Biologia

Biologia (kreikan bios "elämä" ja logot , "puhe") on tieteen ja elävä . Se kattaa osan luonnontieteistä ja elävien olentojen luonnontieteellisestä historiasta .

Kuten elämä on monia muotoja ja hyvin eri mittakaavoissa, biologia ulottuu molekyyli- tasolla , on, että on solu , sitten organismi , että taso väestön ja ekosysteemin .

Etymologia

Termi biologia muodostuu kreikkalaisten kahden sanan bios (βιος) koostumuksesta ranskaksi "elämä" ja logos (λογος), joka tarkoittaa "puhetta, sanaa".

Tämä uudissana on luotu lopulla XVIII nnen  vuosisadan alussa ja XIX : nnen  vuosisadan ja itsenäisesti:

• in German by Theodor Georg August Roose 1797 Karl Friedrich Burdach vuonna 1800 ja Gottfried Reinhold Treviranus teoksessaan Biologie oder Philosophie der lebenden Natur , julkaistu Göttingen vuonna 1804;
• in French jonka ranskalainen luonnontieteilijä Jean-Baptiste de Lamarck hänen tutkimus järjestämisestä elävien elinten vuonna 1802:

"Kaiken, mikä on yleensä yhteistä kasveille ja eläimille, kuten kaikkien kullekin olennolle ominaisten kykyjen, poikkeuksetta, on oltava tietyn sellaisen tieteen ainutlaatuinen ja laaja kohde, jota ei ole vielä perustettu ja jota ei ole olemassa. jopa nimeä, ja annan biologian nimen. "

Lamarck löysi ensimmäistä kertaa käsityksen elävästä olentosta, joka tunnistaa omaperäisyyden elottomiin esineisiin verrattuna tekemättä luopumista fysiikan laeista, toisin kuin mitä oli taipumus tehdä vitalisteille ja fixisteille .

Sama Lamarck, kauan ennen biologian oppituntien antamista vuonna 1819 , erottaa maaperän fysiikan teoksessaan Hydrogeology , joka julkaistiin myös vuonna 1802, kolmeen osaan:

• meteorologian (tutkimus ilmakehän);
• hydrogeologisen (tutkimus epäorgaaninen kuori);
• biologia (elävien kehojen tutkimus).

Saksalaiset tiedemiehet käynnistävät Treviranuksen kutsusta huolellisen kasviston ja eläimistön inventaarion, jonka suorittavat ne, joita kutsutaan vastaavasti kasvitieteilijöiksi ja eläintieteilijöiksi. Puoliväliin mennessä XIX : nnen  vuosisadan kiinnostus toiminnot elävää biologista tutkimusta suunnattu fysiologia .

Tarina

Perustamisperiaatteet

Kohteen määritelmä

Biologian kohteena on elävä olento ja koko elämä ja sen toiminta. Mutta mikä on elävä olento? Kuinka se eroaa elottomista esineistä ja koneista  ? Ja mikä on elämä? Näihin kysymyksiin biologeilla ei tällä hetkellä ole tarkkaa vastausta, joka on tiedeyhteisössä yksimielinen . Jotkut heistä, eivätkä vähäisimmätkin, jopa ajattelevat, että nämä kysymykset ovat kiistanalaisia.

Siten Claude Bernard julistaa ensimmäisessä eläimille ja kasveille yhteisiä elämänilmiöitä koskevista oppitunneista (1878) nimenomaisesti, että elämän käsitteen ei tarvitse määritellä a priori, koska biologian on oltava kokeellista tiedettä; tämä olisi a priori määritelmä ja "menetelmä, joka koostuu kaiken määrittelemisestä ja johtopäätöksestä määritelmästä, voi olla sopiva mielentieteille, mutta se on vastoin itse kokeellisten tieteiden henkeä" . Näin ollen ”riittää, että olemme yhtä mieltä sanan elämän käyttää sitä” , ja ”se on näennäistä ja kimeeriproteiini vastoin henki tieteen, etsimään ehdoton määritelmä” .

Biologia näyttää pysyneen uskollisena tälle käsitykselle, koska se ei edelleenkään määrittele tarkasti elämän käsitettä voidakseen rajoittua "luonnollisten asioiden" analyysiin tai joskus osittain ihmisten luomiin (valinnan ja sitten geenitekniikan kautta), jotka ovat yleisiä mielessä nimetään eläväksi. Tämän analyysin avulla voidaan tuoda esiin tietty määrä näille tutkimuskohteille yhteisiä piirteitä ja soveltaa näin elämisen määrittelijää muihin esineisiin, joilla on samat ominaisuudet. Tämä yksinomaan analyyttinen ja kokeellinen menetelmä on merkittävästi vahvistanut biologin työn tehokkuutta ja tieteellisyyttä verrattuna Claude Bernardin aikaisempiin usein spekulatiivisiin käsityksiin . Se aiheutti kuitenkin "fysikaation" sellaisen, että joskus voi tuntua, että biologian tekemiseksi tieteelliseksi oli välttämätöntä kieltää sen kohteen spesifisyys.

Itse asiassa jotkut biologit toteavat, että ”elämää ei ole olemassa! » Tai tarkemmin sanottuna, että se olisi yksi fysikaalis-kemiallinen prosessi muiden joukossa.

Ensimmäinen näistä on todennäköisesti Albert Szent-Györgyi , Nobelin lääkepalkinto vuonna 1937 , joka sanoi:

”Elämää sellaisenaan ei ole, kukaan ei ole koskaan nähnyt sitä. "

Tunnetuin on François Jacob  :

”Emme enää kyseenalaista elämää laboratorioissa tänään. Emme enää yritä määritellä sen ääriviivoja. […] Nykyään biologia on kiinnostunut elävän maailman algoritmeista. "

Viime aikoina tämä on myös Henri Atlanin kanta  :

”Biologian kohde on fysikaalis-kemiallinen. Heti kun teemme biokemian ja biofysiikan, ja kun ymmärrämme fysikaalis-kemialliset mekanismit, jotka selittävät elävien olentojen ominaisuudet, niin elämä häviää! Nykyään molekyylibiologin ei tarvitse käyttää sanaa "elämä" työssään. Tämä voidaan selittää historiallisesti: se käsittelee kemiaa, joka esiintyy luonnossa, tietyssä määrässä tiettyjä fysikaalis-kemiallisia järjestelmiä, joilla on erityisiä ominaisuuksia ja jota kutsutaan eläimiksi tai kasveiksi, siinä kaikki! "

Tämä viimeinen lainaus kuvaa elämän ja elävien olentojen tutkimuksen sekaannusta , jossa kiusaus pelkistää biologia molekyylibiologiaksi ilmenee kieltämällä elävät olennot kemian salliman tasauksen ansiosta , mikä tahansa spesifisyys. ei yksinkertainen fysikaalis-kemiallinen ero. Toisin sanoen on houkuttelevaa erottaa elävä elottomasta pelkistämällä biologia molekyylibiologiaksi vain kriteereillä, joilla molekyylibiologia erotetaan muusta kemiasta.

Tämä elävien olentojen spesifisyyden hylkääminen tulee käsityksestä, jossa elävän ja elämättömän välillä ei ole epäjatkuvuutta yhtenäisen ja yhtenäisen maailmankaikkeuden ylläpitämiseksi. Siksi myönnämme asteittaisen porrastuksen elottomien ja elävien välillä sekä nykyisissä muodoissa (virukset, joiden oletetaan olevan elävän ja eloton rajalla) että maan ulkonäössä maapallolla (tämä ulkonäkö ymmärretään progressiivisena prebioottisena vaiheena ilman merkittävä epäjatkuvuus). Itse asiassa tämä materialistiseksi haluavien elävien erityispiirteiden hylkääminen yksinkertaisesti sekoittaa epistemologisen materialismin ja aineen tieteet. Tieteen, mukaan lukien biologia, on oltava materialistista, kukaan ei sano päinvastaista. Mutta pitäisikö niiden kaikkien olla vain aineen tieteet? Fysiikka on jo pitkään ollut mallitiede kaikille muille, niin paljon, että se on tullut sekoitettavaksi epistemologisen materialismin ihanteeseen.

Puhuminen elämän käsitteestä, elävän olennon spesifisyydestä on biologiassa altistaa itsensä vitalistiksi , jopa animistiksi , koska sen poikkeavat vähän fysikaalis-kemiallisesta aineesta, ja sen pitäisi tulla epistemologisesta materialismista. . Niin paljon, että nykyään meillä on vaikutelma, että biologian tavoitteena ei ole niinkään elämän (tai elävän olennon tutkiminen siinä, mitä sillä on erityistä elottomaan esineeseen nähden) kuin sen puhdas ja yksinkertainen kieltäminen, elämän tasaaminen ja yhdistäminen maailmankaikkeus fysikaalisen kemian avulla. Ikään kuin yhtenäisyyden vuoksi olisi parempi kieltää jatkuvuuden ratkaisut kuin ymmärtää niitä.

Toinen lähestymistapa on järjestelmällisempi, kuten Jacob (1970) tiivistää: ”Mikä tahansa biologian käsittelemä esine edustaa systeemijärjestelmää; se on itse osa korkeamman asteen järjestelmää, joskus noudattaa sääntöjä, joita ei voida päätellä sen omasta analyysistä "  ; se on yksi tieteellisen ekologian ja sen "ekosysteemilähestymistavan" perusteista.

Elävien olentojen spesifisyyttä koskevaa ongelmaa ei siis ole vielä ratkaistu nykyaikaisessa biologiassa, jolla ei siis ole selkeää ja selkeää määritelmää kohteensa. Tätä ongelmaa peitetään vain monin tavoin, ja kaikilla on taipumus palauttaa parempien puuttuessa Descartesin käsitys elävästä olennasta enemmän tai vähemmän kuin hyvin monimutkainen kone . Harvat biologeista ovat eri mieltä tästä arvioinnista edistämällä tarkempaa ja todellisuutta lähempänä olevaa käsitystä elävistä olennoista. Tietyt teoreettisen biologian teokset pyrkivät kuitenkin voittamaan nämä rajoitukset, kuten Francisco Varela , Robert Rosen tai Stuart Kauffman. Panos on silloin usein biologian ja fysiikan ero.

Evoluutio

Ensimmäisen teorian elävien olentojen evoluutiosta esitti Jean-Baptiste Lamarck kirjassaan Philosophie Zoologique vuonna 1809 . Kuten otsikosta käy ilmi, se on filosofisen järjestelmän muoto, vaikka se luo olennaisen perustan elävien olentojen ja niiden evoluution ymmärtämiselle. Viisikymmentä vuotta myöhemmin, vuonna 1859 , lajien alkuperä julkaistiin , Charles Darwin tarjosi tieteellisen selityksen evoluutiosta yksinkertaisen mekanismin muodossa luonnollisen valinnan periaatteella . Ajan myötä Darwinin alkuperäinen teoria puhdistettiin biologien suorittamien kokeiden ja havaintojen tuloksilla. Nykyinen konsensusteoria on synteettisen evoluutioteorian teoria , jota kutsutaan myös uusdarvinismiksi.

Elämän evoluutiomuodosta on keskusteltu jo kauan, ja jotkut tiedeyhteisön ulkopuoliset ihmiset jopa kyseenalaistavat sen, mutta mikään näistä evoluutioteoriaa koskevista väitteistä ei ole tieteellisesti perusteltu. Tiedeyhteisö on sittemmin laajalti hyväksynyt elämän evoluution tosiasiana, jonka kokemus ja havainnot osoittavat monissa tilanteissa, erityisesti:

• tutkittaessa fossiileja vuonna paleontologian joka osoittaa kehitys elämänmuotojen ajan;
• vertaileva anatomia jossa korostetaan morfologisia yhtäläisyyksiä Silti erilaisia eläimiä;
• perintö , joka selittää geneettinen vaihtelut sukupolvelta toiselle;
• useiden organismien perimän vertaileva tutkimus, joka osoittaa suuremman tai pienemmän etäisyyden filogeneettisessä puussa , mikä mahdollistaa eri elämänmuotojen evoluution ja etäisyyden jäljittämisen;
• selektiivinen viljely kasvien ja domestication eläinten ovat hakemuksen ihmisten periaatetta luonnollinen valinta.

Monimuotoisuus

Jos biologia on niin laajaa, se johtuu elävien olentojen äärimmäisestä monimuotoisuudesta, jota esiintyy niin monessa muodossa, että on vaikea erottaa yhteisiä seikkoja. Elävien olentojen hierarkia on kuitenkin toteutettu, mikä kuuluu systemaattisuuden ja taksonomian alueeseen . Kaikki elävät olennot on jaettu kolmeen alueeseen:

• bakteerit  ;
• archaea  ;
• eukaryootit .

Universaalisuus

Kaikilla elämänmuodoilla on eroja, mutta niillä on yhteisiä piirteitä. Joka johtaa uskovat, että elämä maapallolla on yhdestä ja samasta elämänmuotoa, nimeämää lyhenteellä on LUCA (varten Englanti  : Viimeinen yleismaailmallinen yhteinen esi ), jotka olisivat esiintyneet maapallolla ainakin siellä on 2500000000vuosi.

Elävien olentojen tärkeimmät universaalit ominaisuudet ovat:

• hiili joka sen fyysiset ominaisuudet, toimii "luuranko" kaikille orgaanisia yhdisteitä;
• DNA ja RNA , jotka tukevat genomin ja varmistaa lähetyksen jälkimmäinen jälkeläisten lisääntymisen  ;
• solu , joka on pienin elävä yksikkö. Tästä viimeisestä kohdasta keskustellaan tiedeyhteisössä, koska jotkut biologit pitävät viruksia elävinä, vaikka ne eivät ole soluja.

Opintoalat

Aineen erittäin laajan luonteen vuoksi biologian tutkimus edellyttää jakoa tutkimusaloihin. Hieman "pelkistävä" lähestymistapa, mutta sen etuna on teemojen selventäminen, koostuu organisaatiotasojen määrittelemisestä. Pyrkimykseksi saada kattavampi käsitys biologiasta on tietysti luotu siltoja eri tieteenalojen välille. Mahdollistaa eri alkuperäiskohteiden, kuten molekyylibiologian, biotekniikan, toksikologian, lääketieteellisen tutkimuksen, tutkimisen.

Asumisen rakenne

Kentät tutkimalla rakennetta elävien asiat ovat tällä atomitasolla varten molekyylibiologian ja solun mittakaavassa solubiologian.

Molekyylibiologian ala tutkii elävien olentojen perusyhdisteitä, kuten DNA: ta ja proteiineja . Pitkän ajan uskottiin, että eläviä olentoja koskevat kemian lait poikkesivat elottomasta aineesta. Mutta monien orgaanisten yhdisteiden synteesin jälkeen on selvää, että kemialliset lait ovat samat kuin epäorgaanisilla aineilla. Mikään elintärkeä voima ei hengitä ainetta elämään, kuten aiemmin ajateltiin vitalistisen teorian kanssa .

Mikroskoopin kehitys, jolla Robert Hooke löysi solut vuonna 1665, merkitsi solubiologian syntymää ja epäilemättömän maailman syntymistä. Tämä löytö ja monet seuranneet mahdollistivat tiettyjen ilmiöiden selittämisen, kuten senhetkisen spontaanin sukupolven . Tässä mittakaavassa kohtaamme ensimmäiset elävät organismit.

Anatomia ja fysiologia

Rakenteellisessa ja toiminnallisessa mielessä biologia kattaa myös kaikki tieteenalat, klassisen ja modernin, jotka tutkivat rakenteita, kuten kudoksia, joilla on histologia, tai elimiä, joilla on anatomia. Fysiologia tutkii elävien organismien mekaanisia, fysikaalisia ja biokemiallisia periaatteita ja on jaettu kahteen osaan: kasvifysiologiaan ja eläinfysiologiaan.

Monimuotoisuus ja evoluutio

Elävien olentojen äärimmäinen monimuotoisuus ei millään tavalla estä ryhmittelyä kokonaisuuksiin tai taksoneihin ( taksonomia ), niiden suhteita toisiinsa ja luokittelua ( systemaattinen ).

Vuorovaikutukset

Elävien olentojen vuorovaikutus keskenään ja linkit, jotka yhdistävät heidät ympäristöönsä, ovat ekologian alue. Etologia tutkii eläinten käyttäytymistä luonnossa.

Tarkkailutasot ja tieteenalat

Biotieteet ovat monet tieteenalojen ja alalajeja enemmän tai vähemmän toisiinsa ja joskus päällekkäisiä. Nämä tieteenalat on järjestetty joko havainnointitason, metodologisen lähestymistavan tai tutkitun organisaatiotyypin mukaan.

Sovellukset

Löytöjen sovelluksia biologiassa on lukuisia ja hyvin läsnä ihmisen jokapäiväisessä elämässä. Viime vuosikymmenien merkittävimmät edistysaskeleet lääketieteessä ovat lähinnä löydöksiä ihmiskehon toiminnasta. Farmaseuttinen kenttä on myös hyötyä edistysaskelista orgaanisen kemian.

Viime aikoina DNA: n rakenteen löytäminen ja perinnöllisyyden parempi ymmärtäminen ovat mahdollistaneet elävien olentojen hienomuodostamisen Ja sovellusten löytämisen maatalous- ja elintarvikealalla .

Biologialla voi olla sovelluksia myös kriminologiassa . Vuonna Revue française de criminologie et de droit penal , Laurent Lemasson esittää kolme korrelaatiota biologian ja rikollisuuden esiin eri tutkijat: läsnä ollessa MAOA ja HTR2B geenien suuri osa rikollisia; aivojen etu- ja ajallisten alueiden epänormaali toiminta; lopuksi fysiologisen ali-kiihottumisen tila toistuvissa rikoksentekijöissä.

Vaikutukset yhteiskuntaan

Koska kehitys molekyylibiologian ja solufysiologia toisella puoliskolla XX : nnen  vuosisadan kehitys biologian on tullut päivittäin ja on valtava vaikutus yhteiskuntaan: ymmärtäminen molekyylitason mekanismeja satoja sairauksia, parantaa syöpähoitojen, ymmärtäminen neurologisten mekanismeja, parantaa hoitoa mielisairauksien ja seulomalla geenivirheitä kohdussa . Molekyylien evoluution, lajien evoluution fyysisen substraatin, paremman ymmärtämisen ansiosta eläimille tehdyt löydöt, mukaan lukien C. elegans tai Drosophila- kärpänen matot , voidaan siirtää ihmisille , joiden mekanismien on osoitettu olevan molekyyli segmentointi kehon aikana embryogeneesi ovat samat kuin ihmisellä, ja yleisesti kaikille eläville metazoans .

Biologian erittäin nopea kehitys aiheuttaa kuitenkin joskus filosofisia kysymyksiä , vakavia huolenaiheita ja jopa voimakkaan vastustuksen tietyiltä järjestöiltä tai kansalaisjärjestöiltä . Näitä ovat kloonaus , geneettisesti muunnetut organismit (GMO) , sekvensointi ja niihin liittyvät henkisen omaisuuden kysymykset .

• Animalia - Bos primigenius taurus

• Planta - Triticum

• Sienet - Morchella esculenta

• Stramenopila / Chromista - Fucus serratus

• Bakteerit - Gemmatimonas aurantiaca (- = 1 mikrometri)

• Archaea - halobakteerit

• Virus - gammafaagi

Huomautuksia ja viitteitä

1. Peter H Raven , Kenneth A Mason, Georges B Johnson, Jonathan B Losos, Susan R Singer, biologia , De Boeck Supérieur ,2017( lue verkossa ) , s.  2
2. "Logot ja biologia. Etymologia ja historia ”, CNRTL- leksikaalinen portaali verkossa.
3. afblum.be  : Kreikan alkuperää olevien juurihakemisto , jota käytetään biologisten tieteiden terminologiassa. P rs  Geerinck ja Balleux. Biologiaa Athénée Fernand Blum , näytetty 1 st päivänä syyskuuta 2014.
4. Jean-Claude Laberche, Kasvibiologia , kokoelma "Sciences sup", Dunod-painokset , Pariisi, 1999, s.  3 ( ISBN  2-10-004548-2 ) .
5. Katso Erwin Schrödinger , Mikä on elämä? , 1944.
6. 1948; mainitsema Henri Atlan , 1994.
7. François Jacob , Elävien logiikka, perinnöllisyyden historia , 1970, s.  321 .
8. Henri Atlan , Kysymys elämästä ,   toim. Kynnys, 1994, s.  43-44 .
9. Katso André Pichot , Elämän käsitteen historia , 1993, Johtopäätökset; Gérard Nissim Amzallag , tehdas mies, varten autonomiaa elävän , 2002.
10. (vuonna) Giuseppe Longo, Mael Montevil ja Stuart Kauffman , "  No Entailing Laws, goal Enablement in the Evolution of the Biosphere  " , Proceedings of the 14th Annual Companion on Genetic and Evolutionary Computation , ACM, Gecco '12,1. st tammikuu 2012, s.  1379–1392 ( ISBN  9781450311786 , DOI  10.1145 / 2330784.2330946 , luettu verkossa , käytetty 4. joulukuuta 2016 ).
11. Giuseppe Longo ja Maël Montévil , Perspectives on Organisms , Springer ( DOI  10.1007 / 978-3-642-35938-5 , lue verkossa ).
12. Charles Darwin , Lajien alkuperä [kaksisataa vuotta painos], käännös. Berra ohjaa P. Tort, koordinaattori. kirjoittanut M. Prum. Edeltää Patrick Tort : ”Syntynyt 20-vuotiaana. L'Originen synty ja nuoruus  ”. Pariisi, klassikkovalio, 2009.
13. Bertrand Jordan, "  Silti rikoksen geeni"?  », Lääketiede / Sciences , voi.  31,2015( lue verkossa ).
14. (in) Adrian Raine, Monte Buchsbaum ja Lori LACASSE, "  Brain poikkeavuudet Murderers Osoitetaan positroniemissiotomografia  " .
15. (in) Jonathan Wells, "  Low leposyke yhteydessä tulevaan väkivaltaiseen epäsosiaalisen käytöksen tai '  ' , Telegraph .uk ,17. syyskuuta 2015( lue verkossa ).

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

• Biologian historia
• Kuuluisia biologeja
• Digitaalinen biologia
• Biosysteeminen
• Elävien syntymä
• Elämä muilla planeetoilla

Bibliografia