Биология - Biology

Для использования в других целях см. Биология (значения).

Биология занимается изучением жизнь и организмы.
Биология

Биология это естественные науки что изучает жизнь и жить организмы, включая их физическая структура, химические процессы, молекулярные взаимодействия, физиологические механизмы, разработка и эволюция.[1] Несмотря на сложность науки, определенные объединяющие концепции объединяют ее в единое связное поле. Биология признает клетка как основная единица жизни, гены как основная единица наследственность, и эволюция как двигатель, который продвигает творчество и вымирание из разновидность. Живые организмы находятся открытые системы которые выживают, преобразовывая энергия и уменьшая их локальные энтропия[2] для поддержания стабильного и жизненно важного состояния, определяемого как гомеостаз.[3]

Субдисциплины биологии определяются применяемыми методами исследования и типом изучаемой системы: теоретическая биология использует математические методы для формулирования количественных моделей, в то время как экспериментальная биология проводит эмпирические эксперименты, чтобы проверить обоснованность предложенных теорий и понять механизмы, лежащие в основе жизни, и то, как она появившийся и развился от неживой материи около 4 миллиардов лет назад за счет постепенного увеличения сложности системы.[4][5][6]

Этимология

«Биология» происходит от Древнегреческий слова βίος; романизированный bíos означает «жизнь» и -λογία; романизированная logía (-логия), что означает «отрасль науки» или «говорить». [7][8] Вместе они образуют греческое слово βιολογία; романизированный biología, что означает биология. Несмотря на это, термина βιολογία в целом в древнегреческом не существовало. Первыми его позаимствовали англичане и французы (биология). Исторически в английском языке существовал еще один термин «биология», Lifelore; сегодня он используется редко.

Латиноязычная форма этого термина впервые появилась в 1736 году, когда шведский ученый Карл Линней (Карл фон Линне) использовали биологи в его Bibliotheca Botanica. Он был снова использован в 1766 году в работе под названием Philosophiae naturalis sive Physicae: tomus III, геолог континентов, биолог, фитолог генералис, к Майкл Кристоф Ханов, ученик Кристиан Вольф. Первое немецкое использование, Биология, был в переводе 1771 года работы Линнея. В 1797 году Теодор Георг Август Руз использовал этот термин в предисловии к книге: Grundzüge der Lehre van der Lebenskraft. Карл Фридрих Бурдах использовал этот термин в 1800 году в более узком смысле изучения человека с морфологической, физиологической и психологической точки зрения (Propädeutik zum Studien der gesammten Heilkunst). Термин вошел в свое современное употребление с шеститомным трактатом. Biologie, oder Philosophie der lebenden Natur (1802–22) по Готфрид Рейнхольд Тревиранус, который объявил:[9]

Объектами нашего исследования будут различные формы и проявления жизни, условия и законы, при которых происходят эти явления, а также причины, по которым они были затронуты. Науку, занимающуюся этими объектами, мы будем обозначать именем биология [Biologie] или учение о жизни [Lebenslehre].

История

Основная статья: История биологии
Рисунок мухи лицом вверх с деталью крыла
Схема мухи из Роберта Гука новаторский Микрография, 1665
Родословная Эрнста Геккеля - генеалогическое древо человека из книги «Эволюция человека»
Эрнст Геккель Древо жизни (1879)

Хотя современная биология возникла относительно недавно, науки, связанные с ней и входящие в ее состав, изучаются с древних времен. Натурфилософия был изучен еще древними цивилизациями Месопотамия, Египет, то Индийский субконтинент, и Китай. Однако истоки современной биологии и ее подхода к изучению природы чаще всего восходят к древняя Греция.[10][11] Хотя формальное изучение лекарство датируется Фараонов Египет, это было Аристотель (384–322 до н. Э.), Внесшие наибольший вклад в развитие биологии. Особенно важны его История животных и другие работы, в которых он продемонстрировал склонность к натуралистам, а позже и более эмпирические работы, сосредоточенные на биологической причинности и разнообразии жизни. Преемник Аристотеля в Лицей, Теофраст, написал серию книг по ботаника которые сохранились как важнейший вклад древности в науку о растениях, даже в Средний возраст.[12]

Ученые средневековый исламский мир кто писал по биологии в том числе аль-Джахиз (781–869), Аль-Динавари (828–896), писавший о ботанике,[13] и Разес (865–925), писавшие на анатомия и физиология. Лекарство был особенно хорошо изучен исламскими учеными, работающими в традициях греческих философов, в то время как естественная история в значительной степени опиралась на мысли Аристотеля, особенно в поддержании фиксированной иерархии жизни.

Биология стала быстро развиваться и расти вместе с Антон ван Левенгук резкое улучшение микроскоп. Именно тогда ученые обнаружили сперматозоиды, бактерии, инфузория и разнообразие микроскопической жизни. Исследования Ян Сваммердам привел к новому интересу к энтомология и помог разработать основные методы микроскопической рассечение и окрашивание.[14]

Достижения в микроскопия также оказал глубокое влияние на биологическое мышление. В начале 19 века ряд биологов указали на центральное значение клетка. Затем, в 1838 году, Schleiden и Шванн начал продвигать теперь универсальные идеи о том, что (1) основной единицей организмов является клетка и (2) что отдельные клетки обладают всеми характеристиками жизнь, хотя они выступали против идеи, что (3) все клетки возникают в результате деления других клеток. Благодаря работе Роберт Ремак и Рудольф Вирхов Однако к 1860-м годам большинство биологов приняли все три принципа того, что стало известно как Клеточная теория.[15][16]

Между тем таксономия и классификация стали в центре внимания естествоиспытателей. Карл Линней опубликовал базовый таксономия для мира природы в 1735 году (варианты которого используются с тех пор), а в 1750-х годах научные названия для всех его видов.[17] Жорж-Луи Леклерк, граф де Бюффон, рассматривали виды как искусственные категории и живые формы как податливые - даже предполагая возможность общее происхождение. Хотя Буффон был противником эволюции, он является ключевой фигурой в история эволюционной мысли; его работа повлияла на эволюционные теории обоих Ламарк и Дарвин.[18]

Серьезное эволюционное мышление зародилось в трудах Жан-Батист Ламарк, который первым представил стройную теорию эволюции.[19] Он утверждал, что эволюция была результатом воздействия окружающей среды на свойства животных, а это означало, что чем чаще и строго использовался орган, тем более сложным и эффективным он становился, тем самым адаптируя животное к окружающей среде. Ламарк считал, что эти приобретенные черты могут быть переданы потомству животного, которое будет развивать и совершенствовать их.[20] Однако именно британский натуралист Чарльз Дарвин, сочетающий биогеографический подход Гумбольдт, униформистская геология Лайель, Мальтуса работ о росте населения, его собственном морфологическом опыте и обширных естественных наблюдениях, которые создали более успешную эволюционную теорию, основанную на естественный отбор; аналогичные рассуждения и доказательства привели Альфред Рассел Уоллес самостоятельно прийти к таким же выводам.[21][22] Хотя это была тема полемика (которая продолжается и по сей день), теория Дарвина быстро распространилась по научному сообществу и вскоре стала центральной аксиомой быстро развивающейся науки биологии.

Открытие физического представления наследственности пришло вместе с эволюционными принципами и популяционная генетика. В 1940-х и начале 1950-х годов эксперименты указали на ДНК как компонент хромосомы которые содержали единицы-носители, которые стали известны как гены. Акцент на новые виды модельных организмов, такие как вирусы и бактерии, наряду с открытием двойной спиральной структуры ДНК в 1953 году, ознаменовал переход к эре молекулярная генетика. С 1950-х годов по настоящее время биология значительно расширилась в молекулярный домен. В генетический код был взломан Хар Гобинд Кхорана, Роберт В. Холли и Маршалл Уоррен Ниренберг после того, как ДНК было понято как кодоны. Наконец, Проект "Геном человека" был запущен в 1990 году с целью картирования общих человеческих геном. Этот проект был практически завершен в 2003 году,[23] дальнейший анализ все еще публикуется. Проект «Геном человека» был первым шагом в глобальных усилиях по включению накопленных знаний в области биологии в функциональное, молекулярное определение человеческого тела и тел других организмов.

Основы современной биологии

Клеточная теория

Клетки HeLa окрашены красителем Hoechst blue.
Клетки HeLa с ядрами (в частности, ДНК) окрашенными в синий цвет. Центральная и крайняя правая клетки находятся в межфазный, поэтому помечены все ядра. В ячейке слева проходит митоз и его ДНК конденсировалась.
Основная статья: Клеточная теория

Теория клеток утверждает, что клетка фундаментальная единица жизнь, что все живые существа состоят из одной или нескольких ячеек, и что все ячейки возникают из уже существующих ячеек через деление клеток. В многоклеточные организмы, каждая клетка в организме происходит из одиночная ячейка в удобренном яйцо. Клетка также считается основной единицей во многих патологических процессах.[24] Кроме того, явление поток энергии происходит в клетках в процессах, которые являются частью функции, известной как метаболизм. Наконец, клетки содержат наследственную информацию (ДНК ), который передается от клетки к клетке во время деления клетки. Исследование происхождения жизни, абиогенез, сводится к попытке выяснить происхождение первых клеток.

Эволюция

диаграмма, показывающая естественный отбор, благоприятствующий преобладанию выжившей мутации
Естественный отбор популяции для темной окраски.
Основная статья: Эволюция

Центральная организационная концепция в биологии состоит в том, что жизнь изменяется и развивается в процессе эволюции, и что все известные формы жизни имеют общее происхождение. Теория эволюции постулирует, что все организмы на земной шар, как живые, так и вымершие, произошли от общего предка или предков Генофонд. Этот универсальный общий предок всех организмов считается, что появилось около 3,5 миллиарда лет назад.[25] Биологи считают, что генетический код в качестве окончательного доказательства в пользу теории всеобщего общего происхождения для всех бактерии, археи, и эукариоты (видеть: происхождение жизни ).[26]

Термин «эволюция» был введен в научный лексикон Жан-Батист де Ламарк в 1809 г.,[27] и пятьдесят лет спустя Чарльз Дарвин постулировал научную модель естественного отбора как движущую силу эволюции.[28][29][30] (Альфред Рассел Уоллес признан соавтором этой концепции, поскольку он помогал исследовать и экспериментировать с концепцией эволюции.)[31] Эволюция теперь используется для объяснения огромных вариаций жизни на Земле.

Дарвин предположил, что виды процветают или умирают, когда подвергаются процессам естественный отбор или же селекция.[32] Генетический дрейф был воспринят как дополнительный механизм эволюционного развития в современный синтез теории.[33]

Эволюционная история разновидность - который описывает характеристики различных видов, от которых он произошел, - вместе с его генеалогическими отношениями со всеми остальными видами известен как его филогения. Широко разнообразные подходы к биологии позволяют получить информацию о филогении. К ним относятся сравнения Последовательности ДНК, продукт молекулярная биология (в частности геномика ) и сравнения окаменелости или другие записи о древних организмах, продукт палеонтология.[34] Биологи организуют и анализируют эволюционные отношения с помощью различных методов, в том числе филогенетика, фенетика, и кладистика. (Краткое изложение основных событий эволюции жизни в современном понимании биологов см. эволюционная шкала времени.)

Эволюция имеет отношение к пониманию естественной истории форм жизни и пониманию организации нынешних форм жизни. Но эти организации можно понять только в свете того, как они возникли в процессе эволюции. Следовательно, эволюция занимает центральное место во всех областях биологии.[35]

Генетика

таблица два на два, показывающая генетические скрещивания
А Площадь Пеннета изображающий помесь двух растений гороха, гетерозиготных по пурпурному (B) и белому (b) цветам
Основная статья: Генетика

Гены являются первичными единицами наследования у всех организмов. Ген - это единица наследственность и соответствует области ДНК который определенным образом влияет на форму или функции организма. Все организмы, от бактерий до животных, используют один и тот же базовый механизм, который копирует и переводит ДНК в белки. Клетки расшифровывать ген ДНК в РНК версия гена и рибосома тогда переводит РНК в последовательность аминокислоты известный как белок. В код перевода от кодона РНК до аминокислоты одинаков для большинства организмов. Например, последовательность ДНК, кодирующая инсулин в организме человека также кодирует инсулин при введении в другие организмы, такие как растения.[36]

ДНК обнаруживается как линейная хромосомы в эукариоты, а круговые хромосомы в прокариоты. Хромосома - это организованная структура, состоящая из ДНК и гистоны. Набор хромосом в клетке и любая другая наследственная информация, найденная в митохондрии, хлоропласты, или другие места в совокупности известны как ячейки геном. У эукариот геномная ДНК локализована в ядро клетки, или с небольшими количествами в митохондрии и хлоропласты. У прокариот ДНК удерживается в теле неправильной формы в цитоплазме, называемом нуклеоид.[37] Генетическая информация в геноме хранится в генах, и полный набор этой информации в организме называется его генотип.[38]

Гомеостаз

Основная статья: Гомеостаз
диаграмма, показывающая петлю обратной связи гормонов
В гипоталамус секреты CRH, который направляет гипофиз выделять АКТГ. В свою очередь, АКТГ заставляет кору надпочечников секретировать глюкокортикоиды, Такие как кортизол. Затем ГК снижают скорость секреции гипоталамусом и гипофизом, как только высвобождается достаточное количество ГК.[39]

Гомеостаз - это способность открытая система регулировать свою внутреннюю среду для поддержания стабильных условий с помощью множества динамическое равновесие корректировки, которые контролируются взаимосвязанными механизмами регулирования. Все живые организмы, ли одноклеточный или же многоклеточный, проявляют гомеостаз.[40]

Чтобы поддерживать динамическое равновесие и эффективно выполнять определенные функции, система должна обнаруживать возмущения и реагировать на них. После обнаружения возмущения биологическая система обычно реагирует негативный отзыв которые стабилизируют условия за счет снижения или увеличения активности органа или системы. Одним из примеров является выпуск глюкагон когда уровень сахара слишком низкий.

диаграмма, показывающая энергетический процесс человека от поступления пищи до выхода тепла и отходов
Базовый обзор энергия и человеческая жизнь.

Энергия

Выживание живого организма зависит от постоянного поступления энергия. Химические реакции, отвечающие за его структуру и функцию, настроены на извлечение энергия из веществ, которые служат ему пищей и преобразуют их, чтобы помочь сформировать новые клетки и поддерживать их. В этом процессе молекулы из химические субстанции которые составляют еда сыграть две роли; во-первых, они содержат энергию, которая может быть преобразована и повторно использована в биологических, химические реакции; во-вторых, пища может быть преобразована в новые молекулярные структуры (биомолекулы), полезные для этого организма.

Организмы, ответственные за введение энергии в экосистему, известны как производители или автотрофы. Почти все такие организмы изначально получают энергию от солнца.[41] Растения и прочее фототрофы использовать солнечную энергию с помощью процесса, известного как фотосинтез преобразовывать сырье в органические молекулы, такие как АТФ, чьи связи можно разорвать, чтобы высвободить энергию.[42] Немного экосистемы однако полностью зависят от энергии, извлекаемой хемотрофы из метан, сульфиды, или другие не-просвет источники энергии.[43]

Часть захваченной таким образом энергии производит биомасса и энергия, доступная для роста и развития других жизнь формы. Большая часть остальной биомассы и энергии теряется в виде молекул отходов и тепла. Наиболее важными процессами преобразования энергии, содержащейся в химических веществах, в энергию, полезную для поддержания жизни, являются: метаболизм[44] и клеточное дыхание.[45]

Учеба и исследования

Структурные

Основные статьи: Молекулярная биология, Клеточная биология, Генетика, и Биология развития
цветовая диаграмма ячейки в виде чаши
Схема типичного животного клетка с изображением различных органеллы и конструкции.

Молекулярная биология это изучение биологии на молекулярном уровне.[46] Эта область пересекается с другими областями биологии, особенно с областями биологии. генетика и биохимия. Молекулярная биология - это исследование взаимодействий различных систем внутри клетки, включая взаимосвязь ДНК, РНК и синтеза белка, а также то, как эти взаимодействия регулируются.

Следующий больший масштаб, клеточная биология, изучает структурные и физиологический свойства клетки, включая их внутренние поведение, взаимодействия с другими клетками и с их среда. Это делается как на микроскопический и молекулярный уровни для одноклеточных организмов, таких как бактерии, а также специализированные клетки многоклеточных организмов, таких как люди. Понимание структуры и функций клеток является фундаментальным для всех биологических наук. Сходства и различия между типами клеток особенно важны для молекулярной биологии.

Анатомия является трактовкой макроскопических форм таких структур органы и системы органов.[47]

Генетика это наука о гены, наследственность, а вариация организмы.[48][49] Гены кодируют информацию, необходимую клеткам для синтеза белков, которые, в свою очередь, играют центральную роль в влиянии на конечный результат. фенотип организма. Генетика предоставляет инструменты исследования, используемые для изучения функции конкретного гена или анализа генетические взаимодействия. Внутри организмов генетическая информация физически представлена ​​как хромосомы, внутри которого он представлен конкретным последовательность аминокислот в частности ДНК молекулы.

Биология развития изучает процесс роста и развития организмов. Биология развития, возникшая из эмбриология, изучает генетический контроль рост клеток, клеточная дифференциация и "сотовый морфогенез, "что представляет собой процесс, который постепенно приводит к ткани, органы, и анатомия.Модельные организмы для биологии развития включают круглого червя Caenorhabditis elegans,[50] плодовая муха Drosophila melanogaster,[51] данио Данио Рерио,[52] мышь Mus musculus,[53] и сорняк Arabidopsis thaliana.[54][55] (Модельный организм - это разновидность который тщательно изучается для понимания конкретных биологических явления, с ожиданием, что открытия, сделанные в этом организме, дадут представление о работе других организмов.)[56]

Физиологический

Основная статья: Физиология

Физиология - это изучение механических, физических и биохимических процессов функционирования живых организмов в целом. Тема «структура для функционирования» является центральной в биологии. Физиологические исследования традиционно делятся на физиология растений и физиология животных, но некоторые принципы физиологии универсальны, независимо от того, какие именно организм изучается. Например, что узнали о физиологии дрожжи клетки также могут применяться к клеткам человека. Область физиологии животных расширяет инструменты и методы физиология человека к нечеловеческим видам. Физиология растений заимствует методы из обеих областей исследований.

Физиология - это изучение взаимодействия того, как, например, нервный, невосприимчивый, эндокринный, респираторный, и кровеносный системы, функции и взаимодействия. Изучение этих систем делится с такими с медицинской точки зрения ориентированные дисциплины как неврология и иммунология.

Эволюционный

Эволюционные исследования занимается происхождением и происхождением разновидность, и их изменение со временем. В нем работают ученые из многих таксономически ориентированных дисциплин; например, люди со специальной подготовкой, в частности организмы Такие как маммология, орнитология, ботаника, или же герпетология, но полезны при ответе на более общие вопросы об эволюции.

Эволюционная биология частично основана на палеонтология, который использует ископаемое запись, чтобы ответить на вопросы о способах и темпах эволюции,[57] и частично по развитию в таких областях, как популяционная генетика.[58] В 1980-х годах биология развития вновь вошел в эволюционную биологию после первоначального исключения из современный синтез через изучение эволюционная биология развития.[59] Филогенетика, систематика, и таксономия являются смежными областями, которые часто считаются частью эволюционной биологии.

Систематический

БактерииАрхеиЭукариотAquifexThermotogaЦитофагаБактероидыBacteroides-CytophagaPlanctomycesЦианобактерииПротеобактерииСпирохетыГрамположительные бактерииЗеленые нитчатые бактерииPyrodicticumТермопротеусТермококк ЦелерМетанококкМетанобактерииMethanosarcinaГалофилыEntamoebaeСлизь плесеньЖивотноеГрибокРастениеИнфузорияЖгутикТрихомонадаМикроспоридииДипломонад
А филогенетическое дерево всего живого на основе рРНК ген данные, показывающие разделение трех доменов бактерии, археи, и эукариоты как описано изначально Карл Вёзе. Деревья, построенные с использованием других генов, в целом похожи, хотя они могут размещать некоторые группы с ранним ветвлением по-разному, предположительно из-за быстрой эволюции рРНК. Точные отношения между тремя областями все еще обсуждаются.
цветная диаграмма таксономии
Иерархия биологическая классификация восемь основных таксономических рангов. Промежуточные второстепенные рейтинги не показаны. На этой диаграмме используется 3 Домены / 6 Королевства формат
Основная статья: Систематика

Несколько видообразование События создают древовидную систему взаимоотношений между видами. Роль систематика заключается в изучении этих взаимоотношений и, следовательно, различий и сходств между видами и группами видов.[60]Однако систематика была активной областью исследований задолго до того, как эволюционное мышление стало обычным явлением.[61]

Традиционно живые существа были разделены на пять царств: Monera; Протиста; Грибы; Plantae; Animalia.[62] Однако многие ученые сейчас считают эту систему пяти царств устаревшей. Современные альтернативные системы классификации обычно начинаются с трехдоменная система: Археи (первоначально архебактерии); Бактерии (первоначально Eubacteria) и Эукариоты (включая протисты, грибы, растения, и животные ).[63] Эти домены отражают, есть ли у клеток ядра или нет, а также различия в химическом составе ключевых биомолекул, таких как рибосомы.[63]

Далее каждое царство рекурсивно разбивается, пока каждый вид не будет классифицирован отдельно. Порядок такой:Домен; Королевство; Тип; Учебный класс; Заказ; Семья; Род; Разновидность.

Вне этих категорий существуют облигатные внутриклеточные паразиты которые находятся «на грани жизни»[64] с точки зрения метаболический активность, что означает, что многие ученые фактически не классифицируют такие структуры как живые из-за отсутствия в них хотя бы одной или нескольких фундаментальных функций или характеристик, определяющих жизнь. Они классифицируются как вирусы, вироиды, прионы, или же спутники.

Научное название организма происходит от его рода и вида. Например, люди перечислены как Homo sapiens. Гомо это род, и sapiens виды. При написании научного названия организма целесообразно использовать первую букву рода с заглавной буквы, а все виды писать в нижнем регистре.[65] Кроме того, весь термин может быть выделен курсивом или подчеркнут.[66]

Доминирующая система классификации называется Линнеевская таксономия. Он включает звания и биноминальная номенклатура. Названия организмов регулируется международными соглашениями, такими как Международный кодекс номенклатуры водорослей, грибов и растений (ICN), Международный кодекс зоологической номенклатуры (ICZN) и Международный кодекс номенклатуры бактерий (ICNB). Классификация вирусы, вироиды, прионы, и все другие субвирусные агенты, демонстрирующие биологические характеристики, проводятся Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV) и известен как Международный кодекс классификации и номенклатуры вирусов (ICVCN).[67][68][69][70] Однако существует несколько других систем классификации вирусов.

В 1997 г. был опубликован объединяющий проект «Биокод» с целью стандартизации номенклатуры в этих трех областях, но до сих пор официально не принят.[71] Черновику биокода уделялось мало внимания с 1997 года; Первоначально запланированная дата реализации - 1 января 2000 г. - осталась незамеченной. В 2011 году был предложен пересмотренный биокод, который вместо замены существующих кодов обеспечит для них единый контекст.[72][73][74] Тем не менее Международный ботанический конгресс 2011 г. отказался рассматривать предложение Биокода. В ICVCN остается за пределами Биокода, который не включает вирусную классификацию.

Королевства

Основная статья: Королевство (биология)

Экологический и экологический

Красочная облачная рыба плавает возле морского анемона
Взаимный симбиоз между рыба-клоун рода Амфиприон что обитают среди щупалец тропических морские анемоны. Территориальная рыба защищает анемона от рыбы, поедающей анемона, а жалящие щупальца анемона, в свою очередь, защищают рыбу-клоуна от хищников.
Основные статьи: Экология, Этология, Поведение, и Биогеография

Экология изучение распределения и численности живые организмы, взаимодействие между ними и их среда.[75] Организм разделяет среду, в которую входят другие организмы и биотические факторы а также местные абиотические факторы (неживые), такие как климат и экология.[76] Одна из причин, по которой биологические системы могут быть трудными для изучения, заключается в том, что возможно очень много различных взаимодействий с другими организмами и окружающей средой даже в небольших масштабах. Микроскопический бактерия реагирование на местный градиент сахара реагирует на окружающую среду так же, как лев, ищущий пищу в африканском саванна. Для любого вида, поведение возможно кооператив, конкурентный, паразитический, или же симбиотический. Ситуация усложняется, когда два или более вида взаимодействуют друг с другом. экосистема.

Экологические системы изучаются на нескольких разных уровнях, от масштаба экологии отдельных организмов до уровня экологии. население, в экосистемы и наконец биосфера. Период, термин популяционная биология часто используется как синоним экология населения, несмотря на то что популяционная биология чаще используется в случае болезни, вирусы, и микробы, в то время как термин популяционная экология чаще применяется к изучению растений и животных. Экология опирается на множество дисциплин.

Этология это изучение животных поведение (особенно у социальных животных, таких как приматы и псовые ) и иногда считается разделом зоологии. Этологов особенно беспокоили эволюция поведения и понимание поведения с точки зрения теории естественный отбор. В каком-то смысле первый современный этолог был Чарльз Дарвин, чья книга, Выражение эмоций у человека и животных, повлияли на многих будущих этологов.[77]

Биогеография изучает пространственное распределение организмов на земной шар, уделяя особое внимание таким темам, как тектоника плит, изменение климата, рассредоточение и миграция, и кладистика.

Основные нерешенные проблемы биологии

Основная статья: Список нерешенных проблем биологии

Несмотря на глубокий прогресс, достигнутый за последние десятилетия в нашем понимании фундаментальных процессов жизни, некоторые основные проблемы остались нерешенными. Некоторые примеры

Происхождение жизни. Хотя есть очень хорошие доказательства абиотического происхождения биологических соединений, таких как аминокислоты, нуклеотиды и липиды, в значительной степени неясно, как эти молекулы собрались вместе, чтобы сформировать первые клетки. Связанный это вопрос внеземная жизнь. Если мы поймем, как зародилась жизнь на Земле, мы сможем более надежно предсказать, какие условия необходимы для зарождения жизни на других планетах.

Старение. В настоящее время нет единого мнения о первопричине старения. Различные конкурирующие теории изложены в Теории старения.

Формирование паттерна. Мы хорошо понимаем формирование рисунка в некоторых системах, таких как ранний насекомое эмбрион, но возникновение многих закономерностей в природе нелегко объяснить, например полосы в зебры или многие змеи, Такие как коралловые змеи. Хотя мы знаем, что шаблоны генерируются выборочным активация или репрессия генов, многие из этих генов и их регуляторные механизмы остаются неизвестными.

Филиалы и варианты карьеры

Биология - это область науки с множеством дисциплин, которые связаны со всеми аспектами жизни, фактически со всеми аспектами современной человеческой жизни. Тем не менее, существует бесчисленное множество вариантов карьерного роста, от фундаментальной науки до промышленных или сельскохозяйственных приложений. Это основные разделы биологии:[78][79][а]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Более подробный список см. Очерк биологии.

Рекомендации

  1. ^ На основании определения из: «Словарь терминов проекта Aquarena Wetlands». Государственный университет Техаса в Сан-Маркосе. Архивировано из оригинал на 2004-06-08.
  2. ^ Дэвис, ПК; Рипер, Э; Тушинский, Я. (январь 2013 г.). «Самоорганизация и уменьшение энтропии в живой клетке». Биосистемы. 111 (1): 1–10. Дои:10.1016 / j.biosystems.2012.10.005. ЧВК  3712629. PMID  23159919.
  3. ^ Modell, Гарольд; Клифф, Уильям; Майкл, Джоэл; Макфарланд, Дженни; Вендерот, Мэри Пэт; Райт, Энн (декабрь 2015 г.). «Взгляд физиолога на гомеостаз». Достижения в физиологическом образовании. 39 (4): 259–66. Дои:10.1152 / advan.00107.2015. ISSN  1043-4046. ЧВК  4669363. PMID  26628646.
  4. ^ Крейг, Нэнси (2014). Молекулярная биология, принципы работы генома. ISBN  978-0-19-965857-2.
  5. ^ Москони, Франческо; Юлоу, Томас; Деспра, Николас; Синха, Дипак Кумар; Аллеманд, Жан-Франсуа; Винсент Крокетт; Бенсимон, Дэвид (2008). «Некоторые нелинейные задачи в биологии». Нелинейность. 21 (8): T131. Bibcode:2008Nonli..21..131M. Дои:10.1088 / 0951-7715 / 21/8 / T03. ISSN  0951-7715.
  6. ^ Хауэлл, Элизабет (8 декабря 2014 г.). «Как жизнь стала сложной и могло ли это произойти за пределами Земли?». Журнал Astrobiology. В архиве с оригинала 17 августа 2018 г.. Получено 14 февраля 2018.
  7. ^ "Кто придумал термин биология?". Info.com. Архивировано из оригинал на 2013-05-09. Получено 2012-06-03.
  8. ^ "биология". Интернет-словарь этимологии. В архиве из оригинала от 07.03.2013.
  9. ^ Ричардс, Роберт Дж. (2002). Романтическое представление о жизни: наука и философия в эпоху Гете. Издательство Чикагского университета. ISBN  978-0-226-71210-9.
  10. ^ Магнер, Лоис Н. (2002). История наук о жизни, переработанная и расширенная. CRC Press. ISBN  978-0-203-91100-6. В архиве из оригинала от 24.03.2015.
  11. ^ Серафини, Энтони (2013). Эпическая история биологии. ISBN  978-1-4899-6327-7. Получено 14 июля 2015.
  12. ^ Одно или несколько предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в всеобщее достояние: Чисхолм, Хью, изд. (1911). "Теофраст ". Британская энциклопедия (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета.
  13. ^ Фахд, Туфик (1996). «Ботаника и сельское хозяйство». В Морелоне, Режис; Рашед, Рошди (ред.). Энциклопедия истории арабской науки. 3. Рутледж. п. 815. ISBN  978-0-415-12410-2.CS1 maint: ref = harv (связь)
  14. ^ Магнер, Лоис Н. (2002). История наук о жизни, переработанная и расширенная. CRC Press. С. 133–44. ISBN  978-0-203-91100-6. В архиве из оригинала от 24.03.2015.
  15. ^ Сапп, янв (2003). "7". Бытие: эволюция биологии. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-515618-8.
  16. ^ Коулман, Уильям (1977). Биология в девятнадцатом веке: проблемы формы, функции и трансформации. Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-29293-1.
  17. ^ Майр, Эрнст. Рост биологической мысли, Глава 4
  18. ^ Майр, Эрнст. Рост биологической мысли, глава 7
  19. ^ Гулд, Стивен Джей. Структура эволюционной теории. Издательство Belknap Press Гарвардского университета: Кембридж, 2002. ISBN  0-674-00613-5. п. 187.
  20. ^ Ламарк (1914)
  21. ^ Майр, Эрнст. Рост биологической мысли, глава 10: «Дарвиновские доказательства эволюции и общего происхождения»; и глава 11: «Причины эволюции: естественный отбор»
  22. ^ Ларсон, Эдвард Дж. (2006). "Глава 3". Эволюция: замечательная история научной теории. Издательская группа Random House. ISBN  978-1-58836-538-5. В архиве из оригинала от 24.03.2015.
  23. ^ Благородный, Иван (14.04.2003). «Геном человека наконец-то завершен». Новости BBC. В архиве из оригинала от 14.06.2006. Получено 2006-07-22.
  24. ^ Маццарелло, П. (май 1999 г.). «Объединяющая концепция: история клеточной теории». Природа клеточной биологии. 1 (1): E13–15. Дои:10.1038/8964. PMID  10559875. S2CID  7338204.
  25. ^ Де Дуве, Кристиан (2002). Развитие жизни: молекулы, разум и смысл. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п.44. ISBN  978-0-19-515605-8.
  26. ^ Футуйма, диджей (2005). Эволюция. Sinauer Associates. ISBN  978-0-87893-187-3. OCLC  57311264.
  27. ^ Паккард, Альфей-Спринг (1901). Ламарк, основатель Evolution: его жизнь и работа с переводами его сочинений об органической эволюции. Нью-Йорк: Лонгманс, Грин. ISBN  978-0-405-12562-1.
  28. ^ "Полное собрание сочинений Дарвина онлайн - Биография". darwin-online.org.uk. В архиве из оригинала 2007-01-07. Получено 2006-12-15.
  29. ^ Добжанский, Т. (1973). «Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции». Американский учитель биологии. 35 (3): 125–29. CiteSeerX  10.1.1.525.3586. Дои:10.2307/4444260. JSTOR  4444260. S2CID  207358177.
  30. ^ Кэрролл, Джозеф, изд. (2003). О происхождении видов посредством естественного отбора. Питерборо, Онтарио: Бродвью. п. 15. ISBN  978-1-55111-337-1. Как сказал дарвиновский ученый Джозеф Кэрролл из Университета Миссури-Св. Луи помещает это во введении к современной перепечатке работы Дарвина: "Происхождение видов имеет особые претензии к нашему вниманию. Это одна из двух или трех самых значительных работ всех времен - одна из тех работ, которые фундаментально и навсегда меняют наше видение мира ... Она аргументирована с необычайно строгой последовательностью, но она также красноречива, образно вызывающая воспоминания и риторически убедительно ".
  31. ^ Шермер П. 149.
  32. ^ Дарвин, Чарльз (1859). О происхождении видов, Джон Мюррей.
  33. ^ Симпсон, Джордж Гейлорд (1967). Смысл эволюции (Второе изд.). Издательство Йельского университета. ISBN  978-0-300-00952-1.
  34. ^ «Филогения». Bio-medicine.org. 2007-11-11. В архиве из оригинала на 2013-10-04. Получено 2013-10-02.
  35. ^ Montévil, M; Моссио, М. Почевиль, А; Лонго, Дж. (Октябрь 2016 г.). «Теоретические основы биологии: вариация». Прогресс в биофизике и молекулярной биологии. От века генома к веку организма: новые теоретические подходы. 122 (1): 36–50. Дои:10.1016 / j.pbiomolbio.2016.08.005. PMID  27530930. В архиве из оригинала от 20.03.2018.
  36. ^ Марсиаль, Джин Г. (13 августа 2007 г.) От SemBiosys, нового вида инсулина В архиве 2014-10-29 на Wayback Machine. businessweek.com
  37. ^ Танбихлер, М; Ван, Южная Каролина; Шапиро, Л. (октябрь 2005 г.). «Бактериальный нуклеоид: высокоорганизованная и динамичная структура». Журнал клеточной биохимии. 96 (3): 506–21. Дои:10.1002 / jcb.20519. PMID  15988757. S2CID  25355087.
  38. ^ «Определение генотипа - определения в медицинском словаре». Medterms.com. 2012-03-19. В архиве из оригинала от 21.09.2013. Получено 2013-10-02.
  39. ^ Ворон, PH; Джонсон, Великобритания (1999). Биология (Пятое изд.). Бостон: Hill Companies. п.1058. ISBN  978-0-697-35353-5.
  40. ^ Родольфо, Кельвин (январь 2000 г.). "Что такое гомеостаз?". Scientific American. В архиве из оригинала от 03.12.2013.
  41. ^ Брайант Д.А.; Фригаард, Нью-Йорк (ноябрь 2006 г.). «Прокариотический фотосинтез и фототрофия в свете». Тенденции в микробиологии. 14 (11): 488–96. Дои:10.1016 / j.tim.2006.09.001. PMID  16997562.
  42. ^ Смит, А.Л. (1997). Оксфордский словарь биохимии и молекулярной биологии. Оксфорд [Оксфордшир]: Издательство Оксфордского университета. п. 508. ISBN  978-0-19-854768-6. Фотосинтез - синтез организмами органических химических соединений, в особенности. углеводы из углекислого газа с использованием энергии, получаемой от света, а не от окисления химических соединений.
  43. ^ Эдвардс, Катрина. «Микробиология отстойника и нижележащего молодого, холодного, гидрологически активного фланга хребта». Океанографическое учреждение Вудс-Хоул.
  44. ^ Кэмпбелл, Нил А .; Рис, Джейн Б. (2001). "6". Биология. Бенджамин Каммингс. ISBN  978-0-8053-6624-2. OCLC  47521441.
  45. ^ Барч, Джон; Колвард, Мэри П. (2009). Жилая среда. Штат Нью-Йорк: Прентис-Холл. ISBN  978-0-13-361202-8.
  46. ^ "Молекулярная биология". britannica.com. В архиве из оригинала на 2018-04-25. Получено 2018-04-25.
  47. ^ Грей, Генри (1918). Анатомия человеческого тела (20-е изд.). В архиве из оригинала от 16.03.2007.
  48. ^ Гриффитс, Энтони Дж. Ф .; Миллер, Джеффри Х .; Судзуки, Дэвид Т .; Левонтин, Ричард С .; Гелбарт, Уильям М., ред. (2000). «Генетика и организм: Введение». Введение в генетический анализ (7-е изд.). Нью-Йорк: У. Х. Фриман. ISBN  978-0-7167-3520-5.
  49. ^ Хартл, Д, Джонс, Э (2005). Генетика: анализ генов и геномов (6-е изд.). Джонс и Бартлетт. ISBN  978-0-7637-1511-3.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  50. ^ Бреннер, S (май 1974 г.). «Генетика Caenorhabditis elegans». Генетика. 77 (1): 71–94. ЧВК  1213120. PMID  4366476. В архиве из оригинала от 29.06.2015.
  51. ^ Пел, Джеймс Х. (2001). "Drosophila melanogaster: плодовая муха". В Рив, Эрик C.R. (ред.). Энциклопедия генетики. США: Fitzroy Dearborn Publishers, I. p. 157. ISBN  978-1-884964-34-3.
  52. ^ Haffter, P; Нюсслейн-Фольхард, К. (февраль 1996 г.). «Крупномасштабная генетика у мелких позвоночных рыбок данио». Международный журнал биологии развития. 40 (1): 221–27. PMID  8735932. В архиве из оригинала от 15.05.2016.
  53. ^ Келлер G (май 2005 г.). «Дифференциация эмбриональных стволовых клеток: наступление новой эры в биологии и медицине». Гены и развитие. 19 (10): 1129–55. Дои:10.1101 / gad.1303605. PMID  15905405.
  54. ^ Ренсинк, Вашингтон; Buell, CR (июнь 2004 г.). «Арабидопсис к рису. Применение знаний о сорняках для улучшения нашего понимания видов сельскохозяйственных культур». Физиология растений. 135 (2): 622–29. Дои:10.1104 / стр.104.040170. ЧВК  514098. PMID  15208410.
  55. ^ Коэльо, С. М.; Петерс, А.Ф .; Шарье, B; Розе, Д; Дестомбе, C; Валеро, М; Кок, JM (декабрь 2007 г.). «Сложные жизненные циклы многоклеточных эукариот: новые подходы, основанные на использовании модельных организмов». Ген. 406 (1–2): 152–70. Дои:10.1016 / j.gene.2007.07.025. PMID  17870254.
  56. ^ Поля, S; Джонстон, М. (март 2005 г.). «Клеточная биология. Куда ведут исследования модельных организмов?». Наука. 307 (5717): 1885–86. Дои:10.1126 / science.1108872. PMID  15790833. S2CID  82519062.
  57. ^ Яблонски Д. (июнь 1999 г.). «Будущее летописи окаменелостей». Наука. 284 (5423): 2114–16. Дои:10.1126 / science.284.5423.2114. PMID  10381868.
  58. ^ Гиллеспи, Джон Х. (1998). Популяционная генетика: краткое руководство. Пресса Джона Хопкинса. ISBN  978-0-8018-5755-3.
  59. ^ Смоковитис, Василики Бетта (1996). Объединяющая биология: эволюционный синтез и эволюционная биология. Журнал истории биологии. 25. Издательство Принстонского университета. С. 1–65. Дои:10.1007 / BF01947504. ISBN  978-0-691-03343-3. PMID  11623198. S2CID  189833728.
  60. ^ Нил, Кэмпбелл (1996). Биология; Четвертый выпуск. Издательство Бенджамин / Каммингс. п. G-21 (Глоссарий). ISBN  978-0-8053-1940-8.
  61. ^ Дуглас, Футуйма (1998). Эволюционная биология; Третье издание. Sinauer Associates. п. 88. ISBN  978-0-87893-189-7.
  62. ^ Маргулис, Линн; Шварц, К.В. (1997). Пять королевств: иллюстрированное руководство по типу жизни на Земле (3-е изд.). WH Freeman & Co. ISBN  978-0-7167-3183-2. OCLC  223623098.
  63. ^ а б Woese, CR; Кандлер, О; Уилис, М.Л. (июнь 1990 г.). «На пути к естественной системе организмов: предложение по доменам архей, бактерий и эукариев». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 87 (12): 4576–79. Bibcode:1990PNAS ... 87,4576 Вт. Дои:10.1073 / pnas.87.12.4576. ЧВК  54159. PMID  2112744.
  64. ^ Рыбицки, EP (1990). «Классификация организмов на пороге жизни, или проблемы с систематикой вирусов». S Afr J Sci. 86: 182–86. В архиве из оригинала от 18.07.2017.
  65. ^ Макнил, Дж; Барри, Франция; Бак, WR; Демулин, В; Гройтер, Вт; Хоксворт, DL; и другие. (2012). Международный кодекс номенклатуры водорослей, грибов и растений (Мельбурнский кодекс), принятый Восемнадцатым Международным ботаническим конгрессом, Мельбурн, Австралия, июль 2011 г.. Regnum Vegetabile 154. A.R.G. Gantner Verlag KG. ISBN  978-3-87429-425-6. В архиве из оригинала от 04.11.2013. Рекомендация 60F
  66. ^ Силин-Робертс, Хизер (2000). Письмо для науки и техники: статьи, презентации. Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. п. 198. ISBN  978-0-7506-4636-9. В архиве из оригинала 2020-10-02. Получено 2020-08-24.
  67. ^ «Таксономия вирусов ICTV 2009». Ictvonline.org. Архивировано из оригинал на 2013-10-04. Получено 2013-10-02.
  68. ^ Индекс вирусов - Pospiviroidae (2006). В: ICTVdB - Универсальная база данных вирусов, версия 4. Бюхен-Осмонд, С. (Эд), Колумбийский университет, Нью-Йорк, США. Версия 4 основана на Таксономия вирусов, Классификация и номенклатура вирусов, 8-й отчет ICTV Международного комитета по таксономии вирусов. Fauquet, CM; Мэйо, Массачусетс; Манилов, Дж; Desselberger, U; Болл, Лос-Анджелес (редакторы) (2005) Elsevier / Academic Press, стр. 1259.
  69. ^ Prusiner, SB; Болдуин, М; Коллиндж, Дж; ДеАрмонд, SJ; Марш, Р; Татейши, Дж; Вайсманн, К. «90. Прионы - индекс вирусов ICTVdB». Национальные институты здоровья США. Архивировано из оригинал на 2009-08-27. Получено 2009-10-28.
  70. ^ Мэйо, Массачусетс; Бернс, KI; Fritsch, C; Джексон, АО; Leibowitz, MJ; Тейлор, Дж. М. «81. Спутники - Индекс вирусов ICTVdB». Национальные институты здоровья США. Архивировано из оригинал на 2009-05-01. Получено 2009-10-28.
  71. ^ Макнил, Джон (ноябрь 1996). «Биокод: интегрированная биологическая номенклатура для 21 века?». Материалы мини-симпозиума по биологической номенклатуре в 21 веке. Архивировано из оригинал на 2014-01-04. Получено 2014-01-04.
  72. ^ «Проект биокода (2011)». Международный комитет по биономенклатуре (ICB). В архиве из оригинала 13.06.2013.
  73. ^ Гройтер, Вт; Гаррити, G; Хоксворт, DL; Jahn, R; Кирк, премьер-министр; Кнапп, S; Макнил, Дж., Мишель, Э; Паттерсон, диджей; Пайл, Р; Тиндалл, Би Джей (2011). «Проект Биокода (2011 г.): Принципы и правила, регулирующие наименование организмов». Таксон. 60: 201–12. Дои:10.1002 / налог.601019.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  74. ^ Хоксворт, Дэвид Л. (2011). «Представляем черновой вариант биокода (2011 г.)». Таксон. 60: 199–200. Дои:10.1002 / налог.601018. В архиве из оригинала на 2018-07-20. Получено 2020-06-05.
  75. ^ Бегон, М; Таунсенд, ЧР; Харпер, JL (2006). Экология: от людей к экосистемам (4-е изд.). Блэквелл. ISBN  978-1-4051-1117-1.
  76. ^ Среда обитания мира. Нью-Йорк: Маршалл Кавендиш. 2004. с. 238. ISBN  978-0-7614-7523-1.
  77. ^ Блэк, Дж (июнь 2002 г.). «Дарвин в мире эмоций». Журнал Королевского медицинского общества. 95 (6): 311–13. Дои:10.1258 / jrsm.95.6.311. ЧВК  1279921. PMID  12042386.
  78. ^ «Отрасли биологии». Biology-online.org. В архиве из оригинала 27.07.2013. Получено 2013-10-02.
  79. ^ "Биология на". Bellaonline.com. В архиве из оригинала от 05.10.2013. Получено 2013-10-02.

дальнейшее чтение

Основная статья: Библиография биологии

внешняя ссылка

Ссылки на журналы