جميع العلوم المتعلقة بعلم الأحياء. العلوم البيولوجية وطرقها

يشمل علم الأحياء حاليًا عددًا من العلوم التي يمكن تنظيمها وفقًا للمعايير التالية: موضوعوالسائدة طُرقالبحث والدراسة مستوى تنظيم الحياة البرية. حسب موضوع الدراسة تنقسم العلوم البيولوجية إلى علم البكتيريا وعلم النبات وعلم الفيروسات وعلم الحيوان وعلم الفطريات.

علم النباتهو علم الأحياء الذي يدرس النباتات والغطاء النباتي للأرض بشكل شامل. علم الحيوان- فرع من علم الأحياء، علم التنوع والبنية والحياة والتوزيع وعلاقة الحيوانات بالبيئة وأصلها وتطورها. علم الجراثيم- علم الأحياء الذي يدرس بنية البكتيريا ونشاطها الحيوي ودورها في الطبيعة. علم الفيروساتهو العلم البيولوجي الذي يدرس الفيروسات. الكائن الرئيسي علم الفطرياتهي الفطر وبنيتها وخصائص نشاطها الحيوي. علم الأشنة- العلوم البيولوجية التي تدرس الأشنات. غالبًا ما يتم أخذ علم البكتيريا والفيروسات وبعض جوانب علم الفطريات في الاعتبار علم الاحياء المجهري- قسم الأحياء علم الكائنات الحية الدقيقة (بكتيريا وفيروسات و الفطريات المجهرية).علم اللاهوت النظامي،أو التصنيف,- علم الأحياء الذي يصف ويصنف إلى مجموعات جميع الكائنات الحية والمنقرضة.

في المقابل، ينقسم كل من العلوم البيولوجية المدرجة إلى الكيمياء الحيوية، وعلم التشكل، وعلم التشريح، وعلم وظائف الأعضاء، وعلم الأجنة، وعلم الوراثة، والتصنيف (للنباتات أو الحيوانات أو الكائنات الحية الدقيقة). الكيمياء الحيويةهو علم التركيب الكيميائيالمادة الحية، العمليات الكيميائية التي تحدث في الكائنات الحية وأساس نشاطها الحيوي. علم التشكل المورفولوجيا- علم الأحياء الذي يدرس شكل وبنية الكائنات الحية، وكذلك أنماط تطورها. بالمعنى الواسع، يشمل علم الخلايا وعلم التشريح وعلم الأنسجة وعلم الأجنة. التمييز بين مورفولوجية الحيوانات والنباتات. تشريحهو فرع من فروع علم الأحياء (أو بالأحرى علم التشكل) وهو علم يدرس الهيكل الداخليوشكل الأعضاء والأنظمة الفردية والكائن الحي ككل. يعتبر تشريح النبات جزءًا من علم النبات، وتشريح الحيوان جزءًا من علم الحيوان، وتشريح الإنسان علمًا منفصلاً. علم وظائف الأعضاء- العلوم البيولوجية التي تدرس عمليات النشاط الحيوي للكائنات النباتية والحيوانية وأنظمتها الفردية وأعضائها وأنسجتها وخلاياها. هناك فسيولوجيا النباتات والحيوانات والبشر. علم الأجنة (علم الأحياء التنموي)- فرع من فروع علم الأحياء، وهو علم التطور الفردي للكائن الحي، بما في ذلك تطور الجنين.

هدف علم الوراثةهي أنماط الوراثة والتقلب. حاليًا، يعد أحد أكثر العلوم البيولوجية تطورًا ديناميكيًا.

وفقًا لمستوى تنظيم الطبيعة الحية التي تمت دراستها، يتم التمييز بين البيولوجيا الجزيئية وعلم الخلايا وعلم الأنسجة وعلم الأعضاء وبيولوجيا الكائنات الحية والأنظمة فوق العضوية. البيولوجيا الجزيئيةهو أحد أحدث أقسام علم الأحياء، وهو العلم الذي يدرس، على وجه الخصوص، تنظيم المعلومات الوراثية والتخليق الحيوي للبروتين. علم الخلية،أو بيولوجيا الخلية,- العلوم البيولوجية التي يكون موضوع دراستها خلايا أحادية الخلية و الكائنات متعددة الخلايا.علم الانسجة- العلوم البيولوجية، قسم من التشكل، والهدف منه هو بنية أنسجة النباتات والحيوانات. الى المجال علم الأعضاءتشمل التشكل والتشريح وعلم وظائف الأعضاء لمختلف الأعضاء وأنظمتها.

بيولوجيا الكائنات الحية تشمل جميع العلوم التي تتناول الكائنات الحية، على سبيل المثال، علم الأخلاقعلم سلوك الكائنات الحية.

تنقسم بيولوجيا الأنظمة فوق العضوية إلى الجغرافيا الحيوية وعلم البيئة. دراسات توزيع الكائنات الحية الجغرافيا الحيوية,بينما علم البيئة- تنظيم وعمل الأنظمة فوق العضوية على مختلف المستويات: السكان، والتكاثر الحيوي (المجتمعات)، والتكاثر الحيوي (النظم البيئية) والمحيط الحيوي.

وفقًا لطرق البحث السائدة، يمكن تحديد البيولوجيا الوصفية (على سبيل المثال، التشكل)، والتجريبية (على سبيل المثال، علم وظائف الأعضاء) والبيولوجيا النظرية.

إن الكشف عن انتظام هيكل وعمل وتطور الطبيعة الحية على مختلف مستويات تنظيمها وشرحها هو مهمة علم الأحياء العام.ويشمل الكيمياء الحيوية، والبيولوجيا الجزيئية، وعلم الخلايا، وعلم الأجنة، وعلم الوراثة، وعلم البيئة، والعلوم التطورية والأنثروبولوجيا. العقيدة التطوريةيدرس الأسباب القوى الدافعةوالآليات والأنماط العامة لتطور الكائنات الحية. أحد أقسامها هو علم الحفريات- العلم وموضوعه بقايا الكائنات الحية الأحفورية. الأنثروبولوجيا- قسم علم الأحياء العام، علم أصل الإنسان وتطوره كنوع بيولوجي، وكذلك تنوع المجموعات السكانية الإنسان المعاصروأنماط التفاعل بينهما.

يتم تخصيص الجوانب التطبيقية لعلم الأحياء في مجال التكنولوجيا الحيوية والتربية وغيرها من العلوم سريعة التطور. التكنولوجيا الحيويةيسمى العلم البيولوجي الذي يدرس استخدام الكائنات الحية والعمليات البيولوجية في الإنتاج. يستخدم على نطاق واسع في المواد الغذائية (الخبز، صناعة الجبن، التخمير، إلخ) والصناعات الدوائية (الحصول على المضادات الحيوية والفيتامينات)، لتنقية المياه، إلخ. اختيار- علم طرق تربية سلالات الحيوانات الأليفة وأصنافها النباتات المزروعةوسلالات الكائنات الحية الدقيقة ضروري للشخصملكيات. يُفهم الانتقاء أيضًا على أنه عملية تغيير الكائنات الحية التي يقوم بها الإنسان لتلبية احتياجاته.

يرتبط تقدم علم الأحياء ارتباطًا وثيقًا بنجاح العلوم الطبيعية والدقيقة الأخرى، مثل الفيزياء والكيمياء والرياضيات وعلوم الكمبيوتر وما إلى ذلك. على سبيل المثال، سيكون الفحص المجهري والموجات فوق الصوتية (الموجات فوق الصوتية) والتصوير المقطعي والعمليات الأخرى التي تحدث في الأنظمة الحية مستحيل دون استخدام الأساليب الكيميائية والفيزيائية. يسمح استخدام الأساليب الرياضية، من ناحية، بتحديد وجود اتصال منتظم بين الأشياء أو الظواهر، لتأكيد موثوقية النتائج التي تم الحصول عليها، ومن ناحية أخرى، لنمذجة ظاهرة أو عملية. في مؤخراأصبحت أساليب الكمبيوتر، مثل النمذجة، ذات أهمية متزايدة في علم الأحياء. عند تقاطع علم الأحياء والعلوم الأخرى، ظهر عدد من العلوم الجديدة، مثل الفيزياء الحيوية، والكيمياء الحيوية، وعلم الإلكترونيات الحيوية، وما إلى ذلك.

علم الأحياء هو العلم الذي يدرس الكائنات الحية.ويكشف عن أنماط الحياة وتطورها كظاهرة خاصة للطبيعة.

من بين العلوم الأخرى، يعد علم الأحياء تخصصًا أساسيًا، وأحد الفروع الرائدة في العلوم الطبيعية.

يتكون مصطلح "علم الأحياء" من كلمتين يونانيتين: "bios" - الحياة، و"logos" - العقيدة، العلم، المفهوم.

تم استخدامه لأول مرة للإشارة إلى علم الحياة في أوائل التاسع عشر. تم ذلك بشكل مستقل بواسطة J.-B. لامارك وج. تريفيرانوس، ف. بورداش. في هذا الوقت، تم فصل علم الأحياء عن العلوم الطبيعية.

يدرس علم الأحياء الحياة بكل مظاهرها. موضوع علم الأحياء هو الهيكل وعلم وظائف الأعضاء والسلوك والتطور الفردي والتاريخي للكائنات الحية وعلاقتها مع بعضها البعض والبيئة. ولذلك، فإن علم الأحياء هو نظام، أو معقد، من العلوم المترابطة إلى حد كبير. نشأت علوم بيولوجية مختلفة عبر تاريخ تطور العلوم نتيجة للعزلة مناطق مختلفةدراسة الحياة البرية.

باعتبارها فروعًا رئيسية لعلم الأحياء، يتم تمييز علم الحيوان وعلم النبات وعلم الأحياء الدقيقة وعلم الفيروسات وما إلى ذلك كعلوم تدرس مجموعات من الكائنات الحية التي تختلف في الجوانب الرئيسية للبنية والحياة. ومن ناحية أخرى، أدت دراسة الأنماط العامة للكائنات الحية إلى ظهور علوم مثل علم الوراثة، وعلم الخلايا، والبيولوجيا الجزيئية، وعلم الأجنة، وما إلى ذلك. دراسة بنية الكائنات الحية ووظيفتها وسلوكها وعلاقاتها وخصائصها. التطور التاريخيأدى إلى ظهور التشكل وعلم وظائف الأعضاء وعلم السلوك والبيئة والعقيدة التطورية.

يدرس علم الأحياء العام الخصائص وأنماط التطور ووجود الكائنات الحية والنظم البيئية الأكثر عالمية.

هكذا، علم الأحياء هو نظام للعلوم.

وقد لوحظ التطور السريع في علم الأحياء في النصف الثاني من القرن العشرين. وكان هذا يرجع في المقام الأول إلى الاكتشافات في مجال البيولوجيا الجزيئية.

على الرغم من تاريخها الغني، لا تزال الاكتشافات في العلوم البيولوجية مستمرة، والمناقشات جارية، ويتم مراجعة العديد من المفاهيم.

في علم الأحياء، يتم إيلاء اهتمام خاص للخلية (لأنها الوحدة الهيكلية والوظيفية الرئيسية للكائنات الحية)، والتطور (لأن الحياة على الأرض قد تطورت)، والوراثة والتقلب (الأساس لاستمرارية الحياة وقابليتها للتكيف).

هناك عدد من المستويات المتعاقبة لتنظيم الحياة: الجيني الجزيئي، والخلوي، والكائن الحي، والأنواع السكانية، والنظام البيئي. تتجلى الحياة في كل منها بطريقتها الخاصة، والتي تدرسها العلوم البيولوجية ذات الصلة.

قيمة علم الأحياء للإنسان

بالنسبة للشخص، المعرفة البيولوجية لها في المقام الأول المعنى التالي:

• توفير الغذاء للبشرية.
• الأهمية البيئية- السيطرة على البيئة بحيث تكون مناسبة للحياة الطبيعية.
• الأهمية الطبية - زيادة مدة ونوعية الحياة، ومكافحة الالتهابات و الأمراض الوراثية، تطوير الأدوية.
• القيمة الجمالية والنفسية.

يمكن اعتبار الإنسان أحد نتائج تطور الحياة على الأرض. لا تزال حياة الناس تعتمد بشكل كبير على الآليات البيولوجية العامة للحياة. وبالإضافة إلى ذلك فإن الإنسان يؤثر في الطبيعة ويختبر آثارها في نفسه.

الأنشطة البشرية (تطوير الصناعة و زراعة) ، تسبب النمو السكاني القضايا البيئيةعلى الكوكب. هناك تلوث البيئة وتدمير المجتمعات الطبيعية.

لحل المشاكل البيئية، من الضروري فهم الأنماط البيولوجية.

بالإضافة إلى ذلك، فإن العديد من فروع علم الأحياء مهمة لصحة الإنسان (الأهمية الطبية). تعتمد صحة الإنسان على الوراثة والبيئة المعيشية وأسلوب الحياة. من وجهة النظر هذه، فإن أقسام علم الأحياء مثل الوراثة والتقلب، والتنمية الفردية، والبيئة، والتعاليم حول المحيط الحيوي والغلاف النووي هي الأكثر أهمية.

تحل البيولوجيا مشكلة تزويد الناس بالغذاء والأدوية. المعرفة البيولوجية تكمن وراء تطور الزراعة.

هكذا، مستوى عالتطور علم الأحياء هو شرط ضروريرفاهية البشرية.

علم الأحياء (من الكلمات اليونانية bios - الحياة والشعارات - العلوم) - مجموعة العلوم المتعلقة بالحياة البرية. يدرس علم الأحياء جميع مظاهر الحياة، وبنية ووظائف الكائنات الحية ومجتمعاتها، وتوزيع وأصل وتطور الكائنات الحية، وعلاقتها مع بعضها البعض ومع الطبيعة غير الحية.

تتميز الطبيعة الحية بمستويات مختلفة من تنظيم هياكلها، حيث يوجد تبعية معقدة. تشكل جميع الكائنات الحية مع البيئة المحيط الحيوي الذي يتكون من التكاثر الحيوي. وهي بدورها تشمل التكاثر الحيوي الذي يتكون من مجموعات سكانية. يتكون السكان من الأفراد. يتكون أفراد الكائنات متعددة الخلايا من أعضاء وأنسجة تتكون من خلايا مختلفة. كل مستوى من مستويات تنظيم الحياة له أنماطه الخاصة. تتم دراسة الحياة على كل المستويات من خلال الفروع المقابلة لعلم الأحياء الحديث.

لدراسة الحياة البرية، يستخدم علماء الأحياء أساليب مختلفة: ملاحظة تسمح لك بوصف ظاهرة معينة؛ المقارنة، التي تجعل من الممكن إنشاء أنماط مشتركة بين الظواهر المختلفة في الحياة البرية؛ التجربة، أو التجربة، عندما يخلق الباحث نفسه بشكل مصطنع موقفا يساعد على الكشف عن خصائص معينة للأشياء البيولوجية. تسمح الطريقة التاريخية، على أساس البيانات المتعلقة بالعالم العضوي الحديث وماضيه، بتعلم عمليات تطور الطبيعة الحية. بالإضافة إلى هذه الطرق الأساسية، يتم استخدام العديد من الطرق الأخرى.

تعود أصول علم الأحياء إلى العصور القديمة. كانت أوصاف الحيوانات والنباتات والمعلومات حول علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء للإنسان والحيوان ضرورية للأنشطة العملية للناس. إحدى المحاولات الأولى لفهم ظواهر الحياة وإدخالها في النظام، لتعميم المعرفة والأفكار البيولوجية المتراكمة، قام بها العلماء والأطباء اليونانيون القدماء، ومن بعدهم الرومان القدماء، أبقراط، أرسطو، جالينوس وآخرون. كانت هذه الآراء، التي طورها علماء عصر النهضة، بمثابة بداية علم النبات الحديث وعلم الحيوان وعلم التشريح وعلم وظائف الأعضاء والعلوم البيولوجية الأخرى.

في القرون السادس عشر إلى السابع عشر. الخامس بحث علميإلى جانب الملاحظة والوصف، أصبحت التجربة مستخدمة على نطاق واسع. في هذا الوقت، يتم تحقيق النجاحات الرائعة عن طريق التشريح. في أعمال العلماء المشهورين في القرن السادس عشر. وضع A. Vesalius وM.Servita الأسس للأفكار حول الهيكل نظام الدورة الدمويةالحيوانات. كان هذا بمثابة الاكتشاف العظيم في القرن السابع عشر. - عقيدة الدورة الدموية التي ابتكرها الإنجليزي دبليو هارفي (1628). وبعد بضعة عقود، اكتشف الإيطالي م. مالبيغي الشعيرات الدموية بالمجهر، مما جعل من الممكن فهم مسار الدم من الشرايين إلى الأوردة.

أدى إنشاء المجهر إلى توسيع إمكانيات دراسة الكائنات الحية. اتبعت الاكتشافات واحدة تلو الأخرى. يفتح الفيزيائي الإنجليزي ر. هوك البنية الخلويةالنباتات والهولندي أ. ليفينهوك - حيوانات وحيدة الخلية وكائنات دقيقة.

في القرن الثامن عشر. لقد تراكمت بالفعل الكثير من المعرفة حول الحياة البرية. هناك حاجة لتصنيف جميع الكائنات الحية، لإدخالها في النظام. في هذا الوقت، تم وضع أسس علم اللاهوت النظامي. وكان الإنجاز الأكثر أهمية في هذا المجال هو "نظام الطبيعة" للعالم السويدي ك. لينيوس (1735).

تلقى علم وظائف الأعضاء مزيدًا من التطوير - علم النشاط الحيوي للكائنات الحية وأنظمتها الفردية وأعضائها وأنسجتها والعمليات التي تحدث في الجسم.

أظهر الإنجليزي جي بريستلي في تجاربه على النباتات أنها تطلق الأكسجين (1771-1778). وفي وقت لاحق، وجد العالم السويسري ج. سينبير أن النباتات تحت تأثير ضوء الشمسيمتص ثاني أكسيد الكربون ويطلق الأكسجين (1782). كانت هذه هي الخطوات الأولى نحو دراسة الدور المركزي للنباتات في تحويل المادة والطاقة في المحيط الحيوي للأرض، وهي الخطوة الأولى في علم جديد - فسيولوجيا النبات.

اكتشف أ. لافوازييه وعلماء فرنسيون آخرون دور الأكسجين في تنفس الحيوانات وتكوين الحرارة الحيوانية (1787-1790). في نهاية القرن الثامن عشر. اكتشف الفيزيائي الإيطالي ل. جالفاني "الكهرباء الحيوانية"، مما أدى لاحقًا إلى تطوير الفيزيولوجيا الكهربية. وفي الوقت نفسه، أجرى عالم الأحياء الإيطالي ل. سبالانزاني تجارب دقيقة دحضت إمكانية النشوء التلقائي للكائنات الحية.

في القرن 19 فيما يتعلق بتطور الفيزياء والكيمياء، تخترق أساليب البحث الجديدة في علم الأحياء. تم توفير أغنى المواد لدراسة الطبيعة من خلال الرحلات البرية والبحرية إلى مناطق الأرض التي كان يتعذر الوصول إليها سابقًا. كل هذا أدى إلى تكوين العديد من العلوم البيولوجية الخاصة.

في مطلع القرن، ظهر علم الحفريات، حيث قام بدراسة البقايا الأحفورية للحيوانات والنباتات - وهو دليل على التغير المستمر - في تطور أشكال الحياة في تاريخ الأرض. كان مؤسسها العالم الفرنسي ج.كوفييه.

لقد حصل علم الأجنة، وهو علم التطور الجنيني للكائن الحي، على تطور كبير. مرة أخرى في القرن السابع عشر. صاغ دبليو هارفي الموقف: "كل الكائنات الحية من البيضة". ومع ذلك، فقط في القرن التاسع عشر. أصبح علم الأجنة علمًا مستقلاً. يعود الفضل الخاص في هذا إلى عالم الطبيعة K. M. Baer، الذي اكتشف بيضة الثدييات واكتشف القواسم المشتركة في المخطط الهيكلي لأجنة الحيوانات من مختلف الفئات.

نتيجة لإنجازات العلوم البيولوجية في النصف الأول من القرن التاسع عشر. انتشرت فكرة العلاقة بين الكائنات الحية وأصلها في سياق التطور على نطاق واسع. أول مفهوم شامل للتطور - أصل الأنواع الحيوانية والنباتية نتيجة لتغيرها التدريجي من جيل إلى جيل - اقترحه جيه بي لامارك.

كان أعظم حدث علمي في القرن هو عقيدة التطور لداروين (1859). كان لنظرية داروين تأثير كبير على كل شيء مزيد من التطويرمادة الاحياء. يتم إجراء اكتشافات جديدة تؤكد صحة داروين في علم الحفريات (A. O. Kovalevsky)، في علم الأجنة (A. O. Kovalevsky)، في علم الحيوان، علم النبات، علم الخلايا، علم وظائف الأعضاء. الانتشار نظرية التطورأدت الأفكار حول أصل الإنسان إلى إنشاء فرع جديد من علم الأحياء - الأنثروبولوجيا. واستنادا إلى النظرية التطورية، قام العالمان الألمانيان ف. مولر وإي هيكل بصياغة قانون الوراثة الحيوية.

إنجاز بارز آخر في علم الأحياء في القرن التاسع عشر. - ابتكار العالم الألماني ت. شوان لنظرية الخلية التي أثبتت أن جميع الكائنات الحية تتكون من خلايا. وبالتالي، تم إنشاء القواسم المشتركة ليس فقط العيانية (التشريحية)، ولكن أيضًا البنية المجهرية للكائنات الحية. وهكذا نشأ علم بيولوجي آخر - علم الخلايا (علم الخلايا) ونتيجة لذلك دراسة بنية الأنسجة والأعضاء - علم الأنسجة.

نتيجة لاكتشافات العالم الفرنسي L. Pasteur (الكائنات الحية الدقيقة هي سبب التخمر الكحولي وتسبب العديد من الأمراض)، أصبح علم الأحياء الدقيقة نظاما بيولوجيا مستقلا. لقد دحض عمل باستير بشكل قاطع مفهوم التولد التلقائي للكائنات الحية. أدت دراسة الطبيعة الميكروبية للكوليرا في الطيور وداء الكلب في الثدييات إلى قيام باستور بإنشاء علم المناعة كعلم بيولوجي مستقل.

وقد ساهم بشكل كبير في تطويرها في أواخر التاسع عشرالخامس. العالم الروسي آي آي ميتشنيكوف.

في النصف الثاني من القرن التاسع عشر. حاول العديد من العلماء حل لغز الوراثة بشكل تأملي للكشف عن آليتها. لكن G. Mendel فقط هو الذي تمكن من تحديد أنماط الوراثة بالتجربة (1865). وهكذا تم وضع أسس علم الوراثة، الذي أصبح علمًا مستقلاً بالفعل في القرن العشرين.

في نهاية القرن التاسع عشر. تم اكتشاف الانقسام الفتيلي - انقسام الخلايا مع تقسيم دقيق ومتساوي للكروموسومات بين الخلايا الوليدة والانقسام الاختزالي - تكوين خلايا جرثومية فردية من خلايا ثنائية الصيغة الصبغية مع مجموعة مزدوجة من الكروموسومات - أمشاج مع مجموعة واحدة من الكروموسومات.

كان اكتشاف الفيروسات من قبل العالم الروسي دي آي إيفانوفسكي (1892) ذا أهمية قصوى.

في نهاية القرن التاسع عشر. لقد تم تحقيق خطوات كبيرة في الكيمياء الحيوية. اكتشف الطبيب السويسري F. Miescher الأحماض النووية (1869)، والتي، كما تم تأسيسها لاحقا، تؤدي وظائف تخزين ونقل المعلومات الوراثية. بحلول بداية القرن العشرين. فقد وجد أن البروتينات تتكون من أحماض أمينية متصلة ببعضها البعض، كما بين ذلك العالم الألماني إ. فيشر، بواسطة الروابط الببتيدية.

علم وظائف الأعضاء في القرن التاسع عشر يتطور في دول مختلفةسلام. كانت أعمال عالم الفسيولوجي الفرنسي سي برنارد، الذي ابتكر عقيدة الثبات، ذات أهمية خاصة البيئة الداخليةالجسم - التوازن. في ألمانيا، يرتبط التقدم في علم وظائف الأعضاء بأسماء I. Muller، G. Helmholtz، E. Dubois-Reymond. طور هيلمهولتز فسيولوجيا أعضاء الحواس، وأصبح دوبوا ريموند مؤسس الدراسة الظواهر الكهربائيةفي العمليات الفسيولوجية. مساهمة بارزة في تطوير علم وظائف الأعضاء في أواخر التاسع عشر - أوائل القرن العشرين. قدمه العلماء الروس: I. M. Sechenov، N. E. Vvedensky، I. P. Pavlov، K. A. Timiryazev.

تم تشكيل علم الوراثة كعلم بيولوجي مستقل يدرس الوراثة والتنوع في الكائنات الحية. حتى من أعمال مندل، نتج عن ذلك وجود وحدات مادية للوراثة، سُميت فيما بعد بالجينات. تم تقدير اكتشاف مندل هذا فقط في بداية القرن العشرين. نتيجة لأبحاث X. de Vries في هولندا، E. Cermak في النمسا، K. Korrens في ألمانيا. توصل العالم الأمريكي تي مورغان، الذي يدرس الكروموسومات العملاقة لذبابة ذبابة الفاكهة، إلى استنتاج مفاده أن الجينات موجودة في نواة الخلية، في الكروموسومات. وقد طور هو وغيره من العلماء نظرية الكروموسومالوراثة. وهكذا، تم توحيد علم الوراثة إلى حد كبير مع علم الخلايا (علم الوراثة الخلوية) وأصبح المعنى البيولوجي للانقسام والانقسام الاختزالي واضحا.

منذ بداية قرننا بدأ تطور سريعالبحوث البيوكيميائية في العديد من دول العالم. تم إيلاء الاهتمام الرئيسي لطرق تحويل المواد والطاقة في العمليات داخل الخلايا. وقد وجد أن هذه العمليات هي نفسها في الأساس في جميع الكائنات الحية - من البكتيريا إلى البشر. تبين أن حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك (ATP) هو وسيط عالمي في تحويل الطاقة في الخلية. اكتشف العالم السوفيتي V. A. Engelgardt عملية تكوين ATP أثناء امتصاص الخلايا للأكسجين. إن اكتشاف ودراسة الفيتامينات والهرمونات وتحديد التركيب والبنية لجميع المكونات الكيميائية الرئيسية للخلية قد أدى إلى تقدم الكيمياء الحيوية إلى واحدة من الأماكن الرائدة في عدد من العلوم البيولوجية.

حتى في مطلع القرنين التاسع عشر والعشرين. أثار أستاذ جامعة موسكو أ.أ.كولي مسألة الآلية الجزيئيةانتقال الصفات عن طريق الميراث. تم تقديم الإجابة على السؤال في عام 1927 من قبل العالم السوفيتي N. K. Koltsov، الذي طرح مبدأ المصفوفة لتشفير المعلومات الوراثية (انظر النسخ والترجمة).

تم تطوير مبدأ ترميز المصفوفة من قبل العالم السوفيتي N. V. Timofeev-Resovsky والعالم الأمريكي M. Delbrück.

في عام 1953، استخدم الأمريكي ج. واتسون والإنجليزي ف. كريك هذا المبدأ في تحليل التركيب الجزيئي والوظائف البيولوجية للحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA). لذلك، على أساس الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة والفيزياء الحيوية، نشأ علم مستقل - البيولوجيا الجزيئية.

وفي عام 1919، تم تأسيس أول معهد للفيزياء الحيوية في العالم في موسكو. يستكشف هذا العلم الآليات الفيزيائية لتحويل الطاقة والمعلومات في النظم البيولوجية. إحدى المشاكل الأساسية للفيزياء الحيوية هي توضيح دور الأيونات المختلفة في حياة الخلية. في هذا الاتجاه، عمل العالم الأمريكي J. Loeb والباحثين السوفييت N. K. Koltsov و D. L. Rubinshtein. أدت هذه الدراسات إلى إنشاء الدور الخاص للأغشية البيولوجية. إن التوزيع غير المتوازن لأيونات الصوديوم والبوتاسيوم على جانبي غشاء الخلية، كما أظهره العلماء البريطانيون A. L. Hodgkin، وJ. Eckle، وA. F. Huxley، هو الأساس لانتشار النبض العصبي.

تم إحراز تقدم كبير في العلوم التي تدرس التطور الفردي للكائنات الحية - التطور. على وجه الخصوص، تم تطوير طرق التوالد العذري الاصطناعي.

في النصف الأول من القرن العشرين. أنشأ العالم السوفيتي V. I. Vernadsky عقيدة المحيط الحيوي للأرض. في الوقت نفسه، وضع V. N. Sukachev أسس الأفكار حول التكاثر الحيوي.

أدت دراسة تفاعل الأفراد ومجموعاتهم مع البيئة إلى تكوين علم البيئة - علم أنماط العلاقات بين الكائنات الحية والبيئة (تم اقتراح مصطلح "علم البيئة" في عام 1866 من قبل العالم الألماني إي. هيكل) .

أصبح علم الأحياء المستقل علم الأخلاق الذي يدرس سلوك الحيوانات.

في القرن العشرين. وقد تم تطوير النظرية بشكل أكبر. التطور البيولوجي. بفضل تطور علم الحفريات والتشريح المقارن، تم توضيح أصل معظم المجموعات الكبيرة من العالم العضوي، وتم الكشف عن الأنماط المورفولوجية للتطور (العالم السوفيتي أ.ن.سيفيرتسوف). كان لتوليف علم الوراثة والداروينية أهمية كبيرة في تطوير نظرية التطور (عمل العالم السوفييتي إس. إس. تشيتفيريكوف، والعلماء البريطانيين إس. رايت، و. آر. فيشر، وجي. بي. إس. هالدين)، مما أدى إلى إنشاء عقيدة تطورية حديثة. . أعمال العلماء الأمريكيين F. G. Dobzhansky، E. Mayr، J. G. Simpson، Englishman J. Huxley، العلماء السوفييت I. I. Shmalgausen، N. V. Timofeev-Resovsky، والعالم الألماني B. Rensch مكرسة له.

قام العالم السوفيتي N. I. Vavilov، على أساس إنجازات النظرية التطورية وعلم الوراثة، ونتيجة لأبحاثه الطويلة الأجل، بإنشاء نظرية مراكز أصل النباتات المزروعة. قام AI Oparin بتوسيع الأفكار التطورية إلى فترة "ما قبل البيولوجيا" لوجود الأرض وطرح نظرية حول أصل الحياة.

علماء الحيوان وعلماء النبات في القرن العشرين. واصل دراسة حياة الحيوانات والنباتات في ظروف مختلفةمقيم. تم تحقيق نجاح كبير في دراسة مجموعات معينة من الحيوانات والنباتات - علم الطيور (الطيور)، وعلم الحشرات (الحشرات)، وعلم الزواحف (الزواحف)، وعلم الطحالب (الطحالب)، وعلم الأشنات (الأشنات)، وما إلى ذلك. مساهمة بارزة في تطوير علم الحيوان تم صنعه من قبل العلماء السوفييت M. A. Menzbier، S. I. Ognev، A. N. Formozov، V. A. Dogel، L. A. Zenkevich، K. I. Skryabin، M. S. Gilyarov، وآخرون؛ علماء النبات - M. I. Golenkin، K. I. Meyer، A. A. Uranov، L. I. Kursanov، V. L. Komarov وآخرون.

تطورت فسيولوجيا الحيوان تحت التأثير القوي لأعمال العلماء السوفييت I. P. Pavlov، L. A. Orbeli، A. A. Ukhtomsky، A. F Samoilov، العالم الإنجليزي C. Sherrington والعديد من الآخرين.

تم إيلاء الاهتمام الرئيسي لعلم وظائف الأعضاء المركزي الجهاز العصبي، آليات نقل الإشارات على طول العصب ومن العصب إلى العضلة.

نتيجة لدراسة تنظيم التشكل والنمو وتطور الحيوانات، ظهر علم الغدد الصماء كتخصص بيولوجي منفصل - علم الهرمونات، وهو أمر مهم للطب.

طرح العالم السوفيتي إم إم زافادوفسكي مفهوم تفاعل أعضاء الغدد الصماء وفقًا لهذا المبدأ تعليق(انظر نظام الغدد الصماء).

حقق فسيولوجيا النبات نجاحًا في فهم طبيعة عملية التمثيل الضوئي، ودراسة الأصباغ المشاركة فيه، وقبل كل شيء الكلوروفيل.

مع إطلاق الإنسان في الفضاء الخارجي، ظهر علم جديد - بيولوجيا الفضاء. وتتمثل مهمتها الرئيسية في دعم حياة الأشخاص في رحلات الفضاء، وإنشاء كائنات حيوية اصطناعية مغلقة سفن الفضاءوالمحطات، والبحث المظاهر المحتملةالحياة على الكواكب الأخرى، و الظروف المناسبةلوجودها.

في السبعينيات. نشأ فرع جديد من البيولوجيا الجزيئية - الهندسة الوراثية، ومهمتها هي إعادة الهيكلة النشطة والهادفة لجينات الكائنات الحية، وبناءها، أي السيطرة على الوراثة. ونتيجة لهذه الأعمال، أصبح من الممكن إدخال الجينات المأخوذة من بعض الكائنات الحية أو حتى تصنيعها بشكل مصطنع في خلايا الكائنات الحية الأخرى (على سبيل المثال، إدخال الجين الذي يشفر تخليق الأنسولين في الحيوانات إلى الخلايا البكتيرية). أصبح تهجين الخلايا ممكنا أنواع مختلفة- هندسة الخلايا. لقد تم تطوير طرق لتنمية الكائنات الحية من الخلايا والأنسجة الفردية (انظر زراعة الخلايا والأنسجة). وهذا يفتح آفاقا كبيرة في استنساخ النسخ - استنساخ الأفراد ذوي القيمة.

كل هذه الإنجازات مهمة للغاية قيمة عملية- أصبحوا أساس صناعة جديدة - التكنولوجيا الحيوية. يتم بالفعل تنفيذ التخليق الحيوي للأدوية والهرمونات والفيتامينات والمضادات الحيوية النطاق الصناعي. وفي المستقبل بهذه الطريقة سنكون قادرين على الحصول على المكونات الرئيسية للغذاء - الكربوهيدرات والبروتينات والدهون. الاستخدام طاقة شمسيةعلى مبدأ التمثيل الضوئي للنبات في أنظمة الهندسة الحيوية سوف يحل مشكلة توفير الطاقة للاحتياجات الأساسية للناس.

لقد زادت أهمية علم الأحياء اليوم بشكل لا يقاس فيما يتعلق بمشكلة الحفاظ على المحيط الحيوي بسبب التطور السريع للصناعة والزراعة ونمو سكان العالم.

لقد ظهر اتجاه عملي مهم البحوث البيولوجية- دراسة البيئة الإنسانية بمعناها الواسع وتنظيم طرق العمل العقلانية على هذا الأساس اقتصاد وطني، محادثة طبيعية.

هناك أهمية عملية أخرى مهمة للأبحاث البيولوجية وهي استخدامها في الطب. لقد كانت النجاحات والاكتشافات في علم الأحياء هي التي حددت المستوى الحديث للعلوم الطبية. يرتبط التقدم الإضافي للطب بهم. سوف تقرأ عن العديد من مهام علم الأحياء المتعلقة بصحة الإنسان في كتابنا (انظر المناعة، العاثيات، الوراثة، وما إلى ذلك).

أصبحت البيولوجيا قوة إنتاجية حقيقية هذه الأيام. من خلال مستوى البحث البيولوجي، من الممكن الحكم على التطور المادي والتقني للمجتمع.

يتم تسهيل تراكم المعرفة في المجالات الجديدة والكلاسيكية لعلم الأحياء من خلال استخدام أساليب وأدوات جديدة، على سبيل المثال، ظهور المجهر الإلكتروني.

في بلدنا، يتزايد عدد معاهد البحوث البيولوجية والمحطات البيولوجية، فضلا عن المحميات الطبيعية والمتنزهات الوطنية، التي تلعب دورا هاما باعتبارها "المختبرات الطبيعية".

يستعد عدد كبير من علماء الأحياء من مختلف التخصصات بدرجة أعلى المؤسسات التعليمية(انظر التعليم البيولوجي في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية). سينضم الكثير منكم في المستقبل إلى مجموعة كبيرة من المتخصصين الذين يواجهون مهمة حل المشكلات البيولوجية المهمة.

علم الأحياء هو علم الحياة. في الوقت الحاضر، هذا مجمع للعلوم حول الحياة البرية. موضوع دراسة علم الأحياء هو الكائنات الحية - النباتات والحيوانات. ودراسة تنوع الأنواع وبنية الجسم ووظائف الأعضاء وتطورها وتوزيعها ومجتمعاتها وتطورها.

حتى أن المعلومات الأولى عن الكائنات الحية بدأت تتراكم بدائية. جلبت له الكائنات الحية الغذاء والمواد اللازمة للملابس والسكن. بالفعل في ذلك الوقت، لم يكن بإمكان الإنسان الاستغناء عن معرفة خصائص النباتات وأماكن نموها وتوقيت نضج الثمار والبذور، وعن موائل وعادات الحيوانات التي يصطادها، والحيوانات المفترسة والحيوانات السامة التي يمكن أن تكون تهدد حياته.

هكذا تراكمت المعلومات تدريجياً عن الكائنات الحية. يتطلب تدجين الحيوانات وبداية زراعة النباتات معرفة أعمق بالكائنات الحية.

المؤسسون الأوائل

تم جمع مواد واقعية مهمة عن الكائنات الحية من قبل الطبيب اليوناني العظيم - أبقراط (460-377 قبل الميلاد). قام بجمع معلومات حول بنية الحيوانات والبشر، وقدم وصفًا للعظام والعضلات والأوتار والدماغ والحبل الشوكي.

أول عمل رئيسي علم الحيوانينتمي إلى عالم الطبيعة اليوناني أرسطو (384-322 قبل الميلاد). ووصف أكثر من 500 نوع من الحيوانات. كان أرسطو مهتما ببنية وأسلوب حياة الحيوانات، ووضع أسس علم الحيوان.

العمل الأول على تنظيم المعرفة حول النباتات ( علم النبات) صنعها ثيوفراستوس (372-287 قبل الميلاد).

توسيع المعرفة حول الهيكل جسم الإنسان(علم التشريح) يدين العلم القديم للطبيب جالينوس (130-200 قبل الميلاد)، الذي أجرى تشريح الجثث على القرود والخنازير. أثرت أعماله في العلوم الطبيعية والطب لعدة قرون.

في العصور الوسطى، تحت نير الكنيسة، تطور العلم ببطء شديد. كان عصر النهضة الذي بدأ في القرن الخامس عشر من المعالم المهمة في تطور العلوم. بالفعل في القرن الثامن عشر. تطورت علوم النبات وعلم الحيوان والتشريح البشري وعلم وظائف الأعضاء كعلوم مستقلة.

معالم في دراسة العالم العضوي

تدريجيا، تم تجميع المعلومات حول تنوع الأنواع، وبنية جسم الحيوان والإنسان، والتنمية الفردية، ووظائف الأعضاء النباتية والحيوانية. على مدار تاريخ علم الأحياء الممتد لقرون، يمكن تسمية أكبر المعالم في دراسة العالم العضوي بما يلي:

• مقدمة لمبادئ علم اللاهوت النظامي الذي اقترحه ك. لينيوس؛
• اختراع المجهر.
• إنشاء T. شوان لنظرية الخلية؛
• الموافقة على التعاليم التطورية للفصل داروين؛
• اكتشاف مندل للأنماط الرئيسية للوراثة؛
• استخدام المجهر الإلكتروني للبحث البيولوجي؛
• فك رموز الشفرة الوراثية؛
• إنشاء عقيدة المحيط الحيوي.

حتى الآن، يعرف العلم حوالي 1500000 نوع من الحيوانات وحوالي 500000 نوع من النباتات. دراسة تنوع النباتات والحيوانات وخصائص بنيتها وحياتها أهمية عظيمة. العلوم البيولوجيةهي الأساس لتطوير إنتاج المحاصيل وتربية الحيوانات والطب والالكترونيات والتكنولوجيا الحيوية.

من أقدم العلوم البيولوجية علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء، اللذين يشكلان الأساس النظري للطب. يجب أن يكون لدى كل شخص فكرة عن بنية جسده ووظائفه، حتى يتمكن، إذا لزم الأمر، من تقديم الإسعافات الأولية وحماية صحته بوعي واتباع قواعد النظافة.

لعدة قرون، طور العلماء علم النبات وعلم الحيوان والتشريح وعلم وظائف الأعضاء كعلوم مستقلة ومعزولة. فقط في القرن التاسع عشر. تم اكتشاف الانتظامات المشتركة بين جميع الكائنات الحية. وهكذا نشأت العلوم التي تدرس الأنماط العامة للحياة. وتشمل هذه:

• علم الخلايا هو علم الخلية.
• علم الوراثة - علم التباين والوراثة؛
• علم البيئة - علم علاقة الكائن الحي بالبيئة ومجتمعات الكائنات الحية؛
• الداروينية – علم تطور العالم العضوي وغيره.

في المنهج يشكلون موضوع علم الأحياء العام.

مادة الاحياء- مجموعة أو نظام من العلوم حول الأنظمة الحية. ومن المهم التأكيد هنا على مفهوم "الأنظمة الحية"، إذ أن الحياة لا توجد بذاتها، بل هي ملك لأنظمة معينة.

تصنيف العلوم- تقسيم العلوم متعدد المراحل والمتفرع باستخدام مراحل مختلفةأقسام من قواعد مختلفة.

إن موضوع علم الأحياء هو جميع مظاهر الحياة وهي:

هيكل ووظائف الكائنات الحية ومجتمعاتها الطبيعية؛

توزيع وأصل وتطوير المخلوقات الجديدة ومجتمعاتها؛

تواصل الكائنات الحية ومجتمعاتها مع بعضها البعض ومع الطبيعة غير الحية.

علم الأحياء هو نظام من العلوم التي يمكن تصنيفها بطرق مختلفة.

1. في موضوع الدراسة: علم النبات، علم الحيوان، علم الأحياء الدقيقة، إلخ.

2. بواسطة الخصائص العامةكائنات حية:

الوراثة (أنماط الوراثة)

الكيمياء الحيوية (تحولات المادة والطاقة)

· البيئة (علاقة الكائنات الحية ومجتمعاتها الطبيعية بالبيئة) وغيرها.

3. حسب مستوى تنظيم المادة الحية الذي تعتبر فيه الأنظمة الحية:

· البيولوجيا الجزيئية؛

· علم الخلية؛

علم الأنسجة ، إلخ.

وهذه التصنيفات بالطبع ليست مطلقة. على سبيل المثال، دراسة الخلايا (علم الخلايا) لا يمكن تصورها حاليا دون دراسة الكيمياء الحيوية للخلية.

يمكنك أيضًا التحدث عن الاتجاهات الثلاثة الرئيسية لعلم الأحياء أو، مجازيًا، الصور الثلاث لعلم الأحياء:

1. علم الأحياء التقليدي أو الطبيعي. موضوع دراسته هو الطبيعة الحيةفي حالته الطبيعية وكماله غير المقسم - "معبد الطبيعة"، كما أسماه إيراسموس داروين. تعود أصول علم الأحياء التقليدي إلى العصور الوسطى، على الرغم من أنه من الطبيعي أن نتذكر هنا أعمال أرسطو، الذي نظر في مسائل علم الأحياء، والتقدم البيولوجي، وحاول تنظيم الكائنات الحية ("سلم الطبيعة"). تحويل علم الأحياء إلى علم مستقل - يقع علم الأحياء الطبيعي في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر. تميزت المرحلة الأولى من علم الأحياء الطبيعي بإنشاء تصنيفات للحيوانات والنباتات. وتشمل هذه التصنيف الشهير لـ C. Linnaeus (1707 - 1778)، وهو تصنيف تقليدي النباتيةوكذلك تصنيف J.-B. لامارك، الذي طبق المنهج التطوري في تصنيف النباتات والحيوانات. لم تفقد البيولوجيا التقليدية أهميتها في الوقت الحاضر. وكدليل على ذلك، يتم الاستشهاد بمكانة علم البيئة بين العلوم البيولوجية، وكذلك في جميع العلوم الطبيعية. وتحتل مكانتها وسلطتها حاليا مكانة عالية للغاية، وهي ترتكز في المقام الأول على مبادئ علم الأحياء التقليدي، حيث تستكشف علاقة الكائنات الحية مع بعضها البعض (العوامل الحيوية) ومع البيئة (العوامل اللاأحيائية).

2. البيولوجيا الوظيفية الكيميائية، مما يعكس تقارب علم الأحياء مع العلوم الفيزيائية والكيميائية الدقيقة. من سمات البيولوجيا الفيزيائية والكيميائية الاستخدام الواسع النطاق للطرق التجريبية التي تسمح بدراسة المادة الحية على المستويات دون المجهرية وفوق الجزيئية والجزيئية. واحد من أهم الأقسامالبيولوجيا الفيزيائية والكيميائية هي البيولوجيا الجزيئية - العلم الذي يدرس بنية الجزيئات الكبيرة التي تكمن وراء المادة الحية. غالبًا ما يُشار إلى علم الأحياء على أنه أحد العلوم الرائدة في القرن الحادي والعشرين.

تشمل أهم الطرق التجريبية المستخدمة في البيولوجيا الفيزيائية والكيميائية طريقة الذرات الموسومة (المشعة)، وطرق تحليل حيود الأشعة السينية والمجهر الإلكتروني، وطرق التجزئة (على سبيل المثال، فصل الأحماض الأمينية المختلفة)، واستخدام أجهزة الكمبيوتر، وما إلى ذلك.

3. علم الأحياء التطوري. يدرس هذا الفرع من علم الأحياء قوانين التطور التاريخي للكائنات الحية. في الوقت الحاضر، أصبح مفهوم التطور، في الواقع، منصة يتم من خلالها تجميع المعرفة غير المتجانسة والمتخصصة. تقع نظرية داروين في قلب علم الأحياء التطوري الحديث. ومن المثير للاهتمام أيضًا أن داروين تمكن في وقت ما من تحديد مثل هذه الحقائق والأنماط التي لها أهمية عالمية، أي. تنطبق النظرية التي أنشأها على تفسير الظواهر التي تحدث ليس فقط في الطبيعة الحية، ولكن أيضا في الطبيعة غير الحية. في الوقت الحاضر، تم اعتماد النهج التطوري من قبل جميع العلوم الطبيعية. وفي الوقت نفسه، يعد علم الأحياء التطوري مجالًا مستقلاً للمعرفة، وله مشاكله الخاصة وطرق البحث وآفاق التطوير.

في الوقت الحاضر، تُبذل محاولات لتجميع هذه المجالات الثلاثة ("الصور") لعلم الأحياء وتشكيل نظام مستقل - علم الأحياء النظري.

4. علم الأحياء النظري. الهدف من علم الأحياء النظري هو معرفة الأشياء الأساسية والأساسية المبادئ العامةوالقوانين والخصائص الكامنة وراء المادة الحية. هنا طرحت دراسات مختلفة آراء مختلفة حول مسألة ما ينبغي أن يكون أساس علم الأحياء النظري.

نظام العلوم البيولوجية متعدد الأوجه للغاية، ويرجع ذلك إلى تنوع مظاهر الحياة وتنوع أشكال وأساليب وأهداف دراسة الكائنات الحية، ودراسة الكائنات الحية على مستويات مختلفة من تنظيمها. كل هذا يحدد شرطية أي نظام للعلوم البيولوجية. كان من أوائل العلوم في علم الأحياء علم الحيوانات - علم الحيوان والنباتات - علم النبات، وكذلك علم التشريح البشري وعلم وظائف الأعضاء - أساس الطب. الأقسام الرئيسية الأخرى لعلم الأحياء، التي تتميز بموضوعات الدراسة، هي علم الأحياء الدقيقة - علم الكائنات الحية الدقيقة، وعلم الأحياء المائية - علم الكائنات الحية التي تعيش البيئة المائية، إلخ. وفي علم الأحياء، تشكلت تخصصات أضيق؛ في علم الحيوان - دراسة الثدييات - علم اللاهوت، الطيور - علم الطيور، الزواحف والبرمائيات - علم الزواحف والأسماك والأسماك - علم الأسماك، الحشرات - علم الحشرات، القراد - علم الأكاروس، الرخويات - علم الحيوانات، الأوليات - علم الأوليات؛ في علم النبات - دراسة الطحالب - علم الطحالب، الفطريات - علم الفطريات، الأشنات - علم الأشنات، الطحالب - علم الأحياء، الأشجار والشجيرات - علم الأشجار، إلخ. أحيانًا ما يكون تقسيم التخصصات أعمق من ذلك. تتم دراسة تنوع الكائنات الحية وتوزيعها في مجموعات من خلال نظاميات الحيوانات ونظاميات النباتات. يمكن تقسيم علم الأحياء إلى علم حديثي الولادة، الذي يدرس الحديث العالم العضويوعلم الحفريات - علم الحيوانات المنقرضة (علم الحفريات القديمة) والنباتات (علم النباتات القديمة).

جانب آخر من تصنيف التخصصات البيولوجية هو حسب الخصائص والمظاهر المدروسة للأحياء. تتم دراسة شكل وبنية الكائنات الحية من خلال التخصصات المورفولوجية؛ أسلوب حياة الحيوانات والنباتات وعلاقتها بالظروف بيئة خارجية- البيئة؛ تعتبر دراسة الوظائف المختلفة للكائنات الحية مجالًا للبحث في فسيولوجيا الحيوان وفسيولوجيا النبات؛ موضوع البحث في علم الوراثة هو أنماط الوراثة والتقلب؛ علم السلوك - أنماط سلوك الحيوان. أنماط التنمية الفرديةيدرس علم الأجنة أو، بالمعنى الحديث الأوسع، علم الأحياء التطوري، أنماط التطور التاريخي - العقيدة التطورية. وينقسم كل من هذه التخصصات إلى عدد من التخصصات الأكثر تحديدا (على سبيل المثال، التشكل - إلى وظيفية، مقارنة، وما إلى ذلك). وفي الوقت نفسه، هناك تداخل ودمج بين فروع علم الأحياء المختلفة مع التكوين مجموعات معقدةعلى سبيل المثال، علم الأنسجة أو الفسيولوجيا الخلوية أو الجنينية، وعلم الوراثة الخلوية، وعلم الوراثة التطوري والإيكولوجي، وما إلى ذلك. يدرس علم التشريح بنية الأعضاء وأنظمتها بشكل مجهري؛ تتم دراسة البنية المجهرية للأنسجة عن طريق علم الأنسجة، والخلايا - عن طريق علم الخلايا، وبنية نواة الخلية - عن طريق علم النواة. في الوقت نفسه، لا يقوم علم الأنسجة وعلم الخلايا وعلم النواة بالتحقيق في بنية الهياكل المقابلة فحسب، بل أيضًا وظائفها وخصائصها البيوكيميائية.

من الممكن التمييز في علم الأحياء بين التخصصات المرتبطة باستخدام معين. طرق البحث، مثل الكيمياء الحيوية، التي تدرس عمليات الحياة الأساسية الطرق الكيميائيةوينقسم إلى عدد من الأقسام (الكيمياء الحيوية للحيوانات والنباتات وغيرها)، والفيزياء الحيوية، ويكشف عن أهمية القوانين الفيزيائية في عمليات الحياة وينقسم أيضًا إلى عدد من الفروع. غالبًا ما تكون مجالات البحث البيوكيميائية والفيزيائية الحيوية متشابكة بشكل وثيق مع بعضها البعض (على سبيل المثال، في الكيمياء الحيوية الإشعاعية) ومع التخصصات البيولوجية الأخرى (على سبيل المثال، في علم الأحياء الإشعاعي). أهميةلديها القياسات الحيوية، والتي تقوم على المعالجة الرياضيةالبيانات البيولوجية من أجل الكشف عن التبعيات التي تفلت من وصف الظواهر والعمليات الفردية، وتخطيط التجارب، وما إلى ذلك؛ تتيح البيولوجيا النظرية والرياضية، من خلال تطبيق الإنشاءات المنطقية والأساليب الرياضية، وضع قوانين بيولوجية أكثر عمومية.