Was ist Biologie?

Biologie ist wichtig, weil es uns hilft zu verstehen, wie Lebewesen funktionieren und wie sie auf mehreren Ebenen funktionieren und interagieren, so die Encyclopedia Britannica. Fortschritte in der Biologie haben Wissenschaftlern geholfen, bessere Medikamente und Behandlungen für Krankheiten zu entwickeln, zu verstehen, wie sich eine sich verändernde Umwelt auf Pflanzen und Tiere auswirken kann, genug Nahrung für eine wachsende menschliche Bevölkerung zu produzieren und vorherzusagen, wie sich das Essen neuer Nahrung oder das Festhalten an einem Trainingsprogramm auf unseren Körper auswirken könnte.,

Die Grundprinzipien der modernen Biologie

Vier Prinzipien vereinen die moderne Biologie nach dem Buch „Management Science“ (Springer New York, 2010):

1. Die Zelltheorie ist das Prinzip, dass alle Lebewesen aus grundlegenden Einheiten bestehen, die Zellen genannt werden, und alle Zellen stammen aus bereits existierenden Zellen.
2. Die Gentheorie ist das Prinzip, dass alle Lebewesen DNA haben, Moleküle, die die Strukturen und Funktionen von Zellen kodieren und an Nachkommen weitergegeben werden.,
3. Homöostase ist das Prinzip, dass alle Lebewesen einen Gleichgewichtszustand aufrechterhalten, der es Organismen ermöglicht, in ihrer Umgebung zu überleben.
4. Evolution ist das Prinzip, das beschreibt, wie sich alle Lebewesen verändern können, um Eigenschaften zu haben, die es ihnen ermöglichen, in ihrer Umgebung besser zu überleben. Diese Merkmale resultieren aus zufälligen Mutationen in den Genen des Organismus, die über einen Prozess namens natürliche Selektion“ ausgewählt “ werden. Während der natürlichen Selektion haben Organismen, die Eigenschaften haben, die für ihre Umwelt besser geeignet sind, höhere Überlebensraten und geben diese Merkmale dann an ihre Nachkommen weiter.,

Die vielen Zweige der Biologie

Obwohl es nur vier verbindende Prinzipien gibt, deckt die Biologie ein breites Themenspektrum ab, das in viele Disziplinen und Unterdisziplinen unterteilt ist.

Auf hohem Niveau können die verschiedenen Bereiche der Biologie nach „Blackie‘ s Dictionary of Biology“ (S Chand, 2014) jeweils als das Studium eines Organismus betrachtet werden. Zum Beispiel ist Zoologie das Studium von Tieren, Botanik ist das Studium von Pflanzen und Mikrobiologie ist das Studium von Mikroorganismen.,

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In diesen breiteren Bereichen sind viele Biologen auf die Erforschung eines bestimmten Themas oder Problems spezialisiert. Zum Beispiel kann ein Wissenschaftler das Verhalten einer bestimmten Fischart untersuchen, während ein anderer Wissenschaftler die neurologischen und chemischen Mechanismen hinter dem Verhalten erforschen kann.,

Es gibt zahlreiche Zweige und Unterdisziplinen der Biologie, aber hier ist eine kurze Liste einiger der breiteren Bereiche, die unter den Dach der Biologie fallen:

• Biochemie: Das Studium der chemischen Prozesse, die in Lebewesen stattfinden oder mit Lebewesen zusammenhängen, nach der Biochemischen Gesellschaft. Zum Beispiel ist Pharmakologie eine Art biochemische Forschung, die sich darauf konzentriert, zu untersuchen, wie Medikamente mit Chemikalien im Körper interagieren, wie in einer 2010-Rezension in der Zeitschrift Biochemistry beschrieben.,
• Ökologie: Die Studie, wie Organismen interagieren mit Ihrer Umwelt. Zum Beispiel kann ein Ökologe untersuchen, wie das Verhalten von Honigbienen von Menschen beeinflusst wird, die in der Nähe leben.
• Genetik: das Studium Der Vererbung. Genetiker untersuchen, wie Gene von Eltern an ihre Nachkommen weitergegeben werden und wie sie sich von Person zu Person unterscheiden. Zum Beispiel haben Wissenschaftler mehrere Gene und genetische Mutationen identifiziert, die die menschliche Lebensdauer beeinflussen, wie in einem Bericht aus dem Jahr 2019 berichtet, der in der Zeitschrift Nature Reviews Genetics veröffentlicht wurde.
• Physiologie: Das Studium der Funktionsweise von Lebewesen., Die Physiologie, die auf jeden lebenden Organismus anwendbar ist,“ befasst sich je nach Natur mit den lebenserhaltenden Funktionen und Prozessen lebender Organismen oder ihrer Teile“. Physiologen versuchen, biologische Prozesse zu verstehen, wie ein bestimmtes Organ funktioniert, was seine Funktion ist und wie es von äußeren Reizen beeinflusst wird. Zum Beispiel haben Physiologen untersucht, wie das Hören von Musik körperliche Veränderungen im menschlichen Körper verursachen kann, z. B. eine langsamere oder schnellere Herzfrequenz.

Der multidisziplinäre Charakter der Biologie

Die Biologie wird häufig in Verbindung mit anderen Studienbereichen, einschließlich Mathematik, Ingenieurwissenschaften und Sozialwissenschaften, erforscht. Hier einige Beispiele:

• Astrobiologie ist laut NASA die Untersuchung der Evolution des Lebens im Universum, einschließlich der Suche nach außerirdischem Leben. Dieses Feld beinhaltet Prinzipien der Biologie mit Astronomie.,
• Bioarchäologen sind Biologen, die archäologische Techniken integrieren, um Skelettreste zu untersuchen und Erkenntnisse darüber abzuleiten, wie Menschen in der Vergangenheit gelebt haben, so die George Mason University.
• Bioengineering ist die Anwendung technischer Prinzipien auf die Biologie und umgekehrt, so die University of California Berkeley., Zum Beispiel könnte ein Bioingenieur eine neue medizinische Technologie entwickeln, die das Innere des Körpers besser abbildet, wie eine verbesserte MRT, die den menschlichen Körper schneller und mit höherer Auflösung scannt, oder biologisches Wissen anwenden, um künstliche Organe zu schaffen.
• Bei der Biotechnologie werden laut der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie biologische Systeme zur Entwicklung von Produkten eingesetzt., Zum Beispiel haben Biotechnologen in Russland eine besser schmeckende und krankheitsresistentere Erdbeere genetisch verändert, die die Forscher in ihrer 2007 in der Zeitschrift Biotechnology and Sustainable Agriculture 2006 und darüber hinaus veröffentlichten Studie beschrieben haben.
• Die Biophysik verwendet die Prinzipien der Physik, um zu verstehen, wie biologische Systeme funktionieren, so die Biophysical Society. Zum Beispiel können Biophysiker untersuchen, wie genetische Mutationen, die zu Veränderungen der Proteinstruktur führen, die Proteinentwicklung beeinflussen.

Was machen Biologen?,

die Biologen können in vielen verschiedenen Bereichen, einschließlich Forschung, das Gesundheitswesen, die Erhaltung der Umwelt und Kunst, nach dem American Institute of Biological Sciences. Hier sind ein paar Beispiele:

• Forschung: Biologen können Forschung in vielen Arten von Einstellungen durchführen. Mikrobiologen können beispielsweise Bakterienkulturen im Labor untersuchen. Andere Biologen können Feldforschung betreiben, wo sie Tiere oder Pflanzen in ihrem heimischen Lebensraum beobachten., Viele Biologen können im Labor und vor Ort arbeiten — zum Beispiel können Wissenschaftler Boden-oder Wasserproben aus dem Feld sammeln und im Labor weiter analysieren, wie im Boden-und Wasserlabor der North Carolina University.
• Gesundheitswesen: Menschen, die Biologie studieren, können im Gesundheitswesen arbeiten, egal ob sie als Ärzte oder Krankenschwestern arbeiten, sich einem Pharmaunternehmen anschließen, um neue Medikamente und Impfstoffe zu entwickeln, die Wirksamkeit medizinischer Behandlungen zu erforschen oder Tierärzte zu werden, um kranke Tiere zu behandeln, so das American Institute of Biological Sciences.,
• Naturschutz: Biologen können beim Umweltschutz helfen, indem sie untersuchen und bestimmen, wie die natürliche Welt für die Zukunft geschützt und erhalten werden kann. Laut dem US-amerikanischen Fish & Wildlife Service können Biologen beispielsweise dabei helfen, die Öffentlichkeit über die Bedeutung der Erhaltung des natürlichen Lebensraums eines Tieres aufzuklären und an Programmen zur Wiederherstellung gefährdeter Arten teilzunehmen.,
• Kunst: Biologen, die auch einen Hintergrund in der Kunst haben, verfügen sowohl über das technische Wissen als auch über das künstlerische Können, um Visuals zu erstellen, die komplexe biologische Informationen an ein breites Publikum weitergeben. Ein Beispiel hierfür ist die medizinische Illustration, bei der ein Illustrator Hintergrundforschung betreiben, mit Experten zusammenarbeiten und ein medizinisches Verfahren beobachten kann, um ein genaues Bild eines Körperteils zu erstellen, so die Association of Medical Illustrators.

Zusätzliche Ressourcen:

• Erfahren Sie mehr über die Grundlagen der Biologie an der Khan Academy.,
• Neugierig, wie weitreichend Biologie ist? Die University of North Carolina in Pembroke hat eine Reihe von Biologie-Unterdisziplinen auf ihrer Website aufgelistet.
• Interessiert an einer Karriere in der Biologie? Schauen Sie sich einige Optionen auf der Website des American Institute of Biological Sciences an.