مع التخصصات العلمية الأخرى.
يتم دمج المبادئ الحديثة للمجالات الأخرى مثل الكيمياء والطب والفيزياء، وهى مجالات خاصة بعلم الأحياء مثل الكيمياء الحيوية والطب الحيوي والفيزياء الحيوية.
ينقسم علم الأحياء البيولوجيا إلى فروع منفصلة، وعلى الرغم من أن جميع التقسيمات الفرعية مرتبطة بالمبادئ الأساسية للعلم، حيثتم فصل دراسة النباتات (علم النبات) عن دراسة الحيوانات (علم الحيوان)، ودراسة بنية الكائنات الحية عن علم وظائف الأعضاء.
تشترك جميع الكائنات الحية في بعض العوامل البيولوجية المشتركة الظواهر، كوسائل مختلفة للتكاثر، وانقسام الخلايا، ونقل المادة الوراثية.
غالبًا ما يتم تناول علم الأحياء على أساس المستويات التي تتعامل مع الوحدات الأساسية للحياة، على مستوى البيولوجيا الجزيئية.
على سبيل المثال، تعتبر الحياة مظهرًا من مظاهر التحولات الكيميائية والطاقة التي تحدث بين العديد من المكونات الكيميائية التي تتكون منها الكائنات الحية.
نتيجة لتطوير الأدوات والتقنيات المختبرية القوية والدقيقة على نحو متزايد، من الممكن فهم وتعريف التنظيم الفيزيائي الكيميائي النهائي (البنى التحتية) للجزيئات في المادة الحية وطريقة إنتاج المادة الحية على المستوى الجزيئي.
مما أدي إلى ظهور الجينوميات في أواخر القرن العشرين وأوائل القرن الحادي والعشرين.
بيولوجيا الخلية
بيولوجيا الخلية هي دراسة الخلايا أي الوحدات الأساسية للبنية والوظيفة في الكائنات الحية.
شوهدت الخلايا لأول مرة في القرن السابع عشر عندما اخترع المجهر المركب.
قبل ذلك الوقت، تمت دراسة الكائن الحي ككل في مجال يعرف باسم البيولوجيا العضوية.
تتعامل البيولوجيا السكانية مع مجموعات أو مجموعات من الكائنات الحية التي تعيش في منطقة أو منطقة معينة.
كما تمت دراسة الأدوار التي تلعبها أنواع معينة من النباتات والحيوانات في العلاقات المتبادلة المعقدة والمستدامة القائمة بين العالم الحي والعالم غير الحي، وكذلك دراسات عن الضوابط المدمجة التي تحافظ على تلك العلاقات بشكل طبيعي.
يمكن تقسيم الجزيئات والخلايا والكائنات الحية الكاملة والسكان، مما يؤدي إلى تكوين اختصاصات مثل التشكل والتصنيف والفيزياء الحيوية والكيمياء الحيوية والوراثة وعلم الوراثة وعلم البيئة.
قد يكون مجال علم الأحياء مهتمًا بشكل خاص بالتحقيق في نوع واحد من الكائنات الحية، على سبيل المثال، دراسة الطيور في علم الطيور، أو دراسة الأسماك في علم الأسماك، أو دراسة الكائنات الحية الدقيقة في علم الأحياء المجهرية.
المفاهيم الأساسية لعلم الأحياء
-
التوازن
تم اقتراح مفهوم التوازن أي أن الكائنات الحية تحافظ على بيئة داخلية ثابتة، في القرن التاسع عشر من قبل عالم الفيزيولوجيا الفرنسي كلود برنارد، الذي صرح بأن “جميع الآليات الحيوية المتنوعة تحتوي على كائن واحد فقط وهو مفهوم الحفاظ على الثابت ظروف الحياة .
كما تصورها في الأصل برنارد، تطبيق التوازن على صراع كائن واحد من أجل البقاء، وتم توسيع المفهوم لاحقًا ليشمل أي نظام بيولوجي من الخلية إلى المحيط الحيوي بأكمله، وجميع مناطق الأرض التي تسكنها الكائنات الحية.
-
الوحدة
جميع الكائنات الحية، بصرف النظر عن تفردها، لها خصائص بيولوجية وكيميائية وفيزيائية معينة مشتركة.
على سبيل المثال، يتكون من وحدات أساسية تُعرف بالخلايا ونفس المواد الكيميائية، والتي عند تحليلها تُظهر أوجه تشابه التى تعد جديرة بالملاحظة، حتى في كائنات متباينة مثل البكتيريا والبشر.
علاوة على ذلك، نظرًا لأن عمل أي كائن حي يتحدد بالطريقة التي تتفاعل بها خلاياها وبما أن جميع الخلايا تتفاعل بنفس الطريقة، فإن الوظيفة الأساسية لجميع الكائنات الحية متشابهة أيضًا.
-
التطور
في نظريه تشارلز داروين حول الانتقاء الطبيعي، التى تمت مناقشتها بمزيد من التفصيل لاحقًا، أشار تشارلز إلى أن “البقاء للأصلح”
كان هذا المصطلح أساس التطور العضوي (تغيير الكائنات الحية مع مرور الوقت).
التطور بحد ذاته ظاهرة بيولوجية مشتركة بين جميع الكائنات الحية، على الرغم من أنها أدت إلى اختلافاتهم.
لقد جاءت الأدلة لدعم نظرية التطور من قبل السجل الأحفوري، ومن الدراسات المقارنة للهيكل والوظيفة، ومن دراسات التطور الجنيني، ومن دراسات الحمض النووي الريبي النووي (DNA).
-
التنوع
على الرغم من أوجه التشابه البيولوجية والكيميائية والفيزيائية الأساسية الموجودة في جميع الكائنات الحية، لا يوجد تنوع في الحياة بين الأنواع وبينها فحسب، بل أيضًا بين كل السكان الطبيعيين.
تمتعت ظاهرة التنوع بتاريخ طويل من الدراسة لأن العديد من الاختلافات الموجودة في الطبيعة مرئية للعين.
يمكن التحقق من حقيقة أن الكائنات الحية تغيرت خلال عصور ما قبل التاريخ وأن هناك اختلافات جديدة تتطور باستمرار من خلال سجلات الحفريات وكذلك من خلال تجارب التربية في المختبر.
بعد وقت طويل من افتراض داروين أن هناك اختلافات، اكتشف علماء الأحياء أنها ناجمة عن تغيير في المادة الوراثية (DNA).
يمكن أن يكون هذا التغيير تغييرًا بسيطًا في تسلسل مكونات الحمض النووي (النيوكليوتيدات)، أو تغييرًا أكبر مثل التغيير الهيكلي للكروموسوم، أو تغيير كامل في عدد الكروموسومات.
إن التغيير في المادة الوراثية في الخلايا التناسلية يظهر على أنه نوع من التغيير الهيكلي أو الكيميائي في النسل.
