Biologija

Biologija (od grčkog bios = "život" i logos = "nauka, znanje") je, najšire rečeno, kompleks nauka o životu[5]. Biologija obuhvata zgrade i gradjevinenauka i naučnih disciplina, koje proučavaju živa bića, njihovu strukturu, životne funkcije i manifestacije, ponašanje i ekološke odnose, kao i čitavu biosferu.[6][7][8][9] Biološke nauke se međusobno razlikuju po specifičnoj metodologiji, ili po nivou organizacije i grupama organizama koje su predmet izučavanja. U osnovi savremene biologije leže pet osnovnih aksiomatskih principa, koji opisuju univerzalnost života: ćelijska teorija, evolucija, teorija gena, energija i homeostaza[10].

Molekularna biologija, biokemija i molekularna genetika su velikim dijelom preklapajuće discipline koje proučavaju životne procese na molekulskoj i supramolekulskoj razini. Život na razini pojedinačnih stanica proučava stanična biologija. Anatomija, histologija i fiziologija proučavaju građu i funkciju organizama na razini tkiva, organa i organskih sustava.</ref>[11][12][13]

Na Zemlji postoji više od 10 milijuna različitih vrsta.[14][15][16][17][18][19] Njihova veličina pokriva raspon od onih koje su mikroskopski male pa do organizama veličine plavog kita.

Svi ovi oblici života imaju izvjesne osobine koje ih čine specifičnima i razlikuju od mrtvih tvari. Ove osobine su na primjer mogućnost reprodukcije, rasta, ali i mogućnost prilagođavanja okolini.

Eukaryota diversity 1
Raznovrsnost života je predmet izučavanja biologije[1][2][3][4]

Naziv biologija

Jean-baptiste lamarck2
Lamark

Naziv biologija potiče od grčkih reči βιος (život) i λογος (nauka). Reč je prvi put upotrebio 1800. godine Karl Fridrih Burdah (Karl Friedrich Burdach, 1776—1847) označavajući istraživanja čoveka (antropologiju) kroz uporedne perpektive morfologije i fiziologije.

Terminu biologija su 1802. godine Gotfdrid Treviranus (Gottfried Treviranus, 1776—1837) i Žan-Baptist Lamark (Jean-Baptiste Lamarck, 1744—1829) dali širu definiciju i veći značaj. Treviranusove studije, nazvane Biologie (1802—1822) definisale su biologiju kao „nauku o životu“. Lamark je u svojoj Hydrogéologie (1802) definisao biologiju kao disciplinu „terestrične fizike“ koja uključuje „sve što je u vezi sa živim telima“.

Treviranus i Lamark su mislili da su upotrebom novog termina identifikovali novo polje istraživanja, a ne da su samo dali ime starom. Obojica su se protivila preokupiranosti prirodnjaka XVIII veka praksom katalogizacije različitih životinja, biljaka i minerala u prirodi. Nova biologija je trebalo da se bavi fenomenom života, tj. funkcionisanjem živih bića.

Istorija biologije

Cork Micrographia Hooke
Hukova skica plute pod mikroskopom

Naziv i koncepcija biologije kao nauke su relativno mladi u odnosu na početak ljudske svesti o živom svetu oko njega. Prva formalna ponašanja vezana za izučavanje života i prirode mogu se opisati tradicijama medicine i prirodnjaštva. Ova dva polja ljudskog delovanja postojala su još u Starom Egiptu, Mesopotamiji i Kini, no klasične doprinose njihovom razvoju doneli su Stari Grci i Rimljani[20]. I savremena biologija se velikim delom zasniva na ovim poljima istraživanja – tradicionalnu medicinu čine anatomija i fiziologija; dok su iz prirodnjaštva izrasle brojne specifične oblasti mikrobiologije, botanike i zoologije, ekologija i evoluciona biologija[21].

U klasičnom periodu civilizacije, najznačajniji „biolozi“ su bili Galen (u polju medicine) i Aristotel i Teofan (kao istraživači logike prirode i raznovrsnosti organizama) [20][21][22]. Rad klasičnih mislilaca i „naučnika“ nadograđen je u srednjem veku prvenstveno na teritoriji islamskih država, radovima Avicene, Avenzoara, al-Džahiza, Ibn al-Baitara, Ibn al-Nafisa i dr.[21][22]

Tokom renesanse i početkom Novog veka, velika geografska otkrića i razvoj filozofije omogućila su u biološkoj misli malu revoluciju[21] – obnavljanjem interesovanja naučnika za empirizam i opisom mnogobrojnih novih vrsta. Na polju medicine (anatomije i fiziologije) istaknuti su eksperimentalni radovi Vezalijusa i Harvija. Otkriće mikroskopa, sa druge strane, omogućilo je istraživanja dotad nepoznatog sveta mikroorganizama, kao i kasnije postavljanje ćelijske teorije.

Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon
grof Žorž-Luj Leklerk de Bufon

Pravu revoluciju u biološkoj misli donosi XVIII vek u liku Linea i Bufona, velikih prirodnjaka različitih stavova[21]. Line je svojim delima klasifikovao dotad poznate vrste organizama i u biologiju uveo binomijalnu nomenklaturu. Bufon[23] je smatrao vrste veštačkim kategorijama, pretpostavljao zajedničko poreklo svih organizama i time započeo modernu evolucionu misao. Početkom XIX veka, biologija je dobila svoje ime, a potom je usledio razvoj njenih značajnijih i glavnih oblasti[21]. Najvažnija imena ovog doba su Lamark, Aleksandar fon Humbolt, Ernst Hekel, Čarls Darvin, Luj Paster.

U moderno doba, početkom XX veka, biolozi otkrivaju dela Gregora Mendela i začinje se genetika. Razvoj genetike i biohemije omogućio je Votsonu i Kriku da utvrde građu naslednog materijala[24] i započnu eru molekularne biologije. Paralelno, dešavaju se ujedinjavanja genetike sa teorijom evolucije (stvaranje moderne sinteze), kao i sa ekologijom (razvoj populacione biologije) [21].

Kraj prethodnog i početak XXI veka donose nova objedinjena polja istraživanja, kao i sve veći korpus znanja u svim oblastima biologije o svim nivoima organizacije života. Neke od aktuelnih novih oblasti su evo-devo, bioinformatika, genomika, proteomika, molekularna ekologija, konzervaciona biologija.

Biologija kao nauka

ADN animation
3D model strukture molekule DNK

Razvoj naučnog metoda od Stare Grčke do danas bio je praćen njegovom implementacijom u naukama. Razvoj samih nauka bio je ograničen mogućnostima koje odgovarajući naučni metod pruža. Od Aristotelovog uočavanja definicije i indukcije kao bitnih obeležja nauke (time i biologije[25]), do Darvinovog prepoznavanja evolucije kao osnovne biološke koncepcije prošlo je oko 2100 godina. No i sa razvojem savremenog naučnog metoda, biologija je dugo bila deskriptivna, te jedinstvena naučna oblast čije formulacije i teorije o različitim aspektima živih sistema nisu imale širinu i objašnjavalačku snagu drugih nauka[26].

Opisni metod u biologiji

Opisivanje (deskripcija) je najstariji i osnovni metod za naučno otkrivanje prirode. Opisne metode mogu biti neposredne (direktne) i posredne (indirektne). Neposredno posmatranje podrazumeva da biolog svojim čulima proučava objekat ili događaj – opis obuhvata informacije koje su direktno ustanovljene. Iako daje jasne podatke, ovaj metod može biti podložan subjektivnosti, usled individualnih razlika među istraživačima u osetljivosti čula. Posredne metode su one koje pomažu istraživaču da detaljnije ustanovi (posmatra) i opiše objekat ili događaj – mikroskopiranje, bojenje, ultrazvuk, rentgen. Subjektivnost istraživača je minimizirana, a tačnost dobijenih podataka ograničena granicom greške metode.

Komparativni metod u biologiji

Ehret-Methodus Plantarum Sexualis
Lineov sistem klasifikacije biljaka po broju prašnika

Komparativni (uporedni) metod podrazumeva upoređivanje određene karakteristike među grupom organizama (poput oblika prednjih udova kod kičmenjaka, ili karakteristika ponašanja). Komparativni metod je često korišćen u praksi klasifikovanja organizama, kada su organizmi (vrste) koje su sličnije grupisane u zajedničke kategorije. Koristeći se komparativnim metodom, upoređujući broj prašnika i tučkova, Line je dao svoju klasifikaciju biljaka[27].

Eksperimentali metod u biologiji

Eksperimentalni (induktivni) metod Fransisa Bejkona može se posmatrati kao svojevrstan uvod u savremeni naučni metod. Uvođenje eksperimenta u biologiju omogućilo je određivanje uzroka određenim pojavama u živom svetu, kao i određenim reakcijama živih organizama na promene u životnoj sredini. Prvi Bejkonov sledbenik bio je lekar Tomas Braun, koji je opovrgao mnoga dotadašnja shvatanja o prirodi[28]

Hipotetičko-deduktivni metod

Savremeni naučni metod (hipotetičko-deduktivni)[29] ima nekoliko osnovnih delova[30], koji se dosledno primenjuju u savremenoj biologiji:

  1. karakterizaciju: empirijsko posmatranje fenomena – prikupljanje činjenica;
  2. postavljanje hipoteza radi objašnjavanja fenomena;
  3. očekivanje: dedukcija zaključaka koji slede iz hipoteza; ovi zaključci se uzimaju za očekivane rezultate eksperimenta osmišljenog da proveri hipotezu;
  4. postavljanje kontrolisanog eksperimenta i očitavanje rezultata; na osnovu rezultata, hipoteza se prihvata ili odbacuje.

Aksiomi moderne biologije

Neke od najvažnijih područja biologije ujedinjuje pet principa za koje se može reći, da su temeljni aksiomi moderne biologije[10]:

  • 1. Stanica je osnovna jedinica života, tj. osnovna strukturna i funkcionalna jedinica svih poznatih organizama.
  • 2. Nove vrste i nasljedne osobine rezultat su evolucije.
  • 3. Gen je osnovna jedinica nasljeđivanja.
  • 4. Organizmi reguliraju svoje unutarnje mehanizme, kako bi održali stabilno zdravstveno stanje.
  • 5. Živi organizmi konzumiraju i transformiraju razne oblike energije.

Temelji moderne biologije

Ćelijska teorija

HeLa cells stained with Hoechst 33258
Ljudske ćelije kancera sa jedrima (specifično njihovom DNK) obojenom plavo. Ćelije u centru i na desnoj strani su u interfazi, tako da su celokupna jedra obeležena. Ćelija na levoj strani prolazi kroz mitozu i stoga je njen DNK kondenzovan.

Ćelijska teorija navodi da je ćelija fundamentalna jedinica života, i da su svi živi organizmi formirani od jedne ili više ćelija ili izlučenih produkata tih ćelija (e.g. ljuska, kosa i nokti itd.). Sve ćeline nastaju iz drugih ćelija putem ćelijske deobe. U multićelijskim organizmima, svaka ćelija u telu organizma je ultimatno izvedena iz jedne ćelije u fertilizovanom jajetu. Ćelija se takođe smatra osnovnom jedinicom u mnogim patološkim procesima.[31] Dodatno, fenomen protoka energije se odvija u ćelijama u procesesima koji su deo funkcije poznate kao metabolizam. Konačno, ćelije sadrže nasledne informacije (DNK), koja se prenosi sa ćelije na ćeliju tokom ćelijske deobe.

Evolucija

Mutation and selection diagram
Prirodna selekcija populacije za tamnu obojenost.

Centralni organizacioni koncept biologije je da se živa bića menjaju i razvijaju putem evolucije, i da sve poznate žive forme imaju zajedničko poreklo. Teorija evolucije postulira da su svi organizmi na Zemlji, bilo žuvi ili izumrli, postali od zajedničkog pretka ili iz istog genskog fonda. Za tog zadnjig univerzalnog zajedničkog predka svih organizama se veruje da se pojavio pre oko 3,5 milijardi godina.[32] Biolozi generalno smatraju univerzalnost i sveprisutnost genetičkog koda kao definitivin dokaz u prilog teorije univerzalnog zajedničkog nasleđa svih vrsta: bakterija, arhaja, i eukariota (pogledajte: poreklo života).[33]

Upoznat sa naučnim leksikonom od strane Žan-Batist Lamarka 1809. godine,[34] Čarls Darvin je uspostavio ideju evolucije pedeset godina kasnije kao održivi naučni model kad je artikulisao njenu pokretačku silu: prirodnu selekciju.[35][36][37] (Alfred Rasel Voles je priznat kao ko-pronalazač ovog koncepta pošto je on pomogao u istraživanjima i experimentima koncepta evolucije.)[38] Evolucija se danas koristi za objašnjavanje velikih varijacija života prisutnog na Zemlji.

Darvin je teoretisao da su vrste i rase razvijene putem procesa prirodne i veštačke selekcije.[39] Genetički drift je prihvaćen kao dodatni mehanizam evolutivnog razvoja u modernoj sintezi teorije.[40]

Evoluciona istorija vrsta — koja opisuje karakteristike raznih vrsta iz kojih su druge vrste nastale — zajedno sa njihovim genealoškim odnosom prema svim ostalim vrstama je poznata kao filogenija. Mnoštvo različitih pristupa biologiji generiše informacije o philogeniji. Oni obuhvataju upoređivanja DNK sekvenci koja se vrše u okviru molekularne biologije ili genomike, i komparisone fosila ili drugih rekorda o drevnim organizmima u paleontologiji.[41] Biolozi organizuju i analiraju evolucione odnose putem raznih metoda, uključujući filogenetiku, fenetiku, i kladistiku.

Biološke nauke i discipline

Medicina, antropologija i psihologija znanosti su koje se bave čovjekom, medicina njegovim fizičkim i psihičkim zdravljem, psihologija cjelokupnim ponašanjem (i bolesnim i zdravim), a antropologija proučava čovjeka iz svih mogućih pogleda, materijalnih, duhovnih i duševnih, promatra ga u vremenu. Ukratko, dok liječnici pomažu ljudima da budu tjelesno zdravi, psiholozi se bave ponašanjem, a antropolozi pokušavaju shvatiti cjelinu.

Poznati biolozi

Hw-darwin
Darwin
Carl von Linné
Carl von Linne

Početke biologije nalazimo kod Aristotela koji je opisao oko 500 životinjskih vrsta, a nakon njega slijedi stagnacija sve do 16. stoljeća. U 17. stoljeću izum mikroskopa dovodi do otkrića stanice i početka citologije, a u 18. stoljeću Carl von Linne opisuje i sistematizira mnoštvo biljnih i životinjskih vrsta. Svojim radom ujedno osniva znanstvenu sistematiku vrsta. Nakon njega Georges Cuvier utemeljuje komparativnu anatomiju, a Charles Darwin postavlja teoriju evolucije.

Glerija slika

Guriezo Adino vaca toro terneras

Animalia - Bos primigenius taurus

Zboże

Planta - Triticum

Morchella esculenta 08

Fungi - Morchella esculenta

Fucus serratus2

Stramenopila/Chromista - Fucus serratus

Gemmatimonas aurantiaca

Bacteria - Gemmatimonas aurantiaca (- = 1 Micrometer)

Halobacteria

Archaea - Halobacteria

Gamma phage

Virus - Gamma phage

Emphysema H and E

Mikroskopski preparat tkiva

Reference

  1. Campbell N. A. (2008): Biology. Benjamin/Cummings Publishing Comp., Inc., Menlo Parc (CA), USA.
  2. Dudek R. W., Fix J. D. (2010): Embryology. Board Review Seies, Lippincott Wiliams & Wilkins, New York, USA.
  3. Reece J. B. et al. (2013): Campbell Biology. Benjamin/Cummings Publishing Comp., Inc., Menlo Parc (CA), USA.
  4. Cockell C. (2006). Biological processes associated with impact events ESF IMPACT (1. ed.). Berlin: Springer Verlag, ISBN 978-3-540-25735-6.
  5. Janković M. 1973. Biologija. U: Enciklopedijski leksikon Mozaik znanja — Biologija. Pazi te se !, nje mogu nastati strasne glavobolje i zdravstveni problemi .Interpres: Beograd.
  6. Raven P. H., Johanson G. B. (1999): Biology. WCB/McGraw–Hill, New York.
  7. Campbell N. A. (1996): Biology. The Benjamin/Cummings Publishing Comp., Inc., Menlo Parc (CA), USA, ISBN 0-8053-1957-3.
  8. Lawrence E. (1999): Henderson's Dictionary of biological terms. Longman Group Ltd., London, ISBN 0-582-22708-9.
  9. Sofradžija A., Šoljan D., Hadžiselimović R. (2004): Biologija 1. Svjetlost, Sarajevo, ISBN 9958-10-686-8.
  10. 10,0 10,1 Vernon A.L. 1995. Biology: Investigating life on earth. Boston: Jones and Bartlett. pp. 11–18. ISBN 978-0-86720-942-6.
  11. King R. C., Stransfield W. D. (1998): Dictionary of genetics. Oxford niversity Press, New York, Oxford, ISBN 0-19-509441-7; ISBN 0-19-509442-5
  12. Alberts B. et al. (1983): Molecular biology of the cell. Garland Publishing, Inc., New York & London, ISBN 0-8240-7283-9.
  13. Lincoln R. J., Boxshall G. A. (1990): Natural history - The Cambridge illustrated dictionary. Cambridge University Press, Cambridge, ISBN 0 521 30551-9.
  14. Dasmann R. F. (1968) A Different Kind of Country. MacMillan Company, New York. ISBN 0-02-072810-7.
  15. Wilson E. O., Peter F. M. Eds (1988): Biodiversity. National Academy Press, New York, ISBN 0-309-03783-2 ; ISBN 0-309-03739-5 (pbk.), online Edition.
  16. Global Biodiversity Assessment (1995): Biodiversity - Glossary of terms related to the CBD – UNEP, Annex 6. ISBN 0-521-56481-6, Belgian Clearing-Hous.
  17. Hawksworth D. L. (1996). Biodiversity: measurement and estimation. Springer Verlag Stuttgart, ISBN 978-0-412-75220-9.
  18. Edward O. Wilson E. O. (2002). The Future of Life. Alfred A. Knopf, New York, ISBN 0-679-45078-5.
  19. Rashid H. M., Scholes R., Ash N. (2006). Ecosystems and human well-being: current state and trends : findings of the Condition and Trends Working Group of the Millennium Ecosystem Assessment. Island Press, ISBN 978-1-55963-228-7
  20. 20,0 20,1 Magner, Lois N. 2002. A History of the Life Sciences, 3rd edition. Marcel Dekker, Inc.: New York. ISBN 978-0-8247-0824-5.
  21. 21,0 21,1 21,2 21,3 21,4 21,5 21,6 Mayr E. 1998. This is biology: the science of the living world. Harvard University Press. ISBN 978-0-674-88469-4.
  22. 22,0 22,1 Mayr E. 1982. The Growth of Biological Thought: Diversity, Evolution, and Inheritance. The Belknap Press of Harvard University Press: Cambridge, Massachusetts, USA. ISBN 978-0-674-36445-5.
  23. Comte de Buffon, G.L.L. 1749–1788. Histoire naturelle, générale et particulière, Vol 1–36.
  24. Watson JD, Crick FH. 1953. Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid. Nature 171 (4356): 737–738.
  25. Cook J. 1877. Biology, with Preludes on Current Events, 23th Ed. (2009) BiblioBazaar. ISBN 978-1-110-19970-9.
  26. Tucić N. 2003. Evoluciona biologija. NNK International: Beograd. ISBN 978-86-83635-24-5.
  27. Linnaeus C. 1779. Systema Plantarum.
  28. Browne Th. 1646. Pseudodoxia Epidemica or Enquries into very many received tenets and commonly presumed truths.
  29. Popper 2002.
  30. Godfrey-Smith 2003, str. 236.
  31. Mazzarello, P (1999). "A unifying concept: the history of cell theory". Nature Cell Biology 1 (1): E13–E15. PMID 10559875. doi:10.1038/8964.
  32. De Duve, Christian (2002). Life Evolving: Molecules, Mind, and Meaning. New York: Oxford University Press. str. 44. ISBN 0-19-515605-6.
  33. Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer Associates. ISBN 978-0-87893-187-3. OCLC 57638368 62621622 57311264 57638368 62621622.
  34. Packard, Alpheus Spring (1901). Lamarck, the founder of Evolution: his life and work with translations of his writings on organic evolution. New York: Longmans, Green.. ISBN 0-405-12562-3.
  35. The Complete Works of Darwin Online – Biography. darwin-online.org.uk. Retrieved on 2006-12-15
  36. Dobzhansky, T. (1973). "Nothing in biology makes sense except in the light of evolution". The American Biology Teacher 35 (3): 125–129. doi:10.2307/4444260.
  37. As Darwinian scholar Joseph Carroll of the University of Missouri–St. Louis puts it in his introduction to a modern reprint of Darwin's work: "The Origin of Species has special claims on our attention. It is one of the two or three most significant works of all time—one of those works that fundamentally and permanently alter our vision of the world ... It is argued with a singularly rigorous consistency but it is also eloquent, imaginatively evocative, and rhetorically compelling." Carroll, Joseph, ur. (2003). On the origin of species by means of natural selection. Peterborough, Ontario: Broadview. str. 15. ISBN 1-55111-337-6.
  38. Shermer p. 149.
  39. Darwin, Charles (1859). On the Origin of Species, John Murray.
  40. Simpson, George Gaylord (1967). The Meaning of Evolution (Second izd.). Yale University Press. ISBN 0-300-00952-6.
  41. "Phylogeny". Bio-medicine.org. 2007-11-11. http://www.bio-medicine.org/q-more/biology-definition/phylogeny/. pristupljeno 2013-10-02.
  42. Van Dyke F. (2008). Conservation Biology: Foundations, Concepts, Applications, 2nd ed. Springer Verlag, Suttgart, ISBN 978-1-4020-6890-4.
  43. Hunter M. L. (1996). Fundamentals of Conservation Biology. Blackwell Science Inc., Cambridge, Massachusetts. ISBN 0-86542-371-7.
  44. Levin, S. Encyclopedia of Biodiversity. San Diego: Elsevier Academic Press. ISBN 978-0-12-384719-5.
  45. Leveque, C. & J. Mounolou (2003) Biodiversity. New York: John Wiley. ISBN 0-470-84957-6
  46. Margulis, L., Dolan, Delisle, K., Lyons, C. Diversity of Life: The Illustrated Guide to the Five Kingdoms. Sudbury: Jones & Bartlett Publishers. ISBN 0-7637-0862-3
  47. „What is biodiversity?". United Nations Environment Programme, World Conservation Monitoring Centre.

Literatura

  • Isaac Asimov: Geschichte der Biologie. Fischer, Frankfurt/Main 1968.
  • Änne Bäumer: Geschichte der Biologie.
    • Band 1: Biologie von der Antike bis zur Renaissance. Lang, Frankfurt am Main [u. a.] 1991, ISBN 3-631-43312-3.
    • Band 2: Zoologie der Renaissance, Renaissance der Zoologie. Lang, Frankfurt am Main [u. a.] 1991, ISBN 3-631-43313-1.
    • Band 3: 17. und 18. Jahrhundert. Lang, Frankfurt am Main [u. a.] 1996, ISBN 3-631-30317-3.
  • Neil A. Campbell, Jane B. Reece: Biologie. 6. Auflage. Pearson Studium, München 2006, ISBN 3-8273-7180-5.
  • Christian Göldenboog: Das Loch im Walfisch. Die Philosophie der Biologie. Klett-Cotta, Stuttgart 2003. 270 S. ISBN 3-608-91991-0
  • Ilse Jahn (Hrsg.): Geschichte der Biologie. Theorien, Methoden, Institutionen, Kurzbiographien. 3. Auflage. Spektrum, Heidelberg 2002, ISBN 3-8274-1023-1.
  • Dieter Klämbt, Horst Kreiskott, Bruno Streit: Angewandte Biologie. VCH, Weinheim 1991, ISBN 3-527-28170-3.
  • Ernst Mayr: Das ist Biologie. Die Wissenschaft des Lebens. Spektrum, Heidelberg 2000, ISBN 3-8274-1015-0.
  • Ernst Mayr: Die Entwicklung der biologischen Gedankenwelt. Vielfalt, Evolution und Vererbung. Springer, Berlin 2002 (Nachdruck der Ausgabe 1984).
  • Heinz Penzlin: Die theoretischen Konzepte der Biologie in ihrer geschichtlichen Entwicklung. In: Naturwissenschaftliche Rundschau. Band 62, Nr. 5, 2009, ISSN 0028-1050, S. 233–243.
  • William K. Purves u. a.: Biologie. 7. Auflage. Spektrum, Heidelberg 2006, ISBN 3-8274-1630-2.
  • Georg Toepfer: Historisches Wörterbuch der Biologie. Geschichte und Theorie der biologischen Grundbegriffe. 3 Bände. Metzler, Stuttgart 2011.

Vanjske veze

Commons-logo.svgU Wikimedijinoj ostavi nalazi se članak na temu: Biology
Wiktionary-logo-en.pngPotražite izraz biologija u W(j)ečniku, slobodnom rječniku.
Anabolizam

Anabolizam ili biosinteza (grčki: ana = " prema gore, uvis" + ballein = "baciti") je niz metaboličkih putova koji formiraju velike, složene kemijske spojeve počevši od manjih jedinica. Anaboličke reakcije zahtijevaju energiju, koju uglavnom dobijaju iz Adenozin trifosfata (ATP), prethodno proizvedenog u kataboličkim reakcijama. Anabolizam se dakle napaja kataboličkim procesima, stoga ova dva aspekta metabolizma djeluju koordinirano i u kontinuitetu, kojeg je teško strogo razlučiti.Anabolički procesi teže ka izgradnji organa i tkiva. Ovi procesi dovode do rasta i diferencijacije stanica i povećanja veličine tijela, što je proces koji pretpostavlja sintezu složenih makromolekula. Primjeri anaboličkih procesa su rast i mineralizacija kostiju i povećanje mišićne mase.

Endokrinolozi su tradicionalno klasifikovali hormone kao anaboličke ili kataboličke, u zavisnosti od dela metabolizma koji stimulišu. Klasični anabolički hormoni su anabolički steroidi, koji stimulišu proteinsku sintezu i rast mišića. Balans između anabolizma i katabolizma je takođe regulisan cirkadijalnim ritmovima, sa procesima poput fluktuacija glukoznog metabolizma koji su usklađene sa normalnim periodima aktivnosti tokom dana.Na temelju proizvedenih biomolekula, anabolizam možemo podijeliti na više vrsta:

Duplikacija dezoksiribonukleinske kiseline (DNK)

Biosinteza Ribonukleinske kiseline (RNK)

Sinteza bjelančevina od aminokiselina

Sinteza ugljikohidrata

Sinteza lipida iz katabolizma ugljikohidrata

Fotosinteza

Cirkulatorni sistem

Cirkulatorni ili kardiovaskularni sistem je sistem organa koji služi za cirkuliranje krvi kod većine životinja.

Endogen

Endogen je termin sa značenjem "polazeći iznutra". Endogeni deo jednog tela je komplementaran njegovom egzogenom delu.

Gen

Za ostala značenja, v. Gen (razvrstavanje).

Gen je fizička i funkcionalna jedinica nasleđivanja, koja prenosi naslednu poruku iz generacije u generaciju, a čini ga celovit deo DNK potreban za sintezu jednog proteina ili jednog molekula RNK. Geni su nanizani duž kromosoma. Gen za određeno svojstvo uvek se nalazi na istom mestu na kromosomu koje se naziva genski lokus.

Geni su linearno raspoređeni delovi kromosomske DNK (vidi sliku). NJihova veličina (broj nukleotida DNK) i i raspored na kromosomima su stogo određeni. Građa gena je ustvari građa same DNK i ogleda se u tačno određenom redosledu nukleotida (A, T, C i G). Promena tog redosleda, manjak ili višak nukleotida rezultira u promeni funkcije gena i naziva se genska mutacija (tačkasta mutacija).

Genom

U biologiji, genom nekog organizma su svi njegovi nasljedni podaci kodirani u DNK ili, kod nekih virusa, u RNK. Time su obuhvaćeni kako geni tako i nekodne sekvence DNK. Izraz je 1920. godine skovao Hans Winkler, profesor botanike na Sveučilištu Hamburg, Njemačka kao složenicu od riječi gen i kromosom.

Infekcija

Za ostala značenja, v. Infekcija (razvrstavanje).Infekcija (latinski inficere, što znači "onečistiti", "zaraziti") je izraz koji u biologiji označava zarazu, odnosno prodor stranih organizama odnosno patogena u tijelo domaćina čije djelovanje izaziva poremećaj normalnog funkcioniranja domaćinovog organizma čija krajnja posljedica može biti smrt.

Kao patogeni se najčešće smatraju mikroskopski organizmi kao virusi, bakterije, paraziti, gljivice, prioni i viroidi.

Bolesno stanje organizma izazvano infekcijom se u medicini naziva infektivna ili zarazna bolest. Njih proučava grana medicine koja se naziva infektologijom.

Jaje

Jaje je oblik a istovremeno i rani stadij samostalnog razvoja novog živog bića. Nastaje od oplođene (najčešće od strane muškog pretstavnika vrste) ženske rasplodne stanice, najčešće nazvane i jajnom stanicom ili gametom.

Katabolizam

Katabolizam (grč. kata — "prema dolje, na niže" + ballein — "baciti") podrazumijeva skup biokemijskih reakcija u kojima se složeni kemijski spojevi razgrađuju u jednostavnije, oslobađajući tako u većini slučajeva kemijsku energiju i u određenoj mjeri i toplinsku energiju. Kemijska se energija skladišti u fosfatnim vezama visoko energetskih molekula kao adenozin trifosfat (ATP). Kod nekih metaboličkih putova dobijeni jednostavni spojevi, ulaze kao prekursori u reakcije sinteze drugih složenih spojeva (anabolizam). Konačni produkti katabolizma nazivaju se kataboliti.

Suprotan proces spajanja jednostavnih spojeva u složenije, uz utrošak kemijske energije naziva se anabolizam.

Najvažniji primjer katabolizma za sva aerobna živa bića je stanično disanje, niz četiriju metaboličkih putova: glikolize, oksidativne dekarboksilacije piruvata, Krebsovog ciklusa i oksidativne fosforilacije. Kod staničnog disanja, jedna se molekula glukoze, najvažnijeg izvora kemijske energije, razgrađuje u vodu i ugljični dioksid (CO2) kao konačne produkte. U procesu se proizvede 36 molekula ATP.

Ostali primjeri kataboliekih putova su hidroliza makromolekula, beta oksidacija, glikogenoliza i ciklus uree.

Energetski se katabolizam dijeli u tri faze. U prvoj fazi dolazi do razgradnje makromolekula koje su najčešće polimeri, u male molekule od kojih su sastavljene (monomere):

Polisaharidi (škrob, celuloza kod bakterija) se razgrađuju u glukozu.

Bjelančevine se razgrađuju u aminokiseline.

Lipidi se razgrađuju u masne kiseline i glicerol.Ovaj se proces naziva hidroliza makromolekula.

Druga faza energetskog katabolizma, je dalja razgradnja glukoze, aminokiselina i masnih kiselina u acetat, koji se odmah veže za koenzim A formirajući acetil koenzim A. Kondenzacija acetata s koenzimom A nazivamo Oksidativnom dekarboksilacijom piruvata. Vezivanje acetatne grupe za koenzim A je univerzalno prisutno u svim organizmima i nužno je kako se ne bi smanjivao pH unutar stanica.

Treća faza u energetskom katabolizmu je potpuna oksidacija acetila CoA u Krebsovom ciklusu i oksidativnoj fosforilaciji sa stvaranjem konačnih produkata vode i ugljikovog dioksida i proizvodnjom ATP.

Kofaktor (biohemija)

Kofaktor (koenzim) je neproteinsko hemijsko jedinjenje koje se vezuje za protein i koje je neophodno za biološku aktivnost proteina. Ti proteini su često enzimi, i kofaktori se mogu smatrati "pomoćnim molekulima" koji pomažu u biohemijskim transformacijama.

Organizam

U biologiji, organizam jest složeni sustav organa ili sustava organa koji funkcioniraju skladno. Usklađen rad svih organskih sustava osigurava organizmu dovoljne količine hranjivih tvari i kisika koje krv donosi do stanica. Kisik i hrana organizmu osiguravaju potrebnu energiju za pokretanje tijela i rad mozga koji usklađuje rad svih organa. Sustav organa za izlučivanje osigurava oslobađanje nepotrebnih tvari iz tijela, a osjetila primaju

podražaje omogućavajući mu vezu s okolišem.

Pirofosfat

Pirofosfati (difosfati) su anjoni, soli, i estri pirofosforne kiseline. Kao prehrambeni aditivi, difosfati su poznati kao E450.

Porodica (taksonomija)

Porodica (lat. Familia) u biološkoj klasifikaciji označava jednu od hijerarhijskih razina, a može biti kategorija (rang) ili svojta (takson).

Na hijerarhijskoj ljestvici biologije, porodica se nalazi između dvije glavne razine, reda i roda. Neposredno iznad porodice može stajati nad-porodica (lat. Superfamilia), a ispod nje pod-porodica (lat. Subfamilia).

U zoologiji postoji konvencija da znanstveni nazivi porodica završavaju na -idae (primjer mačke, Felidae).

Za razliku od zoologije, u botanici imena porodica završavaju na -aceae (primjer Fagaceae). Imena porodica često se izvode iz imena naročito poznatog roda te porodice (primjer Liliaceae), ali i iz morfoloških osobitosti određene porodice.

Prenos signala (biologija)

Prenos signal u biologiji je mehanizam kojim se konvertuju mehanički/hemijski ćelijski stimulusi u specifični ćelijski odgovor. Prenos signala započinje sa receptorskim signalom, i završava se sa promenom čelijske funkcije.Transmembranski receptori premošćavaju ćelijsku membranu, i izlažu deo receptora izvan i deo unutar ćelije. Hemijski signal se vezuje za spoljašnju porciju receptora, menjajući njegov oblik i prenoseći drugi signal unutar ćelije. Neki hemijski glasnici, kao što je testosteron, mogu da prođu kroz ćelijsku membranu, i da se direktno vežu za receptore u citoplazmi ili nukleusu.

U pojedinim signalnim putevima postoji kaskada signala u ćeliji. Sa svakim korakom kaskade, signal može biti pojačan, tako da inicijalno slab signal može da rezultira u velikom odgovoru. Konačno, signal uzrokuje ćelijsku promenu, bilu u DNK izražavanju u jedru ili u aktivnosti enzima u citoplazmi.

Ovi procesi mogu da se izvrše u toku nekoliko milisekundi (za jonski fluks), minuta (za protein- i lipid-posredovanu kinaznu kaskadu), sati, ili dana (za izražavanje gena).

Receptor (biohemija)

Receptor je molekul proteina, ugrađen u bilo membranu ili citoplazmu ćelije, za koji se jedan ili više specifičnih vrsta signalnih molekula može vezati. Molekul se vezuje za receptor se zove ligand, i to može biti peptid (kratki protein) ili mali molekul, kao što je neurotransmiter, hormon, farmaceutski lek, ili toksin. Svaki tip receptora može vezati samo ligande određenog oblika. Svaka ćelija tipično ima mnoge receptore, iz mnogo različitih vrsta.Vezivanje liganda stabilizuje određenu konformaciju receptora (tre-dimenzionalni oblik receptor proteina, bez promene u sekvenci). To je često povezano sa dobitkom ili gubitkom proteinske aktivnosti, što obično dovodi do neke vrste celularnog responsa. Neki ligandi (npr. antagonisti) samo blokiraju receptore bez izazivanja odgovora. Ligand-indukovane promene u receptorima rezultiraju u ćelijskim promenama koje predstavljaju biološku aktivnost liganda. Mnoge funkcije ljudskog tela su regulisane jedinstvenim odgovorima receptora na specifične molekule.

Rod (taksonomija)

Rod je hijerarhijska stepenica u sistematici biologije.

Rod sadrži jednu ili više vrsta. Sve vrste unutar istog roda imaju uvijek dvodijelno ime, pri čemu prvi dio proizlazi iz naziva roda, dok je drugi dio opis same vrste, najčešće pridjev. Tako porodica dupina ima između ostaloga i rod Tursiops, unutar kojeg je vrsta Tursiops truncatus, veliki dupin ili u Jadranu nazvan i dobri dupin. Ovakvo dvodijelno imenovanje zasnovao je Carl von Linné kad ga je uveo u svom djelu Systema Naturae iz 1735.

Ako jedan rod sadrži samo jednu vrstu, takav se rod naziva monotipičnim. Rodovi se svrstavaju u porodice.

Stanovništvo

Stanovništvo jedne geografske teritorije predstavlja skup ljudi koji žive na njoj. Ljudsko stanovništvo se izučava naukama koja se nazivaju demografija, sociologija i geografija stanovništva. Jedna grana ekologije je biologija koja izučava sve vrste na planeti Zemlji, pa i ljudsku vrstu. Statistikom stanovništva se mere promene njenog broja u određenim vremenskim intervalima.

Obično se jednom stanovništvu pripisuje jedna teritorija, kapacitet naseljavanja (carrying capacity), koja ograničava porast broja stanovništva.

Vodonična veza

Vodonična veza (H-veza) je vrsta slabe hemijske veze zasnovane na elektrostatičkom privlačenju između atoma vodonika i nekog nukleofilnog atoma koji sadrži slobodne elektronske parove. Ova veza je moguća kada je vodonik povezan kovalentnom vezom sa atomom velike elektronegativnosti (npr. kiseonik, fluor, azot) pri čemu se parcijalno naelektrisanje jako delokalizuje na krajevima malih, kompaktnih molekula ovog tipa. Iako komparativno slaba, vodonična veza je oko 5 puta jača od drugih, standardnih interakcija tipa dipol-dipol.

Drugim rečima, N-veza je entalpijski povoljan, kvazi-linearni vodonični most između dva negativno polarizovana nevodonična atoma, koji dovodi jezgra nevodoničnih atoma na rastojanje manje od zbira hemijske veze donora i vodonika i odgovarajućih van der Valsovih radijusa.

H-O-H...OH2 - vodonična veza između dva molekula vode

O=C(R')-N(R)-H...O=C(R')-N(R)-H - vodonična veza između peptida.

Vodonična veza izmedju vodonika i fluora H-F:---H-F:Vodonična veza je najjača međumolekulska interakcija,molekuli povezani vodoničnom vezom imaju veću temperaturu topljenja i ključanja od onih bez nje.Vodonična veza obeležava se isprekidanim linijama.

Vrsta

Vrsta (lat. species) je u biologiji osnovna jedinica biološke raznovrsnosti. U naučnoj klasifikaciji, vrsti se daje dvojno latinsko ime: rod (genus) se stavlja prvi, nakon čega slijedi poseban epitet. Na primjer, ljudi pripadaju rodu homo i vrsti homo sapiens; prema tome, ime vrste je sasvim binomijalno, tj. dvoimeno, dakle ono se ne sastoji samo od drugog izraza (posebnog epiteta). Dvoimeni (binomijalni), kao i većinu drugih čisto formalnih aspekata bioloških kodova nomenklature, formalizovao je tokom 1700-ih Carolus Linnaeus, tako da se oni sada zovu "Linnaeusov sistem". U to vrijeme, za vrste se smatralo da predstavljaju nezavisne stvaralačke činove Boga, pa su prema tome uzimane kao objektivno stvarne i nepromjenljive.

Nakon pojavljivanja teorije evolucije, poimanje vrsta je prošlo kroz ogromne promjene u biologiji, mada je saglasnost o definiciji riječi tek trebalo donijeti. Najcitiraniju definiciju "vrste" po prvi put je skovao Ernst Mayr. Prema toj definiciji, nazvanoj pojam bioloških vrsta ili pojam izolacije vrsta, vrste su "skupine stvarnih ili mogućih prirodnih razmnožavanja unutar populacija koje su reproduktivno izolovane od drugih takvih skupina". Međutim, mnogi drugi pojmovi vrsta su također korišteni.

Uobičajena definicija određuje vrstu kao "grupu prirodnih populacija rasplodno izoliranih od drugih grupa". Rasplodna izoliranost znači da jedinke tih populacija iz nekog razloga međusobno spolno ne razmnožavaju, odnosno da njihovo eventualno potomstvo nije plodno. Iz tog razloga ne postoji značajan prijenos gena iz jedne populacije u drugu, pa se populacije vremenom genetski i morfološki udaljuju. Primjerice, konj (Equus caballus) i magarica (Equus asinus) su genetski dovoljno bliski da mogu stvoriti zajedničkog potomstvo, ali to potomstvo redovito nije plodno, zbog čega se konj i magarac smatraju odvojenim vrstama.

Naučno ime vrste poželjno je staviti u kurzivu.

Ćelija (biologija)

Ćelija ili stanica je osnovna strukturna i funkcionalna jedinica svih poznatih organizama. Često se naziva i "građevnom jedinicom života". Postoje jednostanični organizmi (npr. bakterije) i višestanični organizmi (npr. čovjek, 100 bilijuna stanica prosječnog promjera 10 µm i mase 1 nanograma). Najveća poznata stanica je nojevo jaje.

Stanična teorija koju su prvi predložili botaničar Matthias Jakob Schleiden i zoolog Theodor Schwann 1839. govori da su svi organizmi izgrađeni od jedne ili više stanica. Stanice mogu nastati samo iz postojećih stanica. Životne funkcije organizma se događaju unutar stanice koja sadrži i nasljednu uputu nužnu za regulaciju staničnih funkcija i prijenos informacija na sljedeću generaciju.

Riječ stanica dolazi od latinske riječi cellula (hrv. ćelija). Ime je odabrao Robert Hooke promatrajući tanke prereze pluta (stijenke mrtvih stanica).

Na drugim jezicima

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.