ביולוגיה - מאפייני חיים ועקרונות

מה זה ביולוגיה? במילים פשוטות, זהו חקר החיים, על כל תפארתם. הביולוגיה נוגעת לכל צורות החיים, מהאצות הקטנות עד הפיל הגדול מאוד. אבל איך נדע אם משהו חי? לדוגמא, האם נגיף חי או מת? כדי לענות על שאלות אלה, ביולוגים יצרו מערכת קריטריונים המכונה "מאפייני החיים".

דברים חיים כוללים גם את העולם הגלוי של בעלי חיים, צמחים וגם פטריות כמו גם העולם הבלתי נראה של חיידקים ו וירוסים. ברמה הבסיסית, אנו יכולים לומר זאת החיים מסודרים. לאורגניזמים יש ארגון מורכב להפליא. כולנו מכירים את המערכות המורכבות של יחידת החיים הבסיסית, תא.

החיים יכולים "לעבוד". לא, זה לא אומר שכל בעלי החיים כשירים לתפקיד. המשמעות היא שיצורים חיים יכולים לקחת אנרגיה מהסביבה. אנרגיה זו, בצורת מזון, הופכת לשמירה על תהליכים מטבוליים ולהישרדות.

החיים צומחים ומתפתחים. משמעות הדבר היא יותר משכפול או הגדלה בגודל. לאורגניזמים חיים יש גם את היכולת לבנות מחדש ולתקן את עצמם כשנפגעים.

החיים יכולים להתרבות. האם ראית אי פעם לכלוך מתרבה? אני לא חושב. החיים יכולים לבוא רק מיצורים חיים אחרים.

החיים יכולים להגיב. חשבו על הפעם האחרונה שדאגתם בטעות את בוהן. כמעט מייד, נרתעת לאחור מכאב. החיים מאופיינים בתגובה זו לגירויים.

סוף כל סוף, החיים יכולים להסתגל ולהגיב לדרישות שהסביבה מציבה עליה. ישנם שלושה סוגים בסיסיים של הסתגלות שיכולים להופיע באורגניזמים גבוהים יותר.

• שינויים הפיכים מתרחשים כתגובה לשינויים בסביבה. נניח שאתה גר בקרבת הים ואתה נוסע לאזור הררי. יתכן שתתחיל לחוות קשיי נשימה וגידול ב לב שיעור כתוצאה משינוי הגובה. תסמינים אלה נעלמים כשחוזרים לגובה פני הים.
• שינויים סומטיים מתרחשים כתוצאה משינויים ממושכים בסביבה. בעזרת הדוגמה הקודמת, אם הייתם נשארים באזור ההררי במשך זמן רב, הייתם מבחינים כי קצב הלב שלכם יתחיל להאט והייתם מתחילים לנשום כרגיל. שינויים סומטיים הם גם הפיכים.
• סוג ההסתגלות הסופי נקרא גנוטיפי (הנגרם על ידי מוטציה גנטית). שינויים אלה מתרחשים בתוך ההרכב הגנטי של האורגניזם ואינם ניתנים להפלה. דוגמה לכך היא פיתוח עמידות בפני חומרי הדברה על ידי חרקים עכבישים.

לסיכום, החיים מאורגנים, "עובדים", גדלים, מתרבה, מגיבים לגירויים ומתאימים אותם. מאפיינים אלה מהווים את הבסיס לחקר הביולוגיה.

היסוד לביולוגיה כפי שהיא קיימת כיום מבוסס על חמישה עקרונות בסיסיים. הם תורת התא, תורת הגנים, אבולוציה, הומאוסטזיס וחוקי התרמודינמיקה.

• תורת התא: כל האורגניזמים החיים מורכבים מתאים. התא הוא יחידת החיים הבסיסית.
• תורת הגניםתכונות עוברות בירושה באמצעות העברת גנים. גנים נמצאים ב כרומוזומים ומורכבים מ DNA.
• אבולוציה: כל שינוי גנטי באוכלוסייה שעוברת בירושה במשך כמה דורות. שינויים אלה עשויים להיות קטנים או גדולים, מורגשים או לא כל כך מורגשים.
• הומאוסטזיס: יכולת לשמור על סביבה פנימית קבועה בתגובה לשינויים סביבתיים.
• תרמודינמיקהאנרגיה היא קבועה והפיכת אנרגיה אינה יעילה לחלוטין.

תחומי המשנה לביולוגיה
תחום הביולוגיה הוא רחב מאוד בהיקפו וניתן לחלק אותו למספר תחומים. במובן הכללי ביותר, תחומים אלה מסווגים על פי סוג האורגניזם שנחקר. לדוגמא, זואולוגיה עוסקת במחקרי בעלי חיים, בוטניקה עוסקת במחקרי צמחים, ומיקרוביולוגיה היא חקר המיקרואורגניזמים. ניתן לחלק עוד יותר תחומי לימוד אלה למספר תחומי משנה מתמחים. חלקם כוללים אנטומיה, ביולוגיה של התא, גנטיקהופיזיולוגיה.