Биология (от греч. биос — жизнь, логос — слово, наука) — это комплекс наук о живой природе.
Предметом биологии являются все проявления жизни: строение и функции живых существ, их разнообразие, происхождение и развитие, а также взаимодействие с окружающей средой.
В настоящее время в состав биологии включают целый ряд наук, которые можно систематизировать по таким критериям: по предмету и преобладающим методам исследования и по изучаемому уровню организации живой природы. Несколько особняком стоят прикладные науки.
вирусология (царство вирусы);
микробиология, бактериология (царство бактерии);
ботаника (царство растения);
микология (царство грибы);
лихенология (лишайники);
зоология (царство животные); ихтио, орнито, герпето
териология (наука о млекопитающих)
антропология (человек)
Систематика — описывает и классифицирует по группам все живые и вымершие существа.
Биохимия — это наука о химическом составе и химических процессах, происходящих в живых организмах.
Морфология — наука, изучающая форму и строение организмов.
Анатомия — раздел морфологии, изучает внутреннее строение и форму отдельных органов, систем и организма в целом. Анатомия растений рассматривается в составе ботаники, анатомия животных — в составе зоологии, а анатомия человека является отдельной наукой.
Физиология — изучает процессы жизнедеятельности организмов, их отдельных систем, органов, тканей и клеток. Существуют физиология растений, животных и человека.
Генетика — наука о процессах наследственности и изменчивости.
Эмбриология — наука об эмбриональном развитии.
Теория эволюции — наука об эволюционном учении.
Этология — наука о поведении животных.
Общая биология — наука о закономерностях и процессах, общих для живой природы.
молекулярная биология — на молекулярном уровне.
цитология, цитогенетика — на клеточном уровне.
морфология и физиология — на организменном уровне.
экология, популяционная экология, биогеография — на популяционно-видовом, биогеоценотическом и биосферном уровне.
По преобладающим методам исследования можно выделить описательную (например, морфологию), экспериментальную (например, физиологию) и теоретическую биологию.
Прикладные аспекты биологии отнесены к сфере биотехнологии, селекции и других быстроразвивающихся наук.
Биотехнология изучает использование живых организмов и биологических процессов в производстве. Она применяется в пищевой (хлебопечение, сыроделие, пивоварение и др.) и фармацевтической промышленностях (получение антибиотиков, витаминов), для очистки вод и т. п.
Селекция — наука о методах создания пород домашних животных, сортов культурных растений и штаммов микроорганизмов с нужными человеку свойствами. Под селекцией понимают и сам процесс изменения живых организмов, осуществляемый человеком для своих потребностей.
Промышленная биоэнергетика изучает вопросы производства энергии из различных видов биотоплива. Активно разрабатываются технологии утилизации органических отходов. Это приводит к уменьшению загрязнения окружающей среды, а также получению более дешёвой альтернативной (т. е. не основанной на сжигании полезных ископаемых) энергии.
Геномика — наука, изучающая геномы различных организмов и взаимодействие составляющих эти геномы генов. Специалисты по геномике заняты расшифровкой геномов различных организмов и сравнением их между собой. Это помогает понять степень родства разных видов, а также проследить эволюцию отдельных групп организмов. Также большое значение приобретает и медицинская геномика — дисциплина, изучающая связь различных заболеваний с генетическими аномалиями. Разработанные специалистами в этой области методики помогают поставить верный диагноз и назначать правильное лечение больным такими тяжелыми болезнями, как онкологические.
Протеомика — раздел молекулярной биологии, изучающая белки, их функции и взаимодействие в клетках разных организмов. Основная задача протеомики - идентификация новых белков и их количественный анализ. Протеомика объективно сложнее геномики, так как геном организма в большинстве случаев не меняется в ходе жизни, но совокупность всех его белков изменяется постоянно. Различаются даже протеомы клеток разных типов одного организма. Методы протеомики используют в медицине для постановки точных диагнозов, для выявления причин возникновения разнообразных заболеваний, для поиска антигенов, пригодных для создания новых вакцин, для диагностики, прогнозирования и лечения рака с помощью биомаркеров. Сравнение протеомов (т. е. комплекса всех белков организма) здорового и больного пациентов позволяет выявить белки, способствующие развитию болезни, которые в дальнейшем могут стать мишенями для новых лекарственных препаратов. Таким образом, геномика и протеомика помогают в медицине ставить диагноз.
Эпигенетика - раздел генетики, изучающий наследуемые изменения активности генов во время роста и деления клеток, изменения синтеза белков, вызванных механизмами, не изменяющими последовательность нуклеотидов в ДНК. То есть изучаются факторы, которые влияют лишь на активность генов, а сама структура ДНК при этом не меняется. Например, метилирование ДНК, при котором метильные группы, прикрепляемые к ДНК подавляют активность определенных генов, путем модификации гистонов (белков, на которые наматывается ДНК), можно изменить плотность упаковки ДНК, что тоже влияет на активность генов. Также изучаются процессы в ходе развития зиготы, когда начинается дифференциация клеток из-за активации разных генов.
Нанобиология- это раздел нанотехнологии, изучает свойства и функции биологически активных соединений клетки и создает различные нанообъекты из живых молекул, которые смогут доставить лекарство именно в то место, где оно в данный момент необходимо. Она служит базой для исследований в области борьбы со СПИДом и созданию вакцины от ВИЧ-инфекции, новых лекарств в борьбе с раком, генетическими заболеваниями.
Бионика - прикладная наука, исследующая возможности применения в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы. Бионика помогает человеку создавать оригинальные технические системы и технологические процессы на основе идей, найденных и заимствованных у природы. Основные направления в области бионики:
изучение нервной системы человека и животных и моделирование нервных и нервных сетей для дальнейшего совершенствования вычислительной техники и разработки новых элементов и устройств автоматики и телемеханики (нейробионика). Нейробионика изучает работу мозга, исследует механизмы памяти для создания искусственного интеллекта.
исследование органов чувств и других воспринимающих систем живых организмов с целью разработки новых датчиков и систем обнаружения;
изучение принципов ориентации, локации и навигации у различных животных для использования этих принципов в технике;
исследование морфологических, физиологических, биохимических особенностей живых организмов для выдвижения новых технических и научных идей..
Прогресс биологии тесно связан с такими науками как физика, химия, математика, информатика и др. Например, микроскопирование, ультразвуковые исследования (УЗИ), томография и другие методы биологии основываются на физических закономерностях. Изучение структур молекул и процессов живых систем, было бы невозможным без применения химических и физических методов. Применение математических методов позволяет, с одной стороны, выявить наличие закономерной связи между объектами или явлениями, подтвердить достоверность полученных результатов, а с другой — смоделировать явление или процесс. В последнее время все большее значение в биологии приобретают компьютерные методы, например моделирование. На стыке биологии и других наук возник целый ряд новых наук, таких как биофизика, биохимия, бионика и др.
Благодаря достижениям биологии стало возможным получать промышленным путём различные медицинские препараты, витамины, биологически активные вещества. Открытия, сделанные в генетике, анатомии, физиологии и биохимии, позволяют поставить больному человеку правильный диагноз и выработать эффективные пути лечения и профилактики различных болезней, в том числе и тех, которые раньше считались неизлечимыми. Знание законов наследственности и изменчивости позволило ученым-селекционерам получить новые высокопродуктивные породы домашних животных и сорта культурных растений. На основе изучения взаимоотношений между организмами были созданы биологические методы борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур. Данные, полученные при изучении строения и принципов работы различных систем живых организмов, часто помогают найти оригинальные решения в технике и строительстве. Знания в области экологии помогают в природоохранных мероприятиях, способствующих решению глобальных экологических проблем (знания о взаимосвязях организмов в природе, о факторах, отрицательно влияющих на состояние окружающей среды и т д.). Биотехнология позволяет получать различные виды топлива путем биопереработки отходов промышленного и сельскохозяйственного производств. Некоторые биотехнологические разработки находят всё большее применение в добыче и переработке полезных ископаемых. Однако особенно ярко успехи этой отрасли проявляются в медицине. В настоящее время с помощью биосинтеза получают самые различные антибиотики, ферменты, аминокислоты и гормоны.
Текст написан на основе разработок Маян Амировны Шаймухаметовой,
открытых источников сети Интернет и учебников из списка