Biologie

Biologie (z řeckého bio jako život a logie jako věda – tedy životověda – věda zkoumající život) v nejširším slova smyslu je vědní obor zabývající se organismy a vším, co s nimi souvisí, od chemických dějů v organismech probíhajících na úrovni atomů a molekul, až po celé ekosystémy.

V užším slova smyslu bychom pak biologii mohli popsat jako vědu, zkoumající organismy od úrovně subcelulární, tedy od úrovně jednotlivých buněčných organel se vším, co s nimi souvisí, přes úrovně buněk, tkání, orgánů a jedinců až po úroveň populací, společenstev, ekosystémů a biomů.

Historie

Podrobnější informace naleznete v článku Dějiny biologie.

Slovo „biologie" (řecky βιολογία; ze slov βίος (život) a λόγος (slovo)) bylo zřejmě poprvé použito v díle Michaela Christopha HanovaPhilosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia, phytologia generalis et dendrologia, publikovaném v roce 1766. Termín „biologie“ tak, jak ho známe dnes, byl zaveden Jeanem-Baptistou Lamarckem (17441829). Historii biologie můžeme ovšem hledat už v dobách dávných lidských civilizací a klasických filozofů, jako způsob chápání života.

Ačkoli pojetí biologie jako samostatného souvislého odvětví vzniklo v 19. století, biologie se objevila již v dobách antického Řecka a Říma, kde se živou přírodou zabývali Aristoteles a Claudius Galén. V jejich bádání pokračovali ve středověku arabští lékaři jako al-Jahiz, Avicenna, Avenzoar a Ibn al-Nafis. Během období renesance a začátkem novověku biologie jako věda pronikla i do Evropy. Významnými vědci byli v té době William Harvey a Andreas Vesalius, kteří prováděli pokusy a pozorování a Linné a Buffon, kteří začali zkoumat různorodost života a fosílie stejně jako vývoj a chování organismů.

Na přelomu 18. a 19. století se biologie stala stále více přírodní vědou určenou pouze odborníkům. Badatelé jako Alexander von Humbolt zkoumali spolupráci mezi organismy a jejich životním prostředím. Nejvýznamnějším biologem 19. století je bezesporu Charles Darwin se svou teorií o evoluci na základě přírodního výběru. Ta se nejdříve setkávala s odporem společnosti, protože byla v rozporu s křesťanstvím, později však byla uznána jako pravdivá.

Počátkem 20. století znovuobjevení práce Gregora Mendela vedlo k rapidnímu vzrůstu výzkumu genetiky Thomasem Morganem a jeho studenty a kolem roku 1930 kombinací populační genetiky a přírodního výběru v „novo-Darwinovské syntéze“. James D. Watson a Francis Crick objevili roku 1953 strukturu DNA, za což dostali v roce 1962 Nobelovu cenu za medicínu. Po celé dvacáté století probíhal výzkum genetického kódu od jeho rozluštění v roce 1966 až po postupné mapování genomů jednotlivých organismů, pokračující v 21. století.

Základy moderní biologie

Rozeznáváme pět základů biologie:

  • Buněčná teorie – studuje všechno co zahrnuje buňky. Všechny živé organismy se skládají z buněk, základních stavebních kamenů života. Navíc, všechny pochody v nitru buněk jsou podobné a vznikají jen z buněk předešlých násobným dělením. Buněčná teorie studuje stavbu buněk, jejich rozmnožování a životní prostředí.
  • Evoluce – v biologii je to označení procesu postupné změny genetických vlastností organismů a procesu přírodního výběru.
  • Teorie genů – vlastnosti všech živých organismů jsou zakódovány v genech.
  • Homeostáze – fyziologické procesy udržující stálé vnitřní podmínky těla nehledíc na podmínky vnější.
  • Energie – základním rysem každého živého organismu je využití energie. Přežití každého živočicha a rostliny závisí na jejím neustálém přísunu.

Podřízené a související vědní obory

Pod biologii tedy můžeme zařadit, nebo nalézt její úzkou spojitost s následujícími vědními obory:

  • agrobiologie – věda, která využívá biologické zákonitosti v zemědělství
  • anatomie – studium forem a funkcí u rostlin, zvířat a jiných organismů, nebo specificky u lidí
  • bionomie – je komplexní studium organismu a jeho vztah k jeho prostředí
  • biofyzika – hraniční obor, který zkoumá biologické objekty a problémy fyzikálními metodami
  • biogeografieje nauka o rozdělení biodiverzity v prostoru a čase
  • biochemieje vědní disciplína na pomezí biologie a chemie
  • biologická systematika(též taxonomie) vědecky zkoumá druhy a druhovou diverzitu organismů a všechny vztahy mezi nimi
  • bionika – je hraniční obor, systematicky zaměřený na uplatňování poznatků ze studia živých organismů a jejich struktur při vývoji nových technologií
  • biostatistika – obor využívající metody matematické statistiky při studiu proměnlivosti živých organizmů
  • botanika – (též rostlinopis, fytologie) zabývá se flórou, tudíž rostlinnou částí přírody
  • buněčná biologie – (též cytologie) je věda zabývající se studiem buněk
  • ekologie – studium vlivů živých organismů a neživých složek navzájem, nebo na jejich prostředí
  • etologie – vědní obor v rámci zoologie, který se zabývá studiem chování živočichů
  • evoluční biologie – zabývá  se biologickou evolucí organismů a mechanismy, které se při ní uplatňují
  • fyziologie – studium o fungování živých organismů, jejich částí a orgánů
  • genetikazabývá se dědičností i proměnlivostí organismů a jejími příčinami
  • matematická biologie –  používá matematické metody ke studiu živých organismů
  • medicínská biologie a lékařské disciplíny
  • mikrobiologie –  je věda studující mikroorganismy
  • molekulární biologiestudium buněčných biologických procesů na jejich molekulární úrovni
  • morfologie – zabývá se vnější stavbou organismů
  • mykologiestudium hub, jejich genetických a biochemických vlastností
  • paleontologie – je věda o životě v minulých geologických obdobích
  • strukturní biologie – zabývá se molekulární strukturou biomolekul
  • virologiezabývá se studiem nebuněčných organismů, zejména virů, ale i viroidů a virusoidů
  • vývojová biologiezabývá se studiem procesů růstu a vývoje organismů
  • zoologie – studie zvířat, včetně klasifikace, fyziologie, vývoje a chování

a mnoho dalších specializovaných vědních disciplín.

Obory

Strukturální

Eukaryotická buňka

Molekulární biologie studuje biologické buněčné procesy na jejich molekulární úrovni. Například podstata dědičnosti se dá odhalit jen studiem její molekulární podstaty. Molekulární biologie popisuje biologické makromolekuly a jejich vzájemné funkční vztahy, přičemž zvláštní pozornost věnuje DNA, RNA a proteinům. Tato oblast molekulární biologie se nazývá molekulární genetika. Znalosti molekulární biologie jsou využívány v medicíně a genetickém inženýrství, ale i například v kriminalistice. Cytologie, neboli buněčná biologie studuje buňky, jejich stavbu, fyziologii, vlastnosti a chování ve vztahu k životním funkcím organismu. Je úzce provázána s molekulární biologii, organickou chemií, biochemií, biofyzikou, mikrobiologií, mikroskopií a histologií. Genetika je věda zabývající se geny, dědičností a proměnlivostí organismů. Každá buňka v sobě přechovává v chromozomech genetickou informaci reprezentovanou strukturou DNA. Vývojová biologie studuje růst a vývoj organismů. Vyvíjející se z embryologie, moderní vývojová biologie zkoumá genetické řízení růstu buněk a jejich rozdílností, jaký proces dává vznik tkáním, orgánům a celé anatomii.

Fyziologické

Fyziologie zkoumá mechanické, fyzické a biochemické procesy živých organismů. Fyziologie má dva hlavní obory, fyziologii rostlin a fyziologii živočichů, ale principy fyziologie jsou univerzální, ať je zkoumán jakýkoliv organismus. Například, co známe o buňce kvasinky, dá se použít i na lidskou buňku. Anatomie je důležité odvětví fyziologie a zabývá se funkcí orgánovými soustavami jako oběhovou, nervovou, dýchací a endokrinní. Studie těchto systémů se využívají v medicíně v disciplínách jako neurologie a imunologie.

Evoluce

Evoluce je odpovědná za původ druhů, stejně jako za jejich změny v průběhu času a zahrnuje vědce z mnoha taxonomicky orientovaných oborů. Zpravidla to zahrnuje vědce specializované na obory jako mammalogie, ornitologie, botanika nebo herpetologie, kteří využívají poznatky o přírodním řádu k zodpovědění hlavních otázek ohledně evoluce. Evoluční biologie se zakládá na paleontologii, která užívá poznatky k určení způsobu a rychlosti evoluce a také k rozvoji oblastí jako populační genetika a teorie evoluce.

Taxonomie

Biologická klasifikace života

Taxonomie se teoreticky i prakticky zabývá klasifikací druhů. Zařazuje organismy do jednotlivých kategorií (taxonů). Základní taxonomické kategorie jsou:

Související informace naleznete také v článku Taxonomická kategorie.

Tři domény

Organismy se obvykle dělí do tří domén:[pozn. 1]

V současnosti se však ukazuje, že Eukaryota jsou ve skutečnosti vnitřní apomorfní skupinou archeí.

Klasifikace eukaryot
Podrobnější informace naleznete v článku Klasifikace eukaryot.

Eukaryota se zpravidla dělí do šesti "superskupin" (k roku 2019):

  • Amoebozoa (měňavkovci)
  • Obazoa (obsahuje také skupinu Opisthokonta včetně tradičních říší houby a živočichové)
  • Sar (složená ze skupin Stramenopila, Alveolata a Rhizaria)
  • Archaeplastida (rostliny v širším slova smyslu)
  • Excavata (možná nepřirozená skupina, česky zřídka "vykotlanci")
  • Cryptista (skrytěnky)
  • Haptista
  • CRuMs
  • Hemimastigophora (drobná skupina, roku 2019 zařazena mezi superskupiny)
  • a několik dalších drobných skupin s problematickým zařazením

dřívější systémy bývaly povětšinou založeny na konceptu (často nepřirozených) říší např. dle Thomase Cavaliera-Smithe:

Environmentální

Ekologie má několik významů. Ten původní definoval Ernst Haeckel v roce 1866 a znamená biologická věda, která se zabývá vztahem organismů a jejich prostředí a vztahem organismů navzájem. Ekologie má řadu oborů od obecné ekologie a globální ekologie k ekologii mikroorganismů, ekologie lesa a moří. Dle šíře zkoumaných objektů se ekologie dělí na ekologii jedince (autekologie), populací (demekologie), společenstev (synekologie) a biomů. Etologie se zabývá studiem chování živočichů, jejich vrozených a naučených dovedností. Prvním moderním etologem byl Charles Darwin, jehož kniha (v originále The Expression of the Emotions in Man and Animals) inspiovala řadu dalších etologů. Biogeografie studuje rozmístění organismů na Zemi, věnuje pozornost především tektonickým deskám, změně klimatu, migraci a kladistice.

Obecná biologie

Na tuto kapitolu je přesměrováno heslo Obecná biologie.

Obecná biologie je průřezové odvětví biologie, zkoumající obecné základy živých soustav. Jejím hlavním úkolem je integrovat poznatky a zákonitosti související s živými soustavami a definovat je na všech úrovních života. Je úzce spjata s tzv. teoretickou biologií, která popisuje biologické zákonitosti za pomoci matematického, kybernetického a logického modelování a s přispěním dalších exaktních věd (zejména fyziky a chemie).

Galerie

Odkazy

Poznámky

  1. Přibližně od r. 2010 se mluví (zatím hypoteticky) o čtvrté doméně. Tvoří ji (nebo pozůstatek po ní) skupina velkých jaderně-cytoplazmatických DNA virů označovaná NCLDV (z anglického nucleocytoplasmic large DNA viruses).[1][2] Existují i studie naznačující, že dosud neznámých domén (s pozůstatky ve formě virů) by mohlo být více.[3]

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Biology na anglické Wikipedii.

  1. BOYER, Mickaël; MADOUI, Mohammed-Amine; GIMENEZ, Gregory, Bernard La Scola, Didier Raoult. Phylogenetic and Phyletic Studies of Informational Genes in Genomes Highlight Existence of a 4th Domain of Life Including Giant Viruses. E15530. PLoS One [online]. 2. prosinec 2010 [cit. 2011-05-03]. Svazek 5, čís. 12. Dostupné online. PDF [1]. ISSN 1932-6203. DOI 10.1371/journal.pone.0015530. (anglicky) 
  2. COLSON, Philippe; GIMENEZ, Gregory; BOYER, Mickaël, Ghislain Fournous, Didier Raoult. The Giant Cafeteria roenbergensis Virus That Infects a Widespread Marine Phagocytic Protist Is a New Member of the Fourth Domain of Life. E18935. PLoS One [online]. 29. duben 2011 [cit. 2011-05-03]. Svazek 6, čís. 4. Dostupné online. PDF [2]. ISSN 1932-6203. DOI 10.1371/journal.pone.0018935. (anglicky) 
  3. WU, Dongying; WU, Martin; HALPERN, Aaron, Douglas B. Rusch, Shibu Yooseph, Marvin Frazier, J. Craig Venter, Jonathan A. Eisen. Stalking the Fourth Domain in Metagenomic Data: Searching for, Discovering, and Interpreting Novel, Deep Branches in Marker Gene Phylogenetic Trees. E18011. PLoS One [online]. 18. březen 2011 [cit. 2011-05-03]. Svazek 6, čís. 3. Dostupné online. PDF [3]. ISSN 1932-6203. DOI 10.1371/journal.pone.0018011. (anglicky) 

Literatura

  • Bruce H. Lipton, Steve Bhaerman: Spontánní evoluce, nakladatelství ANAG, 2012, ISBN 978-80-7263-754-6
  • BENDA VLADIMÍR, BABŮREK IVAN, KOTRBA PAVEL. Základy biologie, 1. vydání [online]. VŠCHT v Praze, 2006. Dostupné online. ISBN 80-7080-587-0. 

Související články

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Gamma phage.png
Autor: (Photograph courtesy of Vincent Fischetti and Raymond Schuch, The Rockefeller University.), Licence: CC BY 2.5
Negative stain electron micrograph of the gamma phage from which the PlyG lytic enzyme was cloned for use to control B. anthracis.
Fucus serratus2.jpg
Autor: User:Stemonitis, Licence: CC BY-SA 2.5
Fucus serratus, taken by Stemonitis at Rhoscolyn, Anglesey, Wales on the 3rd of January 2006.
Halobacteria.jpg
Cluster of cells of Halobacterium sp. strain NRC-1
Gemmatimonas aurantiaca.jpg
Autor: Satoshi Hanada, Licence: CC BY-SA 3.0
SEM image of Gemmatimonas aurantiaca. Bar = 1 micrometer.
Guriezo Adino vaca toro terneras.jpg
Autor: Javierme Javier Mediavilla Ezquibela, Licence: CC BY 3.0
Cattle near the village of Adino, in Guriezo, Cantabria, Spain.
Zboże.jpg
Autor: Kudak, Licence: CC BY-SA 4.0
Triticum in Poland.