علم الأحياء هو دراسة الكائنات الحية وعملياتها البيولوجية. يتعامل مع جميع الجوانب الفيزيائية والكيميائية للحياة. اتبع هذه المقالة للتعرف على تعريف علم الأحياء.
تعريف علم الأحياء
كلمة علم الأحياء مشتق من الكلمات اليونانية، والسيرة الذاتية، والمعنى، والحياة، والشعارات، والدراسة، ويتم تعريفها على أنها علم الحياة والكائنات الحية.
أدى الاتجاه الحديث نحو البحث متعدد التخصصات وتوحيد المعرفة والبحث العلمي من مختلف المجالات إلى تداخل كبير في مجال علم الأحياء مع التخصصات العلمية الأخرى.
تندمج المبادئ الحديثة في مجالات أخرى مثل الكيمياء والطب والفيزياء، وهي مجالات علم الأحياء مثل الكيمياء الحيوية والطب الحيوي والفيزياء الحيوية.
ينقسم علم الأحياء إلى فروع منفصلة، وعلى الرغم من أن جميع التقسيمات الفرعية مرتبطة بالمبادئ الأساسية للعلم، فإن دراسة النباتات (علم النبات) منفصلة عن دراسة الحيوانات (علم الحيوان)، ودراسة بنية الكائنات الحية من علم وظائف الأعضاء.
تشترك جميع الكائنات الحية في بعض العوامل البيولوجية النمطية الشائعة، 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، الحياة هي مظهر من مظاهر التحولات الكيميائية والطاقة التي تحدث بين العديد من المكونات الكيميائية التي تتكون منها الكائنات الحية.
نتيجة لتطوير أدوات وتقنيات معملية قوية ودقيقة بشكل متزايد، من الممكن فهم وتعريف التنظيم الفيزيائي والكيميائي النهائي (البنى التحتية) للجزيئات في المادة الحية وطريقة إنتاج المادة الحية على المستوى الجزيئي.
أدى ذلك إلى ظهور علم الجينوم في أواخر القرن العشرين وأوائل القرن الحادي والعشرين.
تعريف علم الأحياء
بيولوجيا الخلية
بيولوجيا الخلية هي دراسة الخلايا، أي الوحدات الأساسية للبنية والوظيفة في الكائنات الحية.
شوهدت الخلايا لأول مرة في القرن السابع عشر عندما تم اختراع المجهر المركب.
قبل ذلك الوقت، تمت دراسة الكائن الحي ككل في مجال يعرف بالبيولوجيا العضوية.
يتعامل علم الأحياء السكاني مع مجموعات أو مجموعات من الكائنات الحية التي تعيش في منطقة أو منطقة معينة.
تمت دراسة الأدوار التي تلعبها أنواع معينة من النباتات والحيوانات في العلاقات المتبادلة المعقدة والمستدامة بين العوالم الحية وغير الحية، وكذلك الدراسات حول الضوابط المتكاملة التي تحافظ بشكل طبيعي على تلك العلاقات.
يمكن تقسيم الجزيئات والخلايا والكائنات الحية الكاملة والسكان إلى تخصصات مثل علم التشكل والتصنيف والفيزياء الحيوية والكيمياء الحيوية وعلم الوراثة وعلم الوراثة والبيئة.
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 الدقيقة.
تعريف علم الأحياء
المفاهيم الأساسية لعلم الأحياء
توازن
توازن
تم اقتراح مفهوم التوازن، الذي يعني أن الكائنات الحية تحافظ على بيئة داخلية ثابتة، في القرن التاسع عشر من قبل عالم الفسيولوجيا الفرنسي كلود برنارد، الذي ذكر أن “جميع الآليات البيولوجية المختلفة تحتوي على كائن حي واحد فقط، وهو مفهوم الحفاظ على ثابت ظروف الحياة.
كما تصور برنارد في الأصل، تم تطبيق التوازن على كفاح كائن حي 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.
وحدة
وحدة
جميع الكائنات الحية، بغض النظر عن تفردها، لها خصائص بيولوجية وكيميائية وفيزيائية معينة مشتركة.
على سبيل المثال، تتكون من وحدات أساسية تعرف باسم الخلايا ونفس المواد الكيميائية، والتي تظهر عند تحليلها أوجه تشابه جديرة بالملاحظة، حتى في الكائنات الحية المتناقضة مثل البكتيريا والبشر.
علاوة على ذلك، نظرًا لأن عمل أي كائن حي يتم تحديده من خلال الطريقة التي تتفاعل بها خلاياه وبما أن جميع الخلايا تتفاعل بنفس الطريقة، فإن الوظيفة الأساسية لجميع الكائنات الحية متشابهة أيضًا.
تطوير
تطوير
في نظرية تشارلز داروين عن الانتقاء الطبيعي، والتي نوقشت بمزيد من التفصيل لاحقًا، أشار تشارلز إلى أن “البقاء للأصلح”
كان هذا المصطلح أساس التطور العضوي (تغير الكائنات الحية بمرور الوقت).
التطور بحد ذاته ظاهرة بيولوجية مشتركة بين جميع الكائنات الحية، على الرغم من أنها أدت إلى اختلافاتهم.
لقد جاء الدليل لدعم نظرية التطور من السجل الأحفوري، ومن الدراسات المقارنة للهيكل والوظيفة، ومن دراسات التطور الجنيني، ومن دراسات الحمض النووي.
تنوع
تنوع
على الرغم من أوجه التشابه البيولوجية والكيميائية والفيزيائية الأساسية الموجودة في جميع الكائنات الحية، فإن تنوع الحياة لا يوجد فقط بين الأنواع، ولكن أيضًا بين جميع المجموعات الطبيعية.
لظاهرة التنوع تاريخ 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 الاختلافات الجديدة تتطور باستمرار من خلال سجلات الحفريات وكذلك من خلال تجارب التكاثر في المختبر.
بعد فترة طويلة من افتراض داروين وجود اختلافات، اكتشف علماء الأحياء أنها ناجمة عن تغيير في المادة الوراثية (DNA).
يمكن أن يكون هذا التغيير تغييرًا طفيفًا في تسلسل مكونات الحمض النووي (النيوكليوتيدات)، أو تغيير أكبر مثل التغيير الهيكلي للكروموسوم، أو تغيير كامل في عدد الكروموسومات.
يظهر التغيير في المادة الجينية في الخلايا التناسلية كنوع من التغيير الهيكلي أو الكيميائي في النسل.
