生物学

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January 20, 2022

生物学是一门研究生命现象和生物体的物理结构、化学过程、分子相互作用、生理机制、发育和进化的自然科学。尽管科学很复杂,但还是有一些共同的概念将它统一为一门连贯的学科。生物学认为细胞是生命的基本单位,基因是遗传的基本单位,进化是推动物种出现和灭绝的手段。活的有机体是一个开放系统,通过转换能量和部分减少熵来维持由稳态定义的稳定、维持生命的状态。有研究生物中发生的化学现象的生物化学,研究发生的生命现象的分子生物学在分子水平上,处理细胞中发生的生命现象的细胞生物学,研究器官和组织的生理学,以及环境中的各种生物体。理论生物学使用数学方法建立定量模型,而实验生物学则测试所提出理论的可行性、生命背后的机制,以及大约 40 亿年前生命是如何从无生命物质中诞生的。进行实证实验以了解生物系统的复杂性是如何产生的。向着逐渐增加的方向发展。

历史

生物学一词来源于希腊语“βίος”(bios,“life”,意思是“生命”)和后缀“-λογία”(-logia,“study of”,意思是“-science”)。生物学一词的拉丁语形式首次出现于 1736 年,当时瑞典科学家 Carl von Linnaeus 在他的著作 Bibliotheca botanica 中使用了“biologi”。 1766 年,Christian Wolff 的学生 Michael Christoph Hanov 在题为 Philosophiae naturalis sive physicae: tomus III, continens geologian, biologian, phytologian generalis 的书中再次使用了生物学这个术语。 “生物学(德语:Biologie)”一词在德国首次使用是在 1771 年林奈著作的翻译中。 1797 年,Theodor Georg August Roose 在 Grundzüge der Lehre van der Lebenskraft 一书的序言中使用了“生物学(德语:Biologie)”一词。卡尔·弗里德里希·伯达克 (Karl Friedrich Burdach) 在 1800 年从形态学、生理学和心理学的角度对人类进行更有限的研究,使用了生物学一词。德国博物学家和医生 Gottfried Reinhold Treviranus 在其著作《生物学,自然哲学》(6 卷,1802-1822 年)中以现代意义使用了“生物学”一词。尽管现代生物学发展相对较晚,但自古以来就一直在研究与生物学相关并包含在生物学中的科学。自然哲学早在美索不达米亚、埃及、印度和中国的古代文明中就得到了研究。然而,现代生物学的起源和自然研究方法大多可以追溯到古希腊。虽然医学的正式研究可以追溯到希波克拉底(公元前 460 至 370 年),但亚里士多德(公元前 384 至 322 年)对生物学的发展做出了最广泛的贡献。特别重要的是亚里士多德的动物史和其他展现他自然主义倾向的作品,其次是更多侧重于生物因果关系和生命多样性的实证作品。 Theophrastus 是亚里士多德吕卡翁学院的继承者,他写了一系列植物学书籍,不仅对古代做出了重要贡献,而且对中世纪也产生了影响。 al-Jahiz(781-869),写植物学,和 Al-Dīnawarī (828-896), 写了解剖学和生理学. Al Raj (Rhazes, 865-925), 写了韩国等。借鉴希腊哲学家传统的伊斯兰学者对医学进行了特别深入的研究。自然科学尤其受到亚里士多德将固定生命形式的等级结构视为理所当然的思想的影响,随着 Anton van Leuwenhoek 对显微镜性能的显着提高,生物学开始迅速发展和发展。正是在这个时期,学者们发现了精子、细菌、爬行动物和微生物的多样性。 Jan Schwammerdam 的工作引起了昆虫学的新兴趣,并帮助开发了显微解剖和染色的基本技术。显微技术的进步也对生物学思维产生了重大影响。 19世纪初,许多生物学家指出了细胞的重要性。 1838年,德国植物学家马蒂亚斯·雅各布·施莱登提出植物细胞理论,认为“所有植物都是由细胞组成的”。 1839 年,德国医生和生理学家西奥多·施万 (Theodor Schwann) 倡导动物细胞理论,认为“所有动物都是由细胞组成的”。施莱登和施万提出了细胞学说,即“细胞不仅是所有生物的结构单位,而且还是生命活动发生的功能单位”。 1855 年,德国医生和生物学家鲁道夫·皮尔霍 (Rudolf Pirho) 认为“细胞只能由现有的活细胞制成”。到 1860 年,由于 Robert Remac 和 Rudolf Pirho 的工作,大多数生物学家已经接受了细胞理论。卡尔·冯·林奈 (Carl von Linnaeus) 于 1735 年发表了自然世界的基本分类法,并在 1750 年代为他分类的所有物种赋予了科学名称。 Georges-Louis Leclerc de Buffon 将物种视为人工类别,他们认为生物的形态是千变万化的,甚至提出了共同祖先的可能性。布冯虽然反对进化论,但他是进化史上的重要人物。布冯的研究影响了拉马克和达尔文的进化论,严肃的进化思想始于让-巴蒂斯特·拉马克的工作,他首先提出了一个连贯的进化论。拉马克认为,进化是环境对动物本性的压力的结果,这意味着器官的使用越频繁和严格,器官就越复杂和有效,使动物适应环境。拉马克认为,这些获得的特征可以传递给动物的后代。英国博物学家查尔斯·达尔文将亚历山大·冯·洪堡的生物地理学方法、查尔斯·莱尔的均变地质学以及他关于梅尔萨斯人口增长的著作结合起来,将他的形态学专业知识与对自然的广泛观察相结合,创建了一个基于自然选择的理论。成功的进化论。基于类似的证据和推理,阿尔弗雷德·罗素·华莱士独立得出了相同的结论。尽管存在争议(争论一直持续到今天),达尔文的理论很快在科学界传播开来,成为迅速发展的生物学的一个关键点。 19 世纪末,孟德尔通过组织孟德尔遗传定律为遗传学奠定了基础。孟德尔的理论一度被忽视,但在 20 世纪,它通过独立实验被重新发现,并为生物学家所接受。然后,在 1940 年代和 1950 年代,群体遗传学的发展拓宽了我们对进化的理解。 1940 年代和 1950 年代初期的实验指出 DNA 作为染色体的组成部分,其中包含称为基因的转导单元。随着1953年DNA双螺旋的发现,对病毒、细菌等新型模式生物的研究,标志着向分子遗传学时代的转变。从 1950 年代到现在,生物学在分子领域有了很大的扩展。在确定 DNA 包含三重密码后,Marshall Warren Nirenberg、Har Govind Korana 和 Robert William Holly 解码了遗传密码。人类基因组计划始于 1990 年,其目标是完成人类基因组的一般图谱。人类基因组计划于 2003 年完成,进一步的分析仍在进行中。人类基因组计划是将积累的生物学知识整合到人类和其他生物的功能和分子研究中的全球努力的第一步。

现代生物学基础

细胞学说

根据细胞理论,细胞是生命的基本单位,所有生物都是由一个或多个细胞组成,所有细胞都是由现有细胞通过细胞分裂而产生的。在多细胞生物中,所有细胞最终都来自一个细胞,即受精卵。细胞也被认为是许多病理过程的基本单位。代谢发生在细胞内,代谢过程中发生能量吸收或能量释放。细胞携带遗传信息 (DNA),该信息在细胞分裂过程中从一个细胞传递到另一个细胞。生命起源的研究是试图阐明最初细胞的起源。

进化

生物学的一个中心概念是生命通过进化而改变和发展,所有已知的生物都有一个共同的起源。进化是研究地球上所有生物(包括现存的和已灭绝的)都来自共同祖先或共同祖先基因库的研究。所有生物的共同祖先似乎出现在大约 35 亿年前。生物学家认为,所有细菌、古细菌和真核生物都使用共同的遗传密码作为所有生物都来自共同祖先的确凿证据。“进化”一词是由让-巴蒂斯特·拉马克在 1809 年由让-巴蒂斯特·拉马克创造的。 50 年后的 1859 年,查尔斯·达尔文 (Charles Darwin) 在他的《物种起源》(The Origin of Species) 一书中提出了自然选择的科学模型作为进化的动力。阿尔弗雷德·罗素·华莱士 (Alfred Russell Wallace) 也被公认为是达尔文概念的共同发现者,因为他对进化论的研究和实验做出了贡献。进化目前被用来解释地球上发现的生物的变化,而在现代,进化被认为是一种“可观察的现象”,因为它变得可以直接观察到。达尔文的理论是物种繁衍生息或通过自然选择或选择性育种过程被淘汰。在现代合成中,遗传漂变已被接受为一种额外的进化机制。现代综合理论解释说,地球上的所有生物都是从一个共同的祖先分化出来的,以实现我们今天拥有的生物多样性。进化的根本原因是遗传多样性,其中各种物种或种群中存在相反的遗传特征。生物的遗传特征代代相传,它受到自然选择等外部作用的影响。结果,生物种群发生了变化,有利于适应环境的性状得到遗传,不利于环境的性状消失。这就是进化的过程。目前,通过直接观察进化过程,进化正在通过种群遗传学作为可观察的自然现象之一进行研究。系统发育是基于生物体进化路径的物种之间的关系,是物种的进化历史。系统发育树以树枝的形状表示,可以了解生物的系统发育,了解物种之间的进化关系。不同的生物学方法使我们能够生成有关系统发育的信息。这包括比较作为分子生物学(尤其是基因组学)产物的 DNA 序列和化石以及作为古生物学产物的古代生命形式的其他证据。生物学家通过系统发育、类型学和进化枝学等各种方法组织和分析进化关系。进化与理解生物的自然历史和现存生物的组成有关。这种成分只有了解生命的进化过程才能理解。总之,进化占据了生物学所有领域的中心。可以确定物种之间的进化关系。不同的生物学方法使我们能够生成有关系统发育的信息。这包括比较作为分子生物学(尤其是基因组学)产物的 DNA 序列和化石以及作为古生物学产物的古代生命形式的其他证据。生物学家通过系统发育、类型学和进化枝学等各种方法组织和分析进化关系。进化与理解生物的自然历史和现存生物的组成有关。这种成分只有了解生命的进化过程才能理解。总之,进化占据了生物学所有领域的中心。可以确定物种之间的进化关系。不同的生物学方法使我们能够生成有关系统发育的信息。这包括比较作为分子生物学(尤其是基因组学)产物的 DNA 序列和化石以及作为古生物学产物的古代生命形式的其他证据。生物学家通过系统发育、类型学和进化枝学等各种方法组织和分析进化关系。进化与理解生物的自然历史和现存生物的组成有关。这种成分只有了解生命的进化过程才能理解。总之,进化占据了生物学所有领域的中心。

遗传学

基因是所有生物遗传的基本单位。基因是遗传单位,是 DNA 上的特定区域,以特定方式影响生物体的形式或功能。所有生物,从细菌到动物,都使用相同的机制来复制 DNA,将其转录成 RNA,然后将其翻译成蛋白质。细胞将信息从 DNA 转录成 RNA,核糖体将转录成 RNA 的信息翻译成称为蛋白质的氨基酸序列。在大多数生物体中,从 RNA 密码子到氨基酸的遗传密码是相同的。例如,胰岛素可以通过将编码人胰岛素的DNA序列插入另一种生物体如植物中来产生,DNA在真核生物中以线性染色体存在,在原核生物中以环状染色体存在。染色体由DNA和组蛋白组成。细胞内的一组染色体以及在线粒体、叶绿体或其他地方发现的遗传信息被称为细胞基因组。在真核生物中,DNA 位于细胞核中或少量存在于线粒体和叶绿体中。在原核生物中,DNA 以称为核碱基的不规则形状存在于细胞质中。基因组的遗传信息存在于基因中,这种信息在生物体中的完全整合称为基因型。

体内平衡

稳态是指生物体(一种开放系统)通过相互关联的调节机制控制的各种动态平衡调整来调节其内部环境以保持稳定状态的能力。所有生物,无论是单细胞还是多细胞,都试图维持体内平衡。为了维持动态平衡并有效执行特定功能,生物必须能够感知和响应环境的变化。当检测到环境变化时,生物体通过增加或减少器官或器官系统的活动来响应环境变化,通常是通过负反馈。当血糖水平低时,分泌胰高血糖素以提高血糖水平是体内平衡控制的一个例子。

活力

生物体的生存依赖于能量的不断输入。涉及生物结构和功能的化学反应用于从食物中摄取的物质中提取能量,创造新细胞并帮助维持细胞。在这个过程中,构成食物的化学物质分子扮演两个角色。首先,它含有可以在生物的生物和化学反应中转化和再利用的能量。其次,食物可以转化为对生物有用的新分子结构(生物分子)。负责将能量引入生态系统的生物被称为生产者或自养生物。几乎所有的生物都以太阳的能量为生。植物和其他光养生物利用太阳的光能通过光合作用将原材料分子转化为有机分子,如 ATP。生产者从太阳进入生态系统并转移到食物网的最终消费者的能量流被称为营养阶段。然而,一些生态系统完全依赖于化学营养生物从甲烷、硫化物和其他太阳能以外的能源中提取的能量,因此,一些储存的能量产生的生物质和能量可用于其他生物的生长和发育。做 大多数生物质和能源作为副产品和热量流失。将储存在化学物质中的能量转化为生命活动所需能量的最重要过程是细胞呼吸和其他代谢过程。

一代

发育是动物的精子和卵子受精形成胚胎并成长为新个体的过程。发育过程分为早期发育和晚期发育,从第一次分裂到胚层形成的时期称为早期发育,从器官形成到新个体的时期称为晚期发育。早期发育 - 受精卵经过卵裂过程成为囊胚和胃母细胞胚胎。在原肠胚形成阶段,外胚层和内胚层分化,决定细胞分化 发育后期——中胚层与外胚层或内胚层分化后,胚胎开始形成神经管、消化道、体节等具有特殊功能的器官。器官和形态的形成完成后,它们孵化或生出一个新个体。一个年轻的个体通过生长过程成为一个成年人,昆虫等生物在生长过程中经历了幼虫和成虫外观不同的变态。

研究和调查

结构研究

分子生物学是在分子水平上对生物学的研究。分子生物学与生物学的其他领域,特别是遗传学和生物化学以及研究领域重叠。分子生物学研究细胞内各种系统的相互作用,包括 DNA、RNA 和蛋白质合成的相互关系以及这些相互作用是如何被调节的。细胞生物学是对细胞结构和生理特性的研究,例如细胞的内部行为、它们与其他细胞的相互作用以及它们在细胞水平上与环境的相互作用。细胞生物学在微观和分子水平上进行研究,不仅对细菌等单细胞生物进行研究,还对人类等特化细胞进行研究。了解细胞的结构和功能是生物学所有领域的基础。细胞类型之间的异同与分子生物学特别相关。解剖学是对器官和器官系统的研究,它们是结构的宏观形式。遗传学是对生物的基因、遗传和变异的研究。基因编码细胞合成蛋白质所需的信息,这反过来又在影响生物体的最终表型方面发挥核心作用。遗传学提供用于研究特定基因功能或分析基因相互作用的研究工具。在生物体中,遗传信息物理存在于染色体中,特别是遗传信息存储在DNA的特定区域。发育生物学是对生物发育和生长过程的研究。起源于胚胎学的发育生物学研究细胞生长、细胞分化和形态发生的遗传调控,细胞逐渐发育成组织和器官。主要用于发育生物学的模式生物的例子包括线形动物秀丽隐杆线虫、属于果蝇科的黄色果蝇、属于斑马科的斑马鱼、属于鼠科的小鼠和属于十字花科的拟南芥家庭。模式生物是一种被广泛研究以了解特定生物现象的物种,它提供了一种期望,即模式生物的发现也可以应用于其他生物的行为。

生理

生理学是对生物整体的机械、物理和生化过程的研究。“从结构到功能”的问题是生物学的中心话题。生理学的研究传统上分为植物生理学和动物生理学,但无论研究何种生物,生理学的基本原理都是通用的。例如,我们对酵母细胞生理学的了解也可以应用于人类细胞。动物生理学将人类生理学的工具和方法扩展到非人类动物物种。动物生理学的方法也可以应用于植物生理学研究。生理学研究神经、免疫、内分泌、呼吸和循环系统如何工作和相互作用。对这些器官系统的研究导致了医学导向的领域,如神经学和免疫学。

进化

进化研究涉及物种的起源和灭绝,以及物种随时间的变化。许多以分类学为导向的科学家正在研究进化,他们对特定生物(如哺乳动物、鸟类学、植物学和两栖爬行动物)进行了特殊训练,努力寻找更普遍的进化答案。进化生物学部分基于古生物学,古生物学使用化石记录来回答有关进化形式和速度的问题,以及种群遗传学等领域的进展。20世纪80年代,由于进化发育生物学的研究,发育生物学最初被排除在现代综合之外,然后重新进入进化生物学。系统发育学、系统发育学和分类学是相关领域,通常被认为是进化生物学的一部分。

系统发育

各种物种形成事件可以表示为系统发育树,系统地表示物种之间的关系。系统发育学是研究这些物种之间的关系以及物种之间的异同。在进化思想成为主流之前,系统发育学一直是一个研究活跃的领域。传统上,生物被分为五类:原核生物、原生生物、真菌、植物和动物。然而,许多科学家现在将五阶分类系统视为一种过时的分类法。目前,生物被分为三个部门和六个分类系统:细菌域(真细菌)、古细菌(archaea)和真核域(原生生物、植物、真菌和动物界)。这些站点反映了核糖体等关键生物分子化学成分的差异以及细胞核的有无。此外,生物类群进一步细分为站点、科、科、属和种。例如,人类被分类为真核生物、动物界、脊索动物门、哺乳动物、灵长类动物、科、人属和智人。除了这些类别之外,细胞内还有寄生生物,它们在代谢活动方面“处于生命的边缘”,许多科学家认为这很常见,因为它们至少缺乏定义生命的基本功能或特征之一。归类为活的有机体。仅表现出生命现象的某些特征的生物被归类为病毒、类病毒、朊病毒和卫星病毒。生物体的学名由属名(代表属)和种加词(代表种)表示。代替术语物种名称,在表示科学名称时使用“物种加词”,即分类阶段的物种名称。例如,人类的学名是Homo sapiens。 Homo 是属名,sapiens 是种加词。书写生物的学名时,使用拉丁语,属名的第一个字母大写,种加词的第一个字母小写。属名和种名用斜体或下划线表示。主要分类法称为林奈分类法。林奈分类法包括分类阶段和命名法。生物体的命名方法由国际藻类和真菌命名法典(ICN)、国际动物命名法典(ICZN)、国际原核生物命名法典(ICNB)等国际公约确定。病毒、类病毒、朊病毒和其他具有某些生物学特性的亚病毒实体的分类由国际病毒分类委员会 (ICTV),即国际分类和命名法典 (ICVCN) 进行。但是,存在其他几种病毒分类系统。 BioCode 是一个统一的草案,于 1997 年出版,试图规范上述三个领域的命名法,但尚未正式通过。自 1997 年以来,生物代码草案很少受到关注。原定于 2000 年 1 月 1 日生效的日期在没有引起太多关注的情况下过去了。 2011 年提出了修订后的生物代码,以提供统一的上下文,而不是替换现有代码。然而,在 2011 年,国际植物学会拒绝审查生物代码提案。国际分类和命名法典 (ICVCN) 仍在生物法典之外,生物法典不包含病毒分类。书写生物的学名时,使用拉丁语,属名的第一个字母大写,种加词的第一个字母小写。属名和种名用斜体或下划线表示。主要分类法称为林奈分类法。林奈分类法包括分类阶段和命名法。生物体的命名方法由国际藻类和真菌命名法典(ICN)、国际动物命名法典(ICZN)、国际原核生物命名法典(ICNB)等国际公约确定。病毒、类病毒、朊病毒和其他具有某些生物学特性的亚病毒实体的分类由国际病毒分类委员会 (ICTV),即国际分类和命名法典 (ICVCN) 进行。但是,存在其他几种病毒分类系统。 BioCode 是一个统一的草案,于 1997 年出版,试图规范上述三个领域的命名法,但尚未正式通过。自 1997 年以来,生物代码草案很少受到关注。原定于 2000 年 1 月 1 日生效的日期在没有引起太多关注的情况下过去了。 2011 年提出了修订后的生物代码,以提供统一的上下文,而不是替换现有代码。然而,在 2011 年,国际植物学会拒绝审查生物代码提案。国际分类和命名法典 (ICVCN) 仍在生物法典之外,生物法典不包含病毒分类。书写生物的学名时,使用拉丁语,属名的第一个字母大写,种加词的第一个字母小写。属名和种名用斜体或下划线表示。主要分类法称为林奈分类法。林奈分类法包括分类阶段和命名法。生物体的命名方法由国际藻类和真菌命名法典(ICN)、国际动物命名法典(ICZN)、国际原核生物命名法典(ICNB)等国际公约确定。病毒、类病毒、朊病毒和其他具有某些生物学特性的亚病毒实体的分类由国际病毒分类委员会 (ICTV),即国际分类和命名法典 (ICVCN) 进行。但是,存在其他几种病毒分类系统。 BioCode 是一个统一的草案,于 1997 年出版,试图规范上述三个领域的命名法,但尚未正式通过。自 1997 年以来,生物代码草案很少受到关注。原定于 2000 年 1 月 1 日生效的日期在没有引起太多关注的情况下过去了。 2011 年提出了修订后的生物代码,以提供统一的上下文,而不是替换现有代码。然而,在 2011 年,国际植物学会拒绝审查生物代码提案。国际分类和命名法典 (ICVCN) 仍在生物法典之外,生物法典不包含病毒分类。生物体的命名方法由国际藻类和真菌命名法典(ICN)、国际动物命名法典(ICZN)、国际原核生物命名法典(ICNB)等国际公约确定。病毒、类病毒、朊病毒和其他具有某些生物学特性的亚病毒实体的分类由国际病毒分类委员会 (ICTV),即国际分类和命名法典 (ICVCN) 进行。但是,存在其他几种病毒分类系统。 BioCode 是一个统一的草案,于 1997 年出版,试图规范上述三个领域的命名法,但尚未正式通过。自 1997 年以来,生物代码草案很少受到关注。原定于 2000 年 1 月 1 日生效的日期在没有引起太多关注的情况下过去了。 2011 年提出了修订后的生物代码,以提供统一的上下文,而不是替换现有代码。然而,在 2011 年,国际植物学会拒绝审查生物代码提案。国际分类和命名法典 (ICVCN) 仍在生物法典之外,生物法典不包含病毒分类。生物体的命名方法由国际藻类和真菌命名法典(ICN)、国际动物命名法典(ICZN)、国际原核生物命名法典(ICNB)等国际公约确定。病毒、类病毒、朊病毒和其他具有某些生物学特性的亚病毒实体的分类由国际病毒分类委员会 (ICTV),即国际分类和命名法典 (ICVCN) 进行。但是,存在其他几种病毒分类系统。 BioCode 是一个统一的草案,于 1997 年出版,试图规范上述三个领域的命名法,但尚未正式通过。自 1997 年以来,生物代码草案很少受到关注。原定于 2000 年 1 月 1 日生效的日期在没有引起太多关注的情况下过去了。 2011 年提出了修订后的生物代码,以提供统一的上下文,而不是替换现有代码。然而,在 2011 年,国际植物学会拒绝审查生物代码提案。国际分类和命名法典 (ICVCN) 仍在生物法典之外,生物法典不包含病毒分类。自 1997 年以来,生物代码草案很少受到关注。原定于 2000 年 1 月 1 日生效的日期在没有引起太多关注的情况下过去了。 2011 年提出了修订后的生物代码,以提供统一的上下文,而不是替换现有代码。然而,在 2011 年,国际植物学会拒绝审查生物代码提案。国际分类和命名法典 (ICVCN) 仍在生物法典之外,生物法典不包含病毒分类。自 1997 年以来,生物代码草案很少受到关注。原定于 2000 年 1 月 1 日生效的日期在没有引起太多关注的情况下过去了。 2011 年提出了修订后的生物代码,以提供统一的上下文,而不是替换现有代码。然而,在 2011 年,国际植物学会拒绝审查生物代码提案。国际分类和命名法典 (ICVCN) 仍在生物法典之外,生物法典不包含病毒分类。

全部的

生态系统与环境

生态学是研究生物体的分布和种群,以及生物体与其环境之间的相互作用。生物体共享一个环境,其中包括气候和生态等非生物元素以及与其他生物体相互作用等生物元素。生物系统难以研究的一个原因是它们与其他生物及其环境的不同相互作用即使在小尺度上也是可能的。对当地糖浓度梯度有反应的细菌对环境的敏感度就像在非洲大草原觅食的狮子一样。对于某些物种,行为可以是竞争、寄生或共生之一。当两个或多个物种在生态系统中相互作用时,问题变得更加复杂。生态系统在许多不同的层面上进行研究,从个体生物到种群、社区、生态系统和生物圈。尽管术语种群生物学经常与种群生态学互换使用,但种群生物学更常用于疾病、病毒和微生物的情况,而种群生态学一词更广泛地应用于植物和动物的研究。生态学被用于许多子领域。动物行为学是对动物行为(尤其是灵长类和犬科动物等社会动物的行为)的研究,被认为是动物学的一个分支。动物行为学家对行为的进化和从自然选择的角度理解行为特别感兴趣。从某种意义上说,第一位动物行为学家是查尔斯·达尔文,他的著作《人类和动物的情感表达》影响了许多动物行为学家。生物地理学是板块构造、气候变化、扩散和迁移的理论;这是一项研究地球上生物空间分布的研究,重点是进化枝学等主题。

生物学中未解决的问题

尽管近几十年来我们对生命基本过程的理解取得了许多进展,但仍有几个基本问​​题尚未解决。生物学尚未解决的主要问题之一是性的关键适应功能,尤其是真核生物减数分裂和同源重组的关键过程。一种观点认为,性别的进化主要是通过增加遗传多样性的适应。另一种观点认为,性是促进性腺 DNA 正确修复的一种适应,从长远来看,增加的遗传多样性可能是有用的副产品。生物学尚未解决的另一个基本问题是衰老的生物学基础。是一个问题 有各种相互竞争的理论来解释衰老。

研究领域

以下是生物学的主要研究领域。解剖学——生物结构的研究 比较解剖学——通过比较生物解剖学的异同来研究物种的进化 组织学——作为解剖学微观区域的组织研究 天体生物学——宇宙 生物化学研究生物化学中生物的进化、分布和未来——研究生命存在和运作所必需的化学反应,通常侧重于细胞水平。生物技术——尝试创造受生物系统启发的产品或尝试修改生物系统并与之相互作用生物地理学——研究物种的空间和时间分布生物信息学——研究、收集和收集基因组和其他生物数据;研究使用信息技术进行存储 生物语言学 - 生物学和语言进化的研究 生物力学 - 生物动力学的研究 医学研究 - 健康和疾病的研究 生物物理学 - 传统生物技术 - 研究生命操纵的领域事物,包括基因改造和合成生物学,合成生物学——试图整合生物学和工程学的研究;研究自然界中未发现的生物功能构建的领域 植物学 – 植物研究 鸟类学 – 藻类(水生生物)研究 植物生理学 – 植物功能或生理学的研究 细胞生物学 – 细胞,生命的基本单位, 以及活细胞内分子和化学相互作用的研究 时间生物学——生物周期性事件的研究 认知生物学——认知生物学的研究 保护生物学——自然环境,自然生态系统的保护、保护和恢复研究,植物和野生动物 冷冻生物学 - 研究低于正常温度对生物的影响 发育生物学 - 从受精卵到完整结构形成生命的过程 胚胎学 - 研究胚胎发育(从受孕到出生)老年学——研究衰老过程 生态学——研究生物与其他生物及其环境的相互作用 进化生物学——研究物种随时间的起源和物种之间的关系 遗传学——研究基因和遗传现象 基因组学 – 基因组(基因组)的研究 表观遗传学 – DNA 序列的研究 通过变化以外的机制研究基因表达或细胞表型的遗传变化 免疫学 – 免疫系统的研究 海洋生物学 – 海洋生态系统、植物,微生物学——研究微生物及其与其他生物的相互作用 微生物学——研究微生物及其与其他生物的相互作用 细菌学——研究细菌 真菌学——研究真菌 寄生虫学——研究寄生虫和寄生虫 病毒学——病毒和其他病毒样病原体的研究分子生物学——在分子水平上研究生物学和生物功能。一些领域与生物化学重叠。纳米生物技术——纳米技术在生物研究中的应用以及在纳米水平上对生物和生命部分的研究神经科学——神经系统的研究古生物学——化石和史前地理证据的研究病理学——原因、过程的研究疾病和疾病的特征和发展 药理学 – 研究药物与生物体之间的相互作用 生理学 – 研究生物体中发生的功能和机制 植物病理学 – 植物疾病 行为神经科学 – 研究方法的应用传统上用于生物学研究人类和非人类动物的行为 量子生物学——研究量子现象在生物过程中的作用 系统生物学——通过整体方法研究生物系统内的复杂相互作用 结构生物学——一个分支与生物聚合物分子结构相关的分子生物学、生物化学和生物物理学 数学生物学——解释生物现象的抽象 使用数学模型和动物学的生物学研究分支——分类、生理学、发展、进化、动物研究,包括行为学 动物行为学——动物行为研究 昆虫学——昆虫研究 两栖爬行动物——两栖爬行动物研究 鱼类学——鱼类研究 哺乳动物学——哺乳动物研究 鸟类学——鸟类研究)取证 - 对事件和事故的科学分析的研究

一起看

注释

脚注

更多阅读

外部链接

主要国际期刊

Nature (UK) - Homepage Archived December 3, 2008 - Wayback Machine Science (USA) - Homepage PNAS (USA) - Homepage Cell (USA) -Homepage

其他学术期刊

PLos Biology 由公共科学图书馆出版的同行评审、开放获取期刊 Biology Letters: A Impact Factor Royal Society 期刊发表同行评审的普遍感兴趣的生物学论文 科学:国际知名的美国科学促进会科学期刊 –参见生命科学部分 国际生物科学杂志:发表重要同行评审科学论文的生物学期刊 生物学和医学观点:发表具有广泛相关性的论文的跨学科学术期刊

与生物学相关的主要网站

KOBIC(韩国) - 国家生命研究资源信息管理中心 NCBI(美国) - 主页 ExPASy(瑞士 - 韩国镜报) - 主页 EMBL(欧洲) - 主页 NIH(美国) - 主页

社会与制度

生物研究信息中心 BRIC, BRIC 韩国生物科学学会 韩国微生物学会 韩国分子细胞生物学学会

其他网站

BioPedia BioSites OSU 的 Phylocode Biology Online – Wiki Dictionary 麻省理工学院生物学视频讲座系列 生命之树:一个多作者的分布式互联网项目,包含有关系统发育和生物多样性的信息。