Что такое биология?
Слово «биология» происходит от греческих слов «биос» ( жизнь) и «логос» ( исследование). В целом, биологи изучают структуру, функции, рост, происхождение, эволюцию и распространение живых организмов.
Биология важна, потому что она помогает нам понять, как работают живые существа, как они функционируют и взаимодействуют на нескольких уровнях. Достижения в области биологии помогли ученым сделать такие вещи, как разработка лучших лекарств и методов лечения заболеваний, понять, как меняющаяся окружающая среда может повлиять на растения и животных, производить достаточно пищи для растущего населения и предсказать, как употребление новой пищи или соблюдение режима упражнений может повлиять на наши тела.
Основные принципы современной биологии
- Клеточная теория — это принцип, согласно которому все живые существа состоят из фундаментальных единиц, называемых клетками.
- Теория генов — это принцип, согласно которому все живые существа имеют ДНК, молекулы, которые кодируют структуры, функции клеток и передаются потомству.
- Гомеостаз — это принцип, согласно которому все живые существа поддерживают состояние равновесия, которое позволяет организмам выживать в окружающей среде.
- Эволюция — это принцип, который описывает, как все живые существа могут изменяться, чтобы иметь черты, которые позволяют им лучше выживать в окружающей среде. Эти черты являются результатом случайных мутаций в генах организма, которые «отбираются» с помощью процесса, называемого естественным отбором.
Отрасли биологии
Хотя существует только четыре объединяющих принципа, биология охватывает широкий круг тем, которые разбиты на множество дисциплин и субдисциплин.
На высоком уровне различные области биологии можно рассматривать как изучение одного типа организма. Например, зоология — это изучение животных, ботаника — это изучение растений, а микробиология — это изучение микроорганизмов.
В этих более широких областях многие биологи специализируются на исследовании конкретной темы или проблемы. Например, ученый может изучать поведение определенного вида рыб, в то время как другой ученый может исследовать неврологические и химические механизмы, лежащие в основе поведения.
Существует множество отраслей и дисциплин биологии, но вот краткий список некоторых из более широких областей, которые подпадают под зонтик биологии:
Биохимия: Изучение химических процессов, которые происходят в живых существах или связаны с ними. Например, фармакология — это тип исследований биохимии, который фокусируется на изучении того, как лекарства взаимодействуют с химическими веществами в организме.
Экология: Изучение взаимодействия организмов с окружающей средой. Например, эколог может изучить, как на поведение медоносных пчел влияют люди, живущие поблизости.
Генетика: Изучение наследственности. Генетики изучают, как гены передаются родителями своим потомкам и как они варьируются от человека к человеку. Например, ученые определили несколько генов и генетических мутаций, которые влияют на продолжительность жизни человека.
Физиология: Изучение того, как работают живые существа. Физиология, которая применима к любому живому организму, имеет дело с жизнеобеспечивающими функциями и процессами живых организмов или их частей. Физиологи стремятся понять биологические процессы, например, как работает конкретный орган, какова его функция и как на него влияют внешние раздражители.
Междисциплинарный характер биологии
Биология часто исследуется в сочетании с другими областями исследования, включая математику, инженерию и социальные науки. Вот несколько примеров:
Астробиология — это изучение эволюции жизни во Вселенной, включая поиск внеземной жизни. Эта область объединяет принципы биологии с астрономией.
Биоархеологи — это биологи, которые используют археологические методы для изучения скелетных останков и получения информации о том, как люди жили в прошлом.
Биоинженерия — это применение инженерных принципов к биологии и наоборот. Например, биоинженер может разработать новую медицинскую технологию, которая лучше отображает внутреннюю часть тела, допустим улучшенную магнитно-резонансную томографию (МРТ), которая сканирует человеческое тело с более высокой скоростью и более высоким разрешением.
Биотехнология предполагает использование биологических систем для разработки продуктов. Например, биотехнологи в России генетически спроектировали более вкусную и устойчивую к болезням клубнику.
Биофизика использует принципы физики, чтобы понять, как работают биологические системы. Биофизики могут изучить, как генетические мутации, приводящие к изменениям в структуре белка, влияют на эволюцию белка.
Чем занимаются биологи?
Биологи могут работать в самых разных областях, включая исследования, здравоохранение, охрану окружающей среды и искусство. Вот несколько примеров:
Исследования: Биологи могут проводить исследования во многих типах условий. Микробиологи могут изучать бактериальные культуры в лабораторных условиях. Другие биологи могут проводить полевые исследования, где они наблюдают за животными или растениями в их родной среде обитания. Остальные могут работать в лаборатории и в полевых условиях — например, ученые могут собирать образцы почвы или воды с поля и анализировать их.
Сохранение: Биологи могут помочь в усилиях по сохранению окружающей среды, изучая и определяя, как защитить и сохранить природный мир в будущем. Например, они могут помочь просвещать общественность о важности сохранения естественной среды обитания животных и участвовать в программах восстановления исчезающих видов.
Люди, изучающие биологию, могут продолжать работать в здравоохранении, независимо от того, работают ли они врачами или медсестрами, присоединиться к фармацевтической компании для разработки новых лекарств и вакцин, исследовать эффективность медицинских методов лечения или стать ветеринарами, чтобы помочь лечить больных животных.
Искусство: Биологи, которые также имеют опыт работы в искусстве, обладают как техническими знаниями, так и художественными навыками для создания визуальных эффектов, которые будут передавать сложную биологическую информацию широкому кругу аудиторий. Одним из примеров этого является медицинская иллюстрация, в которой иллюстратор может выполнять фоновые исследования, сотрудничать с экспертами и наблюдать за медицинской процедурой, чтобы создать точную визуализацию части тела.