| Unterklasse von | Wissenschaft der Natur |
|---|---|
| Geübt von | Biologe , Biologiestudent ( d ) |
| Felder |
Morphology ecology Botany Zoology Archäobiologie Anatomie mycology genetische Biologie der Farbe ( d ) Zell biology Evolutionsbiologie Computational Biology Neurobiologie ( d ) |
| Objekte |
Leben des Organismus |
| Geschichte | Geschichte der Biologie |
Die Biologie (von griechisch bios „Leben“ und logos „Sprache“) ist die Wissenschaft vom Leben . Es umfasst einen Teil der Naturwissenschaften und der Naturgeschichte der Lebewesen.
Da das Leben viele Formen und auf sehr unterschiedlichen Ebenen annimmt, erstreckt sich die Biologie von der molekularen Ebene über die der Zelle , dann des Organismus bis hin zur Ebene der Bevölkerung und des Ökosystems .
Der Begriff Biologie setzt sich zusammen aus den beiden griechischen Wörtern bios (βιος) im französischen „Leben“ und logos (λογος), was „Sprache, Wort“ bedeutet.
Dieser Neologismus ist am Ende des erzeugten XVIII - ten Jahrhunderts und Anfang des XIX - ten Jahrhundert und unabhängig:
„Alles, was Pflanzen und Tieren im Allgemeinen gemeinsam ist, wie alle Fähigkeiten, die ausnahmslos jedem dieser Wesen eigen sind, muss das einzigartige und weite Objekt einer bestimmten Wissenschaft sein, die noch nicht begründet ist, die nicht existiert sogar einen Namen haben und dem ich den Namen Biologie geben werde. "
In Lamarck fand zum ersten Mal eine Auffassung des Lebewesens, die Originalität gegenüber unbelebten Objekten anerkennt, ohne auf die Gesetze der Physik verzichten zu lassen, im Gegensatz zu dem, was Vitalisten und Fixisten zu tun pflegten .
Derselbe Lamarck, lange bevor er 1819 Biologieunterricht gab, unterteilt in seinem ebenfalls 1802 veröffentlichten Werk Hydrogeology die Erdphysik in drei Teile:
Die deutschen Wissenschaftler starten auf Ruf von Treviranus die akribischen Bestandsaufnahmen von Flora und Fauna, die von denen durchgeführt werden, die sich Botaniker bzw. Zoologen nennen werden. Bis Mitte des XIX - ten Jahrhundert, das Interesse an den Funktionen von lebenden biologischen Forschung richtet sich auf die Physiologie .
Der Gegenstand der Biologie ist das Lebewesen und das Leben als Ganzes und sein Funktionieren. Aber was ist ein Lebewesen? Wie unterscheidet es sich von unbelebten Objekten und Maschinen ? Und was ist das Leben? Auf diese Fragen haben Biologen derzeit keine genaue Antwort, die in der wissenschaftlichen Gemeinschaft einhellig ist . Einige von ihnen, und nicht zuletzt, halten diese Fragen sogar für strittig.
So erklärt Claude Bernard in der ersten der Lektionen über die Phänomene des Lebens, die Tieren und Pflanzen gemeinsam sind (1878), ausdrücklich, dass man den Begriff des Lebens nicht a priori definieren muss, weil die Biologie eine experimentelle Wissenschaft sein muss; dies wäre eine apriorische Definition und "die Methode, die darin besteht, alles zu definieren und aus einer Definition abzuleiten, mag für die Geisteswissenschaften geeignet sein, aber sie widerspricht dem eigentlichen Geist der experimentellen Wissenschaften" . Folglich „reicht es aus, dass wir uns auf das Wort Leben einigen, um es zu verwenden“ und „es ist illusorisch und illusorisch, im Gegensatz zum eigentlichen Geist der Wissenschaft, eine absolute Definition zu suchen“ .
Diesem Konzept scheint die Biologie treu geblieben zu sein, da sie den Begriff des Lebens nach wie vor nicht genau definiert, um sich auf die Analyse von "natürlichen Dingen" zu beschränken, die manchmal vom Menschen teilweise (durch Selektion und dann Gentechnik) geschaffen wurden, die so üblich sind Sinn bezeichnet als lebendig. Diese Analyse ermöglicht es, eine bestimmte Anzahl von Merkmalen hervorzuheben, die diesen Untersuchungsobjekten gemeinsam sind, und somit diese Wohnqualifikation auf andere Objekte anzuwenden, die dieselben Merkmale aufweisen. Diese ausschließlich analytisch- experimentelle Methode hat die Effizienz und Wissenschaftlichkeit der Arbeit des Biologen im Vergleich zu den oft spekulativen Vorstellungen vor Claude Bernard erheblich verstärkt . Es hat jedoch eine „Verkörperung“ bewirkt, so dass man manchmal den Eindruck hat, dass man, um die Biologie wissenschaftlich zu machen, ihrem Objekt jede Spezifität absprechen muss.
Einige Biologen stellen sogar fest: „So etwas wie Leben gibt es nicht! » , Oder genauer gesagt, es wäre ein physikalisch-chemischer Prozess unter anderen.
Der erste von ihnen ist wahrscheinlich Albert Szent-Györgyi , Nobelpreis für Medizin im Jahr 1937 , der sagte:
„Das Leben als solches existiert nicht, niemand hat es je gesehen. "
Der bekannteste ist François Jacob :
„Wir stellen das Leben im Labor heute nicht mehr in Frage. Wir versuchen nicht mehr, seine Umrisse zu definieren. […] Heute interessiert sich die Biologie für die Algorithmen der lebenden Welt. "
In jüngerer Zeit ist dies auch die Position von Henri Atlan :
„Der Gegenstand der Biologie ist physikalisch-chemisch. Sobald wir Biochemie und Biophysik betreiben und die physikalisch-chemischen Mechanismen verstehen, die die Eigenschaften von Lebewesen ausmachen, verschwindet das Leben! Heute muss ein Molekularbiologe in seiner Arbeit nicht das Wort „Leben“ verwenden. Dies lässt sich historisch erklären: Es handelt sich um eine Chemie, die in der Natur existiert, in einer bestimmten Anzahl bestimmter physikalisch-chemischer Systeme, mit bestimmten Eigenschaften, und Tiere oder Pflanzen genannt, das ist alles! "
Dieses letzte Zitat illustriert die Verwirrung zwischen dem Studium des Lebens und der Materie der Lebewesen , wo die Versuchung, die Biologie auf die Molekularbiologie zu reduzieren, sich zeigt, indem man den Lebewesen dank der Nivellierung, die die Chemie ermöglicht , jede Spezifität verweigert kein einfacher physikalisch-chemischer Unterschied. Mit anderen Worten, es ist verlockend, die Biologie auf Molekularbiologie zu reduzieren, das Lebendige vom Unbelebten nur durch die Kriterien zu unterscheiden, nach denen sich die Molekularbiologie vom Rest der Chemie unterscheidet.
Diese Negation der Spezifität von Lebewesen kommt von einer Konzeption, in der keine Diskontinuität zwischen Lebendigem und Unbelebtem erlaubt ist, um ein kohärentes und einheitliches Universum aufrechtzuerhalten. Wir lassen daher eine allmähliche Abstufung zwischen dem Unbelebten und dem Lebendigen zu, sowohl in aktuellen Formen (Viren, die an der Grenze des Lebendigen und Unbelebten sein sollen) als auch in der Erscheinung des Lebens auf der Erde (dieses Auftreten wird als fortschreitende präbiotische Phase ohne ausgeprägte Diskontinuität). Tatsächlich verwechselt diese Negation der Spezifität des Lebendigen, das materialistisch sein will , einfach den erkenntnistheoretischen Materialismus und die Wissenschaften der Materie. Die Wissenschaften, einschließlich der Biologie, müssen materialistisch sein, niemand wird das Gegenteil behaupten. Aber sollten sie doch nur die Wissenschaften der Materie sein? Die Physik ist seit langem die Modellwissenschaft für alle anderen, so dass sie mit dem Ideal des erkenntnistheoretischen Materialismus verwechselt wurde.
Vom Begriff des Lebens, von der Spezifität des Lebewesens zu sprechen, bedeutet in der Biologie, sich als Vitalist , ja Animist zu qualifizieren , weil das ein wenig von der Physikalisch-Chemie abweicht, soll aus dem erkenntnistheoretischen Materialismus kommen . So sehr, dass wir heute den Eindruck haben, dass das Ziel der Biologie nicht so sehr das Studium des Lebens (oder des Lebewesens in dem, was es in Bezug auf das unbelebte Objekt hat) als vielmehr seine reine und einfache Negation, die Nivellierung und Vereinigung von das Universum durch physikalische Chemie. Als ob es besser wäre, die Lösungen der Kontinuität zu leugnen, als sie zu verstehen, um zu vereinen.
Ein anderer Ansatz ist systemischer, wie Jacob (1970) zusammenfasst: „Jedes Objekt, das von der Biologie betrachtet wird, repräsentiert ein System von Systemen; selbst Teil eines Systems höherer Ordnung, gehorcht es manchmal Regeln, die aus seiner eigenen Analyse nicht abgeleitet werden können ” ; es ist eine der Grundlagen der wissenschaftlichen Ökologie und ihres „Ökosystemansatzes“.
Das Problem der Spezifität von Lebewesen wird daher von der modernen Biologie noch nicht gelöst, die daher keine klare und explizite Definition ihres Gegenstandes hat. Dieses Problem wird nur auf verschiedene Weise verschleiert, die alle dazu neigen, mangels Besserung Descartes' Vorstellung vom Lebewesen als mehr oder weniger wie eine sehr komplexe Maschine zurückzubringen . Nur wenige Biologen widersprechen dieser Annäherung, indem sie eine präzisere und realitätsnähere Vorstellung von Lebewesen vorantreiben. Einige Arbeiten in der theoretischen Biologie zielen jedoch darauf ab, diese Einschränkungen zu überwinden, wie die von Francisco Varela , Robert Rosen oder Stuart Kauffman. Der Einsatz ist dann oft der Unterschied zwischen Biologie und Physik.
Die erste Theorie der Evolution der Lebewesen wurde durch fortgeschrittene Jean-Baptiste Lamarck in seinem Buch Philosophie Zoologique in 1809 . Wie der Titel vermuten lässt, hat es die Form eines philosophischen Systems, obwohl es die wesentlichen Grundlagen für das Verständnis der Lebewesen und ihrer Evolution legt. Fünfzig Jahre später, in 1859 , mit der Veröffentlichung von The Origin of Species , Charles Darwin bot eine wissenschaftliche Erklärung der Evolution, in der Form eines einfachen Mechanismus , mit dem Prinzip der natürlichen Selektion . Im Laufe der Zeit wurde Darwins ursprüngliche Theorie mit den Ergebnissen von Experimenten und Beobachtungen von Biologen verfeinert. Die aktuelle Konsenstheorie ist die der synthetischen Evolutionstheorie , auch Neodarwinismus genannt.
Der evolutionäre Charakter des Lebens wird schon sehr lange diskutiert und wird sogar noch von einigen außerhalb der wissenschaftlichen Gemeinschaft in Frage gestellt, aber keiner dieser Einwände gegen die Evolutionstheorie ist wissenschaftlich begründet. Die wissenschaftliche Gemeinschaft hat den Evolutionismus des Lebens seitdem weithin als Tatsache akzeptiert, die durch Erfahrungen und Beobachtungen bei zahlreichen Gelegenheiten nachgewiesen wurde, insbesondere durch:
Wenn die Biologie so umfangreich ist, liegt es an der extremen Vielfalt der Lebewesen, die in so vielen Formen vorkommt, dass es schwierig ist, Gemeinsamkeiten zu erkennen. Dennoch wurde eine Hierarchie der Lebewesen durchgeführt, die die Domäne der Systematik und Taxonomie ist . Alle Lebewesen werden in drei Bereiche eingeteilt:
Obwohl sie unterschiedlich sind, haben alle Lebensformen einige gemeinsame Merkmale. Was dazu führt , durch die das Leben auf der Erde stammt aus ein und derselben Form des Lebens, bezeichnet zu glauben Akronym von LUCA (für Englisch : Last universal gemeinsamen Vorfahren , die auf erschienen wäre) Erde zumindest gibt es 2500000000 Jahre.
Die wichtigsten universellen Eigenschaften von Lebewesen sind:
Aufgrund der enormen Breite des Faches erfordert das Studium der Biologie eine Gliederung in Studienrichtungen. Ein etwas "reduktiver" Ansatz mit dem Vorteil der Klärung der Themen besteht in der Definition von Organisationsebenen. Im Bemühen um ein umfassenderes Verständnis der Biologie wurden naturgemäß Brücken zwischen den verschiedenen Disziplinen geschaffen. Ermöglicht die Erforschung verschiedener ursprünglicher Fächer wie Molekularbiologie, Biotechnologie, Toxikologie, Biomedizin usw.
Die Bereiche, die die Struktur von Lebewesen untersuchen, liegen auf atomarer Ebene für die Molekularbiologie und auf der Zellebene für die Zellbiologie.
Das Gebiet der Molekularbiologie untersucht die grundlegenden Verbindungen von Lebewesen wie DNA und Proteine . Lange Zeit glaubte man, dass die Gesetze der Chemie für Lebewesen anders seien als für unbelebte Materie. Aber seit der Synthese vieler organischer Verbindungen wird klar akzeptiert, dass die chemischen Gesetze die gleichen sind wie für anorganische Materie. Keine Lebenskraft haucht der Materie Leben ein, wie dies bisher in der vitalistischen Theorie angenommen wurde .
Die Entwicklung des Mikroskops, mit dem Robert Hooke 1665 Zellen entdeckte, markierte die Geburtsstunde der Zellbiologie und die einer damals ungeahnten Welt. Diese Entdeckung und die vielen, die darauf folgten, ermöglichten es, bestimmte Phänomene zu erklären, wie zum Beispiel die damals so genannte Spontangeneration . In dieser Größenordnung treffen wir auf die ersten lebenden Organismen.
Im strukturellen und funktionellen Sinne umfasst die Biologie auch alle Disziplinen, klassische und moderne, die sich mit Strukturen wie Geweben mit Histologie oder Organen mit Anatomie beschäftigen. Die Physiologie beschäftigt sich mit den mechanischen, physikalischen und biochemischen Prinzipien lebender Organismen und gliedert sich in zwei Zweige: Pflanzenphysiologie und Tierphysiologie.
Die extreme Vielfalt der Lebewesen verhindert keineswegs die Gruppierung in Entitäten oder Taxa ( Taxonomie ), ihre Beziehungen zueinander und ihre Einordnung ( Systematik ).
Die Interaktionen der Lebewesen untereinander und die Verbindungen, die sie mit ihrer Umwelt verbinden, ist die Domäne der Ökologie. Die Ethologie untersucht das Verhalten von Tieren in der natürlichen Umgebung.
Die Life Sciences umfassen viele Disziplinen und Teildisziplinen, die mehr oder weniger miteinander verbunden sind und sich manchmal überschneiden. Diese Disziplinen sind entweder nach Beobachtungsebene oder nach methodischem Ansatz oder nach Art der untersuchten Organisation organisiert.
| Beobachtungsniveau | Beispiel | Disziplinen |
|---|---|---|
| molekular | biologische Moleküle : Proteine , DNA , RNA | Organische Chemie , Biochemie , Molekularbiologie |
| mikroskopisch | Zellkomponenten ( Organellen ) | Zellbiologie , Zytologie |
| Zellen , Einzeller Organismen | Mikrobiologie | |
| Stoffe | Histologie | |
| Organe | Physiologie | |
| makroskopische | Organismen , Individuen | Biologie der Organismen, Anatomie , Ethologie |
| Population | Kolonien , Populationen , Metapopulationenpopul | Populationsbiologie , Populationsgenetik |
| Spezifisch | Spezies | Taxonomie , phylogeography , usw. |
| überspezifisch | Gruppen von Arten , Ökosysteme , die menschliche Evolution | Systematik , Ökologie , Phylogenie |
Die Anwendungsmöglichkeiten der Entdeckungen in der Biologie sind zahlreich und im täglichen Leben des Menschen sehr präsent. Die großen Fortschritte der letzten Jahrzehnte in der Medizin sind hauptsächlich auf Entdeckungen über die Funktionsweise des menschlichen Körpers zurückzuführen. Auch der Pharmabereich profitiert von den Fortschritten in der organischen Chemie.
In jüngerer Zeit haben die Entdeckung der DNA-Struktur und ein besseres Verständnis der Vererbung es ermöglicht, Lebewesen fein zu modifizieren und Anwendungen in der Landwirtschaft und in der Lebensmittelindustrie zu finden .
Biologie kann auch in der Kriminologie Anwendung finden . In der Revue Française de Criminologie et de droit Straf , Laurent Lemasson präsentiert drei Korrelationen zwischen Biologie und Kriminalität von verschiedenen Forschern hervorgehoben: die Anwesenheit der MAO - A und HTR2B Gene in einem großen Teil der Verbrecher; anormale Funktion der frontalen und temporalen Regionen des Gehirns; schließlich ein Zustand physiologischer Untererregung bei Wiederholungstätern.
Da die Entwicklung der Molekularbiologie und Zellphysiologie in der zweiten Hälfte des XX - ten Jahrhunderts Fortschritte in der Biologie haben täglich geworden und haben einen großen Einfluss auf die Gesellschaft: das Verständnis der molekularen Mechanismen von Hunderten von Krankheiten, die Verbesserung der Behandlung von Krebserkrankungen, Verständnis neurologischen Mechanismen, Verbesserung der Behandlung psychischer Erkrankungen und Screening auf genetische Defekte in utero . Ein besseres Verständnis der molekularen Evolution, dem physikalischen Substrat für die Evolution der Arten, ermöglicht es, die an Tieren gemachten Entdeckungen auf den Menschen zu übertragen, darunter Würmer wie C. elegans oder die Drosophila- Fliege , deren Mechanismen nachweislich sind Die molekulare Segmentierung des Körpers während der Embryogenese ist identisch mit der des Menschen und im Allgemeinen aller lebenden Metazoen .
Der sehr schnelle Fortschritt in der Biologie führt jedoch manchmal zu philosophischen Fragen , ernsthaften Bedenken und sogar zu starkem Widerstand von bestimmten Verbänden oder Nichtregierungsorganisationen (NGOs) . Dazu gehören: Klonen , genetisch veränderte Organismen (GVO) , Sequenzierung und damit verbundene Fragen des geistigen Eigentums .
Animalia - Bos primigenius taurus
Planta - Triticum
Pilze - Morchella esculenta
Stramenopila / Chromista - Fucus serratus
Bakterien - Gemmatimonas aurantiaca (- = 1 Mikrometer)
Archaeen - Halobakterien
Virus - Gamma-Phagen