Биология: Разлика между версии

 

Биологията е обширна област на [[Познание|познанието]], включваща множество подразделения, теми и дисциплини. Сред най-важните теми са петте обединяващи принципа, които могат да бъдат наречени основополагащи [[Аксиома|аксиоми]] на съвременната биология: [[Клетъчна теория|клетъчната теория]] и теориите за [[еволюция]]та, [[ген]]ите, [[енергия]]та и [[хомеостаза]]та.<ref name="avila_biology">{{cite book |author=Avila, Vernon L. |title=Biology: Investigating life on earth |publisher=Jones and Bartlett |location=Boston |year=1995 |pages=11 – 18|isbn=0-86720-942-9 }}</ref>

Подразделенията на биологията се разграничават едно от друго според мащаба, в който се изследват организмите и според методите за тяхното изследване. Така [[биохимия]]та изучава елементарната [[химия]] на живота, [[молекулярна биология|молекулярната биология]] – сложните взаимодействия на системи биологични [[Молекула|молекули]], [[клетъчна биология|клетъчната биология]] – [[Клетка|клетките]], [[физиология]]та – химическите и физични функции на [[тъкан]]ите, [[орган (анатомия)|орган]]ите и [[Система от органи|системите]], а [[екология]]та – взаимодействието на различните организми с окръжаващата ги среда.<ref>[http://community.weber.edu/sciencemuseum/pages/life_main.asp Life Science, Weber State Museum of Natural Science]</ref>

 

[[File:Tree of life by Haeckel.jpg|thumb|Дърво на живота (1879)]]

 

Въпреки че, биологията в съвременния си вид се е развила сравнително скоро, то различни клонове и обекти са изучавани още от древни времена. [[Натурфилософия]]та е изучавана още от времето на древните цивилизации в [[Месопотамия]], [[Египет]], [[Индия]] и [[Китай]]. Все пак, произхода на модерната биологична наука като наука за природата и живите обекти най-често се свързва с [[Древна Гърция]].<ref>Magner, ''A History of the Life Sciences''</ref> Докато за баща на [[медицина]]та се приема [[Хипократ]] (около 460 пр. Хр. – около 370 пр. Хр.), то [[Аристотел]] (384 пр. Хр. – 322 пр. Хр.) е този, който има водеща роля за развитието на биологията. Особено важна е неговата „''История на животните“'' както и други трудове демонстриращи натуралистични идеи. По-късните му емпирични изследвания са свързани с биологичния фундамент на произхода и многообразието на живота. Аристотеловият ученик [[Теофраст]] написва цяла серия от студии посветени на [[ботаника]]та, които се оценяват като най-значимия труд в тази област през [[Древност|древността]] и дори [[средновековие]]то. Учени от средновековния ислямски свят също допринасят за развитието на биологията, в това число са [[ал-Джахиз]] (781 – 869), [[ал-Динауари]] (828 – 896), занимавал се с ботаника<ref name="Fahd-815">{{Cite journal|last=Fahd|first=Toufic|contribution=Botany and agriculture|page=815|ref=harv}}, in {{Cite book |last1=Morelon |first1=Régis |last2=Rashed |first2=Roshdi |year=1996 |title=[[Encyclopedia of the History of Arabic Science]] |volume=3 |publisher=[[Routledge]] |isbn=0415124107 |ref=harv |postscript=<!--None-->}}</ref> и [[Абу Бакр Мухаммад ибн Зекария ал-Рази|ал-Рази]] (865 – 925) със значителен принос в развитието на [[анатомия]]та и [[физиология]]та.

* Да предложи методи за целенасочено използване на получените знания в полза на човека.

 

{{основна|Клетъчна теория}}

[[Image:Epithelial-cells.jpg|thumb|left|Клетъчна култура, оцветяване за [[кератин]] (червено) и [[ДНК]] (зелено)]]

[[Клетъчна теория|Клетъчната теория]] постулира, че клетката е основната структурна и функционална единица на живота и че, всички живи организми са изградени от една или повече клетки както и техните продукти (например черупки). Всички клетки произлизат от други клетки посредством процес на клетъчно делене. В [[Многоклетъчно|многоклетъчните]] организми всяка клетка на организма произхожда от една начална клетка – оплодената [[яйцеклетка]].<ref>{{cite journal|author=Mazzarello, P|title=A unifying concept: the history of cell theory|journal=Nature Cell Biology|volume=1|pages=E13–E15|year=1999|doi=10.1038/8964|pmid=10559875|issue=1|ref=harv}}</ref> Клетъчния генетичен материал определящ наследствеността (ДНК) се предава в непроменен вид от клетка в клетка при процеса на делене.

 

{{основна|Еволюция}}

[[File:Mutation and selection diagram.svg|thumb|right|300px|[[Естествен отбор]] в [[популация]]]]

Еволюционната теория постулира, че всички организми на земята, както съвременни така и изчезнали, произлизат от общ предшественик или общ генетичен пул. Според съвременната представа този общ за всички организми прародител е съществувал преди 3,5 милиарда години.<ref>{{cite book | title = Life Evolving: Molecules, Mind, and Meaning | author = De Duve, Christian | location = New York | publisher = Oxford University Press | year = 2002| page = 44 | isbn = 0195156056}}</ref> Универсалността и всеобхватността (при всички организми) на разпространението на генетичния код, се приема като доказателство за съществуването на общ предшественик на [[бактерия|бактерии]], [[археа]] и [[еукариот]]и.<ref name="Futuyma">{{cite book|author=Futuyma, DJ|title=Evolution|year=2005|publisher=Sinauer Associates|isbn=978-0878931873|oclc=57311264 57638368 62621622}}</ref>

 

{{основна|Генетика}}

[[Image:Punnett square mendel flowers.svg|left|thumb|Решетка на Пъне изобразяваща кръстосването на две хетерозиготни грахови растения и полученото потомство]]

Гените са основните носители на наследствеността и определят специфичните характеристики на всеки един организъм. Всички организми от бактерията до човека споделят еднакъв механизъм за реализация на ДНК в [[протеин]]и. Клетките [[Транскрипция (биология)|транскрибират]] ДНК гена към [[РНК]]ов вариант на гена, а [[рибозома|рибозомите]] в последствие [[транслация (биология)|транслират]] РНК в [[Аминокиселина|аминокиселинна]] последователност, протеин. Транслационния код (генетичен код) за презаписване на нуклеотидната последователност в аминокиселинна е силно консервативен и почти не се срещат различия в него.<ref>[http://www.businessweek.com/magazine/content/07_33/b4046083.htm From SemBiosys, A New Kind Of Insulin] INSIDE WALL STREET By Gene G. Marcial(AUGUST 13, 2007)</ref><ref>http://www.i-sis.org.uk/gmSaffloweHumanPro-Insulin.php</ref>

 

{{основна|Хомеостаза}}

Хомеостазата е свойството на една отворена система, особено на живите организми, да регулира вътрешната си среда така, че да поддържа стабилно, постоянно състояние чрез многобройни корекции на динамичното равновесие, управлявани от взаимосвързани регулаторни механизми. <ref>Kelvin Rodolfo, [http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=what-is-homeostasis Explanation of Homeostasis on scientificamerican.com]. Retrieved Oct. 16, 2009.</ref>

За да поддържа състоянието на динамично равновесие и ефективно да осъществява определени функции системата трябва да открива и да отговаря на промените. След установяването на смущение (промяна в стойностите на даден параметър) биологичната система обикновено реагира на принципа на негативната обратна връзка. Това означава, стабилизиране на условията (модифицирани под въздействието на променения параметър) чрез засилване или намаляване на активността на даден орган или система. Например при понижени нива на [[кръвна захар]] се отделя [[глюкагон]], който предизвиква разграждане на [[Гликоген|гликогена]] до [[глюкоза]] и възстановяване на изходните нива на кръвна захар.

 

Оцеляването на живите организми зависи от продължителния поток на [[енергия]]. Химичните реакции, които са отговорни за структурата и функционирането на организмите са насочени към извличането на енергия от субстрати доставени с храната. Тази енергия от субстратите служи за биохимични реакции поддържащи нормалното функциониране на организмите и като материал за синтеза на нови [[Биомолекула|биомолекули]], клетъчни структури и клетки. [[Растения]]та и другите фототрофи и хемотрофи внасят енергията от [[слънцето]] и високоенергетичните съединения ([[метан]], [[сероводород]] и други) в живия свят и са основата на хранителната пирамида.<ref>{{cite book |author=Smith, A. L. |title=Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology |publisher=Oxford University Press |location=Oxford [Oxfordshire] |year=1997 |pages=508 |isbn=0-19-854768-4 |quote=Photosynthesis – the synthesis by organisms of organic chemical compounds, esp. carbohydrates, from carbon dioxide using energy obtained from light rather than the oxidation of chemical compounds.}}</ref><ref>Katrina Edwards. ''Microbiology of a Sediment Pond and the Underlying Young, Cold,

Hydrologically Active Ridge Flank''. Woods Hole Oceanographic Institution.</ref> Част от уловената енергия се използва за синтез на [[биомаса]], друга за поддръжка на жизнените функции, растеж и развитие. Голяма част от енергията се губи като [[топлина]] или се изхвърля под формата на отпадни продукти на [[Метаболизъм|метаболизма]]. Най-важните процеси за преобразуването на енергията, уловена в химичните субстрати, в полезна за организмите, поддържаща живота енергия, са обединени от метаболизма<ref>{{cite book |author=Campbell, Neil A. and Reece Jane B|title=Biology |publisher=Benjamin Cummings |year=2001 |chapter=6|isbn=978-0805366242 |accessdate= 2008 |oclc=47521441 48195194 53439122 55707478 64759228 79136407}}</ref> и [[клетъчно дишане|клетъчното дишане]].<ref name="Colvard, 2009">Bartsch/Colvard, ''The Living Environment''. (2009) New York State Prentice Hall Regents Review. Retrieved Oct. 16, 2009.</ref>

 

Както всяка функционално активна система, така и биологичните системи са изградени от компоненти организирани в строга йерархична система. Йерархичната система на живата материя е многоетажна, като всяко следващо ниво на организация съдържа по-долните, но не като механичен сбор, а придобива нови качествени характеристики.<ref>{{Citation |url=http://www.authorstream.com/Presentation/wdorsey-88049-hierarchy-life-biology-education-ppt-powerpoint/ |accessdate=6 October 2009 |title=Hierarchy of Life |date=14 September 2008}}</ref> Основните нива са шест, като могат да бъдат включени и много междинни:

 

* ''[[Генно инженерство]]'' – разработва методи за прехвърляне на наследствена информация (гени) от едни организми в други, с цел приемниците да получат нови, полезни свойства.

 

<gallery>

File:Guriezo Adino vaca toro terneras.jpg|Animalia – Bos primigenius taurus