Underklasse av | Naturvitenskap |
---|---|
Praktiseres av | Biolog , biologistudent ( d ) |
Enger |
Morfologi økologi Fors zoologi archaeobiology anatomi Mycology genetisk biologi av farge ( d ) cellebiologi evolusjonsbiologi databiologi neurobiology ( d ) |
Objekter |
organisme livet |
Historie | Historie av biologi |
Den biologi (fra gresk bios "liv" og logoer , "tale") er vitenskapen av levende . Den dekker en del av naturvitenskapene og den naturlige historien til levende vesener.
Ettersom livet tar mange former og i svært forskjellige skalaer, strekker biologien seg fra molekylært nivå til celle , deretter organismen , til nivået av befolkningen og økosystemet .
Begrepet biologi er dannet av sammensetningen av de to greske ordene bios (βιος) på fransk "liv" og logoer (λογος) som betyr "tale, ord".
Dette neologism er opprettet ved enden av den XVIII th -tallet og begynnelsen av det XIX th århundre og uavhengig:
"Alt som vanligvis er vanlig for planter og dyr, som alle fakulteter som er spesifikke for hver av disse vesener uten unntak, må utgjøre det unike og store objektet til en bestemt vitenskap som ennå ikke er grunnlagt, og som ikke eksisterer. Eksisterer ikke. til og med har et navn, og som jeg vil gi navnet på biologi. "
I Lamarck fant for første gang en forestilling om det levende vesen som anerkjenner originalitet sammenlignet med livløse objekter uten å frafalle fysikkens lover, i motsetning til det som hadde en tendens til å gjøre vitalister og fixister .
Den samme Lamarck skiller landfysikk i tre deler , lenge før han ga biologileksjoner i 1819, i sitt arbeid Hydrogeology , også utgitt i 1802:
De tyske forskerne, på oppfordring fra Treviranus, lanserer de grundige inventarene av flora og fauna, utført av de som henholdsvis vil bli kalt botanikere og zoologer. Ved midten av XIX th århundre, interesse i funksjonene av levende biologisk forskning rettet mot fysiologi .
Objektet for biologi er det levende vesenet og livet som helhet og dets funksjon. Men hva er et levende vesen? Hvordan er det forskjellig fra livløse gjenstander og maskiner ? Og hva er livet? På disse spørsmålene har biologer foreløpig ikke et presist svar som er enstemmig i det vitenskapelige samfunnet . Noen av dem, og ikke minst, tror til og med at disse spørsmålene er tunge.
Således erklærer Claude Bernard , i den første av leksjonene om fenomenene til liv som er felles for dyr og planter (1878), eksplisitt at man ikke trenger å definere a priori forestillingen om liv, fordi biologi må være en eksperimentell vitenskap; dette ville være en a priori definisjon og "metoden som består i å definere og utlede alt fra en definisjon kan være egnet for vitenskapene i sinnet, men det er i strid med selve ånden fra de eksperimentelle vitenskapene" . Følgelig "er det tilstrekkelig at vi er enige om ordet liv å bruke det" og "det er illusorisk og kimært, i motsetning til vitenskapens ånd, å søke en absolutt definisjon" .
Biologi ser ut til å ha holdt seg tro mot denne oppfatningen, siden den fortsetter å ikke presist definere forestillingen om liv for å begrense seg til analysen av "naturlige ting" eller noen ganger delvis skapt av mennesker (via utvalg og deretter genteknologi) som er vanlig sans betegner som levende. Denne analysen gjør det mulig å markere et visst antall egenskaper som er felles for disse studieobjektene, og dermed bruke denne levekvalifiseringen til andre objekter som har de samme egenskapene. Denne metoden, som utelukkende er analytisk og eksperimentell , har forsterket effektiviteten og vitenskapen i biologens arbeid, sammenlignet med de ofte spekulative forestillingene fra før Claude Bernard . Imidlertid førte det til en "fysikalisering" slik at man noen ganger har inntrykk av at for å gjøre biologi vitenskapelig var det nødvendig å nekte enhver spesifisitet for objektet.
Faktisk kommer noen biologer til å si at ”det er ikke noe som heter liv! » , Eller mer nøyaktig at det ville være en fysisk-kjemisk prosess blant andre.
Den første av disse er sannsynligvis Albert Szent-Györgyi , Nobelprisen for medisin i 1937 , som sa:
“Livet som sådan eksisterer ikke, ingen har sett det noen gang. "
Den mest kjente er François Jacob :
“Vi stiller ikke lenger spørsmål ved livet i laboratorier i dag. Vi prøver ikke lenger å definere omrissene. […] I dag er biologi interessert i algoritmene i den levende verden. "
Mer nylig er dette også stillingen til Henri Atlan :
“Objektet med biologi er fysisk-kjemisk. Så snart vi gjør biokjemi og biofysikk, og når vi forstår de fysisk-kjemiske mekanismene som tar høyde for egenskapene til levende vesener, forsvinner livet! I dag trenger en molekylærbiolog ikke bruke ordet ”liv” i sitt arbeid. Dette kan forklares historisk: det handler om en kjemi som finnes i naturen, i et visst antall bestemte fysisk-kjemiske systemer, med spesifikke egenskaper, og kalt dyr eller planter, det er alt! "
Dette siste sitatet illustrerer forvirringen mellom studiet av livet og det som handler om levende vesener , der fristelsen til å redusere biologi til molekylærbiologi alene dukker opp ved å nekte levende ting, takket være den nivellering som kjemi tillater , enhver spesifisitet. ikke en enkel fysisk-kjemisk forskjell. Det er med andre ord fristende, ved å redusere biologi til molekylærbiologi, å skille bare det levende fra det livløse med kriteriene som molekylærbiologi skilles fra resten av kjemien.
Denne negasjonen av det spesifikke ved levende ting kommer fra en forestilling der ingen diskontinuitet mellom levende og livløs er tillatt for å opprettholde et sammenhengende og enhetlig univers. Vi innrømmer derfor en gradvis gradering mellom det livløse og det levende, både i nåværende former (virus, antatt å være i grensen for levende og livløst) og i utseendet på livet på jorden (dette utseendet forstås som en progressiv prebiotisk fase uten markert diskontinuitet). Faktisk forvirrer denne negasjonen av de levendes spesifisitet, som ønsker å være materialistisk , ganske enkelt epistemologisk materialisme og vitenskapen om materie. Vitenskap, inkludert biologi, må være materialistisk, ingen vil si det motsatte. Men burde de bare være vitenskapene om materien? Fysikk har lenge vært modellvitenskapen for alle andre, så mye at den har blitt forvekslet med idealet om epistemologisk materialisme.
Å snakke om forestillingen om liv, om det levende vesenets spesifisitet, er i biologien å utsette seg for å være kvalifisert som vitalist , til og med animist , fordi det avviker litt fra fysisk-kjemi skal komme ut av epistemologisk materialisme. . Så mye at vi i dag har inntrykk av at det biologiske målet ikke er så mye studiet av livet (eller av det levende vesen i det det har spesifikk i forhold til det livløse objektet) enn dets rene og enkle negasjon, utjevning og forening av universet ved fysisk kjemi. Som om det var bedre å fornekte løsningene av kontinuitet enn å forstå dem for å forene seg.
En annen tilnærming er mer systemisk som oppsummert av Jacob (1970): “Ethvert objekt som blir vurdert av biologi representerer et system av systemer; selv en del av et høyere ordenssystem, følger det noen ganger regler som ikke kan trekkes ut av sin egen analyse ” ; det er en av grunnlagene for vitenskapelig økologi og dens "økosystemtilnærming".
Problemet med levende vesens spesifisitet løses derfor ennå ikke av moderne biologi, som derfor ikke har noen klar og eksplisitt definisjon av objektet. Dette problemet er bare skjult på forskjellige måter, som alle har en tendens til å bringe tilbake Descartes ' forestilling om det levende vesen som mer eller mindre som en veldig kompleks maskin , i mangel av noe bedre . Få av biologene er uenige i denne tilnærmingen ved å fremme en forestilling om levende ting som er mer presis og nærmere virkeligheten. Imidlertid tar et visst antall verk innen teoretisk biologi sikte på å overvinne disse begrensningene, som for eksempel Francisco Varela , Robert Rosen eller Stuart Kauffman. Innsatsen er da ofte forskjellen mellom biologi og fysikk.
Den første teorien om evolusjonen av levende vesener ble fremmet av Jean-Baptiste Lamarck i sin bok Philosophie Zoologique i 1809 . Som tittelen antyder, tar den form av et filosofisk system, selv om det legger grunnleggende grunnlag for forståelsen av levende vesener og deres utvikling. Femti år senere, i 1859 , med utgivelsen av The Origin of Species , tilbød Charles Darwin en vitenskapelig forklaring på evolusjonen, i form av en enkel mekanisme , med prinsippet om naturlig utvalg . Over tid ble Darwins opprinnelige teori raffinert med resultatene av eksperimenter og observasjoner som biologer utførte. Den nåværende konsensusteorien er den syntetiske evolusjonsteorien , også kalt neo-darwinisme.
Livets evolusjonære karakter har blitt diskutert i veldig lang tid og blir til og med fortsatt stilt spørsmålstegn ved noen utenfor det vitenskapelige samfunnet, men ingen av disse innvendingene mot evolusjonsteorien er vitenskapelig fundert. Det vitenskapelige samfunnet har siden bredt akseptert livets evolusjon som et faktum demonstrert av erfaring og observasjon ved flere anledninger, særlig ved:
Hvis biologien er så enorm, er det på grunn av det ekstreme mangfoldet av levende ting, som kommer i så mange former at det er vanskelig å skjelne felles punkter. Det er likevel utført et hierarki av levende ting, som er domenet til systematikk og taksonomi . Alle levende ting er klassifisert i tre områder:
Selv om de er forskjellige, har alle livsformer noen vanlige kjennetegn. Som fører til å tro at livet på jorden stammer fra ett og samme form for liv, utpekt av forkortelsen av LUCA (for engelsk : Siste universell felles stamfar ), som ville ha dukket opp på Jorden i det minste det er 2,5 milliarder år.
De viktigste universelle egenskapene til levende ting er:
På grunn av emnets ekstremt store natur, krever studier av biologi en inndeling i studieretninger. En noe "reduktiv" tilnærming, men å ha fordelen av å avklare temaene består i å definere organisasjonsnivåer. I et forsøk på å oppnå en mer omfattende forståelse av biologi, har det naturlig blitt opprettet broer mellom de forskjellige fagområdene. Tillater utforskning av forskjellige originale fag som molekylærbiologi, bioteknologi, toksikologi, biomedisinsk vitenskap, etc.
Feltene som studerer strukturen til levende ting, er på atomskalaen for molekylærbiologi og celleskalaen for cellulærbiologi.
Feltet molekylærbiologi studerer de grunnleggende forbindelsene til levende ting, som DNA og proteiner . I lang tid ble det antatt at kjemilovene for levende ting var forskjellige fra de som gjaldt for livløse forhold. Men siden syntesen av mange organiske forbindelser, er det klart akseptert at de kjemiske lovene er de samme som for uorganisk materiale. Ingen vital kraft blåser liv i materie som man tidligere trodde med vitalistisk teori .
Utviklingen av mikroskopet som Robert Hooke oppdaget celler i 1665, markerte fødselen av cellebiologi og den av en verden som da ikke var mistenkt. Denne oppdagelsen og de mange som fulgte gjorde det mulig å forklare visse fenomener som det som den gang ble kalt spontan generasjon . Det er på denne skalaen vi møter de første levende organismer.
Tatt i strukturell og funksjonell forstand, dekker biologi også alle fagene, klassiske og moderne, som studerer strukturer som vev med histologi eller organer med anatomi. Fysiologi studerer de mekaniske, fysiske og biokjemiske prinsippene til levende organismer og er delt inn i to grener: plantefysiologi og dyrefysiologi.
Det ekstreme mangfoldet av levende ting hindrer ikke på noen måte gruppering i enheter eller taksa ( taksonomi ), deres forhold til hverandre og klassifisering ( systematisk ).
Samspillet mellom levende vesener med hverandre og koblingene som forener dem med miljøet er økologiens domene. Etologi studerer dyrs atferd i det naturlige miljøet.
De biovitenskap omfatter mange disipliner og sub-disipliner mer eller mindre sammen, og noen ganger overlappende. Disse fagene er organisert enten etter observasjonsnivå, eller etter metodisk tilnærming, eller etter type organisasjon som studeres.
Observasjonsnivå | Eksempel | Disipliner |
---|---|---|
molekylær | biologiske molekyler : proteiner , DNA , RNA | organisk kjemi , biokjemi , molekylærbiologi |
mikroskopisk | cellekomponenter ( organeller ) | cellebiologi , cytologi |
celler , encellede organismer | mikrobiologi | |
tekstiler | histologi | |
organer | fysiologi | |
makroskopisk | organismer , individer | biologi av organismer, anatomi , etologi |
befolkning | kolonier , populasjoner , metapopulasjoner | populasjonsbiologi , populasjonsgenetikk |
spesifikk | arter | taksonomi , fylogeografi , etc. |
supra-spesifikk | grupper av arter , økosystemer , menneskelig evolusjon | systematikk , økologi , fylogeni |
Anvendelsene av funn i biologien er mange og veldig til stede i menneskets hverdag. De siste tiårene innen medisin har hovedsakelig kommet fra funn om menneskekroppen. Det farmasøytiske feltet drar også nytte av fremskritt innen organisk kjemi.
Mer nylig har oppdagelsen av DNA-strukturen og en bedre forståelse av arvelighet gjort det mulig å finmodifisere levende vesener Og finne applikasjoner i jordbruks- og agro- matfeltet .
Biologi kan også ha anvendelser innen kriminologi . I Revue française de criminologie et de droit penal presenterer Laurent Lemasson tre sammenhenger mellom biologi og kriminalitet fremhevet av forskjellige forskere: tilstedeværelsen av MAOA- og HTR2B- gener i en stor andel av kriminelle; unormal funksjon av hjernens frontale og temporale regioner; til slutt en tilstand av fysiologisk underopphisselse hos gjentatte lovbrytere.
Siden utviklingen av molekylærbiologi og cellefysiologi i andre halvdel av XX th århundre, fremskritt innen biologi har blitt daglig og ha en stor innvirkning på samfunnet: forstå de molekylære mekanismene for hundrevis av sykdommer, bedre kreftbehandling, forståelse nevrologiske mekanismer, bedre behandling for psykiske lidelser og screening for genetiske defekter i utero . En bedre forståelse av molekylær evolusjon, det fysiske substratet for artens evolusjon, gjør det mulig å transponere funnene som er gjort på dyr til mennesker, inkludert ormer som C. elegans eller Drosophila- flua , hvis mekanismer har vist seg å være molekylær segmentering av kroppen under embryogenese er identisk med den hos mennesker, og generelt med alle levende metazoans .
Imidlertid gir den veldig raske fremgangen i biologi noen ganger opphav til filosofiske spørsmål , alvorlige bekymringer og til og med sterk motstand fra visse foreninger eller ikke-statlige organisasjoner (frivillige organisasjoner) . Disse inkluderer: kloning , genetisk modifiserte organismer (GMO) , sekvensering og relaterte immaterielle rettighetsproblemer .
Animalia - Bos primigenius taurus
Planta - Triticum
Sopp - Morchella esculenta
Stramenopila / Chromista - Fucus serratus
Bakterier - Gemmatimonas aurantiaca (- = 1 mikrometer)
Archaea - Halobakterier
Virus - Gamma-fag