Biologie

Sjabloon:Zie artikel Sjabloon:Zijbalk biologie [[Bestand:Guriezo Adino vaca toro terneras.jpg|thumb|Animalia - Oeros (Bos primigenius taurus)]] [[Bestand:Zboże.jpg|thumb|Planta - Tarwe (Triticum)]] [[Bestand:Morchella esculenta 08.jpg|thumb|Fungi - Gewone morielje (Morchella esculenta)]] [[Bestand:Gemmatimonas aurantiaca.jpg|thumb|Bacteria - Gemmatimonas aurantiaca (< 1 µm)]] thumb|Virus - Gammafaag Biologie (uit het Grieks: Sjabloon:Polytonic, bíos "leven" en Sjabloon:Polytonic, lógos "leer") is de leer van levende wezens, levensvormen en levensverschijnselen. Biologie wordt gerekend tot de exacte wetenschappen.

De term biologie is afgeleid van de twee Oudgriekse woorden Sjabloon:Polytonic (bíos) en Sjabloon:Polytonic (lógos). Bíos betekent "het leven" of "de bewoonde wereld". Lógos is de "rede", de "ratio" of "wetenschap". Het woord biologie zou voor het eerst gebruikt zijn door de Duitsers Karl Friedrich Burdach, fysioloog en anatoom in 1800 en Gottfried Treviranus, arts en wetenschapper in 1802; en, eveneens in 1802, door de Fransman Jean-Baptiste de Lamarck in zijn werk Hydrogéologie. Lamarck is van de drie het bekendst gebleven, aangezien hij beschouwd wordt als de eerste evolutiebioloog en omdat na hem het lamarckisme ontstaan is.

Omgrenzing biologie

Biologie is een natuurwetenschap die zich bezighoudt met de studie van het leven en levende organismen , met inbegrip van hun structuur, functie, groei, oorsprong, evolutie, verspreiding en taxonomie.

Biologie is een veelomvattend onderwerp met veel onderverdelingen, onderwerpen en disciplines. Een definitie van "leven" is niet eenvoudig te geven. Een van de belangrijkste onderwerpen in de biologie zijn vijf verenigende principes die worden beschouwd als de fundamentele axioma's van de moderne biologie:

1. Cellen zijn de basale bouwstenen van het leven.
   Leven vertoont organisatie en structuur: er is een verband tussen vorm (anatomie, histologie, morfologie) en functie (fysiologie, gedrag).
2. Genen zijn de fundamentele eenheid van erfelijkheid.
   Voortplanting is het proces waarbij een organisme voor nakomelingen met geheel of gedeeltelijk overeenkomstige eigenschappen en voor het voortbestaan van de soort zorgt. Voor geslachtelijke voortplanting zijn vaak twee individuen nodig. De nakomeling hebben kenmerken van beide ouders in nieuwe combinaties.
3. Nieuwe soorten en erfelijke eigenschappen zijn het product van de evolutie.
   Er vindt aanpassingen plaats in structuren of gedrag, die de organismen beter in staat stellen te overleven of voor nageslacht te zorgen. Dit principe van adaptatie aan het milieu is fundamenteel voor de evolutie van populaties.
4. Een organisme heeft het vermogen om het interne milieu constant te houden.
   Homeostase is het vermogen van een organisme om het interne milieu constant te houden.
5. Organismen consumeren en transformeren energie.
   Metabolisme of stofwisseling is het opnemen van stoffen en energie, het geheel van biochemische processen die plaatsvinden in cellen en organismen ten behoeve van de activiteit, groei, voortplanting en instandhouding. Energie wordt van de ene vorm in de andere vorm getransformeerd.

Verdere belangrijke eigenschappen van het leven zijn:

• Groei: het proces van toename van grootte en complexiteit.
• Prikkelbaarheid: het kunnen reageren op stimuli, op veranderingen in het uitwendige of inwendige milieu van het organisme.

Hoewel volgens deze omschrijvingen de virussen niet tot het leven gerekend worden, wordt de virologie toch als onderdeel van de biologie beschouwd.

Geschiedenis van de biologie

Sjabloon:Zie hoofdartikel De wetenschap van de biologie ontstonden uit tradities uit de geneeskunde en natuurlijke historie die teruggingen tot het oude Griekenland (de filosoof Aristoteles) en het oude Rome (de arts Galenus)

De biologie werd verder ontwikkeld in de middeleeuwen door Moslim geneeskundigen en geleerden zoals al-Jahiz, Avicenna, Avenzoar, Ibn al-Nafis.

In de periode van de Europese Renaissance tot Vroegmoderne Tijd raakte men beïnvloed door het empirisme, waarin gesteld wordt dat kennis uit de ervaring voortkomt. Onderzoekers gingen zich toeleggen op waarnemingen in het veld, experimenteren op en ontleding van organismen met geleerden en geneeskundigen als Vesalius, Harvey, Linnaeus, Buffon waardoor de biologische kennis snel toenam.

In de vroege 17e eeuw begonnen de resultaten van de technische ontwikkelingen in de microscopie zichtbaar te worden met onderzoekers als Robert Hooke, van Leeuwenhoek en Jan Swammerdam.

In de 18e en 19e eeuw specialiseerden de onderzoekers zich meer, zoals in de botanie en de zoölogie. Bekende wetenschappers uit deze periode zijn onder andere Lavoisier, Alexander von Humboldt, Charles Darwin, Mendel, die mede de basis legden voor biogeografie, evolutiebiologie, ecologie, genetica, celbiologie, bacteriologie, morfologie, embryologie en ethologie.

Grondslagen

In de 19e eeuw zijn de grondslagen van de biologie geformuleerd:

• De celtheorie volgens welke alle levende wezens gemeenschappelijk hebben dat ze uit één of meer cellen bestaan en dat nieuw leven uitsluitend kan ontstaan uit bestaand leven: omnis cellula ex cellula. In die tijd waren virussen nog niet bekend. Virussen worden in het algemeen niet beschouwd als levend, maar de studie van virussen valt wel onder biologie.
• De evolutietheorie – volgens welke alle (op aarde) levende organismen ontstaan zijn uit dezelfde oorsprong. De erfelijkheidsleer voegde een mechanisme toe waarmee erfelijke eigenschappen van generatie tot generatie kunnen worden overgedragen.
• De materialistische verklaring van leven. Voor die tijd werd leven als iets gezien dat niet materialistisch verklaard kon worden (vitalisme). Door ontwikkelingen in de biochemie en microbiologie werd een aannemelijke verklaring van leven mogelijk zonder de veronderstelling van een geheimzinnige levenskracht, de vis vitalis.

Tot ver in de 19e eeuw was biologie voornamelijk bekend als natuurlijke historie, botanie en zoölogie, alle overwegend beschrijvende wetenschappen, die zich vooral bezighielden met de vorm (anatomie) en de classificatie van soorten (taxonomie). Daarna kwam er steeds meer aandacht voor het functioneren van organismen, de fysiologie, en voor experimentele methoden.

In de vroege 20e eeuw is de herontdekking van het werk van Mendel, later volgt het baanbrekende werk aan de structuur van het DNA door Crick en Watson. Het werd duidelijk dat DNA de belangrijkste chemische drager van erfelijke informatie is in alle bekende organismen en dat de genetische code voor alle organismen vrijwel identiek is.

Biologie is in de afgelopen eeuw een zelfstandige wetenschap geworden, met eigen instituten en opleidingen. De grenzen met aanpalende vakgebieden vervagen echter op dit moment. Veel onderzoeks- en onderwijsprogramma's omvatten medische vraagstukken, biochemie, biofysica, biomathematica, bioinformatica en milieuwetenschappen. Er zijn dus grensgebieden met andere vakken zoals chemie, fysica, geologie, geografie, medicijnen, wiskunde, informatica en psychologie.

Deelgebieden

De biologie kan op verschillende manieren in deelgebieden worden onderverdeeld.

Indeling naar organisatieniveau

Een veelgebruikte onderverdeling is op organisatieniveau, waarbij sommige specialisaties zich op meerdere niveaus kunnen richten:

• op moleculair niveau (submicroscopisch): biochemie, bio-informatica, moleculaire biologie en moleculaire genetica
• op celniveau (microscopisch): celbiologie (celleer, cytologie)
• op het niveau van weefsels: histologie, neurobiologie
• op het niveau van orgaanstelsels en organen (macroscopisch): fysiologie, endocrinologie, morfologie, anatomie, biofysica, embryologie ...
• op het niveau van individuen: morfologie, anatomie
• op het niveau van populaties: populatiebiologie, gedragsbiologie, populatie-ecologie, populatiegenetica
• op het niveau van soorten: systematiek, taxonomie, evolutiebiologie, morfologie, autecologie, biogeografie
• op het niveau van landschappen en ecosystemen: landschapsecologie, synecologie, synsystematiek, syntaxonomie, vegetatiekunde, milieubiologie

Bijzondere biologie

Bijzondere biologie is een wat oudere term voor de biologische vakgebieden die betrekking hebben op de systematiek van de soorten van bepaalde taxonomische groepen.

• Microbiologie is de wetenschap van de micro-organismen, zoals bacteriën, eencellige schimmels (gisten), en soms ook virussen.
  • Bacteriologie is de wetenschap van de bacteriën. Daarbij ligt het accent vooral op de studie van de biochemie en de ecologie.
  • Virologie is de wetenschap van de virussen, viroïden en prionen.
• Plantkunde of botanie is de wetenschap van de planten. Traditioneel was dit zeer wijd omgrensd.
  • Bryologie is de wetenschap van de mossen, levermossen en hauwmossen.
  • Pteridologie is de wetenschap van de varens.
• Fycologie of algologie is de wetenschap van de algen (traditioneel groenwieren, roodwieren, bruinwieren, blauwwieren en andere kleinere groepen). Studie van de blauwwieren wordt tegenwoordig niet meer hiertoe gerekend, maar tot de bacteriologie.
• Mycologie is de wetenschap van de schimmels. Het wordt tegenwoordig niet meer tot de plantkunde gerekend.
  • Lichenologie is de wetenschap van de korstmossen. Het wordt tegenwoordig tot de mycologie gerekend.
• Zoölogie is de wetenschap van de dieren.
  • Entomologie is de wetenschap van de insecten.
  • Herpetologie is de wetenschap van de amfibieën en reptielen.
  • Ichtyologie is de wetenschap van de vissen.
  • Malacologie is de wetenschap van de weekdieren (met schelpen).
  • Ornithologie is de wetenschap van de vogels.
• Biotechnologie, milieubiologie, milieuwetenschappen, medische biologie zijn specialisaties die zich bezighouden met de mens.

Bouw en ontwikkeling

Een indeling naar de studie van bouw en ontwikkeling:

• cellen, weefsels en organen: anatomie, histologie, zoötomie, plantenanatomie
• organen en organismen: morfologie, plantenmorfologie, fytografie
• ontwikkeling: embryologie, morfogenese, ontwikkelingsbiologie, ontwikkelingsfysiologie

Indeling naar processen

Een indeling op natuurlijke processen:

• overerving: genetica
• levensverrichtingen van organismen: fysiologie, endocrinologie, ethologie, plantenfysiologie
• evolutionair historisch: paleontologie
• ziekte en gezondheid: immunologie, epidemiologie, fytopathologie (plantenziektenkunde), toxicologie, milieukunde

Indeling naar ecologie

Een ecologische indeling:

• Hydrobiologie, limnologie en mariene biologie zijn de vakgebieden van organismen in het water.
• Terrestrische ecologie, vegetatiekunde zijn de vakgebieden van organismen op het land.
• Aerobiologie is de wetenschap van het passieve transport van zich in de lucht begevende micro-organismen.
• Parasitologie is de wetenschap van organismen met een parasitaire levenswijze.

Indeling naar benadering en methodiek

Een indeling naar wetenschappelijke methode:

• aardrijkskunde: biogeografie (inclusief floristiek)
• informatica: bio-informatica
• natuurkunde: biofysica
• scheikunde: biochemie, moleculaire biologie
• wiskunde: biomathematica, mathematische biologie

Indeling naar toepassingsgebied

Een indeling naar toepassingsgebied:

• biotechnologie houdt zich bezig met de technieken om biologie te gebruiken voor praktische doeleinden.
• medische biologie, biomedische wetenschappen

Integratie

Integratie van grote deelgebieden

• systeembiologie
• systematiek (biosystematiek)
• theoretische biologie

Omstreden

• astrobiologie, de studie van (hypothetisch) buitenaards leven.
• cryptozoölogie, de studie van nog niet beschreven diersoorten waarvan het bestaan niet is aangetoond.
• Intelligent design, een vorm van creationisme die het werk van een 'intelligente schepper' veronderstelt, omdat er op cel- en moleculair niveau zoveel ingewikkelde en perfect op elkaar afgestemde mechanismen zijn, dat die niet door evolutie ontstaan zouden kunnen zijn. Aangezien onderzoek naar deze intelligente schepper onmogelijk is, wordt Intelligent Design niet gezien als wetenschappelijke theorie. Daarnaast wordt het ontbreken van detailkennis over het mechanisme verward met die over het feitelijk bestaan van het verschijnsel evolutie.