כיום, ביולוגיה אינה נתפסת כדיסציפלינה יחידה, אלא כמסגרת המאגדת מספר רב של דיסציפלינות העוסקות בתופעות הקשורות לחיים וליצורים חיים. אף כי חלק מדיסציפלינות אלה – למשל בוטניקה וזואולוגיה – הן עתיקות יומין, הביולוגיה התפתחה כמדע המאחד אותן, ובוחן את קשרי-הגומלין ביניהן רק במאה ה-19, אז נתגלו תהליכים ותכונות המשותפים ליצורים חיים ככלל.
בהיותה תחום רחב כל-כך, מתחלקת הביולוגיה לתחומי-משנה רבים ושונים. החלוקה לפי סוג האורגניזם, שהייתה נהוגה בעבר, אחראית לתחומים כגון בוטניקה – חקר הצמחים, ומיקרוביולוגיה – חקר המיקרואורגניזמים; אך ניתן לחלק את תחומי הביולוגיה גם לפי קנה המידה של התופעות הנחקרות: למשל, ביולוגיה מולקולרית עוסקת בתחום המולקולרי, פיזיולוגיה עוסקת בתפקודים של האורגניזם, ואילו אקולוגיה עוסקת ביחסי גומלין בין אורגניזמים וביחסיהם עם הסביבה.
כיום נחשבת הביולוגיה לאחד מענפי המדע המרכזיים. יותר ממיליון מאמרים מתפרסמים בתחום מדי שנה[דרוש מקור], וסוגיות מרכזיות בתחום, למשל הנדסה גנטית, ניצבות הן בחזית המחקר המדעי והן בעין הסערה של הדיון הציבורי.
אטימולוגיה
המילה ביולוגיה היא הלחם בין המילים היווניות "ביוס" (βίος) שמשמעותה חיים, ו"לוגיה" (λογία) שמשמעותה "תורה". המילה ביולוגיה במובנה המודרני הוצגה כמושג עצמאי לראשונה בתחילת המאה ה-19 על ידי גוטפריד ריינהולד טרוויראנוס[1] ועל ידי ז'אן-בטיסט דה לאמארק.[2] המילה עצמה נטבעה ב-1800 על ידי קארל פרידריך בורדאך, אך היא מופיעה גם מספר שנים קודם לכן בספרו של קארולוס ליניאוס "Bibliotheca botanica" משנת 1736 ובכותרת הכרך השלישי של "Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia, phytologia generalis et dendrologia" מאת מייקל כריסטוף חנוב, שפורסם ב-1766.
עקרונות הביולוגיה
ביולוגיה היא ענף מדע המבוסס על עקרונות השיטה המדעית. כשאר ענפי המדע, מבוססת הביולוגיה על תצפיות וניסויים, שבעזרתם מתפתחות תאוריות מורכבות ותחזיות לתופעות שלא נצפו עדיין. לצורך ניתוח של מערכות ביולוגיות יש להשתמש במקרים מסוימים בשיטות סטטיסטיות ובשיטות מתמטיות אחרות, אך לעומת תחומי מדע אחרים כמו פיזיקה, רווחים בביולוגיה גם תיאורים לא-מתמטיים למצבים שונים.
מדעי הביולוגיה מאופיינים על ידי מספר עקרונות ותפיסות-על:
למרות השוני העצום במראה, בסביבת חיים ובהתנהגות של אורגניזמים, עיקרון יסודי של הביולוגיה הוא שכל צורות החיים חולקות עקרונות חיים בסיסיים משותפים. כל החיים המוכרים לנו מושתתים על ביולוגיה מבוססת-פחמן[3] – שלדיהן של התרכובות המרכיבות כל יצור חי מורכבים מאטומי פחמן. מים הם הממס הבסיסי בכל צורות החיים הידועות, ובו מתקיימות פעילויות החיים. בנוסף, כל האורגניזמים הארציים משתמשים בחומצות גרעין – DNA ו-RNA – לנשיאת המידע התורשתי שלהם והעברתו מדור לדור. בעוד כל אלו נכונים לצורות החיים שנצפו בכדור הארץ, עקרונית ייתכנו צורות חיים אחרות, וישנם מדענים שאכן מחפשים ביוכימיה אלטרנטיבית.[4]
החיים מוגדרים כיום על פי מקבץ קריטריונים שעל גוף למלא כדי להיחשב חי, וממילא הם מאפייניו הבסיסיים של כל יצור חי:[5]
כל היצורים החיים, בתנאים המצויים כיום בכדור הארץ, נוצרים בתהליכי רבייה מיצורים שקדמו להם. ייתכן שבעבר שררו בכדור הארץ תנאים המאפשרים היווצרות ספונטנית של חיים. גם במקרה זה, על היצורים להתרבות כדי להיחשב יצורים חיים.
כל היצורים החיים מקיימים חילוף חומרים עם סביבתם. חילוף החומרים כולל צריכה של אנרגיה וחומר מהסביבה, שימוש בהם, ופליטת חום ופסולת אל הסביבה.
כל יצור חי גדל ומתפתח במהלך חייו ברמה כלשהי.
כל היצורים החיים מגיבים לסביבתם באופן פעיל ומבוקר.
כל היצורים המקיימים תנאים אלה מורכבים מתא אחד לפחות. התא הוגדר לפיכך כיחידת המבנה והתפקוד הבסיסית של החיים.
נגיפים נחשבו בעבר כיצורים חיים חסרי תאים. התייחסות זו איננה מקובלת כיום, מכיוון שבנוסף לכך שאינם תאיים ואין להם כל פעילות חיה מחוץ לגוף המאכסן, הם לא בהכרח מקיימים את הקריטריונים שנמנו למעלה, אולם הוויכוח על הגדרתם של נגיפים בזמן פעולתם בתוך התא עדיין נמשך במדע ובפילוסופיה.[6]
העיקרון המרכזי לארגון היצורים החיים במדעי הביולוגיה הוא כי כל צורת חיים שקיימת כיום התפתחה מצורת חיים שקדמה לה. תהליך ההתפתחות וההסתעפות של צורת חיים אחת מצורת חיים אחרת מכונה אבולוציה. כל צורות החיים הקיימות כיום הסתעפו, על-פי הסברה המקובלת, מאב קדמון משותף אחד. זהו הבסיס לאחידות הרבה של יחידות הבניין והתהליכים, שתוארו בסעיף הקודם.
צ'ארלס דרווין, הנחשב אבי תורת האבולוציה המודרנית, פיתח תאוריה המבססת את האבולוציה על כוח מניע הקרוי ברירה טבעית. על פי דרווין, יצורים שונים נבדלים זה מזה בתכונותיהם, כך שלפרטים מסוימים יכולת טובה יותר לשרוד ולהתרבות מלפרטים אחרים, ולכן פרטים אלה ישרדו, ואילו פרטים אחרים ייכחדו. דבר זה גורם להופעה מוגברת של תכונות אדפטיביות (תכונות העוזרות ליצור לשרוד) ולירידה בשכיחותן של התכונות המקנות יכולת הישרדות טובה פחות. להשערת הברירה הטבעית נוסף במהלך המאה ה-20 הסבר למנגנון היוצר את השונות בין הפרטים מלכתחילה. זהו מנגנון המוטציה, המתרחש בחומר התורשתי של האורגניזמים ואחראי ליצירת תכונות חדשות. הברירה הטבעית ותהליך המוטציה יוצרים יחדיו את התפישה המקובלת כיום לאבולוציה – נאו-דרוויניזם.
עץ פילוגנטי של כל היצורים החיים, מבוסס על מידע של גן לרנ"א ריבוזומלי, ומראה את שלוש העל-ממלכות: בקטריה, ארכאה, ואיקריוטיים, כפי שתוארו לראשונה על ידי קרל ווסה. עצים שהורכבו על סמך גנים אחרים דומים באופן כללי, אבל הם יכולים להציג כמה מהקבוצות המסתעפות בשלבים מוקדמים באופן שונה מאוד, ככל הנראה עקב אבולוציה מהירה של רנ"א ריבוזומלי. קיים עדיין ויכוח אודות היחסים המדויקים בין שלוש העל-ממלכות.
חרף האחידות הרבה שהוצגה כאן, המגוון הביולוגי הנצפה הוא עצום. המגוון מתבטא בשוני הרב בין יצורים שונים, החל בצורתם ובמבנם (מורפולוגיה), וכלה בתפקודם ובפעילותם (פיזיולוגיה). התהליך שהוביל למגוון זה הוא כאמור תהליך האבולוציה. ישנם מינים שהשוני ביניהם קטן יותר מהשוני בין כל אחד מהם למין אחר. הדמיון הזה מתפרש כקרבה אבולוציונית בין השניים, הגדולה מקרבתם למין השלישי. עיקרון זה הוא הבסיס לשיטות מיון עולם הטבע, אשר מסווגות וממיינות את היצורים החיים על פי תכונותיהם, בניסיון להתחקות אחר עברם האבולוציוני, או הפילוגנזה שלהם.
יחידת הארגון הבסיסית של מיון עולם הטבע היא המין. כל אורגניזם משתייך למין מסוים, הנבדל ממינים אחרים ביכולתו להתרבות עם בני מינו שלו ולהביא צאצאים פוריים. בדרך כלל קיימים גם הבדלים נוספים, הקשורים במבנה ובפעילות של כל מין. המינים מסווגים לקבוצות שונות (טקסונים שונים) על פי רמת קרבתם האבולוציונית, בסדר קרבה יורד: סוג, משפחה, סדרה, מחלקה, מערכה, וממלכה. כיום מחולקים כל המינים ברמת ההתייחסות הגבוהה ביותר לשלוש על-ממלכות: חיידקים קדומים, חיידקים אמיתיים ואיקריוטיים.
נוסף על אלו, מתקיימים בעולם מספר גופים מיקרוסקופיים שאינם נחשבים חיים, המקיימים קשר הדוק עם יצורים חיים ולעיתים נתפסים כטפילים. אלו הם הנגיפים, הווירואידים, והפריונים.
המשכיות
עד המאה ה-19 שררה האמונה כי צורות חיים יכולות להופיע באופן ספונטני תחת תנאים מסוימים (בריאה ספונטנית). ויליאם הארווי קרא תיגר על תפיסה זו בהכריזו כי "כל החי בא מביצה", מושג יסודי בביולוגיה המודרנית. פירוש הדבר הוא שיש המשכיות בלתי נפסקת של חיים מתחילתם ועד ימינו אלה, בכך שמקורו של כל אורגניזם ביצור שקדם לו.
סימביוזה הדדית בין השושנון החי, לבין זרועות הציד של שושנות ים טרופיות. הדג הטריטוריאלי מגן על שושנת הים מפני דגים המסוגלים לאכול אותה, ובתורו זוכה להגנה מפני טורפיו בין זרועות הציד הצורבות של השושנה.
הומאוסטאזיס הוא מצב שבו התנאים הפיזיקליים והכימיים השוררים בתוך האורגניזם נשמרים ברמה יציבה שמתאימה לפעילותו המיטבית, לעיתים בניגוד לתנאי סביבתו החיצונית. כל אורגניזם מקיים הומאוסטאזיס ברמה כלשהי, בעוד יצורים שונים נבדלים ברמת המורכבות של מנגנוני השמירה על ההומאוסטאזיס וביעילותם. ניתן למצוא הומאוסטאזיס במגוון רמות התייחסות: התא הבודד שומר על ריכוזי המומסים בו בטווח צר, שומר על pH קבוע בתוכו, ומונע כניסה של חומרים מזיקים ברמות שונות של הצלחה; ברמת האורגניזם השלם, ניתן למצוא את היצורים ההומותרמיים אשר שומרים על טמפרטורת גופם בתחום צר; וישנו גם הומאוסטאזיס ברמה שמעבר לאורגניזם הבודד – במערכת אקולוגית, למשל כשצמחים, הצורכים פחמן דו-חמצני, ובעלי חיים הפולטים פחמן דו-חמצני, שומרים יחדיו על רמתו באטמוספירה בתחום די קבוע, כשסטייה מתחום זה תזיק לפחות לאחד מהם.
כאמור, כל אורגניזם מגיב לסביבתו באופן מבוקר. יחסי הגומלין עם הסביבה מתבטאים כבר בפעולות החיים הבסיסיות, כגון צריכת מזון, רבייה והימנעות מסכנות אפשריות. כמו כן, האורגניזם מקיים יחסי גומלין הן עם סביבתו הדוממת (האָבִּיוֹטית) והן עם היצורים החיים הסובבים אותו (הסביבה הביוטית). עובדות אלו ממקמות כל אורגניזם ברשת מורכבת של יחסי גומלין עם סביבתו הביוטית והאביוטית. מורכבותה של רשת זו, שבה כל אורגניזם מקיים קשרים עם מרכיבים רבים במערכת האקולוגית, מקשה מאוד על חקר מערכות טבעיות. ליחסי הגומלין משמעות גדולה לגבי האורגניזם, שהרי הישרדותו והתרבותו תלויות בהם. כך, יחסי גומלין עם הסביבה, ומתוכם רמת התאמתו של מין לסביבה נתונה, יוצרים דגמי תפוצה שונים של אורגניזמים בעולם, מהווים חלק מרכזי במנגנון הברירה הטבעית והאבולוציה, ולמעשה מעצבים את המערכת האקולוגית בכללותה.
הביולוגיה התמסדה כדיסציפלינה מדעית רק במאה ה-19, אך שורשיה נעוצים במסורת ארוכה של חקר הרפואה והטבע, המגיעה עוד מיוון העתיקה ואף קודם לכן. אף כי לבני העולם העתיק היה ידע אנקדוטלי על בעלי חיים וצמחים, ובמקומות שונים (ביניהם מצרים והודו) נתגלו תיאורים של אנטומיה ופיזיולוגיה של יצורים חיים, הרי שתאוריה מסודרת של חקר החי התפתחה רק ביוון העתיקה, כשפילוסופים וחוקרים כמו היפוקרטס, אריסטו וגלנוס, ניסחו את חוקי הביולוגיה הראשונים. רובם של חוקים אלה התגלו במהלך ההיסטוריה כשגויים, אך הם עדיין מהווים את הסימן הראשון למחקר עולם החי. גלנוס שכלל את תאוריית ארבע הליחות שהציע היפוקרטס והציג אותה כבסיס לידע הביולוגי על טיפוסים שונים של בני אדם. אריסטו, הגם שלא ביצע ניסויים מדעיים, ערך אלפי תצפיות בבעלי חיים בסביבתם הטבעית וקטלג למעלה מ-540 מינים של בעלי חיים. בתקופה זו כבר החלו להתגבש תפיסות ביולוגיות דוגמת תאוריית הרבייה הספונטנית שהייתה מקובלת עד המאה ה-17.
העידן האמפירי
איור בן המאה ה-15 המתאר את האנטומיה והביולוגיה של הסוס; הספרייה האוניברסיטאית, איסטנבול
בימי הביניים היה רוב העיסוק בביולוגיה לא יותר מפרשנות לכתבי אריסטו, אולם העניין המחודש באמפיריציזם בתקופת הרנסאנס וגילוי בעלי חיים וצמחים חדשים במסעי התגליות הובילו להתפתחויות חשובות בחקר החיים. במקביל חידשו אמני הרנסאנס, בהם לאונרדו דה וינצ'י, את המחקר באנטומיית האדם למטרות ייצוגו באמנות.
רק במאה ה-19 החלה להתערער החלוקה שהייתה נהוגה עד אז בין 'חקר הטבע' (Natural History), העוסק במיון ובסיווג בעלי החיים וסביבותיהם, ובין הרפואה, העוסקת בחייו ובמחלותיו של האדם. מתוך המגע בין התחומים נוצרו תחומים חדשים שהיוו בסיס לביולוגיה המודרנית – ציטולוגיה, בקטריולוגיה, חקר האבולוציה ועוד. בתחילתה של מאה זו פיתח לאמארק את התאוריה הראשונה שדחתה את תזת אי-ההשתנות של המינים, והניחה את היסוד לאבולוציה. בעקבות תורתו של לאמארק הועלו תאוריות אבולוציוניות נוספות, בהן תורת הברירה הטבעית של צ'ארלס דרווין המהווה את הבסיס למדע האבולוציה כיום. במקביל התקדם הידע האנושי בפיזיולוגיה של בעלי החיים והאדם, התפתחה התאוריה של התא, שקבעה את התא כבסיס החיים, והחיידקים זוהו כגורם למחלות.
תורשה וגנטיקה
לקראת סוף המאה ה-19 נפגשו המחשבה האבולוציונית וחקר התא במסגרת העיסוק בתורשה. בשנת 1900 נתגלו מחדש ממצאיו של הנזיר האוסטרי גרגור מנדל, שערך כבר ב-1866 סדרת ניסויים חשובים על תורשה בצמחים. ניסוייו של מנדל והכללים שניסח הפכו לבסיס של דיסציפלינה ביולוגית חדשה – גנטיקה. דיסציפלינה זו התפתחה במהירות בארצות הברית בסדרת ניסויים שביצעו תומאס האנט מורגן ותלמידיו, ובשנות ה-30 נוצרה מתוך הגנטיקה של אוכלוסיות וחקר הברירה הטבעית תורה חדשה של התפתחות אבולוציונית, המכונה הסינתזה האבולוציונית המודרנית.
במקביל הונח הבסיס לביוכימיה במחקרים שגילו בין השאר את תפקידם של הוויטמינים ואת הדרכים שבהן פועלת המערכת המטבולית בבעלי חיים ובאדם. המחקר הביוכימי אפשר עיסוק בגנטיקה גם ברמה המולקולרית, והוביל לריכוז מאמצים רבים בזיהוי ביוכימי של היחידה הבסיסית של התורשה, הגן. מאמצים אלה נשאו פרי ב-1953, כאשר ווטסון וקריק גילו את מבנה ה-DNA, המולקולה הנושאת את הקוד הגנטי. התגלית הובילה לעיסוק נרחב במולקולה זו ובתהליכים הקשורים אליה, עיסוק שהגיע לשיאו בין השאר בפרויקט גנום האדם. יישומים אלו ואחרים הביאו לראשונה להתפתחותו של מדע יישומי מתוך הביולוגיה – ביוטכנולוגיה – ויצרו את האפשרות להנדסה גנטית.
בראשית המאה ה-20 התפתח 'חקר הטבע' מעיסוק המבוסס על תצפיות בלבד לדיסציפלינה מדעית המשתמשת גם בניסויים מבוקרים ובשיטות מדידה כמותיות, ומושתתת על בסיס תאורטי. במחצית הראשונה של המאה התפתחו מושגים כגון שרשרת מזון ומערכת אקולוגית, והונח הבסיס לאקולוגיה כדיסציפלינה עצמאית, העוסקת ביחסי הגומלין בין בעלי חיים לסביבתם. לקראת סוף המאה ה-20 התגלעה תהום בין ביולוגיה של אורגניזמים – תחומים כגון אקולוגיה, ביולוגיה התפתחותית, חקר האבולוציה, פלאואנתרופולוגיה ודיסציפלינות אחרות העוסקות באורגניזם כולו או בקבוצות של אורגניזמים – לבין ביולוגיה מולקולרית – תחום כגון ביולוגיה תאית, ביוכימיה, ביופיזיקה ועוד. עם זאת, לקראת תחילת המאה ה-21 מתחילה הפרדה זו להתפורר, כאשר ביולוגים של אורגניזמים פונים יותר ויותר לשיטות מולקולריות ואילו ביולוגים מולקולריים מתמקדים יותר ויותר ביחסי הגומלין בין גנים לסביבה ובמגוון הגנטי של אוכלוסיות בעלי-חיים. עיסוק זה מתבטא בין השאר בחקר מנגנונים נוספים של תורשה מעבר לתורשה הגנטית, תחום המכונה אפיגנטיקה.
הביולוגיה הפכה לתחום מחקר רחב כל כך עד כי היא לא נתפסת בדרך כלל כדיסציפלינה או כמקצוע אחד, אלא כמספר תת-דיסציפלינות מקובצות. תחומי המחקר מתחלקים לארבע קבוצות עיקריות: הראשונה מורכבת מהמקצועות שחוקרים את המבנים הבסיסיים של מערכות חיות: תאים, גנים וכו'; השנייה בוחנת את הפעילות של מבנים אלה ברמה של רקמות, איברים וגופים; השלישית מתבוננת ביצורים החיים ובהיסטוריה שלהם; ואילו הקבוצה האחרונה מתמקדת בקשרי הגומלין בין היצורים החיים.
עם זאת גבולות, הקבצות ותיאורים מהווים אפיון פשטני של המחקר הביולוגי. במציאות, הגבולות בין דיסציפלינות הם גמישים, ותחומי המחקר משתמשים לעיתים קרובות בטכניקות מתחומים אחרים. לדוגמה, ביולוגיה אבולוציונית נשענת במידה רבה על טכניקות של ביולוגיה מולקולרית כדי לקבוע את הרכבם של רצפי DNA המסייעים בהבנת המגוון הגנטי של אוכלוסייה; ופיזיולוגיה משתמשת בממצאים מתחום הביולוגיה של התא לחקר רקמות ואיברים שלמים. אתולוגיה מרחיבה את המחקר הביולוגי לתחומי חקר ההתנהגות ומאפייני החשיבה של בעלי חיים,[7][8] בעוד שפסיכולוגיה אבולוציונית גורסת כי שדה הפסיכולוגיה, כולל זו של בני האדם, הוא ענף של הביולוגיה.
ביולוגיה מולקולרית הוא החקר הביולוגי ברמה המולקולרית. שדה זה חופף עם תחומים אחרים בביולוגיה, במיוחד עם תחומי הגנטיקה והביוכימיה. ביולוגיה מולקולרית עוסקת בעיקר בהבנה של קשרי הגומלין בין המערכות השונות של התא, ובתוכן הקשרים בין DNA, RNA, וסינתוז חלבונים, וכן הבנת הוויסות והבקרה של תהליכים אלו.
ביולוגיה של התא חוקרת את התכונות הפיזיולוגיות של תאים, כמו גם את התנהגותם ואת קשרי הגומלין בין תאים שונים ובין תאים וסביבתם. דבר זה מבוצע הן ברמה המיקרוסקופית, והן ברמה המולקולרית. ביולוגיה של התא חוקרת הן יצורים חד-תאיים כמו חיידקים והן תאים בעלי התמחות ביצורים רב-תאיים כמו האדם.
ההבנה של מבנה התא והדרך שבה תאים פועלים יסודית לכל ענפי הביולוגיה. הערכה של קווי הדמיון והשוני בין סוגי תאים שונים חשובה במיוחד בתחומי הביולוגיה של התא ובביולוגיה מולקולרית. נקודות הדמיון והשוני מספקות הבנה על אחידותם של תהליכים ומבנים, דבר המאפשר את הכללתם של עקרונות שנלמדו על סוג תא מסוים לסוגי תאים אחרים.
פיזיולוגיה חוקרת את התהליכים המכניים, הפיזיקליים והביוכימיים המתרחשים ביצורים חיים, תוך ניסיון להבין כיצד כל מבנה פועל כמכלול. הרעיון של "מבנה לשם תפקוד" הוא מרכזי עבור הביולוגיה. לימודי הפיזיולוגיה חולקו באופן מסורתי לפיזיולוגיה של הצמח ולפיזיולוגיה של בעלי חיים, אבל העקרונות של הפיזיולוגיה הם אוניברסליים, ללא תלות בסוג היצור הנחקר. לדוגמה, המידע הנלמד אודות הפיזיולוגיה של תאי שמרים, יכול להיות מיושם על תאי אדם. פיזיולוגיה של בעלי-חיים מאפשרת הרחבה של הכלים והשיטות של פיזיולוגיה של האדם למינים שאינם האדם.
המחקר האבולוציוני עוסק בחקר מוצאם ושושלתם של מינים, כמו גם תהליכי השתנותם לאורך הזמן. למחקר בענף זה זיקה למיון עולם הטבע ושני התחומים מפרים זה את זה. כך, למשל, חוקרי אבולוציה רבים מתמחים בענף טקסונומי צר, לדוגמה אורניתולוגיה (חקר העופות), או הרפטולוגיה (חקר הזוחלים וקרוביהם), אך משתמשים בידע על אורגניזמים אלה כדי לענות על שאלות באבולוציה. מצד שני, המחקר האבולוציוני חושף את הקשרים האבולוציוניים בין מינים שונים, ובכך עשוי לשנות את המיון הטקסונומי. אחד התחומים שבו נעזר המחקר האבולוציוני רבות הוא פלאונטולוגיה – חקר מאובנים, אשר חושף מינים שנכחדו ובכך מסייע בחקר שושלות ספציפיות, ובנוסף מאפשר מבט טוב יותר על קצב האבולוציה והמגמות בה. תחומים משדות אחרים בביולוגיה משמשים את המחקר האבולוציוני לשם חשיפת הקשרים בין מינים, כשביולוגיה מולקולרית, ביולוגיה התפתחותית, זואוגאוגרפיה וכן אקולוגיה, הם העיקריים שבתחומים אלה.
התחומים העיקריים בחקר המגוון הם זואולוגיה, העוסקת בחקר הביולוגיה של בעלי חיים, ובוטניקה, העוסקת בחקר הביולוגיה של צמחים. מחקרם של שני תחומים אלה מפותח כתוצאה משיטת המיון הקדומה, המחלקת את עולם החי לשתי ממלכות בלבד – בעלי חיים וצמחים. כיום נפוצים גם תחומי המחקר של שאר הממלכות, כמו מיקולוגיה (חוקרת את ממלכת הפטריות) ובקטריולוגיה (חוקרת את ממלכת החיידקים).
דוגמה של מארג מזון, הכללה של שרשרת מזון, המתארת את הקשרים הפנימיים הסבוכים בין יצורים שונים במערכת האקולוגית
אקולוגיה חוקרת את התפוצה והמגוון של יצורים חיים, ואת יחסי הגומלין בין היצורים לבין סביבתם הטבעית. הסביבה של יצור כוללת הן את בית הגידול שלו, שניתן לתיאור כאוסף הגורמים הא-ביוטים כמו אקלים וגאולוגיה, והן את היצורים האחרים שחולקים את בית הגידול שלו. החיים בבית הגידול נחקרים בכמה רמות שונות, החל מרמת הפרטים והאוכלוסיות ועד לרמה של מערכות אקולוגיות והביוספירה כולה. כפי שניתן לשער, אקולוגיה הוא תחום הנעזר בדיסציפלינות רבות.
אתולוגיה חוקרת את התנהגותן של חיות (במיוחד חיות חברתיות כמו פרימטים וכלבים), ולפעמים רואים בה ענף של זואולוגיה. אתולוגים עסקו במיוחד באבולוציה של התנהגות ובהבנה של התנהגות בהתאם לתאוריה של הברירה הטבעית. במובן מסוים, האתולוג המודרני הראשון היה צ'ארלס דרווין, שספרו "הביטוי של הרגשות בחיות ובאדם" השפיע על אתולוגים רבים.
המוח הוא כנראה האיבר המורכב ביותר בגוף האדם, ובגופם של יצורים רבים אחרים. בכל הנוגע לדרכים שבהן המוח מתפקד, מאפשר חשיבה, שומר זיכרונות ומפקח על פעולות הגוף, רב הנסתר על הגלוי. לא יפלא אפוא שהמחקר בפיזיולוגיה של המוח, ובייחוד של חלקיו האחראים לפעולות המורכבות ביותר, הולך וצובר תאוצה. מטרת המחקרים בתחום זה היא לחשוף את המנגנונים המורכבים המשתתפים בתהליכי החשיבה האנושיים, ומאפשרים עיבוד מידע ברמה המתקדמת המתבצעת במוח. בחלק מהמחקרים מנסים לשלב ידע מפיזיקה מודרנית, (למשל מכניקת הקוונטים) לפתרון חלק משאלות אלה, אך המחקר בתחום זה עדיין בחיתוליו. לתוצאות המחקרים בחקר המוח נודעת השפעה רבה על תחומים כגון פסיכולוגיה ורפואה, כמו גם על טכנולוגיות עתידיות, למשל בתחומי המחשוב והרובוטיקה.
במסגרת השאיפה להאריך את תוחלת החיים האנושית, נעשים ניסיונות ליצירת חלקי גוף חלופיים לאלו שהזדקנו. עד היום בוצעו רוב ההשתלות הרפואיות בעזרת איברים של מתים, או של מי שתרמו את איבריהם בעודם בחיים; אך בהשתלת איבר השייך לאדם זר קיימת תמיד סכנה של דחיית השתל על ידי מערכת החיסון של החולה. מסיבה זו נעשה מאמץ למצוא דרך לייצר במעבדה איברים חלופיים מתאיו של החולה עצמו, כדי למנוע את דחיית השתל. למטרה זו שואפים מחקרים בביולוגיה התפתחותית, המנסים להבין את תהליכי יצירת הרקמות והתפתחות האיברים בכל הרמות, כך שניתן יהיה לשחזרם במעבדה באופן שיטתי. אחת האפשרויות המבטיחות היא השימוש בתאי גזע – תאים המסוגלים להתמיין לכל רקמה שהיא בהשפעת גירוי מתאים. תאי הגזע מצויים בעיקר בעוברים בשלבים מוקדמים; בבוגרים הם קיימים רק באיברים מסוימים וכושר התמיינותם קטן. הרצון להשתמש בתאים אלו הוא אחת הסיבות לניסיון ליצור שיבוט אנושי, שתאיו ירתמו לייצור תאי גזע. המחקר הביולוגי מנסה להבין כיצד מושרית התמיינותם של תאי הגזע, ולמצוא דרכים ליישום המסקנות. מגלי התחום זכו בשנת 2012 בפרס נובל לרפואה.[9]
הנדסה גנטית היא תחום שזכה להישגים מרשימים בעשרות השנים האחרונות, וממשיך לככב בחזית המחקר המודרני. ההנדסה הגנטית מאפשרת השראת שינויים בחומר התורשתי (DNA), כך שהיצור הנחקר יישא את התכונות הרצויות, שלאו דווקא קיימות בו מלכתחילה. המחקר בתחום הגיע לרמה המעשית, ומינים מהונדסים של צמחים מיוצרים במעבדות ברחבי העולם, בהן משביחים גנטית את הצמחים, דבר התורם לחקלאות ולכלכלה. תקוותם של החוקרים היא להשתמש בטכניקות המיושמות על צמחים כדי לסייע במגוון תחומי רפואה, ובריפוי מחלות תורשתיות (ראו ריפוי גני). עם זאת, התחום שנוי במחלוקת, ומצוי בשיח הציבורי שם נשמעות לא מעט הסתייגויות והתנגדויות לניסויים בהנדסה גנטית. לטענת המתנגדים לניסויים אלו הנזק שהם עלולים לגרום גדול מהתועלת.
מאז שהתבססה 'הסינתזה המודרנית' בשנות ה-30 של המאה ה-20 היה קונצנזוס מדעי בקרב הביולוגים שהתורשה נקבעת אך ורק באמצעות ה־DNA המועבר לדורות הבאים. המחקר האפיגנטי גילה כי בנוסף למידע הגנטי קיימים מספר מנגנונים נוספים, כדוגמת החתמה גנומית, RNAi ומתילציית DNA, המשפיעים על הדרך בה מתבטאים הגנים בצאצאים. מנגנונים אלה מושפעים לא רק מתכולת הגנים עצמם אלא גם מתנאי הסביבה, השפעה שעשויה אף להיות מורשת לדורות הבאים; על מידת ההשפעה וגבולותיה קיים ויכוח בין העוסקים בתחום.[10]
את המחקרים הביולוגיים הראשונים שנערכו בארץ ישראל ביצעו חוקרי טבע זרים במאה ה-19, שתיעדו את החי והצומח באזור. בתחילת המאה ה-20 החל עיסוק לא מאורגן במחקר ביולוגי שימושי בתחומי הרפואה והחקלאות על מנת לסייע ליישוב היהודי המתגבש; ביניהם ניתן למנות את אהרון אהרונסון ואת יצחק אלעזרי-וולקני (על שמו מכון וולקני). מחקר של ממש בביולוגיה החל בארץ ישראל רק ב-1922, עם הקמת 'המכון לחקלאות ומדע-טבע' בתל אביב, שבראשו עמדו וולקני ואוטו ורבורג. ב-1925, עם הקמת האוניברסיטה העברית, היה בה מכון למיקרוביולוגיה, ובשנים הבאות הוקם בה 'מכון לחקירת טבע א"י', שהתבסס על יחידת חקר הטבע (בראשות ורבורג) מתוך 'המכון לחקלאות וחקר הטבע' בתל אביב (מכון זה פוצל בראשית שנות ה-30 למחלקות לבוטניקה וזואולוגיה). במקביל הוקם ב-1934 ברחובות מכון זיו (לימים מכון ויצמן למדע), ובו מחלקה לביוכימיה; מחקר בביולוגיה ממש החל במכון זה רק עם ההרחבה שעבר ב-1948, אז נפתחה בו מחלקה לגנטיקה של צמחים.
בהיותה מקושרת לסוגיות כגון מוצא החיים, מותר האדם ובריאות הציבור, נודעת לביולוגיה חשיבות רבה יותר בתחומי המוסר והחברה מאשר לרוב מדעי הטבע. להלן מספר תחומים שבהם מתמקדים יחסי גומלין אלה.
מאז שנחקר לראשונה היה מנגנון התורשה וההתפתחות האבולוציונית מוקד לסערה חברתית. מצד אחד התנגדה הכנסייה הנוצרית בקביעות לתאוריית הברירה הטבעית, אשר שללה את מקומו של האל במעשה הבריאה, וניסתה להציג לה חלופות. עם התבססות הנאודרוויניזם כקונצנזוס מדעי, התמקד הוויכוח בשאלת לימוד האבולוציה בבתי הספר, לאחר שזה נאסר ממניעים דתיים, ומאוחר יותר בדרישה ללמד במקביל גם את הגישה הדוגלת בבריאה אלוהית כמקור לחיים ולאדם (בריאתנות). ויכוח זה ניטש גם היום.
בעוד שחוגי הדת דחו את האבולוציה, אימצו אותה בחום מספר הוגים חברתיים בשלהי המאה ה-19, שפיתחו תאוריות שונות של אבולוציה חברתית ותרבותית. כמה מהם השליכו את מסקנות תורת האבולוציה על המאבק בין גזעי האדם – גישה חסרת ביסוס מדעי שנקראה דרוויניזם חברתי ושימשה מאוחר יותר כאחד המקורות של תורת הגזע הנאצית. בסיס מדעי מעט רחב יותר היה לאאוגניקה, תנועה שתמכה בהשבחת הדורות הבאים באמצעות סוגים שונים של התערבות ברבייה ובתורשה, ביניהם עידוד רבייה של בעלי תכונות רצויות ועיקור בכפייה של 'בעלי תכונות שליליות' (ראו ברירה מלאכותית). תוכניות אאוגניות יושמו בארצות הברית, בשוודיה ובמדינות נוספות, אך הגישה ננטשה לאחר מלחמת העולם השנייה.
השפעה הפוכה – של החברה על הביולוגיה – ניתן לראות בעבודתו של הגנטיקאי הסובייטי ליסנקו בתחום הגנטיקה החקלאית. התאוריות של ליסנקו היו שילוב מבולבל בין דרוויניזם ולמרקיזם, אך מכיוון שעלו בקנה אחד עם הפרדיגמה המרקסיסטית ששלטה בברית המועצות באותה תקופה, הן הועלו על נס והוצגו כהישגים מדעיים מרשימים.
מפגש נוסף בין האבולוציה והפוליטיקה התרחש בשנות ה-70 של המאה ה-20, על רקע הסוציוביולוגיה, תאוריה של אדוארד או. וילסון המציגה חלק ניכר מההתנהגויות החברתיות האנושיות כתולדה ישירה של אבולוציה ברמה הגנטית. עמדה זו שומטת את הקרקע מתחת לגישות מרקסיסטיות ופמיניסיטיות הגורסות כי הבדלים התנהגותיים בין בני אדם בכלל (ובין גברים ונשים בפרט) הם השלכה של המבנה החברתי הדכאני ושלו בלבד. המתנגדים לסוציוביולוגיה (ולפסיכולוגיה האבולוציונית שהתפתחה ממנה) רואים בהן השלכה של תאוריות חברתיות ליברליות וקפיטליסטיות על העולם המדעי.
המחקר המדעי בתחום האקולוגיה ופיתוח הידע על מאזן יחסי הגומלין בין בעלי חיים לסביבתם הגבירו את המודעות ליחסי הגומלין בין האדם לסביבתו. מחקרים אלה, יחד הגידול של טביעת הרגל האקולוגית האנושית בעקבות הגידול באוכלוסין, בצריכה של חומרי גלם וביצירת זיהום, הובילו לכניסה הדרגתית של נושאי סביבה לתוך הספירה החברתית, החל מתחילת המהפכה התעשייתית ועד היום. כתוצאה, התפתחו אידאולוגיות של שימור הסביבה, הדוגלת בהתחשבות בטבע, ושל קיימות, או שאיפה לחברה בת קיימא, כלומר כזו המסוגלת להתקיים במשך דורות רבים באיזון אקולוגי עם סביבתה.
תחום הביואתיקה עוסק בעיקר בחקר ההשלכות האתיות של התפתחויות טכנולוגיות בתחום הביולוגיה והרפואה. על הנושאים העיקריים בתחום זה נמנים שיבוט אנושי, הנדסה גנטית, טשטוש הגבולות בין בני אדם ומכונות, הקפאה קריוגנית, דחיית ההזדקנות וחיים נצחיים וכן שאלות על מהות החיים ועל רגע תחילתם, הנוגעות בנושאים כגון הפריה מלאכותית והפלה מלאכותית. הביואתיקה שואפת לברר את ההשפעות האפשריות של מחקר בתחומים אלה על החברה האנושית ואולי אף להגביל את המחקר בתחומים מסוימים. כך למשל, היא מנסה לברר אם בחירה מראש של תכונות גנטיות מועדפות היא נכונה מוסרית ואילו זכויות, אם בכלל, יהיו לשיבוט אנושי.
מזווית אחרת עוסקת הביואתיקה בהשלכות האתיות של ניסויים בבעלי חיים ובבני אדם המבוצעים לקידום מדע הביולוגיה. על הניסויים בבעלי חיים, שהם לחם חוקה של הביולוגיה מאז התפתחה לראשונה, נמתחת לעיתים ביקורת מצד ארגוני זכויות בעלי חיים, הרואים בחלק מהניסויים (או בכולם) התעללות שלא לצורך; כנגדם טוענים מדענים רבים כי ניסויים אלה חיוניים לפיתוח תרופות ולהצלת חיי אדם. ניסויים בבני אדם, המשתמשים באוכלוסיות כגון אסירי עולם או חולים נוטים למות, מעלים שאלות אתיות נוספות.
ססי סטאר וראלף טגארט, ביולוגיה – האחידות והמגוון של החיים, האוניברסיטה הפתוחה, 2001; תרגום מאנגלית של הספר "Biology – The Unity and Diversity of Life", 1998.
חוה יבלונקה, ההיסטוריה של החיים א' וב', האוניברסיטה הפתוחה, 1995.
Turkish politician Sadri Maksudi ArsalSadri Maksudi Arsal in 1930sBornSadreddīn Nizāmeddin al-Maqsūdī1878 (1878)Taşsu, Kazan Governorate, Russian EmpireDied20 February 1957(1957-02-20) (aged 76)Istanbul, TurkeyAlma materSorbonne UniversityKnown forPresident of Idel-Ural StateSpouseKamile Arsal Sadri Maksudi Arsal (1878 – 20 February 1957) was one of the leading figures in the national awakening of Tatars in Russia during early 1900s. He worked as a writer, lawyer, p...
Untuk kegunaan lain, lihat Playhouse Theatre (disambiguasi). Playhouse Theatre My Name Is Rachel Corrie di Playhouse Theatre pada 2006 Alamat Craven Street Kota London, WC2 Negara Britania Raya Penetapan Grade II listed[1] Arsitek F. H. Fowler & Hill Dimiliki Ambassador Theatre Group Kapasitas 786 di 3 tingkat Jenis West End theatre Dibuka 11 Maret 1882; 142 tahun lalu (1882-03-11) Dibangun kembali 1907 (Blow and Billerey) Nama sebelumnya Royal Avenue TheatreAvenue Theatre Pr...
This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Siege of Kastania – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (August 2007) (Learn how and when to remove this message) Siege of KastaniaDate1780LocationKastania, Mani36°50′33″N 22°24′00″E / 36.84243°N 22.39989°E / 36.8424...
ХристианствоБиблия Ветхий Завет Новый Завет Евангелие Десять заповедей Нагорная проповедь Апокрифы Бог, Троица Бог Отец Иисус Христос Святой Дух История христианства Апостолы Хронология христианства Раннее христианство Гностическое христианство Вселенские соборы Н...
У этого термина существуют и другие значения, см. Чайки (значения). Чайки Доминиканская чайкаЗападная чайкаКалифорнийская чайкаМорская чайка Научная классификация Домен:ЭукариотыЦарство:ЖивотныеПодцарство:ЭуметазоиБез ранга:Двусторонне-симметричныеБез ранга:Вторич...
Election in New Hampshire Main article: 1952 United States presidential election 1952 United States presidential election in New Hampshire ← 1948 November 4, 1952 1956 → Nominee Dwight D. Eisenhower Adlai Stevenson Party Republican Democratic Home state New York[1] Illinois Running mate Richard Nixon John Sparkman Electoral vote 4 0 Popular vote 166,287 106,663 Percentage 60.92% 39.08% County Results Eisenhower 50-60% ...
Bagian dari seriGereja Katolik menurut negara Afrika Afrika Selatan Afrika Tengah Aljazair Angola Benin Botswana Burkina Faso Burundi Chad Eritrea Eswatini Etiopia Gabon Gambia Ghana Guinea Guinea-Bissau Guinea Khatulistiwa Jibuti Kamerun Kenya Komoro Lesotho Liberia Libya Madagaskar Malawi Mali Maroko Mauritania Mauritius Mesir Mozambik Namibia Niger Nigeria Pantai Gading Republik Demokratik Kongo Republik Kongo Rwanda Sao Tome dan Principe Senegal Seychelles Sierra Leone Somalia Somaliland ...
Saint-Pierre-des-Fleurscomune (dettagli) LocalizzazioneStato Francia Regione Normandia Dipartimento Eure ArrondissementÉvreux CantoneBourgtheroulde-Infreville TerritorioCoordinate49°15′N 0°58′E49°15′N, 0°58′E (Saint-Pierre-des-Fleurs) Superficie2,79 km² Abitanti1 303[1] (2009) Densità467,03 ab./km² Altre informazioniCod. postale27370 Fuso orarioUTC+1 Codice INSEE27593 CartografiaSaint-Pierre-des-Fleurs Sito istituzionaleModifica dati su Wikidat...
List of royal and noble titles in the Ethiopian Empire This article contains Ethiopic text. Without proper rendering support, you may see question marks, boxes, or other symbols instead of Ethiopic characters. Negusa Nagast Haile Selassie with other Ethiopian nobles and retainers. Ras Makonnen Wolde Mikael surrounded by retainers. Until the end of the Ethiopian monarchy in 1974, there were two categories of nobility in Ethiopia and Eritrea. The Mesafint (Ge'ez: መሳፍንት masāfint, ...
قرية مجلي - قرية - تقسيم إداري البلد اليمن المحافظة محافظة حجة المديرية مديرية الجميمة العزلة عزلة الجميمة السكان التعداد السكاني 2004 السكان 70 • الذكور 35 • الإناث 35 • عدد الأسر 6 • عدد المساكن 6 معلومات أخرى التوقيت توقيت اليمن (+3 غرينيتش) تعدي...
The 24th Legislative Assembly of Saskatchewan was elected in the 1999 Saskatchewan election. It was controlled by the New Democratic Party under Premier Roy Romanow. Romanow resigned as New Democratic Party leader in 2001 and was succeeded by Lorne Calvert for the remainder of the 24th Assembly. NDP/Liberal coalition The election resulted in a divided legislature, with the governing NDP and the opposition each winning exactly 29 seats. As a result, Romanow negotiated a coalition agreement wit...
This is a dynamic list and may never be able to satisfy particular standards for completeness. You can help by adding missing items with reliable sources. Drama films By decade Lists 1900s 1910s 1920s 1930s 1940s 1950s 1960s 1970s 1980s 1990s 2000s 2010s 2020s vte This is a list of drama films of the 2020s. 2020 Title Director Cast Country Subgenre/notes 2 Hearts Lance Hool Jacob Elordi, Adan Canto, Tiera Skovbye, Radha Mitchell United States Romantic drama[1] 3 Monkeys Anil Kumar G ...
Marie-Thérèse Glaesener-HartmannMichael Emonds-Alt, Portrait de Marie-Thérèse Glaesener-Hartmann, 1903BiographieNaissance 18 avril 1858LuxembourgDécès 18 février 1923 (à 64 ans)LuxembourgNationalité luxembourgeoiseActivité PeintrePère Antoine Hartmann (d)Conjoint Mathias Glaesener (d) (1885)Autres informationsGenre artistique Portraitmodifier - modifier le code - modifier Wikidata Marie-Thérèse Glaesener-Hartmann (née le 18 avril 1858 et morte le 19 février 1923 à Luxembo...
1864 battle of the American Civil War Battle of Peachtree CreekPart of the American Civil WarFew battlefields of the war have been strewn so thickly with dead and wounded as they lay that evening around Collier's Mill. (Union Major Gen. J. D. Cox)DateJuly 20, 1864 (1864-07-20)LocationFulton County, GeorgiaResult Union victoryBelligerents United States (Union) Confederate StatesCommanders and leaders George H. Thomas John B. HoodUnits involved Army of the Cumberland ...
Data transmission concept For the book, see Broad Band. HSIA redirects here. For the airport, see Hazrat Shahjalal International Airport. Fixed broadband subscriptions (per 100 people) In telecommunications, broadband or high speed is the wide-bandwidth data transmission that exploits signals at a wide spread of frequencies or several different simultaneous frequencies, and is used in fast Internet access. The transmission medium can be coaxial cable, optical fiber, wireless Internet (radio),...
Questa voce sugli argomenti allenatori di pallacanestro statunitensi e cestisti statunitensi è solo un abbozzo. Contribuisci a migliorarla secondo le convenzioni di Wikipedia. Segui i suggerimenti dei progetti di riferimento 1, 2. Frank SelvyFrank Selvy al tiro con la maglia di FurmanNazionalità Stati Uniti Altezza191 cm Peso82 kg Pallacanestro RuoloGuardia / ala piccolaAllenatore Termine carriera1964 - giocatore1970 - allenatore CarrieraGiovanili 1948-1950Corbin High School1950-...
Residents of the ancient Near East until the end of antiquity For Contemporary Semitic-speaking peoples, see Semitic languages § Semitic-speaking peoples. For the obsolete racial and ethnic concept, see Semitic people. Approximate historical distribution of the Semitic languages in the Ancient Near East. Ancient Semitic-speaking peoples or Proto-Semitic people were speakers of Semitic languages who lived throughout the ancient Near East and North Africa, including the Levant, Mesopotami...
Trith-Saint-Légercomune Trith-Saint-Léger – Veduta LocalizzazioneStato Francia RegioneAlta Francia Dipartimento Nord ArrondissementValenciennes CantoneAulnoy-lez-Valenciennes TerritorioCoordinate50°19′N 3°29′E50°19′N, 3°29′E (Trith-Saint-Léger) Altitudine21 e 81 m s.l.m. Superficie6,87 km² Abitanti6 516[1] (2009) Densità948,47 ab./km² Altre informazioniCod. postale59125 Fuso orarioUTC+1 Codice INSEE59603 CartografiaTrith-Saint-Léger ...
.jpg)
