Biologie

Opabinia_BW2Biologie is de studie van het leven. Het Griekse βίος, bíos, staat voor “leven”; λόγος, lógos, betekent onder meer “leer”. In de biologie wil men dus op een rationele manier het fenomeen van het ‘leven’ bestuderen en doorgronden. Dat kan beschrijvend zijn (welke soorten bestaan er, hoe kunnen wij ze ordenen, etc.) verklarend (oorzaken van bepaalde fenomenen opsporen), waardoor bepaalde wetmatigheden aan het licht komen zodat de studie ook voorspellend kan zijn en daarmee de mens in staat stelt het leven in de goede zin van het woord te ‘manipuleren’: ziekten genezen, plagen bestrijden, milieuproblemen oplossen, etc.

Levenskenmerken

Het is lastig een sluitende definitie van biologisch leven te geven. Daarom volstaat men vaak met het opsommen van ‘levenskenmerken’, en wel

  • Ademhalen (of gaswisseling)
  • Voortplanting
  • (Voort-) Beweging
  • Stofwisseling
  • Uitscheiding
  • Groei en Ontwikkeling
  • Reageren op prikkels

Ook onderscheidt men vijf verenigende principes die worden beschouwd als de fundamentele axioma’s van de moderne biologie:

  • Cellen zijn de basale bouwstenen van het leven. Leven vertoont organisatie en structuur: er is een verband tussen vorm (anatomie, histologie, morfologie) en functie (fysiologie, gedrag).
  • Genen zijn de fundamentele eenheid van erfelijkheid. Voortplanting is het proces waarbij een organisme voor nakomelingen met geheel of gedeeltelijk overeenkomstige eigenschappen en voor het voortbestaan van de soort zorgt. Voor geslachtelijke voortplanting zijn vaak twee individuen nodig. De nakomeling hebben kenmerken van beide ouders in nieuwe combinaties.
  • Nieuwe soorten en erfelijke eigenschappen zijn het product van de evolutie. Er vindt aanpassingen plaats in structuren of gedrag, die de organismen beter in staat stellen te overleven of voor nageslacht te zorgen. Dit principe van adaptatie aan het milieu is fundamenteel voor de evolutie van populaties.
  • Een organisme heeft het vermogen om het interne milieu constant te houden. Homeostase is het vermogen van een organisme om het interne milieu constant te houden.
  • Organismen consumeren en transformeren energie. Metabolisme of stofwisseling is het opnemen van stoffen en energie, het geheel van biochemische processen die plaatsvinden in cellen en organismen ten behoeve van de activiteit, groei, voortplanting en instandhouding. Energie wordt van de ene vorm in de andere vorm getransformeerd.

Organisatieniveaus

In de biologie onderscheiden we diverse niveaus waarom het leven georganiseerd is

  • het moleculaire niveau (moleculaire biologie, denk aan DNA)
  • het cellulaire niveau (de cel als de kleinste eenheid van leven, afgezien van de virussen  die wat tussen moleculen en cellen in zitten)
  • het niveau van de weefsels (histologie)
  • het orgaanniveau (een hart- of een longspecialist werken vooral op dat niveau, maar ook hogere planten hebben ‘organen’, zoals bloemen)
  • het niveau van de orgaansystemen (spijsverteringssysteem, neuraal stelsel, spierstelsel, etc.)
  • het niveau van organismen (soorten, gedragsbiologie, etc.)
  • het populatie-niveau (kudden, kolonies, groepen van individuele organismen van dezelfde soort in een bepaald gebied)
  • het niveau van het ecosysteem (de totale samenhang van organismen en populaties in relatie tot de niet-levende omgeving zoals klimaat, bodem, etc.)
  • het planetair niveau: de astrobiologie of het onderzoek naar leven op andere planeten dan de aarde. Deze tak van de biologie komt echter vooralsnog niet verder dan vermoedens over water op andere planeten)

Fundamentele en toegepaste biologie

Men kan een onderscheid maken tussen fundamentele wetenschap en toegepaste wetenschap

  • Biologie als fundamentele wetenschap tracht het leven slechts te kennen en te begrijpen. Men speurt naar nieuwe nog niet ontdekte soorten of vraagt zich af wat de oorzaak is van bepaalde verschijnselen, zonder zich te bekommeren om de vraag waar het toe zou dienen. Wetenschap om de wetenschap, wat niet uitsluit dat de opgedane kennis ooit van groot nut voor de mens kan zijn en een toepassing indt.
  • Toegepaste biologie vertrekt eerder vanuit de problemen waar de mens meer geconfronteerd wordt, zoals ziekten, landbouwkundige problemen, beheersing van de natuur. De wetenschap tracht dan de problemen te doorgronden en er de oorzaak van te vinden, om die dan toe te passen.

De scheiding tussen fundamentele en toegepaste biologie is niet altijd even scherp te maken: bepaalde onderzoekingen liggen op het grensvlak van de twee.

Rijken

  • Wat leeft er zoals op aarde? Er bestaande indelingen en wij hanteren de volgende:
  • bacteriën of prokaryoten (eencelligen zonder echte celkern: het DNA is verspreid ovef het celplasma
  • eukaryote eencelligen (protisten: het DNA bevindt zich in een ‘echte’ celkern)
  • schimmels of fungi (meercellige eukaryoten die dicht bij de planten staan, maar niet in staat zijn om uit lichtenergie suikers te vormen, te fotosynthetiseren)
  • planten (meercellige eukaryoten die hun eigen suikers kunnen aanmaken door middel van fotosynthese)
  • dieren (meercellige eukaryoten die voedsel moeten opnemen en zich kunnen (voort-) bewegen

Taxonomie

Het woord ’taxonomie’ komt van het Griekse: τάξις táxis ordening, schikking en νόμος nómos gebruik, wet) en staat voor de wetenschap van het indelen van individuen of objecten in groepen (taxa, enkelvoud taxon). Van ‘hoog’ naar ‘laag’ onderscheidt men: Domein (Superregnum), Rijk (Regnum), Afdeling of Stam, (Fylum, Divisio), Klasse (Classis), Orde (Ordo), Familie (Familia), Geslacht (Genus), Soort (Species), Ondersoort (Subspecies), Variëteit (Varietas). Sommige groepen kennen nog een subgroep.

Geschiedenis van de biologie

Filosofie van de biologie

Relatie biologie – theologie (of geloof, religie)