Биология
Биология – это научное изучение жизни . [1] [2] [3] Это естествознание с широким охватом, но имеет несколько объединяющих тем, которые связывают ее вместе в единую связную область. [1] [2] [3] Например, все организмы состоят из клеток , которые обрабатывают наследственную информацию, закодированную в генах , которая может быть передана будущим поколениям. Еще одна важная тема — эволюция , объясняющая единство и разнообразие жизни. [1] [2] [3] Переработка энергиитакже важен для жизни, поскольку позволяет организмам двигаться, расти и размножаться. [1] [2] [3] Наконец, все организмы способны регулировать свою внутреннюю среду . [1] [2] [3] [4] [5]
Биологи могут изучать жизнь на нескольких уровнях организации . [1] От молекулярной биологии клетки к анатомии и физиологии растений и животных и эволюции популяций . [1] [6] Таким образом, в биологии есть несколько поддисциплин, каждая из которых определяется характером своих исследовательских вопросов и инструментов , которые они используют. [7] [8] [9] Как и другие ученые , биологи используют научный метод , чтобы сделатьнаблюдения , задавать вопросы , генерировать гипотезы , проводить эксперименты и делать выводы об окружающем мире. [1]
Жизнь на Земле , возникшая более 3,7 млрд лет назад [10] , чрезвычайно разнообразна. Биологи стремились изучить и классифицировать различные формы жизни, от прокариотических организмов, таких как археи и бактерии , до эукариотических организмов, таких как протисты , грибы , растения и животные . Эти различные организмы вносят вклад в биоразнообразие экосистемы , где они играют особую роль в круговороте питательных веществ и энергии посредством своегобиофизическая среда .
Биология происходит от древнегреческих слов βίος латинизированных bios , означающих «жизнь» и — λογία ; латинизировано - logía означает «направление обучения» или «говорить». [11] [12] Сочетание этих слов делает греческое слово βιολογία романизированным biologia , означающим «биология». Несмотря на это, термина βιολογία в целом в древнегреческом языке не существовало. Первыми его заимствовали английский и французский языки ( biologie ). Исторически сложилось так, что в английском языке для обозначения биологии существовал еще один термин — lifelore ; сегодня он используется редко.
Латинская форма термина впервые появилась в 1736 году, когда шведский ученый Карл Линней ( Carl von Linné ) использовал слово biologi в своей Bibliotheca Botanica . Он был снова использован в 1766 году в работе под названием Philosophiae naturalisive physicae: tomus III, continens geologian, biologian, phytologian generalis , написанной Михаилом Кристофом Хановым , учеником Христиана Вольфа . Первое немецкое использование, Biologie , было 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 Бурдахиспользовал этот термин в 1800 году в более узком смысле изучения человека с морфологической, физиологической и психологической точек зрения ( Propädeutik zum Studien der gesammten Heilkunst ). Этот термин вошел в свое современное употребление с шеститомным трактатом Biologie, oder Philosophie der lebenden Natur (1802–22) Готфрида Рейнхольда Тревирануса , который объявил: [13]
Многие другие термины, используемые в биологии для описания растений, животных, болезней и лекарств, были получены из греческого и латинского языков благодаря историческому вкладу древнегреческой и римской цивилизаций, а также продолжающемуся использованию этих двух языков в европейских университетах во времена Средние века и начало Возрождения . [14]
Биология занимается изучением жизни.
- вверху: бактерии кишечной палочки и газель
- внизу: жук-голиаф и древовидный папоротник
Схема мухи из новаторской
микрографии Роберта Гука , 1665 г.
В 1842 году Чарльз Дарвин написал свой первый очерк «
Происхождение видов» .
[26] В модели атома Бора электроны (синяя точка) вращаются вокруг атомного ядра (красный кружок) по определенным атомным орбиталям (серые пустые кружки).
Модель водородных связей (1) между молекулами воды
Органические соединения, такие как глюкоза , жизненно важны для организмов.
Фосфолипидный бислой состоит из двух соседних листов фосфолипидов, гидрофильные хвосты которых обращены внутрь, а гидрофобные головки обращены наружу.
(а) первичная, (б) вторичная, (в) третичная и (г) четвертичная структуры белка гемоглобина
Структура животной клетки с изображением различных органелл
Строение растительной клетки
Пример катализируемой ферментом экзотермической реакции
Дыхание в эукариотической клетке
Фотосинтез превращает солнечный свет в химическую энергию, расщепляет воду для высвобождения O
2 и превращает CO
2 в сахар.
В мейозе хромосомы удваиваются, и гомологичные хромосомы обмениваются генетической информацией во время мейоза I. Дочерние клетки снова делятся в мейозе II с образованием гаплоидных гамет .
Квадрат Пеннета , изображающий скрещивание двух растений гороха, гетерозиготных по пурпурным (B) и белым (b) цветам.
Основания лежат между двумя спиральными нитями ДНК.
Расширенная центральная догма молекулярной биологии включает все процессы, связанные с потоком генетической информации.
Регуляция различных стадий экспрессии генов
Конструирование рекомбинантной ДНК, при котором фрагмент чужеродной ДНК встраивается в плазмидный вектор .
Модель построения градиента концентрации; тонкие желто-оранжевые очертания – границы клеток.
[105] Естественный отбор на более темные черты
Сравнение аллопатрического , перипатрического , парапатрического и симпатрического видообразования
Филогенетическое дерево, показывающее домены бактерий , архей и эукариот .
Бактерии –
Gemmatimonas aurantiaca (-=1 микрометр)
Разнообразие грибов. По часовой стрелке сверху слева: Amanita muscaria , базидиомицет; Sarcoscypha coccinea , аскомицет; хлеб покрытый плесенью ; хитрид ;
Аспергиллы конидиофоры .
Разнообразие животных. Сверху вниз, первая колонка: иглокожие , книдарии , двустворчатые моллюски , тихоходки , ракообразные и паукообразные . Второй столбец: губки , насекомые , млекопитающие , мшанки , скребни и плоские черви . Третий столбец: головоногие , кольчатые черви , оболочники , рыбы , птицы и форониды .
Бактериофаги , прикрепленные к клеточной стенке бактерий
Корневая и побеговая системы эвдикота
Ксилема (синяя) переносит воду и минеральные вещества от корней вверх, тогда как флоэма (оранжевая) переносит углеводы между органами.
Размножение и развитие спорофитов
Отрицательная обратная связь необходима для поддержания гомеостаза , например поддержания постоянной температуры тела .
Диффузия воды и ионов в пресноводную рыбу и из нее
Различные пищеварительные системы морских рыб
Дыхательная система у птицы
Системы кровообращения у членистоногих, рыб, рептилий и птиц/млекопитающих
Асинхронные мышцы обеспечивают полет большинства насекомых. a: Крылья b: Сустав крыла c: Дорсовентральные мышцы совершают удары вверх d: Дорсолонгитонные мышцы совершают удары вниз.
Пирамидные нейроны мыши (зеленые) и ГАМКергические нейроны (красные)
[222] Половое размножение у стрекоз
Дробление эмбриона рыбки данио
Процессы первичного иммунного ответа
Гнездовые паразиты, такие как кукушка, обеспечивают сверхъестественный стимул родительским видам.
Наземные биомы формируются под воздействием температуры и осадков.
Достижение пропускной способности за счет кривой логистического роста
А (а) трофическая пирамида и (б) упрощенная пищевая сеть. Трофическая пирамида представляет биомассу на каждом уровне.
[263] Быстрый углеродный цикл , показывающий перемещение углерода между землей, атмосферой и океанами в миллиардах тонн в год. Желтые числа — это естественные потоки, красные — человеческий вклад, белые — накопленный углерод. Не учитываются эффекты медленного углеродного цикла , такие как вулканическая и тектоническая активность.
[269] Прилагаются усилия, чтобы сохранить природные характеристики водопада Хоуптаун в Австралии, не ограничивая доступ посетителей.
