Underklasse af | Naturvidenskab |
---|---|
Praktiseret af | Biolog , biologistudent ( d ) |
Felter |
Morfologi økologi botanik zoologi archaeobiology anatomi mykologi genetisk biologi farve ( d ) celle biologi evolutionær biologi bioinformatik neurobiologi ( d ) |
Objekter |
organisme liv |
Historie | Biologisk historie |
Den biologi (fra græsk bios "liv" og logoer , "tale") er den videnskab af levende . Det dækker en del af naturvidenskaberne og de levende væseners naturlige historie .
Da livet tager mange former og i meget forskellige skalaer, strækker biologi sig fra molekylært niveau til celle , derefter organismen , til niveauet for befolkningen og økosystemet .
Udtrykket biologi er dannet af sammensætningen af de to græske ord bios (βιος) på fransk "liv" og logoer (λογος), hvilket betyder "tale, ord".
Denne neologisme er skabt i slutningen af det XVIII th århundrede og begyndelsen af det XIX th århundrede og uafhængigt:
”Alt, der generelt er almindeligt for planter og dyr, som alle de evner, der er specifikke for hver af disse væsener uden undtagelse, skal udgøre det unikke og store objekt for en bestemt videnskab, som endnu ikke er grundlagt, og som ikke eksisterer. endda har et navn, og som jeg vil give navnet biologi. "
I Lamarck fandt for første gang en opfattelse af det levende væsen, der anerkender originalitet sammenlignet med livløse objekter uden at give afkald på fysikkens love, i modsætning til hvad der havde tendens til at gøre vitalister og fixister .
Den samme Lamarck adskiller terrestrisk fysik i tre dele , længe før han gav biologilektioner i 1819, i sit arbejde Hydrogeology , også offentliggjort i 1802:
De tyske forskere, ved opkald fra Treviranus, lancerer de omhyggelige fortegnelser over flora og fauna, udført af dem, der henholdsvis vil blive kaldt botanikere og zoologer. Ved midten af det XIX th århundrede, interessen for de funktioner, levende biologisk forskning rettet mod fysiologi .
Genstand for biologi er det levende væsen og livet som helhed og dets funktion. Men hvad er et levende væsen? Hvordan adskiller det sig fra livløse genstande og maskiner ? Og hvad er livet? På disse spørgsmål har biologer i øjeblikket ikke et præcist svar, der er enstemmigt i det videnskabelige samfund . Nogle af dem, og ikke mindst, mener endda, at disse spørgsmål er svære.
Således erklærer Claude Bernard i den første af lektionerne om livsfænomener, der er fælles for dyr og planter (1878), udtrykkeligt, at man ikke behøver at definere a priori forestillingen om liv, fordi biologi skal være en eksperimentel videnskab; dette ville være en a priori definition, og "metoden, der består i at definere og udlede alt fra en definition, kan være velegnet til sindets videnskaber, men det er i modstrid med selve ånden i de eksperimentelle videnskaber" . Derfor er "det er tilstrækkeligt, at vi er enige om ordet liv at bruge det" og "det er illusorisk og kimærisk, i modsætning til selve videnskabens ånd, at søge en absolut definition" .
Biologi synes at have været tro mod denne opfattelse, da den fortsætter med ikke at præcist definere forestillingen om liv for at begrænse sig til analysen af "naturlige ting" eller undertiden delvist skabt af mennesker (via selektion og derefter genteknologi), der er fælles sans betegnes som levende. Denne analyse gør det muligt at fremhæve et bestemt antal karakteristika, der er fælles for disse undersøgelsesobjekter, og dermed anvende denne kvalifikation for at leve på andre objekter, der har de samme egenskaber. Denne metode, som udelukkende er analytisk og eksperimentel , har styrket effektiviteten og videnskabeligheden af biologens arbejde betydeligt sammenlignet med de ofte spekulative forestillinger fra før Claude Bernard . Imidlertid førte det til en "fysikalisering" sådan, at man undertiden har det indtryk, at det for at gøre biologi videnskabelig var nødvendigt at benægte enhver specificitet for dets objekt.
Faktisk kommer nogle biologer til at hævde, at ”der ikke er noget, der hedder liv! » Eller mere præcist, at det blandt andet ville være en fysisk-kemisk proces.
Den første af disse er sandsynligvis Albert Szent-Györgyi , Nobelprisen for medicin i 1937 , der sagde:
”Livet som sådan findes ikke, ingen har nogensinde set det. "
Den bedst kendte er François Jacob :
”Vi sætter ikke længere spørgsmålstegn ved livet i laboratorier i dag. Vi forsøger ikke længere at definere dens konturer. [...] I dag er biologi interesseret i den levende verdens algoritmer. "
For nylig er dette også Henri Atlans holdning :
”Objektet med biologi er fysisk-kemisk. Så snart vi laver biokemi og biofysik, og når vi forstår de fysisk-kemiske mekanismer, der tager højde for de levende væseners egenskaber, forsvinder livet! I dag behøver en molekylærbiolog ikke bruge ordet ”liv” i sit arbejde. Dette kan forklares historisk: det handler om en kemi, der findes i naturen, i et bestemt antal bestemte fysisk-kemiske systemer, med specifikke egenskaber og kaldet dyr eller planter, det er alt! "
Dette sidste citat illustrerer forvirringen mellem studiet af livet og spørgsmålet om levende væsener , hvor fristelsen til at reducere biologi til molekylærbiologi alene dukker op ved at benægte levende ting takket være den nivellering, som kemien tillader , enhver specificitet. ikke en simpel fysisk-kemisk forskel. Med andre ord er det fristende, ved at reducere biologi til molekylærbiologi, kun at differentiere de levende fra det livløse med de kriterier, hvormed molekylærbiologi differentieres fra resten af kemien.
Denne negation af levende tinges specificitet kommer fra en opfattelse, hvor ingen diskontinuitet mellem levende og livløs er tilladt for at opretholde et sammenhængende og samlet univers. Vi indrømmer derfor en gradvis gradering mellem det livløse og det levende, både i nuværende former (vira, der antages at være på grænsen for levende og livløs) og i udseendet af liv på jorden (dette udseende forstås som en progressiv præbiotisk fase uden markeret diskontinuitet). Faktisk forvirrer denne negation af de levende specificiteter, der ønsker at være materialistisk , simpelthen epistemologisk materialisme og materiens videnskaber. Videnskab, herunder biologi, skal være materialistisk, ingen vil sige det modsatte. Men skal de for alt det kun være materiens videnskaber? Fysik har længe været modelvidenskaben for alle andre, så meget, at den er kommet i forveksling med idealet om epistemologisk materialisme.
At tale om forestillingen om liv, om det levende væsens specificitet, er i biologien at udsætte sig for at være kvalificeret som vitalist , endda animist , fordi det afviger lidt fra fysisk-kemi formodes at komme ud af epistemologisk materialisme . Så meget, at vi i dag har det indtryk, at hvad biologi sigter mod, ikke så meget er studiet af livet (eller af det levende væsen i det, det har specifikt i forhold til det livløse objekt) end dets rene og enkle negation, nivellering og forening af universet ved fysisk kemi. Som om det var bedre at benægte kontinuitetsløsningerne end at forstå dem for at forene sig.
En anden tilgang er mere systemisk som opsummeret af Jacob (1970): ”Ethvert objekt, der betragtes af biologi, repræsenterer et system af systemer; selv en del af et højere ordenssystem, det adlyder undertiden regler, som ikke kan udledes af dets egen analyse ” ; det er en af grundlaget for videnskabelig økologi og dens "økosystemtilgang".
Problemet med levende væseners specificitet løses derfor endnu ikke med moderne biologi, som derfor ikke har nogen klar og eksplicit definition af sit objekt. Dette problem er kun tilsløret på forskellige måder, som alle har tendens til at bringe Descartes ' opfattelse af det levende væsen tilbage i mangel af noget bedre som mere eller mindre som en meget kompleks maskine . Få af biologerne er uenige i denne tilnærmelse ved at fremme en opfattelse af levende ting, der er mere præcis og tættere på virkeligheden. Imidlertid har et bestemt antal værker inden for teoretisk biologi til formål at overvinde disse begrænsninger, såsom dem fra Francisco Varela , Robert Rosen eller Stuart Kauffman. Indsatsen er så ofte forskellen mellem biologi og fysik.
Den første teori om udviklingen af levende væsener blev fremført af Jean-Baptiste Lamarck i sin bog Philosophie Zoologique i 1809 . Som titlen antyder, tager det form af et filosofisk system, skønt det lægger det væsentlige fundament for forståelsen af levende væsener og deres udvikling. Halvtreds år senere, i 1859 , med offentliggørelsen af The Origin of Species , tilbød Charles Darwin en videnskabelig forklaring på evolutionen i form af en simpel mekanisme med princippet om naturlig udvælgelse . Over tid blev Darwins originale teori forfinet med resultaterne af eksperimenter og observationer, som biologer udførte. Den nuværende konsensusteori er den syntetiske evolutionsteori , også kaldet neo-darwinisme.
Livets evolutionære karakter er blevet diskuteret i meget lang tid og stilles endda spørgsmålstegn ved nogle uden for det videnskabelige samfund, men ingen af disse indvendinger mod evolutionsteorien er videnskabeligt funderede. Det videnskabelige samfund har siden bredt accepteret livets evolutionisme som en kendsgerning demonstreret af erfaring og observation ved flere lejligheder, især ved:
Hvis biologien er så stor, er det på grund af den ekstreme mangfoldighed af levende ting, der kommer i så mange former, at det er vanskeligt at skelne fælles punkter. Et hierarki af levende ting er ikke desto mindre udført, hvilket er domænet for systematik og taksonomi . Alle levende ting er klassificeret i tre områder:
Selvom de er forskellige, deler alle livsformer nogle fælles egenskaber. Hvilket fører til at tro, at livet på Jorden stammer fra en og samme form for liv, der er udpeget af forkortelsen af LUCA (til engelsk : Sidste universel fælles forfader ), som skulle findes på Jorden i det mindste er der 2,5 milliarder år.
De vigtigste universelle egenskaber ved levende ting er:
På grund af emnets ekstremt store natur kræver studiet af biologi en opdeling i studieretninger. En noget "reduktiv" tilgang, men at have fordelen ved at afklare temaerne består i at definere organisationsniveauer. I et forsøg på at opnå en mere omfattende forståelse af biologi er der naturligt skabt broer mellem de forskellige discipliner. Tillader udforskning af forskellige originale emner såsom molekylærbiologi, bioteknologi, toksikologi, biomedicinsk videnskab osv.
Felterne, der studerer strukturen af levende ting, er på atomskalaen for molekylærbiologi og celleskalaen for cellulærbiologi.
Inden for molekylærbiologi studeres de basiske forbindelser af levende ting, såsom DNA og proteiner . I lang tid blev det antaget, at kemiloven, der styrede levende ting, var forskellig fra dem, der gælder for livløse sager. Men siden syntesen af mange organiske forbindelser accepteres det klart, at de kemiske love er de samme som for uorganisk stof. Ingen vital kraft puster liv i materien, som man tidligere troede med vitalistisk teori .
Udviklingen af mikroskopet, hvormed Robert Hooke opdagede celler i 1665, markerede fødslen af cellebiologi, og den af en verden, der da var mistænkt. Denne opdagelse og de mange derpå fulgte gjorde det muligt at forklare visse fænomener som det, der på det tidspunkt blev kaldt spontan generation . Det er på denne skala, at vi møder de første levende organismer.
Taget i strukturel og funktionel forstand dækker biologi også alle de discipliner, klassiske og moderne, som studerer strukturer såsom væv med histologi eller organer med anatomi. Fysiologi studerer de mekaniske, fysiske og biokemiske principper for levende organismer og er opdelt i to grene: plantefysiologi og dyrefysiologi.
Den ekstreme mangfoldighed af levende ting forhindrer på ingen måde gruppering i enheder eller taxa ( taksonomi ), deres forhold til hinanden og deres klassificering ( systematisk ).
Interaktionen mellem levende væsener med hinanden og forbindelserne, der forener dem med deres miljø, er økologiens domæne. Etologi studerer dyrs adfærd i det naturlige miljø.
De Life Sciences omfatter mange discipliner og sub-discipliner mere eller mindre forbundet og til tider overlappende. Disse discipliner er organiseret enten efter niveau af observation eller efter metodisk tilgang eller efter type organisation undersøgt.
Observationsniveau | Eksempel | Discipliner |
---|---|---|
molekylær | biologiske molekyler : proteiner , DNA , RNA | organisk kemi , biokemi , molekylærbiologi |
mikroskopisk | celle komponenter ( organeller ) | cellebiologi , cytologi |
celler , encellede organismer | mikrobiologi | |
stoffer | histologi | |
organer | fysiologi | |
makroskopisk | organismer , individer | organismernes biologi, anatomi , etologi |
befolkning | kolonier , populationer , metapopulationer | populationsbiologi , populationsgenetik |
bestemt | arter | taksonomi , phylogeography , etc. |
supra-specifik | grupper af arter , økosystemer , menneskelig udvikling | systematik , økologi , fylogeni |
Anvendelserne af opdagelser i biologien er mange og meget til stede i menneskets daglige liv. De vigtigste fremskridt inden for de seneste årtier inden for medicin stammer hovedsageligt fra opdagelser om den menneskelige krops funktion. Det farmaceutiske felt drager også fordel af fremskridt inden for organisk kemi.
For nylig har opdagelsen af DNA-strukturen og en bedre forståelse af arvelighed gjort det muligt at finjustere levende væsener Og finde anvendelser inden for landbrugs- og landbrugsfødevarer .
Biologi kan også have anvendelser inden for kriminologi . I Revue française de criminologie et de droit penal præsenterer Laurent Lemasson tre sammenhænge mellem biologi og kriminalitet fremhævet af forskellige forskere: tilstedeværelsen af MAOA og HTR2B generne i en stor del af kriminelle; unormal funktion af hjernens frontale og temporale regioner; endelig en tilstand af fysiologisk under-ophidselse hos gentagne lovovertrædere.
Da udviklingen af molekylær biologi og celle fysiologi i anden halvdel af det XX th århundrede, fremskridt inden for biologi er blevet dagligt og har en enorm indflydelse på samfundet: at forstå de molekylære mekanismer i hundredvis af sygdomme, forbedring af kræftbehandling, forståelse neurologiske mekanismer, forbedring af behandlingen af psykiske sygdomme og screening for genetiske defekter i livmoderen . En bedre forståelse af molekylær evolution, det fysiske substrat for artsudviklingen, gør det muligt at transponere for mennesker de opdagelser, der er gjort på dyr, herunder orme som C. elegans eller Drosophila- fluen , hvis mekanismer har vist sig at være molekylær segmentering af kroppen under embryogenese er identisk med dem hos mennesker og generelt med alle levende metazoans .
Imidlertid giver de meget hurtige fremskridt inden for biologi undertiden anledning til filosofiske spørgsmål , alvorlige bekymringer og endda stærk modstand fra visse foreninger eller ikke-statslige organisationer (NGO'er) . Disse inkluderer: kloning , genetisk modificerede organismer (GMO'er) , sekventering og relaterede problemer med intellektuel ejendomsret .
Animalia - Bos primigenius taurus
Planta - Triticum
Svampe - Morchella esculenta
Stramenopila / Chromista - Fucus serratus
Bakterier - Gemmatimonas aurantiaca (- = 1 mikrometer)
Archaea - Halobakterier
Virus - Gamma-fag