زیست شناسی

زیست شناسی علم شناخت حیات است( این لغت از کلمه یونانی بیاس به معنی زندگی و لوگاس یعنی دلیل منطقی تشکیل شده است). زیست شناسی به ویژگیها و رفتارهای موجودات، چگونگی تشکیل گونه ها و انواع موجودات و روابطی که آنها با هم دارند و به محیط زیست آنها مربوط می شود. زیست شناسی طیف گسترده ای از رشته های علمی که اغلب رشته های علمی مستقل بحساب می آیند را شامل می شود. روی هم رفته زیست شناسان حیات را از روی دامنه وسیعی از شاخصها مورد مطالعه قرار می دهند.
در مقیاس ذره ای و مولکولی، زندگی مورد بررسی زیست شناسی مولکولی، زیست شیمی و علم وراثت مولکولی است. در مقیاس سلولی، مورد مطالعه زیست شناسی سلولی و در مقیاس های چند سلولی، مورد نظر فیزیولوژی، کالبد شناسی و بافت شناسی است. زیست شناسی رشدی حیات را در مقیاس رشد و نمو اندام یک موجود مورد مطالعه قرار می دهد.
با بالا بردن مقیاس ها به بیش از یک موجود، علم وراثت چگونگی عملکرد وراثت بین والدین و فرزندان را مورد بررسی قرار می دهد. رفتار شناسی جانوری رفتار گروهی بیش از یک موجود را مطالعه می کند. علم وراثت جمعیتی میزان یک جمعیت کل را در در نظر دارد و علم سیستماتیک شاخص چند گونه ای اجداد موجودات را بررسی می کند. جمعیت های بهم وابسته ومحل سکونتشان در بوم شناسی و زیست شناسی تکاملی مورد مطالعه قرار می گیرد. یک رشته نظری جدید ستاره شناسی( یا زیست شناسى گاز بى اثر گزنون ) نام دارد که احتمالات وجود حیات در کرات دیگر غیر از زمین را مورد بررسی قرار می دهد.
زیست شناسی تنوع حیات را مورد برررسی قرار می دهد( در جهت عقربه های ساعت از سمت چپ در بالا) ای . کولی، درخت سرخس، بز کوهی و سوسک جالوت.

اصول زیست شناسی

گرچه زیست شناسی بر خلاف علم فیزیک که معمولا سیستم های زیست شناختی را بر حسب اشیایی که تسلیم قوانین فیزیکی تغییر نا پذیر تشریح شده با ریاضیات را توصیف نمی کند، با اینحال توسط بسیاری از اصول و مفاهیم اصلی توصیف می گردد که شامل: جامعیت، تکامل، تنوع، تسلسل، هم ایستایی و فعل و انفعالات می گردد.
نمایش نمودار DNA در ابتدای
جامعیت: زیست شیمی، سلول ها و کد وراثتی
واحد ها و فرهایند های رایج جامع بسیاری وجود دارد که برای گونه های مشخص حیات ضروری می باشد. بعنوان مثال تمام گونه های حیات از سلول هایی تشکیل شده اند، که در عوض، این سلول ها بر پایه یک سری زیست شیمی عمومی با زیر ساخت کربن استوارند . تمام موجودات از طریق ماده وراثتی که بر پایه نوکلییک اسید دی ان ای استوار است از یک کد وراثتیجامع استفاده می کنند.در مبحث رشد،موضوع فرایند های جامع نیز بیان می شود ، مثلا در بیشتر موجودات چند یاخته اى قدمهای اولیه در رشد رویان مراحل ریخت شناسی مشابهی دارد و ژنهای مشابهی را شامل می شود .
یکی از اهداف اصلی و سازمانده در زیست شناسی این است که تمام حیات از طریق یک فرایند تکامل از یک خاستگاه مشترک ناشی شده است . در واقع این یکی از عللی است که موجود زیستی تشابه قابل توجهی از واحدها و فرایند هایی که در بخش قبل تشریح شد را بروز می دهد . چارلز داروین نظریه تکامل را بعنوان یک نظریه قابل دوام با برشمردن نیروی محرک آن بنا نهاد : نظریه انتخاب اصلح در طبیعت . ( الفرد راسل والاس یکی از همکاران شخص پی برنده به این مفهوم شناخته می شود ) . رانش وراثتی بعنوان یکی از شیوه های به اصطلاح ترکیب امروزی پذیرفته شده است .
تاریخچه تکاملی گونه ها که گویای خصوصیات اجزای مختلفی است که از آن ناشی شده، به همراه رابطه شجره ای اش با دیگر گونه ها ، تاریخ نژادی جانور یا گیاه نامیده می شود. دیدگاه های گوناگون زیادی در زیست شناسی اطلاعات مربوط به زیست شناسی را به وجود آورده است. این اطلاعات مقایسه های زنجیره های اسید دزوکسی ریبونوکلییک که منجر به زیست شناسی مولکولی و ژنومیک می شود، و مقایسه های سنگواره ها با دیگر گونه های موجودات باستانی در علم فسیل شناسی را شامل می شود. زیست شناسان روابط تکاملی را با روش های مختلف سامان داده و بررسی می کنند که این شیوه ها شامل تکامل نژادی، فنتیک، و رده بندی جانداران بر حسب جد مشترک می شود. وقایع مهم در تکامل حیات، آنگونه که بتازگی زیست شناسان به آنها پی برده اند در این خط زمانی تکاملی بطور مختصر بیان شده است.
گوناگونی موجودات زنده
دیک شجره تکامل نژادی از تمام موجودات زنده، مبنی بر داده های ژن اسیدیبونوکلییک، نشانگر تفکیک سه مقوله باکتری، جانوران اولیه و موجوداتی که سلول تک هسته ای دارند می باشد. شجره هایی که با دیگر ژنها درست شده اند معمولا شبیه هم هستند، اگر چه ممکن است آنها برخی از گروههای زود دسته بندی شده را خیلی متفاوت از هم قرار دهند که احتمالا به سبب تکامل سریع اسید ریبونوکلییک می باشد که در ابتدا توسط کارل ووس تشریح شد. روابط دقیق این سه مقوله هنوز مورد بررسی است.
علیرغم این وحدت اصولی، حیات نشانگر یک نوع گوناگونی زیاد حیرت انگیز در ساختار شناسی، رفتار شناسی و تاریخچه های حیات است. برای گلاویز شدن با این گوناگونی، زیست شناسان تلاش می کنند تا تمام موجودات را رده بندی کنند. رده بندی علمی باید منعکس کننده شجره های تکاملی ( شجره های وابسته به تکامل نژادی ) موجودات مختلف باشد. این قبیل رده بندی ها قلمرو رشته های سیستماتیک و رده بندی جانداران را نشان می دهد. علم رده بندی جانوران ، جانداران را در رده هایی قرار می دهد که تاکزا نامیده می شود، حال آنکه علم سیستماتیک به دنبال روابط بین جانداران است. معمولا موجودات زنده به پنج سلسله تقسیم می شدند:
جلبک ها — آغازیان – قارچها — گیاهان — جلبکها
بهرحال این پنج سیستم پنج سلسله ای اکنون دیگر بسیار قدیمی بحساب می آید. جایگزین های بسیار جدیدتر معمولا با سیستم سه مقوله ای آغاز می شود:
جانوران اولیه ( در ابتداسلسله اصلی باکتری ها ) ، باکتری ها ( در ابتدا ای یو باکتری) ، موجودات چند سلولی
این سه مقوله نشانگر این است که آیا سلولها هسته دارند یا خیر و همچنین منعکس کننده تفاوت ها در سطح خارجی سلولها است. همچنین یک سری از “انگل های” درون سلولی وجود دارند که به طور پیش رونده بر حسب فعالیت سوخت و سازی کمتر عمر می کنند: ویروسها — ویرید ها — پریون ها
تسلسل: نژاد مشترک موجودات
اگر گروهی از جانداران با هم جد مشترکی داشته باشند ، گفته می شود که این جانداران با هم نژاد مشترکی دارند. تمام موجودات زنده روی زمین از یک جد مشترک و یا آبگیز ژن اجدادی زاده می شوند. گمان می رود آخرین جد همگانی ، یعنی ، جدیدترین جد مشترک تمام موجودات زنده سه و نیم میلیون سال قبل بوجود آمده باشد ( به مبحث منشا حیات رجوع کنید ) .
تصور اینکه منشأ ” کل حیات از” یک تخم مرغ بوجود آمده است یکی از مفاهیم بنیادی زیست شناسی امروزی است ، بدین معنی که یک تسلسل نا شکسته از منشأ اولیه زندگی تا زمان حاضر وجود داشته است.تا قرن نوزدهم معمولا اعتقاد بر این بود که گونه های حیات می توانند تحت شرایط خاصی خودبخود بوجود آیند. ( رجوع کنید به مبحث ایجاد موجود زنده از مواد بی جان ). اصل عمومیت کد وراثتی معمولا به عنوان ملاک تعیین کننده موافق نظریه جد مشترک جهانی ( یو سی دی ) برای تمام باکتری ها، موجودات اولیه و موجوداتی که یک هسته در سلولهایشان دارند مورد نظر زیست شناسان است. ( رجوع کنید به مبحث سیستم سه مقوله ای ).
هم ایستایی: سازگار با دگر گونی

 هم ایستایی

هم ایستایی خاصیت یک نظام باز برای تنظیم محیط درونی خودش است ، طوری که بوسیله چندین بار تطبیق همتراز حرکتی کنترل شده با ساز و کارهای قانونی بهم وابسته ، یک وضعیت ثابت را حفظ کند. تمام موجودات زنده ، چه تک سلولی و چه چند سلولی هم ایستایی بروز می دهند . هم استایی در سطح سلولی می تواند با حفظ یک قدرت اسیدی ثابت خود را بروز دهد ( پی اچ ) ؛ در سطح موجود زنده حیوانات خون گرم یک درجه حرارت ثابت درونی را حفظ می کنند ؛ و در سطح بوم سازگان ، مثلا وقتی که میزان دی اکسید کربن موجود در جو افزایش می یابد ، گیاهان قادر به رشد بهتری هستند و بنابراین دی اکسید کربن بیشتری از جو می زدایند. بافت ها و اندامها تیز می توانند هم ایستایی داشته باشند.

فعل و انفعالات : گروه ها و زیستگاه ها

همزیستی متقابل بین دلقک ماهی از جنس آمفیبریون است که در میان شاخک شقایق دریایی مناطق استوایی است وجود دارد. ماهی منطقه ای شقایق نعمان را از دست ماهی شقایق نعمان خوار محافظت می کند و در عوض شاخک حساس نیش زن شقایق نعمان از ماهی شقایق در برابر شکارچیان محافظت می کند. هر موجود زنده ای با دیگر مو جودات و محیط زیست خودش فعل و انفعال داخلی دارد. یکی از دلایلی که مطالعه سیستم های زیست شناختی را مشکل می سازد این است که فعل و انفعالات امکان پذیر مختلف بسیار زیادی با دیگر موجودات زنده و محیط زیست آنها وجود دارد. واکنش یک میکروب گیاهی بسیار ریز به یک شیب در حبه قند به میزان واکنش آن به محیط زیست خود بهمان اندازه است که یک شیر هنگامی که در دشت بی علف آفریقا در جستجوی غذاست نسبت به محیط زیست خود واکنش نشان می دهد. در گونه های خاصی رفتارها می تواند دوستانه ، تهاجمی ، انگلی یا همزیگری باشد. مسایل هنوز هم پیچیده تر می شود وقتی دو یا بیشتر گونه های مختلف در یک بوم سازگان با هم فعل و انفعال داشته باشند و اکو سیستم یکی از شاخه های بوم شناسی است

حوزه عمل زیست شناسی

فهرست رشته های زیست سناسی

زیست شناسی به یک عمل تحقیقی گسترده تبدیل گردیده یعنی که این علم عموما تنها بعنوان یک رشته منفرد مورد مطالعه قرار نمی گیرد ، بلکه بعنوان تعدادی از زیر رشته های دور هم گرد آمده مورد بررسی قرار می گیرد . ما چهار دسته بندی کلی را اینجا در نظر می گیریم . اولین گروه کلی شامل رشته هایی است که ساختارهای اصلی سازگان زنده را مورد مطالعه قرار می دهد : سلول ها ، ژنها و غیره ؛ گروه بندی دوم عمل این ساختارها را در سطح بافت ها ، اندام ها و بدن مطالعه می کند ؛ یک گروه بندی سوم موجودات و تاریخچه های حیات آنان را مورد نظر دارد ؛ آخرین گروه بندی رشته ها بر فعل و انفعالات موجودات توجه دارد. بهر حال توجه به این امر مهم است که این مرزبندی و گروه بندی و توصیفات شرح ساده شده ای از پژوهش های زیست سناختی است. در واقع مرز بندی های این رشته ها خیلی متغیر است و بیشتر رشته ها اغلب روش ها را از یکدیگر عاریه می گیرند. مثلا زیست شناسی تکاملی برای تعیین زنجیره های دی ان ای ( اسید دزوکسی ریبونوکلییک ) که به درک گوناگونی وراثتی یک جمعیت کمک می کند بیشتر به روش های زیست شناسی مولکولی تکیه دارد ؛ و فیزیو لوژی در تشریح عمل سیستم های اندام بطور ممتد از اصول زیست شناسی سلولی عاریه می گیرد.
طرح کلی سلول جانور نشانگر اندامک ها و ساختارهای متنوع است.
مقاله های اصلی: زیست شناسی مولکولی ، زیست شناسی سلولی ، علم وراثت ، زیست شناسی رشدی
نمایش organelles گوناگون و تشکیل دادن آن.
زیست شناسی مولکولی مطالعه زیست شناسی در سطح مولکولی است. این رشته با دیگر زمینه های زیست سناسی ، بویژه علم وراثت و زیست شیمی ، همپوشی دارد.عمدتا زیست شناسی مولکولی توجه خود را به درک فعل و انفعالات میان سیستم های گوناگون یک سلول ، شامل رابطه اسید دزوکسی ریبونوکلییک( دی ان ای ) ، اسید ریبونوکلییک (آر ان ای ) و ترکیب پروتیین و پی بردن به اینکه چگونه این فعل و انفعالات تعدیل می شوند .
زیست شناسی سلولی خواص فیزیولوژیکی سلول ها، و همچنین نحوه رفتار آنها ، و محیط زیست آنها را مورد مطاله قرار می دهد. این کار هم در سطح ذره بینی و هم در سطح مولکولی انجام می گیرد.زیست شناسی سلولی هم موجودات تک سلولی مثل باکتری ها و هم سلول های تخصیص یافته در موجودات چند سلولی مثل انسانها را مورد بررسی قرار می دهد.
پی بردن به ترکیب سلول ها و ابنکه سلول ها چگونه کار می کنند برای تمام علوم زیستی ضروری است. درک شباهت ها و تفاوتهای میان سلول ها بویژه برای میدانه های زیست شناسی مولکولی و سلولی اهمیت دارد . این شباهت ها و تفاوت های اساسی هدفی واحد را بوجود آورده و به رشته هایی که از مطالعه یک نوع سلول بدست آمده اندبه انواع دیگر سلول ها برون یابی و تعمیم می یابند.
علم وراثت علم شناخت ژنها ، وراثت و دگرگونی موجودات زنده است. در تحقیقات اخیر ، علم وراثت ابزار مهمی را در بررسی چگونگی عملکرد یک ژن خاص بدست می دهد ، مثل تحلیل فعل و انفعالات وراثتی . معمولا در موجودات زنده اطلاعات وراثتی بصورت کروموزومهایی منتقل می گردد ، در اینجا این اطلاعات بصورت ساختار شیمیایی مولکول های خاصی از ماده توارثی اسید دزوکسی ریبونوکلییک( دی ان ای) ارایه می گردد .
ژنها اطلاعات لازم برای تر کیب پروتیین ها را کد گزاری می کنند ، که در عوض نقش مهمی را در اثر گذاری ایفا می کنند . در بسیاری از موارد آخرین رخ مانه موجود زنده را بطور کامل تعیین نمی کنند .
زیست شناسی رشدی فرایند ی را بررسی می کند که با آن موجودات زنده رشد و نمو می کنند با ظهور علم رویان شناسی ، زیست شناسی رشدی امروزی کنترل وراثتی رشد سلول ، تفکیک و ” زمان بوجود آمدن ” سلول ها را مورد مطالعه قرار می دهد که این هم فرایندی است که موجب رشد بافت ها ، اندامها و کالبد می شود . موجودات زنده نمونه گرفته شده برای زیست سناسی رشدی شامل کرم حلزونی شکل کاینور هابدیتیس الگانس , کرم میوه دروسوفیلا ملانو گاستر ، ماهی گور خر براکیدانیو رریو ، موش موس کولو و علف هرز آرابیدوپسیس ثالیانا می باشد .
فیزیولوژی موجودات

 فیزیولوژی ، کالبد شناسی

فیزیولوژی فرایند های مکانیکی ، فیزیکی و زیست شیمی موجودات زنده را مورد بررسی قرار می دهد، با تلاش در در اینکه چگونه تمام ساختارها در غالب یک ساختار کل عمل می کنند . معمولا فیزیولژی به دو نوع فیزیولوژی گیاهی و فیزیولوژی جانوری تقسیم شده است ، ولی اصول آن جامع می باشد ، بدون توجه به اینکه چه موجود خاصی تحت مطالعه است . مثلا هر مطلبی که در مورد سلول مخمر بدست می آید در مورد سلول های انسان ها نیز بکار گرفته می شود . رشته فیزیولوژی جانوری ابزارها و روش های فیزیلوژی انسانی را به گونه های جانوری عیر انسانی تعمیم می دهد . همچنین فیزیلوژی گیاهی روش ها را از هر دو رشته عاریه می گیرد .
کالبد شناسی بخش مهمی از فیزیولوژی است و بدنبال این است که سازگان اندام در جانوران از قبیل اعصاب ، اراده ، غدد ترشحی و سیستم های تنفسی و گردش خون آنها چگونه کار می کنند و با همدیگر فعل و انفعال دارند. مطالعه این سیستم ها با رشته های از لحاظ طبی توجیه شده ای مثل عصب شناسی ، ایمنی شناسی و امثال آنها وجه اشتراک دارد .
گوناگونی و تکامل موجودات
در علم وراثت جمعیتی تکامل یک جمعیت از موجودات گاهی مثل حرکت در یک منظره سلامتی به نظر می رسد . پیکانها روند قابل قبولی از حیات یک جمعیت را در این چشم انداز نشان می دهند و رده های الف ، ب و ج گزینه های موضعی هستند . گوی قرمز رنگ جمعیتتی را نشان می دهد که از یک سطح سلامتی بسیار پایین به بالاترین نقطه سلامتی صعود کرده است .
مقالات اصلی : زیست شناسی تکاملی ، گیاه شناسی ، جانور شناسی
زیست شناسی تکاملی به منشاْ و نسل گونه ها و همچنین دگرگونی آنها در طول زمان ، یعنی تکامل آنها ، مربوط می شود . زیست شناسی تکاملی یک رشته فراگیر است ، زیرا این رشته دانشمندانی را از بسیاری از رشته های بسیار سنتی متمایل به آرایه شناختی بکار می گیرد . بعنوان مثال این رشته معمولا دانشمندانی را می طلبد که آموزشی تخصصی در مورد مباحث موجودات خاصی مثل مباحث مطالعه پستانداران ، پرنده شناسی و یا خزنده شناسی دیده اند ولی از این موجودات بعنوان سازگانی برای پاسخگویی به سؤالات عمومی در مبحث تکامل استفاده می کنند . معمولا این رشته باستان شناسان را نیز که از سنگواره ها برای جواب به سؤالاتی در مورد نوع و زمان تکامل و همچنین نظریه پردازانی در زمینه هایی نظیر علم وراثت جمعیتی و نظریه تکاملی را بکار می گیرد . در زیست شناسی رشدی سالهای ۱۹۹۰ با مطالعه زیست شناسی رشدی تکاملی دخول مجددی به زیست شناسی تکاملی پس از دفع اولیه آن از ترکیب امروزی صورت گرفت . رشته های مرتبطی که اغلب جزو زیست شناسی تکاملی بحساب می آیند شامل تکامل نژادی ، سیستماتیک و علم رده بندی جانداران می شود .
دو رشته اصلی سنتی متمایل به آرایه بندی گیاه شناسی و جانور شناسی است . گیاه سناسی مطالعه علمی گیاهان است . گیاه شناسی زنجیره ای گسترده از رشته های علمی را پوشش می دهد که رشد ، تکثیر ، سوخت و ساز ، گسترش ، مرض و تکامل حیات گیاه را مورد مطالعه قرار می دهند . جانور شناسی رشته ای است که مرتبط با مطالعه جانداران است ،و نیز در بر گیرنده فیزیولوژی جانداران که تحت بررسی علوم گوناگونی مثل کالبد شناسی و رویان شناسی است می شود . ساز و کارهای معمول وراثتی و رشدی جانداران و گیاهان مورد مطالعه زیست شناسی مولکولی ، علم وراثت مولکولی و زیست شناسی رشدی است . بوم شناسی جانداران تحت پوشش بوم شناسی رفتاری و دیگر رشته هاست .

رده بندی حیات

به سیستم رده بندی چیره رده بندی لینایین می گویند که شامل رده ها و نامگذاری دو جمله ای می شود . چگونگی نامگذاری موجودات زنده تابع قرار داد های بین المللی از قبیل کد بین المللی نامگذاری وابسته به گیاه شناسی ( آی سی بی ان ) ، کد بین المللی نامگذاری وابسته به جانور شناسی ( آی سی زد ان ) و کد بین المللی وابسته به باکتری است ( آی سی بی ان ) . چهارمین پیش نویس قرارداد پادزیست در سال ۱۹۹۷ در تلاش برای یکنواخت کردن نامگذاری در سه زمینه منتشر شد ، اما به نظر نمی رسد که این پیش نویس هنوز هم بطور رسمی بکار گرفته شده باشد .کد بین المللی رده بندی و نامگذاری ویروس ها ( آی سی وی سی ان ) خارج از مقوله پادزیست قرار می گیرد .

فعل و انفعالات موجودات

یک شبکه غذایی ، یک تعمیم به زنجیره غذایی ، نشانگر روابط پیچیده میان موجودات زنده در یک بوم سازگان است .
مقالات اصلی : بوم شناسی ، رفتار شناسی جانوری ، رفتار
بوم شناسی توزیع و فراوانی موجودات زنده و فعل و انفعالات بین موجودات و محیط زیست آنها را مورد مطالعه قرار می دهد. محیط زیست یک موجود هم شامل زیستگاه آن موجود می شود که می توان آن را بعنوان مجموعه ای از عناصر بیجان محلی از قبیل اقلیم و زمین شناسی توصیف کرد و هم شامل دیگر موجودات که با آن موجود زیستگاه مشترکی دارند می گردد . سیستم های بوم شناختی در چندین سطح مختلف ، از افراد و جمعیت ها گرفته تا سطح بوم سازگان و زیست کره مورد مطالعه قرار می گیرند . بوم شناسی یک علم چند شاخه ای است که به بسیاری از دیگر شاخه های علم متصل می گردد .
رفتار شناسی جانوری ، رفتار جانور را ( بویژه حیوانات اجتماعی مثل نخستین ها و کانید ها ) بررسی کرده و گاهی شاخه ای از علم جانور شناسی بحساب می آید . رفتار شناسان جانوری بر حسب نظریه انتخاب اصلح در طبیعت بویژه علاقمند به شناخت تکامل رفتار و درک رفتار بوده اند . به عبارتی اولین رفتار شناس جانوری امروزی چارلز داروین بوده که کتاب او با عنوان ” بیان احساسات در حیوانات و انسانها” بسیاری از رفتار شناسان جانوری را تحت تاثیر قرار داد .

منبع: http://zist1.mihanblog.com/