5 centrale temaer for biologi

Fra amøber til bavianer har alle levende ting et par ting til fælles. Fem centrale biologiske temaer adskiller de levende fra det livløse. Tag vira: De ser ud til at være i live, men mange biologer betragter dem ikke, da de mangler et eller flere af disse samlende egenskaber. Her er de faktorer, der hjælper med at skelne de levende fra de ikke-så-levende.

TL; DR (for lang; ikke læst)

De fem centrale temaer i biologien er struktur og cellernes funktion, interaktioner mellem organismer, homeostase, reproduktion og genetik og evolution.
Cellenes struktur og funktion

Alle livsformer består af mindst en celle. I det 17. århundrede observerede forskere Robert Hooke og Anton von Leeuwenhoek celler og bemærkede deres egenskaber under mikroskoper. Disse og efterfølgende observationer førte til dannelsen af celleteorien, hvori de oplyste, at celler udgør alt liv, udfører alle biologiske processer og kun kan komme fra andre celler. Alle celler indeholder genetisk materiale og andre strukturer, der flyder i en gelélignende matrix, henter energi fra deres omgivelser og er indhyllet i beskyttelse mod det ydre miljø.
Interaktioner mellem organismer

Organismer findes ikke i støvsugere. Hver levende ting er unikt tilpasset et bestemt levested og udviklet specifikke forhold til andre organismer i det samme område.

I økosystemer bruger planter lysenergi fra solen til at fremstille deres egen mad, der bliver en kilde til energi for andre organismer, der spiser planterne. Andre skabninger spiser disse plantespisende organismer og modtager energien. Når planter og dyr dør, stopper deres energiflow ikke; i stedet overføres energien til jorden og tilbage til miljøet takket være affedtere og dekomponere, der nedbryder døde organismer.

Der er forskellige forbindelser mellem livsformer. Rovdyr spiser bytte, parasitter finder næringsstoffer og husly på bekostning af andre, og nogle organismer danner gensidigt fordelagtige forhold til hinanden. Som et resultat har ændringer, der påvirker en art, indflydelse på andres overlevelse i økosystemet.
Homeostase holder levende ting levende

Ændring kan stave døden til en levende ting. Meget af den energi, der bruges af en organisme, opretholder et konsistent indre miljø. Encellede organismer holder deres væsker, surhed og temperatur relativt stabile.

I multicellulære væsener arbejder alle organsystemer for at afbalancere stoffer som væsker, ioner, syreindhold, gasser og affald. Hver art kan kun tolerere specifikke miljøforhold inden for dens toleranceområde. Uden for dette interval ligger zone med intolerance, hvor alle medlemmer af en art dør. Når det ydre miljø ændrer sig, skal individer opretholde et konstant internt miljø gennem konstant tilpasning. Ellers omkommer de.
Reproduktion og genetik

Alle organismer reproducerer og videregiver karakteristika til deres afkom. Ved aseksuel reproduktion er afkom nøjagtige kopier af deres forældre. Mere komplekse livsformer læner sig mod seksuel reproduktion, som involverer to individer, der producerer afkom sammen. I dette tilfælde viser afkommet karakteristika for hver forælder.

I midten af 1800-tallet udførte en østrigsk munk ved navn Gregor Mendel en række berømte eksperimenter, der undersøgte forholdet mellem seksuel reproduktion og arvelighed. Mendel indså, at enheder, der kaldes gener, bestemte arvelighed og kunne overføres fra forælder til afkom.
Evolution and Natural Selection

I begyndelsen af 1800-tallet antog den franske biolog Jean Baptiste de Lamarck, at brugen af visse funktioner ville styrke deres eksistens og ikke-brug ville få dem til at forsvinde i efterfølgende generationer. Dette forklarer, hvordan slanger udviklede sig fra firben, når deres ben ikke blev brugt, og hvordan giraffhalser voksede længere med strækning, ifølge Lamarck.

Charles Darwin konstruerede sin egen teori om evolution kaldet naturlig udvælgelse. Efter hans stint som en naturforsker på skibet HMS Beagle, formulerede Darwin en teori, der hævdede, at alle individer besidder forskelle, der giver dem mulighed for at overleve i et bestemt miljø, reproducere og videregive deres gener til deres efterkommere. Personer, der tilpasser sig dårligt til deres miljøer, ville have færre muligheder for at parre sig og videregive deres gener. Til sidst ville generne hos de stærkere individer blive mere fremtrædende i efterfølgende populationer. Darwins teori er blevet den mest accepterede teori for evolution.