Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
"Науки о жизни" и "Биология" перенаправляются сюда. Для научных журналов см. Life Sciences (журнал) и BioScience .
Науки о жизни относятся к различным естественным наукам, таким как микроорганизмы , растения и животные .
Часть серии по
Наука
Обзор
ветви

Этот список наук о жизни включает в себя отрасли науки, которые включают научное изучение жизни и организмов, таких как микроорганизмы , растения и животные, включая человека . Эта наука - одна из двух основных областей естествознания , другая - физическая наука , которая занимается неживой материей. Биология - это общая естественная наука , изучающая жизнь и живые организмы, а другие науки о жизни являются ее суб-дисциплинами.

Некоторые науки о жизни сосредоточены на конкретном типе организма. Например, зоология изучает животных , а ботаника изучает растения. Другие науки о жизни сосредоточены на аспектах, общих для всех или многих форм жизни, таких как анатомия и генетика . Некоторые сосредотачиваются на микромасштабах (например, молекулярная биология , биохимия ), другие на более крупных масштабах (например, цитология , иммунология , этология , фармация, экология ). Еще одна важная отрасль наук о жизни включает понимание разума  - нейробиология.. Открытия в области наук о жизни помогают улучшить качество и уровень жизни и находят применение в здравоохранении, сельском хозяйстве, медицине, а также в фармацевтической и пищевой промышленности.

Разделы фундаментальных наук о жизни [ править ]

Основная статья: Очерк биологии § Отрасли биологии
  • Биология - изучение живых организмов с точки зрения их морфологических и анатомических особенностей, а также поведения и развития [1]
  • Анатомия - изучение формы и функций растений, животных и других организмов, или, в частности, людей [2]
  • Астробиология - исследование образования и присутствия жизни во Вселенной [3]
  • Бактериология - исследование бактерий
  • Биотехнология - исследование сочетания живого организма и технологий [4]
  • Биохимия - изучение химических реакций, необходимых для существования и функционирования жизни, обычно на клеточном уровне [5]
  • Биоинформатика - разработка методов или программных средств для хранения, извлечения, организации и анализа биологических данных с целью получения полезных биологических знаний [6]
  • Биолингвистика - изучение биологии и эволюции языка.
  • Биологическая антропология - изучение людей, нечеловеческих приматов и гоминидов. Также известна как физическая антропология.
  • Биологическая океанография - изучение жизни в Мировом океане и их взаимодействия с окружающей средой.
  • Биомеханика - изучение механики живых существ [7]
  • Биофизика - изучение биологических процессов с применением теорий и методов, которые традиционно использовались в физических науках [8]
  • Ботаника - изучение растений [9]
  • Клеточная биология (цитология) - изучение клетки как целостной единицы, а также молекулярных и химических взаимодействий, происходящих внутри живой клетки [10]
  • Биология развития - изучение процессов, посредством которых формируется организм, от зиготы до полной структуры.
  • Экология - изучение взаимодействия живых организмов друг с другом и с неживыми элементами окружающей их среды [11]
  • Этология - изучение поведения [12]
  • Эволюционная биология - изучение происхождения и происхождения видов с течением времени [13]
  • Эволюционная биология развития - исследование эволюции развития, включая его молекулярный контроль
  • Генетика - изучение генов и наследственности
  • Гистология - исследование тканей
  • Иммунология - исследование иммунной системы [14]
  • Микробиология - изучение микроскопических организмов (микроорганизмов) и их взаимодействия с другими живыми организмами.
  • Молекулярная биология - изучение биологии и биологических функций на молекулярном уровне, некоторые пересекаются с биохимией, генетикой и микробиологией.
  • Неврология - исследование нервной системы
  • Палеонтология - изучение доисторических организмов
  • Патология - изучение причин и последствий болезни или травмы
  • Фармакология - изучение действия лекарств
  • Психология - изучение водорослей [15]
  • Физиология - изучение функционирования живых организмов и органов и частей живых организмов.
  • Биология популяций - изучение групп организмов вида
  • Квантовая биология - изучение квантовых явлений в организмах
  • Структурная биология - раздел молекулярной биологии , биохимии и биофизики, связанный с молекулярной структурой биологических макромолекул.
  • Синтетическая биология - разработка и создание новых биологических объектов, таких как ферменты, генетические цепи и клетки, или реконструкция существующих биологических систем (LY)
  • Системная биология - изучение интеграции и зависимостей различных компонентов в пределах биологической системы, с особым акцентом на роли метаболических путей и клеточных сигнальных стратегий в физиологии.
  • Теоретическая биология - использование абстракций и математических моделей для изучения биологических явлений
  • Токсикология - природа, эффекты и обнаружение ядов
  • Вирусология - изучение вирусов, таких как субмикроскопические, паразитарные частицы генетического материала, содержащиеся в белковой оболочке, и вирусоподобных агентов.
  • Зоология - изучение животных
  • (Энзимология) - изучение ферментов.

Разделы прикладных наук о жизни и производные концепции [ править ]

  • Биокомпьютеры - биокомпьютеры используют системы из биологически полученных молекул, таких как ДНК и белки , для выполнения вычислительных вычислений, включая хранение, извлечение и обработку данных . Развитие биокомпьютеров стало возможным благодаря расширению новой науки нанобиотехнологии . [16]
  • Биоконтроль - биоэффекторный метод борьбы с вредителями (включая насекомых , клещей , сорняков и болезней растений ) с использованием других живых организмов. [17]
  • Биоинженерия - изучение биологии средствами инженерии с упором на прикладные знания, особенно связанные с биотехнологиями.
  • Биоэлектроника - электрическое состояние биологического вещества значительно влияет на его структуру и функцию, сравните, например, мембранный потенциал , передачу сигнала нейронами , изоэлектрическую точку (IEP) и так далее. Микро- и наноэлектронные компоненты и устройства все чаще сочетаются с биологическими системами, такими как медицинские имплантаты , биосенсоры , устройства « лаборатория на чипе» и т. Д., Что приводит к появлению этой новой области науки. [18]
  • Биоматериалы - любые вещества, поверхности или конструкции, которые взаимодействуют с биологическими системами. Биоматериалам как науке около пятидесяти лет. Изучение биоматериалов называется наукой о биоматериалах. За свою историю компания пережила устойчивый и сильный рост, и многие компании вкладывали большие суммы денег в разработку новых продуктов. Наука о биоматериалах охватывает элементы медицины , биологии , химии , тканевой инженерии и материаловедения .
  • Биомедицинская наука - наука о здравоохранении, также известная как биомедицинская наука, представляет собой набор прикладных наук, в которых применяются части естествознания или формальной науки , или того и другого, для разработки знаний, вмешательств или технологий, используемых в здравоохранении или общественном здравоохранении . Медицинскими науками являются такие дисциплины, как медицинская микробиология , клиническая вирусология , клиническая эпидемиология , генетическая эпидемиология и патофизиология .
  • Биомониторинг - измерение содержания в организме токсичных химических соединений , элементов или их метаболитов в биологических веществах. [19] [20] Часто эти измерения проводятся в крови и моче. [21]
  • Биополимер - полимеры, вырабатываемые живыми организмами; другими словами, это полимерные биомолекулы . Поскольку они являются полимерами , биополимеры содержат мономерные звенья, которые ковалентно связаны с образованием более крупных структур. Существует три основных класса биополимеров, классифицируемых в зависимости от используемых мономерных единиц и структуры образующегося биополимера: полинуклеотиды ( РНК и ДНК ), которые представляют собой длинные полимеры, состоящие из 13 или более нуклеотидных мономеров ; полипептиды , которые представляют собой короткие полимеры аминокислот; и полисахариды, которые часто представляют собой линейно связанные полимерные углеводные структуры. [22] [23] [24]
  • Биотехнология - манипулирование живым веществом, включая генетическую модификацию и синтетическую биологию [25]
  • Биология сохранения. Биология сохранения - это управление природой и биоразнообразием Земли с целью защиты видов, их сред обитания и экосистем от чрезмерных темпов исчезновения и размывания биотических взаимодействий. Это междисциплинарный предмет, основанный на естественных и социальных науках, а также на практике управления природными ресурсами. [26]
  • Гигиена окружающей среды - многопрофильная область, связанная с экологической эпидемиологией , токсикологией и наукой о воздействии .
  • Технология ферментации - изучение использования микроорганизмов для промышленного производства различных продуктов, таких как витамины , аминокислоты , антибиотики , пиво , вино и т. Д. [27]
  • Пищевая наука - прикладная наука, посвященная изучению продуктов питания . Деятельность ученых-диетологов включает разработку новых пищевых продуктов, разработку процессов производства и хранения этих пищевых продуктов, выбор упаковочных материалов, исследования срока годности , изучение воздействия пищи на организм человека, сенсорную оценку продуктов с использованием панелей или потенциальных потребителей, а также микробиологические, физические (текстура и реология ) и химические испытания. [28] [29] [30]
  • Геномика - применяет рекомбинантную ДНК , методы секвенирования ДНК и биоинформатику для секвенирования, сборки и анализа функции и структуры геномов ( полного набора ДНК в одной клетке организма). [31] [32] Эта область включает усилия по определению всей последовательности ДНК организмов и тонкомасштабное генетическое картирование . Эта область также включает исследования внутригеномных явлений, таких как гетерозис , эпистаз , плейотропия и другие взаимодействия между локусами и аллелями.внутри генома. [33] Напротив, исследование ролей и функций отдельных генов является основным направлением молекулярной биологии или генетики и является общей темой современных медицинских и биологических исследований. Исследование отдельных генов не подпадает под определение геномики, если только цель этого анализа генетической, путевой и функциональной информации не состоит в выяснении его влияния, места и реакции на сети всего генома. [34] [35]
  • Иммунотерапия - это « лечение от заболевания путем индукции, усиления или подавления иммунного ответа». [36] Иммунотерапия, предназначенная для вызова или усиления иммунного ответа, классифицируется как активационная иммунотерапия, тогда как иммунотерапия, которая снижает или подавляет, классифицируется как супрессивная иммунотерапия . [37]
  • Кинезиология - кинезиология, также известная как кинетика человека, представляет собой научное исследование движений человека. Кинезиология занимается физиологическими, механическими и психологическими механизмами. Применение кинезиологии для здоровья человека включает: биомеханику и ортопедию ; сила и выносливость; спортивная психология ; методы реабилитации, такие как физиотерапия и трудотерапия; и спорт и упражнения. Лица, получившие степень в области кинезиологии, могут работать в исследованиях, фитнес-индустрии, клинических условиях и в промышленных условиях. [38] Исследования движения человека и животных включают измерения систем отслеживания движения, электрофизиологии.активности мышц и мозга, различные методы мониторинга физиологической функции и другие методы поведенческих и когнитивных исследований. [39]
  • Медицинское устройство - Медицинское устройство - это инструмент, аппарат, имплант, реагент in vitro или аналогичный или связанный с ним предмет, который используется для диагностики, предотвращения или лечения заболеваний или других состояний и не достигает своих целей посредством химического воздействия внутри или на тело (что сделало бы его наркотиком ). [40] В то время как лекарственные средства (также называемые фармацевтическими препаратами ) достигают своего основного действия фармакологическими, метаболическими или иммунологическими средствами, медицинские устройства действуют другими способами, такими как физические, механические или термические средства.
    Воспроизвести медиа
    Парасагиттальная МРТ головы с артефактами наложения спектров
  • Медицинская визуализация - Медицинская визуализация представляет собой метод и процесс , используемый для создания изображения на теле человека (или их часть и функции) для клинических или физиологических исследовательских целей [41]
  • Оптогенетика. Оптогенетика - это метод нейромодуляции , применяемый в нейробиологии, который использует комбинацию методов из оптики и генетики для контроля и мониторинга активности отдельных нейронов в живых тканях - даже в пределах свободно перемещающихся животных - и для точного измерения эффектов этих манипуляций в в реальном времени. [42] Ключевыми реагентами, используемыми в оптогенетике, являются светочувствительные белки. Пространственно-точный нейрональный контроль достигается с помощью оптогенетических исполнительных механизмов, таких как канальный родопсин , галородопсин и архаэродопсин., в то время как точные по времени записи могут быть сделаны с помощью оптогенетических датчиков, таких как Clomeleon, Mermaid и SuperClomeleon. [43]
  • Фармакогеномика - Фармакогеномика (портманто фармакологии и геномики ) - это технология, которая анализирует, как генетический состав влияет на реакцию человека на лекарства. [44] В нем рассматривается влияние генетических вариаций на лекарственный ответ у пациентов путем корреляции экспрессии генов или однонуклеотидных полиморфизмов с эффективностью или токсичностью лекарства . [45]
  • Фармакология - Фармакология является отраслью медицины и биологии , связанной с изучением наркотиков действия, [46] , где лекарственное средство может быть в общих чертах определены как любая техногенный, природная или эндогенной (внутри тела) молекула , которая оказывает биохимическую и / или физиологическое воздействие на клетку, ткань, орган или организм. Более конкретно, это изучение взаимодействий, которые происходят между живым организмом и химическими веществами, которые влияют на нормальную или ненормальную биохимическую функцию. Если вещества обладают лечебными свойствами, они считаются фармацевтическими препаратами .
  • Динамика населения. Динамика населения - это изучение краткосрочных и долгосрочных изменений в размере и возрастном составе населения , а также биологических и экологических процессов, влияющих на эти изменения. Динамика народонаселения касается того, как на население влияют коэффициенты рождаемости и смертности , иммиграции и эмиграции , а также изучает такие темы, как старение населения или сокращение населения .
  • Протеомика - Протеомика - это крупномасштабное исследование белков , в частности их структур и функций . [47] [48] Белки являются жизненно важными частями живых организмов, так как они являются основными компонентами физиологических метаболических путей в клетках . Протеом является весь набор белков, [49] произведены или модифицированы организмом или системы. Это зависит от времени и различных требований или стрессов, которым подвергается клетка или организм.

См. Также [ править ]

  • Очерк биологии
  • Подразделения фармакологии
  • Теория управления

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Биология | Определение, история, концепции, отрасли и факты» . Британская энциклопедия . Проверено 30 мая 2020 .
  2. ^ «Анатомия | Определение, история и биология» . Британская энциклопедия . Проверено 30 мая 2020 .
  3. ^ "Астробиология | наука" . Британская энциклопедия . Проверено 30 мая 2020 .
  4. ^ «Биотехнология | Определение, примеры и приложения» . Британская энциклопедия . Проверено 30 мая 2020 .
  5. ^ «Биохимия | Определение, история, примеры, важность и факты» . Британская энциклопедия . Проверено 30 мая 2020 .
  6. ^ «Биоинформатика | наука» . Британская энциклопедия . Проверено 30 мая 2020 .
  7. ^ "Биомеханика | наука" . Британская энциклопедия . Проверено 30 мая 2020 .
  8. ^ "Биофизика | наука" . Британская энциклопедия . Проверено 30 мая 2020 .
  9. ^ «Ботаника | Определение, история, отрасли и факты» . Британская энциклопедия . Проверено 31 мая 2020 .
  10. ^ «Цитология | биология» . Британская энциклопедия . Проверено 31 мая 2020 .
  11. ^ «Экология» . Британская энциклопедия . Проверено 30 мая 2020 .
  12. ^ «Этология | биология» . Британская энциклопедия . Проверено 31 мая 2020 .
  13. ^ «Эволюция - наука об эволюции» . Британская энциклопедия . Проверено 31 мая 2020 .
  14. ^ «Иммунология | медицина» . Британская энциклопедия . Проверено 30 мая 2020 .
  15. ^ «Психология | биология» . Британская энциклопедия . Проверено 1 сентября 2020 .
  16. ^ Уэйн, Грег (1 декабря 2011 г.). «Крошечные биокомпьютеры становятся ближе к реальности» . Scientific American . Проверено 10 мая 2020 года .
  17. ^ Флинт, Мария Луиза; Дрейстадт, Стив Х. (1998). Кларк, Джек К. (ред.). Справочник природных врагов: Иллюстрированное руководство по биологической борьбе с вредителями . Калифорнийский университет Press. ISBN 9780520218017.
  18. ^ М. Биркхольц; А. Май; К. Венгер; К. Мелиани; Р. Шольц (2016). «Технологические модули из микро- и наноэлектроники для наук о жизни» . ПРОВОДА Nanomed. Нанобиотех . 8 (3): 355–377. DOI : 10.1002 / wnan.1367 . PMID 26391194 . 
  19. ^ "Третий национальный отчет о воздействии на человека химических веществ в окружающей среде" (PDF) . Центры по контролю и профилактике заболеваний - Национальный центр гигиены окружающей среды . Проверено 9 августа 2009 года .
  20. ^ "Что такое биомониторинг?" (PDF) . Американский химический совет . Архивировано из оригинального (PDF) 23 ноября 2008 года . Проверено 11 января 2009 года .
  21. ^ Ангерер, Юрген; Эверс, Ульрих; Вильгельм, Майкл (2007). «Биомониторинг человека: современное состояние». Международный журнал гигиены и гигиены окружающей среды . 210 (3–4): 201–28. DOI : 10.1016 / j.ijheh.2007.01.024 . PMID 17376741 . 
  22. ^ Моханти, Амар К .; Мишра, Манджушри; Drzal, Лоуренс Т. (2005-04-08). Натуральные волокна, биополимеры и биокомпозиты . CRC Press. ISBN 978-0-203-50820-6.
  23. ^ Чандра, Р., Растджи, Р., «Биоразлагаемые полимеры», Progress in Polymer Science, Vol. 23, стр. 1273 (1998)
  24. ^ Кумар, А. и др., «Умные полимеры: физические формы и биоинженерные приложения», Progress in Polymer Science, Vol. 32, стр.1205 (2007).
  25. ^ "Биотехнология: онлайн-справочник ресурсов по наукам о жизни | МСЖД" . Интернет-мастера информатики в области здравоохранения | Сестринское дело и медицинское образование . 2014-12-19 . Проверено 30 мая 2020 .
  26. ^ Таннер, Рене. "LibGuides: Науки о жизни: Биология сохранения / Экология" . libguides.asu.edu . Проверено 30 мая 2020 .
  27. ^ «ферментация | Определение, процесс и факты» . Британская энциклопедия . Проверено 30 мая 2020 .
  28. ^ Геллер, Martinne (22 января 2014). «Nestle объединяется с Сингапуром в области исследований в области пищевых продуктов» . Рейтер . Проверено 9 февраля 2014 .
  29. ^ «Пищевая наука для борьбы с ожирением» . Евроньюс . 9 декабря 2013 . Проверено 9 февраля 2014 .
  30. ^ Bhatia, Атиш (16 ноября 2013). «Новый вид пищевой науки: как IBM использует большие данные для изобретения творческих рецептов» . Проводной . Проверено 9 февраля 2014 .
  31. ^ Национальный институт исследования генома человека (2010-11-08). «Краткое руководство по геномике» . Genome.gov . Проверено 3 декабря 2011 .
  32. Перейти ↑ Klug, William S. (2012). Концепции генетики . Pearson Education. ISBN 978-0-321-79577-9.
  33. ^ Певзнер, Джонатан (2009). Биоинформатика и функциональная геномика (2-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Уайли-Блэквелл. ISBN 9780470085851.
  34. ^ Национальный институт исследования генома человека (2010-11-08). «Часто задаваемые вопросы о генетике и геномной науке» . Genome.gov . Проверено 3 декабря 2011 .
  35. ^ Калвер, Кеннет У .; Марк А. Лабоу (2002-11-08). «Геномика» . В Ричарде Робинсоне (ред.). Генетика . Научная библиотека Macmillan. Справочник Macmillan USA. ISBN 0028656067.
  36. ^ «Определение: иммунотерапия» . Dictionary.com . Проверено 10 мая 2020 года .
  37. ^ «Иммунотерапия | медицина» . Британская энциклопедия . Проверено 31 мая 2020 .
  38. ^ "CKA - Канадский кинезиологический альянс - Канадский альянс кинезиологии" . Cka.ca. Архивировано из оригинала на 2009-03-18 . Проверено 25 июля 2009 .
  39. ^ Розенхан, Бодо; Клетте, Рейнхард; Метаксас, Димитрис (2008). Движение человека: понимание, моделирование, захват и анимация . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4020-6692-4.
  40. ^ Здоровье, Центр приборов и радиологии (2019-12-16). «Как определить, является ли ваш продукт медицинским устройством» . FDA .
  41. ^ Сун, Чанмин; Беднарз, Томаш; Pham, Tuan D .; Валлотон, Паскаль; Ван, Дадун (07.11.2014). Анализ сигналов и изображений для биомедицины и наук о жизни . Springer. ISBN 978-3-319-10984-8.
  42. ^ Deisseroth, K .; Feng, G .; Маевска, AK; Miesenbock, G .; Тинг, А .; Шнитцер, MJ (2006). «Оптические технологии нового поколения для освещения мозговых цепей с генетической направленностью» . Журнал неврологии . 26 (41): 10380–6. DOI : 10.1523 / JNEUROSCI.3863-06.2006 . PMC 2820367 . PMID 17035522 .  
  43. ^ Манкузо, JJ; Kim, J .; Lee, S .; Цуда, С .; Чоу, Нью-Йорк; Августин, GJ (2010). «Оптогенетическое зондирование функциональной схемы мозга» . Экспериментальная физиология . 96 (1): 26–33. DOI : 10.1113 / expphysiol.2010.055731 . PMID 21056968 . S2CID 206367530 .  
  44. ^ Ермак Г., Современная наука и медицина будущего (второе издание), 164 стр., 2013
  45. Перейти ↑ Wang L (2010). «Фармакогеномика: системный подход» . Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med . 2 (1): 3–22. DOI : 10.1002 / wsbm.42 . PMC 3894835 . PMID 20836007 .  
  46. ^ Валланс P, смарт - TG (январь 2006). «Будущее фармакологии» . Британский журнал фармакологии . 147 Приложение 1 (S1): S304–7. DOI : 10.1038 / sj.bjp.0706454 . PMC 1760753 . PMID 16402118 .  
  47. Перейти ↑ Anderson NL, Anderson NG (1998). «Протеом и протеомика: новые технологии, новые концепции и новые слова». Электрофорез . 19 (11): 1853–61. DOI : 10.1002 / elps.1150191103 . PMID 9740045 . S2CID 28933890 .  
  48. ↑ Blackstock WP, Weir MP (1999). «Протеомика: количественное и физическое картирование клеточных белков». Trends Biotechnol . 17 (3): 121–7. DOI : 10.1016 / S0167-7799 (98) 01245-1 . PMID 10189717 . 
  49. ^ Марк Р. Уилкинс; Кристиан Паскуали; Рон Д. Аппель; Кели Оу; Оливье Голаз; Жан-Шарль Санчес; Jun X. Yan; Андрей. А. Гули; Грэм Хьюз; Ян Хамфери-Смит; Кейт Л. Уильямс; Денис Ф. Хохштрассер (1996). «От белков к протеомам: крупномасштабная идентификация белков с помощью двумерного электрофореза и анализа арниновой кислоты». Природа Биотехнологии . 14 (1): 61–65. DOI : 10.1038 / nbt0196-61 . PMID 9636313 . S2CID 25320181 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Магнер, Лоис Н. (2002). История наук о жизни (Rev. и расширенное 3-е изд.). Нью-Йорк: М. Деккер. ISBN 0824708245.