زیست‌شناسی، علم شناخت حیات

یکی از شاخه های مهم علوم تجربی زیست شناسی است و هدف اصلی این علم مطالعه‌ی جانوران است. علم زیست شناسی پایه‌های علومی است که به نحوی با زندگی موجودات سر‌و‌کار دارد و می‌تواند گویای بسیاری از حقایق موجود در طبیعت باشد. این حقایق می تواند از عوامل وراثت گرفته تا مولکول‌ها و بافت‌های بدن موجودات باشد تا علومی که منجر به شبیه ‌سازی موجودات است. در این بخش این علم توضیح داده می‌شود.

زیست‌شناسی از علوم طبیعی و دانش مربوط به مطالعه جانداران زنده است. این دانش به بررسی ویژگی‌ها و رفتار سازواره‌ها، چگونگی پیدایشگونه‌ها و افراد و نیز به بررسی برهمکنش جانداران با یکدیگر و محیط پیرامونشان می‌پردازد. در حقیقت زیست شناسی علم شناخت حیات است که در آن ویژگی ها و رفتارهای موجودات، چگونگی تشکیل گونه ها و انواع موجودات و روابطی که آن ها با هم دارند و به محیط زیست آن ها مربوط می شود، را بررسی می‌کند.

در مقیاس سلولی، مورد مطالعه زیست شناسی سلولی و در مقیاس های چند سلولی، مورد نظر فیزیولوژی، کالبد شناسی و بافت شناسی است. زیست شناسی رشدی حیات را در مقیاس رشد و نمو اندام یک موجود را مورد مطالعه قرار می‌دهد.

با بالا بردن مقیاس ها به بیش از یک موجود، علم وراثت چگونگی عملکرد وراثت بین والدین و فرزندان را بررسی می‌کند. رفتارشناسی جانوری رفتار گروهی بیش از یک موجود را مطالعه می کند. علم وراثت جمعیتی میزان یک جمعیت کل را در نظر دارد و علم سیستماتیک شاخص چند گونه ای اجداد موجودات را بررسی می کند. جمعیت های به هم وابسته ومحل سکونتشان در بوم شناسی و زیست شناسی تکاملی مورد مطالعه قرار می گیرد.

زیست شناسی تنوع حیات را مورد بررسی قرار می دهد و آن را طبقه‌بندی می‌کند. زیست‌شناسی شامل موضوعات وسیعی است که دارای تقسیم‌بندی بسیاری از مباحث و رشته‌های مختلف است. از جمله مهم ترین موضوعات آن عبارت از پنج اصل به‌ هم‌ وابسته است که می توان آن‌ها را اساس زیست شناسی مدرن نامید.

سلول‌ها به عنوان واحد اصلی حیات هستند.

گونه های جدید و صفات موروثی، محصول تکامل هستند.

ژن‌ها واحد اصلی وراثت هستند.

ارگانیسم‌ها محیط داخلی خود را برای حفظ یک وضعیت پایدار و ثابت، حفظ می‌کنند.

موجودات زنده انرژی مصرف می‌کنند و آن را به صورت دیگری تبدیل می‌کنند.

زیست شناسی معمولا سیستم های زیست شناختی را با ریاضیات  توصیف نمی کند، با این حال توسط بسیاری از اصول و مفاهیم اصلی توصیف می گردد که شامل: جامعیت، تکامل، تنوع، تسلسل، هم ایستایی و فعل و انفعالات می گردد.

زیست شناسی چگونه شکل گرفت؟

اصطلاح بیولوژی همان زیست شناسی است که از دو عبارت یونانیبیوس به معنای (زندگی) و لوژیا به معنای (مطالعه‌ی چیزی) گرفته شده است. این عبارت در آلمان در اوایل سال 1791 ممکن است از پسین‌سازی کلمه قدیمی‌تر دوزیستان‌شناسی با حذف کلمه دوزیستان، به وجود آمده باشد.

اگرچه زیست‌شناسی در قالب مدرن خود پیشرفت‌های بسیاری یافته‌است، اما علوم مرتبط و وابسته به آن، از زمان‌های قدیم مورد مطالعه قرار گرفته‌است. فلسفه طبیعی در اوایل تمدن‌های باستانی بین النهرین، مصر، شبه‌قاره هند و چین مورد مطالعه قرار گرفت.

با این حال، ریشه‌های زیست‌شناسی مدرن و گرایش به مطالعه طبیعت اغلب به یونان باستان برمی‌گردد. در حالی که مطالعه رسمی طب به بقراط (حدود 460 سال قبل از میلاد - حدود 370 سال قبل از میلاد) برمی گردد، اما ارسطو (322 سال قبل از میلاد و 384 پیش از میلاد) گسترده‌ترین سهم را برای توسعه زیست شناسی به کار گرفت.

نقش برجسته او در تاریخچه حیوانات و کارهای دیگری با تکیه بر طبیعت‌گرایی، و فعالیت‌های تجربی دیگری که روی علت و معلولی زیستی و تنوع زندگی متمرکز بود، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. ارسطو در لیسه، سلسله کتاب‌هایی در زمینه گیاه‌شناسی نوشت که تا به امروز سالم ماند و به عنوان مهم‌ترین سهم از دوران باستان و حتی قرون وسطی از علوم گیاهی به حساب می‌آید. در ادامه نمونه‌هایی از طبیعت و زیست شناسی شرح می‌دهیم.

تنوع موجودات

زندگی طبیعی موجودات مختلف با هم متفاوت است. این تفاوت در حیوانات گاهی به حدی است که از دانستن آن ها شگفت زده می شویم. آنچه می خوانید برخی از ویژگی های عجیب و غریب حیوانات است:

دندان های تمساح در همه سنین عمر دوباره در می آید.

جانوری موسوم به «راکون» قبل از صرف غذا باید ابتدا غذایش را با آب بشوید.

یک زنبور ناگزیر است دو میلیون دفعه روی گل ها بنشیند تا بتواند یک لیوان عسل تولید کند.

مار ناشنواست و محیط اطراف خود را با ارتعاشات دریافتی از زمین درک می کند.

زالو یکدفعه 2 تا 3 سانتی متر مکعب خون می مکد و بعد از آن یک سال تمام چیزی نمی خورد.

کنه که حشره ای ریز است می تواند یک سال تمام بدون غذا زنده بماند.

چارلز داروین نظریه تکامل را به عنوان یک نظریه قابل دوام با برشمردن نیروی محرک آن بنا نهاد(نظریه انتخاب اصلح در طبیعت). تاریخچه‌ی تکاملی گونه ها به همراه رابطه شجره ای اش با دیگر گونه ها، تاریخ نژادی جانور یا گیاه نامیده می شود. زیست شناسان روابط تکاملی را با روش های مختلف سامان داده و بررسی می کنند و این شیوه ها شامل تکامل نژادی، فنتیک، و رده بندی جانداران بر حسب جد مشترک می شود.

محیط زیست و زیستگاه جانوران

همزیستی متقابل بین دلقک ماهی که در میان شاخک شقایق دریایی مناطق استوایی است وجود دارد. ماهی منطقه ای شقایق نعمان را از دست ماهی شقایق نعمان خوار محافظت می کند و در عوض شاخک حساس نیش زن شقایق نعمان از ماهی شقایق در برابر شکارچیان محافظت می کند. هر موجود زنده ای با دیگر مو جودات و محیط زیست خودش فعل و انفعال داخلی دارد.

یکی از دلایلی که مطالعه سیستم های زیست شناختی را مشکل می سازد این است که فعل و انفعالات امکان پذیر مختلف بسیار زیادی با دیگر موجودات زنده و محیط زیست آن ها وجود دارد. واکنش یک میکروب گیاهی بسیار ریز به یک شیب در حبه قند به میزان واکنش آن به محیط زیست خود بهمان اندازه است که یک شیر هنگامی که در دشت بی علف آفریقا در جستجوی غذاست نسبت به محیط زیست خود واکنش نشان می دهد.

در گونه های خاصی رفتارها می تواند دوستانه، تهاجمی، انگلی یا همزیستگر ‌باشد. مسائل هنوز هم پیچیده تر می شود وقتی دو یا بیشتر گونه های مختلف در یک بوم سازگان با هم فعل و انفعال داشته باشند و اکو سیستم یکی از شاخه های بوم شناسی است.

زیست شناسی و زندگی

زیست شناسی علمی است که ارتباط تنگاتنگی با زندگی بشر دارد. برای مثال بندناف که مملو از سلول‌های بنیادی است بعد از زایمان به عنوان یک زباله بیولوژیک دور ریخته می‌شد. از همین رو محققان به این نتیجه رسیدند که از این منبع برای فراهم کردن سلول های بنیادی استفاده کنند. مطالعه‌ی سلول‌های بنیادی این امکان را فراهم می‌کند تا با علم مدرن دانشمندان بتوانند شرایطی فراهم کنند که قسمت‌هایی از بدن که آسیب دیده‌اند را از طریق این سلول‌ها درمان کنند.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مرتضی عرفانیان

تنظیم: مریم فروزان کیا