سیده آمین ارمان
کاربر نگاه دانلود
زیست‌شناسی از و مربوط به کاوش درباره جانداران است. این دانش به بررسی ویژگی‌ها و رفتار ، چگونگی پیدایش و افراد، و نیز به بررسی جانداران با یکدیگر و محیط پیرامونشان می‌پردازد. زیست‌شناسی شامل موضوعات وسیعی است که دارای تقسیم‌بندی بسیاری از مباحث و رشته‌های مختلف است. از جمله مهمترین موضوعات آن عبارت از پنج اصل به‌هم‌وابسته است که می‌توان آنها را اساس زیست‌شناسی مدرن نامید:
تاریخچه
درخت حیات به سال ۱۸۷۹
اصطلاح بیولوژی (به : biology) از واژه βίος- بیوس «به معنی زندگی»، و پسوند λογία- لوژیا «به معنی مطالعه چیزی»، مشتق شده‌است. این واژه در آلمان در اوایل سال ۱۷۹۱ ممکن است از واژه قدیمی‌تر دوزیستان‌شناسی با حذف واژه دوزیستان، به وجود آمده باشد.
فرم این اصطلاح نخستین بار در ۱۷۳۶ زمانی که ، از واژه biologi در کتاب Bibliotheca botanica خود استفاده کرد، ظاهر شده است.
اگرچه زیست‌شناسی در قالب مدرن خود پیشترفت‌های بسیاری یافته‌است، اما علوم مرتبط و وابسته به آن، از زمان‌های قدیم مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. فلسفه طبیعی در اوایل تمدن‌های باستانی ، ، و مورد مطالعه قرار گرفت. با این حال، ریشه‌های زیست‌شناسی مدرن و گرایش به مطالعه طبیعت اغلب به برمی‌گردد. در حالی که مطالعه رسمی پزشکی به (حدود ۴۶۰ سال قبل از میلاد – حدود ۳۷۰ سال قبل از میلاد) برمی گردد، اما (۳۲۲ سال قبل از میلاد – ۳۸۴ پیش از میلاد) گسترده‌ترین سهم را برای توسعه زیست‌شناسی به کار گرفت. نقش برجسته او در تاریخچه جانوران و کارهای دیگری با تکیه بر طبیعت‌گرایی، و فعالیت‌های تجربی دیگری که بر روی علت و معلولی زیستی و تنوع زندگی متمرکز بود، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. جانشین ارسطو در ، سلسله کتاب‌هایی در زمینه گیاه‌شناسی نوشت که تا به امروز سالم مانده‌اند و به عنوان مهمترین سهم از دوران باستان و حتی از علوم گیاهی به حساب می‌آید.
دانشمندان قرون وسطی جهان که در مورد زیست‌شناسی کتاب نوشته‌اند شامل (۸۶۹–۷۸۱)، (۸۹۶–۸۲۸)، که در مورد گیاه‌شناسی کتاب نوشته است، و (۹۲۵–۸۶۵) که در مورد و کتاب نوشته است، می‌باشند. دانش پزشکی با تحقیقات دانشمندان اسلامی در مورد سنت‌های فیلسوف یونانی، به خوبی مطالعه شده است، در حالیکه تاریخ طبیعی، تفکر ارسطو را به خصوص در حفظ سلسله مراتب ثابت زندگی، به شدت جذب کرده بود.
زیست‌شناسی با ساخت ، شروع به رشد و پیشرفت سریع کرد. اینگونه بود که دانشمندان ، ، و تنوع زندگی میکروسکوپی را کشف کردند. تحقیقات انجام شده توسط منجر به اطلاعات جدید در شده و به توسعه روش‌های اساسی میکروسکوپی و کمک بسیاری کرده است.
پیشرفت در تکنیک‌های تأثیر بسیاری در تفکرات زیست‌شناسی داشت. در آغاز سده ۱۹، تعدادی از زیست‌شناسان به اهمیت سلول اشاره کردند. سپس، در ۱۸۳۸، و شروع به ترویج ایده‌های کنونی جهانی کردند که شامل این موارد بودند: (۱) واحد اصلی موجودات زنده سلول می‌باشد و (۲) سلول‌های هر موجود تمام ویژگی‌های زندگی را دارد، اگرچه آنها با این ایده مخالف بودند که (۳) همه سلول‌ها از تقسیم دیگر سلول‌ها به وجود می‌آیند. به لطف کارهای و ، در ۱۸۶۰ بیشتر زیست‌شناسان همه سه اصلی را که به عنوان شناخته می‌شد، قبول کردند.
در همین هنگام، طبقه‌بندی موجودات زنده و رده‌بندی آنها عامل تمرکز تاریخ‌دانان طبیعی شد. ، طبقه‌بندی اساسی برای جهان طبیعی را در سال ۱۷۳۵ (گونه‌هایی که تا آن زمان شناخته شده بودند) منتشر کرد، و در سال‌های ۱۷۵۰ نام‌های علمی را برای تمام گونه‌های خود معرفی کرد. ، جانوران را به عنوان طبقه‌بندی‌های مصنوعی و گونه‌های زنده را به عنوان تطبیق‌پذیر معرفی کرد – حتی پیشنهاد داد که آنها احتمالاً از هستند. اگرچه او با فرگشت مخالف بود، بوفون یک چهره کلیدی در بود چرا که کارهایش بعدها بر نظریه‌های فرگشتی و تأثیر گذاشت.
آغاز جدی اندیشه فرگشتی با آثار می‌باشد، که برای نخستین بار یک نظریه منسجم از فرگشت را ارائه کرد.او فرض کرد که فرگشت نتیجه فشارهای محیطی بر ویژگی‌های جانوران می‌باشد، به این معنی که هرچه یک عضو بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد، پیچیده‌تر و کارآمدتر می‌شود، بنابراین جانور با محیط خود می‌شود. لامارک اعتقاد داشت که این صفات به دست آمده می‌تواند به فرزندان منتقل شود، و آنها را کامل کرده و توسعه دهد. با این حال، این زیست‌شناس بریتانیایی بود که روش‌های جغرافیایی زیستی ، زمین‌شناسی مبتنی بر شکل‌گیری یکتای ، نوشته‌های رشد جمعیت ، و تخصص ریخت‌شناسی و مشاهدات طبیعی خود را ترکیب کرد، و با موفقیت نظریه فرگشت بر پایه سازوکار را ارائه داد. دلایل و شواهد مشابه نیز، را به طور مستقل به همان نتایج رسانید.هرچند که این موضوع باعث بحث فراوان شد (که تا امروز نیز ادامه دارد)، اما نگرهٔ داروین به سرعت از طریق جامعه علمی گسترش یافته و به زودی به یک اصل مرکزی در سرعت توسعه علم زیست‌شناسی تبدیل شد.
کشف دلیل فیزیکی روی دادن وراثت همزمان با کشف اصول فرگشتی و شد. در سال‌های ۱۹۴۰ و اوایل سال‌های ۱۹۵۰، آزمایش‌ها به به عنوان بخشی از اشاره کردند که واحدهای صفاتی را حمل می‌کنند که به نام شناخته می‌شوند. تمرکز بر روی انواع جدیدی از مدل‌های موجودات زنده مانند و ، همراه با کشف ساختار مارپیچ دو رشته‌ای دی ان ای در ۱۹۵۳، راه را برگزار به باز کردند. از سال‌های ۱۹۵۰ تا زمان حال، زیست‌شناسی در حوزه مولکولی بسیاری گسترده شده است. توسط ، و بعد از درک اینکه دی ان ای از واحدهایی به نام تشکیل شده است، شکسته شد. در نهایت، در سال ۱۹۹۰ با هدف ترسیم نقشه ژنتیکی انسان به طور کلی راه‌اندازی شد. این پروژه در اصل در سال ۲۰۰۳ تکمیل شد، و تجزیه و تحلیل بیشتر آن هنوز در حال انتشار است.پروژه ژنوم انسان نخستین تلاش جهانی در ترکیب دانش زیست‌شناسی عملکردی، با تعریف مولکولی برای توضیح چگونگی کارکرد بدن انسان و دیگر موجودات بود.
مبانی زیست‌شناسی مدرن
بخش عمده‌ای از زیست‌شناسی مدرن را می‌توان متشکل از پنج اصل به‌هم وابسته دانست که شامل: نظریه سلولی، تکامل، ژنتیک، هموستازی، و انرژی است.
نظریه سلولی
نظریه سلولی بیان می‌کند که سلول واحد اساسی زندگی است، و همه موجودات زنده از یک یا چندین سلول تشکیل شده‌اند یا موادی را از سلول‌های خود ترشح می‌کنند (به عنوان مثال، پوسته،). همه سلول‌ها از طریق از سلول‌های دیگر به وجود می‌آیند. در موجودات پر سلولی، هر سلول بدن موجود زنده از یک سلول بارور مشتق شده است. همچنین سلول به عنوان واحد اساسی در بسیاری از فرایندهای پاتولوژیک نیز در نظر گرفته می‌شود. به علاوه، در سلول‌ها طی فرایند سوخت ساز اتفاق می‌افتد. در نهایت، سلول‌های حاوی اطلاعات وراثتی ()، در طول تقسیم سلولی از یک سلول به سلول دیگر منتقل می‌شوند.
سلول‌های رنگ‌آمیزی شده، (قرمز) و (سبز) در محیط کشت
مفهوم سازماندهی مرکزی در زیست‌شناسی این است که تغییر و توسعه در زندگی در طول فرگشت اتفاق می‌افتد، و تمام موجودات زنده شناخته شده دارند. نظریه فرگشت ادعا می‌کند که تمام موجودات زنده روی زمین، موجودات زنده و منقرض شده، از یک نیای مشترک یا یک نیایی به وجود آمده‌اند. این باور وجود دارد که آخرین نیای مشترک تمام موجودات زنده حدود ۳٫۵ میلیارد سال پیش ظاهر شده است.به طور کلی زیست‌شناسان حضور همه‌جانبه و جهانی را به عنوان شاهد قطعی در حمایت از نظریه نیای مشترک جهانی برای همه باکتری‌ها، آرکی باکتری‌ها () و در نظر می‌گیرند ( را ببینید)
معرفی در واژه نامه علمی توسط در ۱۸۰۹، نظریه فرگشت تدریجی توسط ۵۰ سال بعد به عنوان مدل علمی، زمانی که او نیروی محرکه را بیان می‌کرد، ایجاد شد: انتخاب طبیعی. ( به عنوان همکار کاشف، زمانی که به تحقیق و پژوهش مفهوم تکامل کمک می‌کرد، شناخته شد). در حال حاضر، فرگشت برای توضیح تغییرات بزرگ یافته شده بر روی زمین استفاده می‌شود.
نظریه داروین بیان می‌کند که گونه‌ها و نژادها در طول فرایندهای و یا توسعه یافته‌اند. به عنوان یک مکانیسم اضافی از توسعه تکاملی در نظریه بیان می‌شود.
تاریخچه فرگشتی گونه‌ها – که ویژگی‌های گونه‌های مختلف را از جایی که آمده‌اند توصیف می‌کند – همراه با رابـ ـطه شجره نامه‌شان با دیگر گونه‌ها به عنوان شناخته می‌شود. با روش‌های گسترده متفاوت زیست‌شناسی، اطلاعاتی دربارهٔ تبارزایش به دست آمده است. این اطلاعات عبارتند از مقایسه در یا ، و مقایسه یا دیگر موجودات باستانی در . زیست‌شناسان روابط فرگشتی را با روش‌های مختلف از جمله ، و سازماندهی و تجزیه و تحلیل می‌کنند. (برای مشاهده خلاصه‌ای از رویدادهای مهم در فرگشت زندگی که در حال حاضر توسط زیست‌شناسان درک شده است را مطالعه کنید)
ژنتیک
واحد اصلی در تمام موجودات زنده هستند. یک ژن واحد اصلی وراثت بوده و قسمتی از می‌باشد که شکل یا عملکرد یک موجود را با روش‌های خاص تحت تأثیر قرار می‌دهد. تمام موجودات زنده، از باکتری‌ها تا جانوران، دستگاه‌های اساسی یکسانی که توسط دی ان ای کپی شده و به ترجمه می‌شوند را به اشتراک می‌گذارند. سلول‌ها ژن دی ان ای را به نسخه ژن می‌کنند، و سپس آران‌ای را به پروتئین می‌کند، و یک توالی به وجود می‌آید. از کدون آر ان ای به اسید آمینه در بیشتر موجودات زنده مشابه است، اما در بعضی از آنها تفاوت‌های کمی دارد. به عنوان مثال، توالی از دی ان ای که را در انسان‌ها کد می‌کند وقتی درون موجود زنده دیگری مثل گیاهان قرار بگیرد نیز انسولین را کد می‌کند.
دی ان ای معمولاً به شکل خطی در و کروموزوم حلقوی در وجود دارد. کروموزوم ساختاری سازمان یافته متشکل از و می‌باشد. مجموعه‌ای از کروموزوم‌ها در یک سلول و دیگر اطلاعات وراثتی یافت شده در ، ، یا دیگر مکان‌ها در مجموع به عنوان شناخته می‌شوند. در یوکاریوت‌ها، ژنوم دی ان ای در و به مقدار کم همراه و وجود دارد. در پروکاریوت‌ها، دی ان ای درون منطقه‌ای نامنظم از سیتوپلاسم به نام (ناحیه هسته) قرار گرفته است. اطلاعات ژنتیکی در یک ژنوم درون ژن‌ها قرار دارند، و مجموعه کاملی از این اطلاعات را در یک موجود زنده می‌نامند.
هموستازی
هومئوستازی توانایی یک در تنظیم محیط داخلی برای حفظ شرایط پایدار با استفاده از چندگانه می‌باشد که با مکانیسم‌های تنظیمی مرتبط می‌باشد. در تمام موجودات زنده، خواه جانداران یا ، وجود دارد.
برای حفظ تعادل پویا و انجام مؤثر عملکردهای خاص، یک سیستم باید اختلال را شناسایی و به آن پاسخ دهد. پس از تشخیص یک اختلال، یک سیستم بیولوژیکی به طور معمول از طریق به آن پاسخ می‌دهد. به این معنی که با کاهش یا افزایش فعالیت هر اندام یا سیستم، شرایط ثابت می‌شود. به عنوان مثال آزاد شدن در زمان کاهش شدید سطح قند.
انرژی
بقای یک موجود زنده بستگی به ورود مداوم دارد. واکنش‌های شیمیایی که مسئول این ساختارها و عملکردها هستند انرژی را برای کمک به سلول‌های جدید و حفظ آنها از موادی که به عنوان غذا عمل می‌کنند استخراج می‌کنند. در این فرایند که را تشکیل می‌دهند نقش دارند؛ اول، آنها حاوی انرژی هستند که می‌توانند مبدل باشند؛ دوم، آنها ساختارهای مولکولی جدید را از مولکول‌های زیستی می‌سازند.
موجودات زنده‌ای که مسئول تولید انرژی به اکوسیستم هستند به نام تولیدکننده یا شناخته می‌شوند. تقریباً تمام این موجودات انرژی اولیه را از خورشید به دست می‌آورند. گیاهان یا (فتواتوتروف) با انجام فرایندی به نام از انرژی خورشید برای تبدیل مواد خام به مولکول‌های آلی استفاده می‌کنند، از جمله ATP ()، که با شکستن پیوندهایش انرژی آزاد می‌شود.هرچند در بعضی استخراج انرژی توسط از ، یا دیگر منابع انرژی غیر خورشیدی صورت می‌گیرد.
برخی از انرژی‌های بدست آمده برای تولید برای حفظ و تأمین انرژی برای رشد و توسعه استفاده می‌شوند. اکثریت باقی‌مانده این انرژی به عنوان گرما و مولکول‌های زاید از دست می‌رود. مهمترین فرایندهایی که انرژی به دام افتاده در مواد شیمیایی را برای حفظ حیات استفاده می‌کنند و (تنفس سلولی) هستند.
پژوهش
ساختار
نوشتار‌های اصلی: ، ، و
، مطالعه زیست‌شناسی در سطح مولکولی می‌باشد. این زمینه، با دیگر موضوعات زیست‌شناسی همپوشانی دارد، به خصوص با و . زیست‌شناسی مولکولی عمدتاً به درک فعل و انفعالات بین سیستم‌های مختلف یک سلول می‌پردازد، از جمله ارتباطات دی ان ای، آر ان ای، و سنتز پروتئین و یادگیری اینکه چگونه این فعل و انفعالات تنظیم می‌شوند.
، به مطالعه ساختاری و خواص سلول‌ها از جمله، آنها، فعل و انفعالات، و می‌پردازد. این مطالعات در سطح و برای جانداران تک یاخته‌ای مثل ، همچنین، سلول‌های تخصص یافته جانداران چندیاخته‌ای مثل ، انجام می‌شوند. درک ساختار و عملکرد سلول‌ها برای تمام علوم زیستی اساسی می‌باشد. شباهت‌ها و تفاوت‌های بین انواع سلول‌ها به زیست‌شناسی مولکولی مربوط می‌باشد.
، اشکال میکروسکوپی ساختارها از جمله و دستگاه‌های اندام‌ها را در نظر می‌گیرد.
، علم مربوط به ، و گوناگونی است.ژن‌ها اطلاعات لازم برای سنتز پروتئین‌ها را کد می‌کنند، که به نوبه خود نقش مهمی در نهایی ارگانیسم دارند. در تحقیقات جدید، ژنتیک ابزار مهمی در بررسی عملکرد یک ژن خاص یا بررسی فعل و فراهم می‌کند. در بدن جانداران، اطلاعات ژنتیکی معمولاً در حمل می‌شوند، جایی که خاص ارائه شده است.
، در مورد فرایندهایی که در آن اندام‌ها رشد و توسعه می‌یابند، مطالعه می‌کند. در منشأ ، زیست‌شناسی رشد مدرن در مورد کنترل ژنتیکی ، ، و «» و اینکه کدام فرایند به تدریج باعث افزایش ، ، و می‌شود، مطالعه می‌کند. برای زیست‌شناسی رشد شامل کرم گرد ،،ماهی گورخری ،، و علف هرز می‌باشند. (یک ارگانیسم مدل، ای است که مطالعه گسترده برای درک زیستی خاص روی آن انجام می‌شود، با انتظار اینکه این اکتشافات بینشی از ارگانیسم را نسبت به ارگانیسسم‌های دیگر ارائه می‌دهد)
فیزیولوژیکی
فیزیولوژی در مورد فرایندهای مکانیکی، فیزیکی و بیوشیمیایی موجودات زنده و تلاش برای درک این موضوع که چگونه تمام ساختارها به عنوان یک کل عمل می‌کنند، مطالعه می‌کند. موضوع «ساختار به عملکرد» در زیست‌شناسی اساسی است. مطالعات فیزیولوژیکی به طور سنتی به و تقسیم شده است، اما بعضی از اصول فیزیولوژی بدون توجه به اینکه کدام خاص مطالعه می‌شود، جهانی هستند. به عنوان مثال، آنچه که در مورد فیزیولوژی سلول‌های آموخته شده می‌تواند در مورد سلول‌های انسانی نیز به کار بـرده شود. زمینه فیزیولوژی جانوری ابزارها و روش‌های را به گونه‌های غیرانسانی گسترش می‌دهد. فیزیولوژی گیاهی روش‌ها را از هر دو زمینه تحقیقات اقتباس می‌کند.
فیزیولوژی چگونگی تعاملات و عملکردهای ، ، ، ، و را مطالعه می‌کند. مطالعه این دستگاه‌ها با رشته‌های مرتبط پزشکی مثل و به اشتراک گذاشته شده است
تکاملی
به اصل و نسب علاقه‌مند است، و در طول زمان تغییر می‌کند، و شامل دانشمندان بسیاری از رشته‌های طبقه‌بندی می‌باشد. به عنوان مثال، به طور کلی شامل دانشمندانی می‌شود که آموزش ویژه‌ای در مورد خاص دیده‌اند از جمله ، ، ، یا ، اما از آن ارگانیسم‌ها به عنوان سیستم‌هایی برای پاسخگویی به سوالات اصلی دربارهٔ تکامل استفاده می‌کنند.
زیست‌شناسی تکاملی تاحدودی بر اساس می‌باشد، که با استفاده از به پرسش‌هایی در مورد حالت و سرعت تکامل،و تا حدی بر تحولاتی در زمینه پاسخ می‌دهد.در سال‌های ۱۹۸۰، ، با حذف اولیه از ، از طریق مطالعه ، دوباره وارد زیست‌شناسی تکاملی شد. رشته‌های مرتبط که اغلب بخشی از زیست‌شناسی تکاملی در نظر گرفته می‌شوند ، و می‌باشند.
سامانه‌شناسی
رویداد چندگانه یک ساختار درختی از رابـ ـطه بین گونه‌ها ایجاد می‌کند. نقش مطالعه این روابط و در نتیجه شباهت‌ها و تفاوت‌های بین گونه‌ها و گروه‌های گونه‌ای است.هرچند، سامانه‌شناسی یک زمینه فعال پژوهشی طولانی قبل از اینکه تفکر تکاملی عمومی شود، دارد.
به طور سنتی، موجودات زنده به پنج فرمانرو تقسیم می‌شوند: ، ، ، ، .هرچند، امروزه بیشتر دانشمندان این پنج فرمانرو را سیستمی قدیمی در نظر می‌گیرند. سیستم‌های جایگزین مدرن طبقه‌بندی به طور کلی با آغاز می‌شوند: (در اصل آرکی باکتری‌ها)؛ (در اصل یوباکتری‌ها) و (شامل ،، و ).این قلمروها داشتن یا نداشتن هسته سلول را منعکس می‌کنند، همچنین تفاوت در ترکیب شیمیایی مولکول‌های زیستی کلیدی مثل ریبوزوم‌ها را نشان می‌دهند.
علاوه بر این، هر قلمرو به صورت برگشت‌پذیر شکسته می‌شود تا هر گونه‌ای جداگانه دسته‌بندی شود. به این صورت که:؛ ، ، ، ، ، ، .
خارج از این دسته‌بندی، دورن سلولی اجباری وجود دارند که در اصطلاح فعالیت‌های متابولیکی «بر روی لبه زندگی»قرار دارند، به این معنی که بسیاری از دانشمندان این موجودات را به عنوان موجود زنده دسته‌بندی نکرده‌اند، با توجه به عدم یا حداقل نیاز به یک یا بیشتر توابع اساسی یا مشخصاتی که حیات را تعریف می‌کنند، آنها به عنوان ، ، یا طبقه‌بندی می‌شوند.
نام علمی یک ارگانیسم از جنس و گونه اش به وجود می‌آید. به عنوان مثال، انسان‌ها به عنوان (Homo sapiens) ذکر شده‌اند. انسان جنس، و اندیشه ورز گونه است. زمانی که دانشمندان نام یک ارگانیسم را می‌نویسند، اولین حرف جنس را با حروف بزرگ نوشته و بقیه جنس را با حروف کوچک می‌نویسند. علاوه بر این، تمام اصطلاح به شکل ایتالیک یا زیر خط دار نوشته می‌شود.
سیستم طبقه‌بندی غالب را می‌نامند. این طبقه‌بندی شامل رتبه و می‌باشد. چگونگی نامگذاری این ارگانیسم‌ها توسط توافقنامه‌های بین‌المللی از جمله (ICN)، (ICZN)، و (ICNB) اداره می‌شود. طبقه‌بندی ویروس‌ها، ویروئیدها، پریون‌ها و تمام عوامل زیر-ویروسی که ویژگی‌های بیولوژیکی را نشان می‌دهند توسط کمیته بین‌المللی طبقه‌بندی ویروس‌ها (ICTV) اداره شده و به نام قوانین جهانی طبقه‌بندی و نامگذاری ویروس‌ها شناخته می‌شود (ICVCN).هر چند، چندین سیستم طبقه‌بندی ویروسی وجود دارند.
بوم شناسی
به مطالعه توزیع و فراوانی موجودات زنده، و فعل و انفعالات بین موجودات و زیست می‌پردازد. یک ارگانیسم می‌تواند به عنوان عوامل غیر زنده محلی توصیف شود از جمله و ، به علاوه سایر ارگانیسم‌ها و اجزاء حیاتی نیز محیط زیست خود را به اشتراک می‌گذارند.یکی از دلایلی که سیستم‌های بیولوژیکی برای مطالعه مشکل هستند این است که بسیاری از فعل و انفعالات مختلف با دیگر موجودات زنده و محیط زیست حتی در مقیاس‌های کوچک امکان‌پذیر است. یک میکروسکوپی در شیب قند مورد نیاز خود به اندازه یک شیر در آفریقا که برای یافتن غذا تلاش می‌کند در قبال محیط مسئول است. هر گونه، می‌تواند ، ، ، باشد. وقتی که دو یا چند گونه در یک تداخل می‌کنند مسایل پیچیده‌تر می‌شود.
سیستم‌های زیست‌محیطی در چند سطح مختلف از افراد و به و مورد مطالعه قرار می‌گیرند. اصطلاح اغلب به جای استفاده می‌شود، اگرچه زیست‌شناسی جمعیت اغلب زمانی که در مورد ، و مطالعه می‌شود استفاده می‌شود در حالیکه بوم‌شناسی جمعیت معمولاً در زمان مطالعه گیاهان و جانوران استفاده می‌شود. بوم‌شناسی به دیگر رشته‌های فرعی متصل است.
رفتارهای جانوران را مطالعه می‌کند (بخصوص جانوران اجتماعی مثل و )، و گاهی اوقات شاخه‌ای از جانورشناسی در نظر گرفته می‌شود. کردارشناسان بخصوص علاقه‌مند به رفتار و درک رفتار در اصطلاحات نظریه هستند. به یک معنا، اولین کردارشناس مدرن ، کسی که کتاب را نوشته است و بسیاری از کردارشناسان را تحت تأثیر قرار داده‌است.
توزیع فضایی ارگانیسم‌های روی ، با تمرکز بر موضوعاتی مانند ، تغییر ، و و را مطالعه می‌کند.
مشکلات عمومی حل نشده در زیست‌شناسی
با وجود پیشرفت‌های عمیقی که در درک ما از فرایندهای اساسی زندگی در دهه‌های اخیر به دست آمده، برخی از مشکلات اساسی حل نشده باقی‌مانده است. به عنوان مثال، یکی از بزرگترین مشکلات حل نشده عملکرد انطباقی اولیه در جنس، و به ویژه فرایندهای کلیدی در یوکاریوت‌ها، میوز و نوترکیبی همولوگ می‌باشد. یک دیدگاه این است که رابـ ـطه جنـ*ـسی تکامل یافته در درجه اول به عنوان یک سازگاری برای افزایش تنوع ژنتیکی می‌باشد دیدگاه دیگر این است که رابـ ـطه جنـ*ـسی برای ترویج دقیق اصلاح دی ان ای در خط اصلی دی ان ای می‌باشد، که افزایش تنوع ژنتیکی در درجه اول یک محصول جانبی است که ممکن است در دراز مدت مفید باشد.
یکی دیگر از مشکلات اساسی حل نشده در زیست‌شناسی، اساس بیولوژیک سالخوردی است. در حال حاضر، هیچ توافقی بر علت سالخوردگی وجود ندارد. نظریه‌های مختلف رقابتی در مشخص شده است.
سطوح زیست‌شناسی
زیست‌شناسی گستره پهناوری از را دربرمی‌گیرد. بسیاری از این عرصه‌ها گاه خود به عنوان رشته‌های جدا و مستقلی قلمداد می‌گردند. روی‌هم‌رفته این رشته‌ها به مطالعه زیست در مقیاس‌ها و سطوح گوناگون می‌پردازند از جمله:
موارد زیر شاخه‌های اصلی زیست‌شناسی می‌باشند:
- سلول‌ها به عنوان واحد اصلی هستند.
- گونه‌های جدید و صفات موروثی، محصول هستند.
- واحد اصلی هستند.
- ارگانیسم‌ها محیط داخلی خود را برای حفظ یک ، حفظ می‌کنند.
- موجودات زنده مصرف می‌کنند و آن را به صورت دیگری تبدیل می‌کنند.
تاریخچه
درخت حیات به سال ۱۸۷۹
اصطلاح بیولوژی (به : biology) از واژه βίος- بیوس «به معنی زندگی»، و پسوند λογία- لوژیا «به معنی مطالعه چیزی»، مشتق شده‌است. این واژه در آلمان در اوایل سال ۱۷۹۱ ممکن است از واژه قدیمی‌تر دوزیستان‌شناسی با حذف واژه دوزیستان، به وجود آمده باشد.
فرم این اصطلاح نخستین بار در ۱۷۳۶ زمانی که ، از واژه biologi در کتاب Bibliotheca botanica خود استفاده کرد، ظاهر شده است.
اگرچه زیست‌شناسی در قالب مدرن خود پیشترفت‌های بسیاری یافته‌است، اما علوم مرتبط و وابسته به آن، از زمان‌های قدیم مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. فلسفه طبیعی در اوایل تمدن‌های باستانی ، ، و مورد مطالعه قرار گرفت. با این حال، ریشه‌های زیست‌شناسی مدرن و گرایش به مطالعه طبیعت اغلب به برمی‌گردد. در حالی که مطالعه رسمی پزشکی به (حدود ۴۶۰ سال قبل از میلاد – حدود ۳۷۰ سال قبل از میلاد) برمی گردد، اما (۳۲۲ سال قبل از میلاد – ۳۸۴ پیش از میلاد) گسترده‌ترین سهم را برای توسعه زیست‌شناسی به کار گرفت. نقش برجسته او در تاریخچه جانوران و کارهای دیگری با تکیه بر طبیعت‌گرایی، و فعالیت‌های تجربی دیگری که بر روی علت و معلولی زیستی و تنوع زندگی متمرکز بود، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. جانشین ارسطو در ، سلسله کتاب‌هایی در زمینه گیاه‌شناسی نوشت که تا به امروز سالم مانده‌اند و به عنوان مهمترین سهم از دوران باستان و حتی از علوم گیاهی به حساب می‌آید.
دانشمندان قرون وسطی جهان که در مورد زیست‌شناسی کتاب نوشته‌اند شامل (۸۶۹–۷۸۱)، (۸۹۶–۸۲۸)، که در مورد گیاه‌شناسی کتاب نوشته است، و (۹۲۵–۸۶۵) که در مورد و کتاب نوشته است، می‌باشند. دانش پزشکی با تحقیقات دانشمندان اسلامی در مورد سنت‌های فیلسوف یونانی، به خوبی مطالعه شده است، در حالیکه تاریخ طبیعی، تفکر ارسطو را به خصوص در حفظ سلسله مراتب ثابت زندگی، به شدت جذب کرده بود.
زیست‌شناسی با ساخت ، شروع به رشد و پیشرفت سریع کرد. اینگونه بود که دانشمندان ، ، و تنوع زندگی میکروسکوپی را کشف کردند. تحقیقات انجام شده توسط منجر به اطلاعات جدید در شده و به توسعه روش‌های اساسی میکروسکوپی و کمک بسیاری کرده است.
پیشرفت در تکنیک‌های تأثیر بسیاری در تفکرات زیست‌شناسی داشت. در آغاز سده ۱۹، تعدادی از زیست‌شناسان به اهمیت سلول اشاره کردند. سپس، در ۱۸۳۸، و شروع به ترویج ایده‌های کنونی جهانی کردند که شامل این موارد بودند: (۱) واحد اصلی موجودات زنده سلول می‌باشد و (۲) سلول‌های هر موجود تمام ویژگی‌های زندگی را دارد، اگرچه آنها با این ایده مخالف بودند که (۳) همه سلول‌ها از تقسیم دیگر سلول‌ها به وجود می‌آیند. به لطف کارهای و ، در ۱۸۶۰ بیشتر زیست‌شناسان همه سه اصلی را که به عنوان شناخته می‌شد، قبول کردند.
در همین هنگام، طبقه‌بندی موجودات زنده و رده‌بندی آنها عامل تمرکز تاریخ‌دانان طبیعی شد. ، طبقه‌بندی اساسی برای جهان طبیعی را در سال ۱۷۳۵ (گونه‌هایی که تا آن زمان شناخته شده بودند) منتشر کرد، و در سال‌های ۱۷۵۰ نام‌های علمی را برای تمام گونه‌های خود معرفی کرد. ، جانوران را به عنوان طبقه‌بندی‌های مصنوعی و گونه‌های زنده را به عنوان تطبیق‌پذیر معرفی کرد – حتی پیشنهاد داد که آنها احتمالاً از هستند. اگرچه او با فرگشت مخالف بود، بوفون یک چهره کلیدی در بود چرا که کارهایش بعدها بر نظریه‌های فرگشتی و تأثیر گذاشت.
آغاز جدی اندیشه فرگشتی با آثار می‌باشد، که برای نخستین بار یک نظریه منسجم از فرگشت را ارائه کرد.او فرض کرد که فرگشت نتیجه فشارهای محیطی بر ویژگی‌های جانوران می‌باشد، به این معنی که هرچه یک عضو بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد، پیچیده‌تر و کارآمدتر می‌شود، بنابراین جانور با محیط خود می‌شود. لامارک اعتقاد داشت که این صفات به دست آمده می‌تواند به فرزندان منتقل شود، و آنها را کامل کرده و توسعه دهد. با این حال، این زیست‌شناس بریتانیایی بود که روش‌های جغرافیایی زیستی ، زمین‌شناسی مبتنی بر شکل‌گیری یکتای ، نوشته‌های رشد جمعیت ، و تخصص ریخت‌شناسی و مشاهدات طبیعی خود را ترکیب کرد، و با موفقیت نظریه فرگشت بر پایه سازوکار را ارائه داد. دلایل و شواهد مشابه نیز، را به طور مستقل به همان نتایج رسانید.هرچند که این موضوع باعث بحث فراوان شد (که تا امروز نیز ادامه دارد)، اما نگرهٔ داروین به سرعت از طریق جامعه علمی گسترش یافته و به زودی به یک اصل مرکزی در سرعت توسعه علم زیست‌شناسی تبدیل شد.
کشف دلیل فیزیکی روی دادن وراثت همزمان با کشف اصول فرگشتی و شد. در سال‌های ۱۹۴۰ و اوایل سال‌های ۱۹۵۰، آزمایش‌ها به به عنوان بخشی از اشاره کردند که واحدهای صفاتی را حمل می‌کنند که به نام شناخته می‌شوند. تمرکز بر روی انواع جدیدی از مدل‌های موجودات زنده مانند و ، همراه با کشف ساختار مارپیچ دو رشته‌ای دی ان ای در ۱۹۵۳، راه را برگزار به باز کردند. از سال‌های ۱۹۵۰ تا زمان حال، زیست‌شناسی در حوزه مولکولی بسیاری گسترده شده است. توسط ، و بعد از درک اینکه دی ان ای از واحدهایی به نام تشکیل شده است، شکسته شد. در نهایت، در سال ۱۹۹۰ با هدف ترسیم نقشه ژنتیکی انسان به طور کلی راه‌اندازی شد. این پروژه در اصل در سال ۲۰۰۳ تکمیل شد، و تجزیه و تحلیل بیشتر آن هنوز در حال انتشار است.پروژه ژنوم انسان نخستین تلاش جهانی در ترکیب دانش زیست‌شناسی عملکردی، با تعریف مولکولی برای توضیح چگونگی کارکرد بدن انسان و دیگر موجودات بود.
مبانی زیست‌شناسی مدرن
بخش عمده‌ای از زیست‌شناسی مدرن را می‌توان متشکل از پنج اصل به‌هم وابسته دانست که شامل: نظریه سلولی، تکامل، ژنتیک، هموستازی، و انرژی است.
نظریه سلولی
نظریه سلولی بیان می‌کند که سلول واحد اساسی زندگی است، و همه موجودات زنده از یک یا چندین سلول تشکیل شده‌اند یا موادی را از سلول‌های خود ترشح می‌کنند (به عنوان مثال، پوسته،). همه سلول‌ها از طریق از سلول‌های دیگر به وجود می‌آیند. در موجودات پر سلولی، هر سلول بدن موجود زنده از یک سلول بارور مشتق شده است. همچنین سلول به عنوان واحد اساسی در بسیاری از فرایندهای پاتولوژیک نیز در نظر گرفته می‌شود. به علاوه، در سلول‌ها طی فرایند سوخت ساز اتفاق می‌افتد. در نهایت، سلول‌های حاوی اطلاعات وراثتی ()، در طول تقسیم سلولی از یک سلول به سلول دیگر منتقل می‌شوند.
سلول‌های رنگ‌آمیزی شده، (قرمز) و (سبز) در محیط کشت
مفهوم سازماندهی مرکزی در زیست‌شناسی این است که تغییر و توسعه در زندگی در طول فرگشت اتفاق می‌افتد، و تمام موجودات زنده شناخته شده دارند. نظریه فرگشت ادعا می‌کند که تمام موجودات زنده روی زمین، موجودات زنده و منقرض شده، از یک نیای مشترک یا یک نیایی به وجود آمده‌اند. این باور وجود دارد که آخرین نیای مشترک تمام موجودات زنده حدود ۳٫۵ میلیارد سال پیش ظاهر شده است.به طور کلی زیست‌شناسان حضور همه‌جانبه و جهانی را به عنوان شاهد قطعی در حمایت از نظریه نیای مشترک جهانی برای همه باکتری‌ها، آرکی باکتری‌ها () و در نظر می‌گیرند ( را ببینید)
معرفی در واژه نامه علمی توسط در ۱۸۰۹، نظریه فرگشت تدریجی توسط ۵۰ سال بعد به عنوان مدل علمی، زمانی که او نیروی محرکه را بیان می‌کرد، ایجاد شد: انتخاب طبیعی. ( به عنوان همکار کاشف، زمانی که به تحقیق و پژوهش مفهوم تکامل کمک می‌کرد، شناخته شد). در حال حاضر، فرگشت برای توضیح تغییرات بزرگ یافته شده بر روی زمین استفاده می‌شود.
نظریه داروین بیان می‌کند که گونه‌ها و نژادها در طول فرایندهای و یا توسعه یافته‌اند. به عنوان یک مکانیسم اضافی از توسعه تکاملی در نظریه بیان می‌شود.
تاریخچه فرگشتی گونه‌ها – که ویژگی‌های گونه‌های مختلف را از جایی که آمده‌اند توصیف می‌کند – همراه با رابـ ـطه شجره نامه‌شان با دیگر گونه‌ها به عنوان شناخته می‌شود. با روش‌های گسترده متفاوت زیست‌شناسی، اطلاعاتی دربارهٔ تبارزایش به دست آمده است. این اطلاعات عبارتند از مقایسه در یا ، و مقایسه یا دیگر موجودات باستانی در . زیست‌شناسان روابط فرگشتی را با روش‌های مختلف از جمله ، و سازماندهی و تجزیه و تحلیل می‌کنند. (برای مشاهده خلاصه‌ای از رویدادهای مهم در فرگشت زندگی که در حال حاضر توسط زیست‌شناسان درک شده است را مطالعه کنید)
ژنتیک
واحد اصلی در تمام موجودات زنده هستند. یک ژن واحد اصلی وراثت بوده و قسمتی از می‌باشد که شکل یا عملکرد یک موجود را با روش‌های خاص تحت تأثیر قرار می‌دهد. تمام موجودات زنده، از باکتری‌ها تا جانوران، دستگاه‌های اساسی یکسانی که توسط دی ان ای کپی شده و به ترجمه می‌شوند را به اشتراک می‌گذارند. سلول‌ها ژن دی ان ای را به نسخه ژن می‌کنند، و سپس آران‌ای را به پروتئین می‌کند، و یک توالی به وجود می‌آید. از کدون آر ان ای به اسید آمینه در بیشتر موجودات زنده مشابه است، اما در بعضی از آنها تفاوت‌های کمی دارد. به عنوان مثال، توالی از دی ان ای که را در انسان‌ها کد می‌کند وقتی درون موجود زنده دیگری مثل گیاهان قرار بگیرد نیز انسولین را کد می‌کند.
دی ان ای معمولاً به شکل خطی در و کروموزوم حلقوی در وجود دارد. کروموزوم ساختاری سازمان یافته متشکل از و می‌باشد. مجموعه‌ای از کروموزوم‌ها در یک سلول و دیگر اطلاعات وراثتی یافت شده در ، ، یا دیگر مکان‌ها در مجموع به عنوان شناخته می‌شوند. در یوکاریوت‌ها، ژنوم دی ان ای در و به مقدار کم همراه و وجود دارد. در پروکاریوت‌ها، دی ان ای درون منطقه‌ای نامنظم از سیتوپلاسم به نام (ناحیه هسته) قرار گرفته است. اطلاعات ژنتیکی در یک ژنوم درون ژن‌ها قرار دارند، و مجموعه کاملی از این اطلاعات را در یک موجود زنده می‌نامند.
هموستازی
هومئوستازی توانایی یک در تنظیم محیط داخلی برای حفظ شرایط پایدار با استفاده از چندگانه می‌باشد که با مکانیسم‌های تنظیمی مرتبط می‌باشد. در تمام موجودات زنده، خواه جانداران یا ، وجود دارد.
برای حفظ تعادل پویا و انجام مؤثر عملکردهای خاص، یک سیستم باید اختلال را شناسایی و به آن پاسخ دهد. پس از تشخیص یک اختلال، یک سیستم بیولوژیکی به طور معمول از طریق به آن پاسخ می‌دهد. به این معنی که با کاهش یا افزایش فعالیت هر اندام یا سیستم، شرایط ثابت می‌شود. به عنوان مثال آزاد شدن در زمان کاهش شدید سطح قند.
انرژی
بقای یک موجود زنده بستگی به ورود مداوم دارد. واکنش‌های شیمیایی که مسئول این ساختارها و عملکردها هستند انرژی را برای کمک به سلول‌های جدید و حفظ آنها از موادی که به عنوان غذا عمل می‌کنند استخراج می‌کنند. در این فرایند که را تشکیل می‌دهند نقش دارند؛ اول، آنها حاوی انرژی هستند که می‌توانند مبدل باشند؛ دوم، آنها ساختارهای مولکولی جدید را از مولکول‌های زیستی می‌سازند.
موجودات زنده‌ای که مسئول تولید انرژی به اکوسیستم هستند به نام تولیدکننده یا شناخته می‌شوند. تقریباً تمام این موجودات انرژی اولیه را از خورشید به دست می‌آورند. گیاهان یا (فتواتوتروف) با انجام فرایندی به نام از انرژی خورشید برای تبدیل مواد خام به مولکول‌های آلی استفاده می‌کنند، از جمله ATP ()، که با شکستن پیوندهایش انرژی آزاد می‌شود.هرچند در بعضی استخراج انرژی توسط از ، یا دیگر منابع انرژی غیر خورشیدی صورت می‌گیرد.
برخی از انرژی‌های بدست آمده برای تولید برای حفظ و تأمین انرژی برای رشد و توسعه استفاده می‌شوند. اکثریت باقی‌مانده این انرژی به عنوان گرما و مولکول‌های زاید از دست می‌رود. مهمترین فرایندهایی که انرژی به دام افتاده در مواد شیمیایی را برای حفظ حیات استفاده می‌کنند و (تنفس سلولی) هستند.
پژوهش
ساختار
نوشتار‌های اصلی: ، ، و
، مطالعه زیست‌شناسی در سطح مولکولی می‌باشد. این زمینه، با دیگر موضوعات زیست‌شناسی همپوشانی دارد، به خصوص با و . زیست‌شناسی مولکولی عمدتاً به درک فعل و انفعالات بین سیستم‌های مختلف یک سلول می‌پردازد، از جمله ارتباطات دی ان ای، آر ان ای، و سنتز پروتئین و یادگیری اینکه چگونه این فعل و انفعالات تنظیم می‌شوند.
، به مطالعه ساختاری و خواص سلول‌ها از جمله، آنها، فعل و انفعالات، و می‌پردازد. این مطالعات در سطح و برای جانداران تک یاخته‌ای مثل ، همچنین، سلول‌های تخصص یافته جانداران چندیاخته‌ای مثل ، انجام می‌شوند. درک ساختار و عملکرد سلول‌ها برای تمام علوم زیستی اساسی می‌باشد. شباهت‌ها و تفاوت‌های بین انواع سلول‌ها به زیست‌شناسی مولکولی مربوط می‌باشد.
، اشکال میکروسکوپی ساختارها از جمله و دستگاه‌های اندام‌ها را در نظر می‌گیرد.
، علم مربوط به ، و گوناگونی است.ژن‌ها اطلاعات لازم برای سنتز پروتئین‌ها را کد می‌کنند، که به نوبه خود نقش مهمی در نهایی ارگانیسم دارند. در تحقیقات جدید، ژنتیک ابزار مهمی در بررسی عملکرد یک ژن خاص یا بررسی فعل و فراهم می‌کند. در بدن جانداران، اطلاعات ژنتیکی معمولاً در حمل می‌شوند، جایی که خاص ارائه شده است.
، در مورد فرایندهایی که در آن اندام‌ها رشد و توسعه می‌یابند، مطالعه می‌کند. در منشأ ، زیست‌شناسی رشد مدرن در مورد کنترل ژنتیکی ، ، و «» و اینکه کدام فرایند به تدریج باعث افزایش ، ، و می‌شود، مطالعه می‌کند. برای زیست‌شناسی رشد شامل کرم گرد ،،ماهی گورخری ،، و علف هرز می‌باشند. (یک ارگانیسم مدل، ای است که مطالعه گسترده برای درک زیستی خاص روی آن انجام می‌شود، با انتظار اینکه این اکتشافات بینشی از ارگانیسم را نسبت به ارگانیسسم‌های دیگر ارائه می‌دهد)
فیزیولوژیکی
فیزیولوژی در مورد فرایندهای مکانیکی، فیزیکی و بیوشیمیایی موجودات زنده و تلاش برای درک این موضوع که چگونه تمام ساختارها به عنوان یک کل عمل می‌کنند، مطالعه می‌کند. موضوع «ساختار به عملکرد» در زیست‌شناسی اساسی است. مطالعات فیزیولوژیکی به طور سنتی به و تقسیم شده است، اما بعضی از اصول فیزیولوژی بدون توجه به اینکه کدام خاص مطالعه می‌شود، جهانی هستند. به عنوان مثال، آنچه که در مورد فیزیولوژی سلول‌های آموخته شده می‌تواند در مورد سلول‌های انسانی نیز به کار بـرده شود. زمینه فیزیولوژی جانوری ابزارها و روش‌های را به گونه‌های غیرانسانی گسترش می‌دهد. فیزیولوژی گیاهی روش‌ها را از هر دو زمینه تحقیقات اقتباس می‌کند.
فیزیولوژی چگونگی تعاملات و عملکردهای ، ، ، ، و را مطالعه می‌کند. مطالعه این دستگاه‌ها با رشته‌های مرتبط پزشکی مثل و به اشتراک گذاشته شده است
تکاملی
به اصل و نسب علاقه‌مند است، و در طول زمان تغییر می‌کند، و شامل دانشمندان بسیاری از رشته‌های طبقه‌بندی می‌باشد. به عنوان مثال، به طور کلی شامل دانشمندانی می‌شود که آموزش ویژه‌ای در مورد خاص دیده‌اند از جمله ، ، ، یا ، اما از آن ارگانیسم‌ها به عنوان سیستم‌هایی برای پاسخگویی به سوالات اصلی دربارهٔ تکامل استفاده می‌کنند.
زیست‌شناسی تکاملی تاحدودی بر اساس می‌باشد، که با استفاده از به پرسش‌هایی در مورد حالت و سرعت تکامل،و تا حدی بر تحولاتی در زمینه پاسخ می‌دهد.در سال‌های ۱۹۸۰، ، با حذف اولیه از ، از طریق مطالعه ، دوباره وارد زیست‌شناسی تکاملی شد. رشته‌های مرتبط که اغلب بخشی از زیست‌شناسی تکاملی در نظر گرفته می‌شوند ، و می‌باشند.
سامانه‌شناسی
رویداد چندگانه یک ساختار درختی از رابـ ـطه بین گونه‌ها ایجاد می‌کند. نقش مطالعه این روابط و در نتیجه شباهت‌ها و تفاوت‌های بین گونه‌ها و گروه‌های گونه‌ای است.هرچند، سامانه‌شناسی یک زمینه فعال پژوهشی طولانی قبل از اینکه تفکر تکاملی عمومی شود، دارد.
به طور سنتی، موجودات زنده به پنج فرمانرو تقسیم می‌شوند: ، ، ، ، .هرچند، امروزه بیشتر دانشمندان این پنج فرمانرو را سیستمی قدیمی در نظر می‌گیرند. سیستم‌های جایگزین مدرن طبقه‌بندی به طور کلی با آغاز می‌شوند: (در اصل آرکی باکتری‌ها)؛ (در اصل یوباکتری‌ها) و (شامل ،، و ).این قلمروها داشتن یا نداشتن هسته سلول را منعکس می‌کنند، همچنین تفاوت در ترکیب شیمیایی مولکول‌های زیستی کلیدی مثل ریبوزوم‌ها را نشان می‌دهند.
علاوه بر این، هر قلمرو به صورت برگشت‌پذیر شکسته می‌شود تا هر گونه‌ای جداگانه دسته‌بندی شود. به این صورت که:؛ ، ، ، ، ، ، .
خارج از این دسته‌بندی، دورن سلولی اجباری وجود دارند که در اصطلاح فعالیت‌های متابولیکی «بر روی لبه زندگی»قرار دارند، به این معنی که بسیاری از دانشمندان این موجودات را به عنوان موجود زنده دسته‌بندی نکرده‌اند، با توجه به عدم یا حداقل نیاز به یک یا بیشتر توابع اساسی یا مشخصاتی که حیات را تعریف می‌کنند، آنها به عنوان ، ، یا طبقه‌بندی می‌شوند.
نام علمی یک ارگانیسم از جنس و گونه اش به وجود می‌آید. به عنوان مثال، انسان‌ها به عنوان (Homo sapiens) ذکر شده‌اند. انسان جنس، و اندیشه ورز گونه است. زمانی که دانشمندان نام یک ارگانیسم را می‌نویسند، اولین حرف جنس را با حروف بزرگ نوشته و بقیه جنس را با حروف کوچک می‌نویسند. علاوه بر این، تمام اصطلاح به شکل ایتالیک یا زیر خط دار نوشته می‌شود.
سیستم طبقه‌بندی غالب را می‌نامند. این طبقه‌بندی شامل رتبه و می‌باشد. چگونگی نامگذاری این ارگانیسم‌ها توسط توافقنامه‌های بین‌المللی از جمله (ICN)، (ICZN)، و (ICNB) اداره می‌شود. طبقه‌بندی ویروس‌ها، ویروئیدها، پریون‌ها و تمام عوامل زیر-ویروسی که ویژگی‌های بیولوژیکی را نشان می‌دهند توسط کمیته بین‌المللی طبقه‌بندی ویروس‌ها (ICTV) اداره شده و به نام قوانین جهانی طبقه‌بندی و نامگذاری ویروس‌ها شناخته می‌شود (ICVCN).هر چند، چندین سیستم طبقه‌بندی ویروسی وجود دارند.
بوم شناسی
به مطالعه توزیع و فراوانی موجودات زنده، و فعل و انفعالات بین موجودات و زیست می‌پردازد. یک ارگانیسم می‌تواند به عنوان عوامل غیر زنده محلی توصیف شود از جمله و ، به علاوه سایر ارگانیسم‌ها و اجزاء حیاتی نیز محیط زیست خود را به اشتراک می‌گذارند.یکی از دلایلی که سیستم‌های بیولوژیکی برای مطالعه مشکل هستند این است که بسیاری از فعل و انفعالات مختلف با دیگر موجودات زنده و محیط زیست حتی در مقیاس‌های کوچک امکان‌پذیر است. یک میکروسکوپی در شیب قند مورد نیاز خود به اندازه یک شیر در آفریقا که برای یافتن غذا تلاش می‌کند در قبال محیط مسئول است. هر گونه، می‌تواند ، ، ، باشد. وقتی که دو یا چند گونه در یک تداخل می‌کنند مسایل پیچیده‌تر می‌شود.
سیستم‌های زیست‌محیطی در چند سطح مختلف از افراد و به و مورد مطالعه قرار می‌گیرند. اصطلاح اغلب به جای استفاده می‌شود، اگرچه زیست‌شناسی جمعیت اغلب زمانی که در مورد ، و مطالعه می‌شود استفاده می‌شود در حالیکه بوم‌شناسی جمعیت معمولاً در زمان مطالعه گیاهان و جانوران استفاده می‌شود. بوم‌شناسی به دیگر رشته‌های فرعی متصل است.
رفتارهای جانوران را مطالعه می‌کند (بخصوص جانوران اجتماعی مثل و )، و گاهی اوقات شاخه‌ای از جانورشناسی در نظر گرفته می‌شود. کردارشناسان بخصوص علاقه‌مند به رفتار و درک رفتار در اصطلاحات نظریه هستند. به یک معنا، اولین کردارشناس مدرن ، کسی که کتاب را نوشته است و بسیاری از کردارشناسان را تحت تأثیر قرار داده‌است.
توزیع فضایی ارگانیسم‌های روی ، با تمرکز بر موضوعاتی مانند ، تغییر ، و و را مطالعه می‌کند.
مشکلات عمومی حل نشده در زیست‌شناسی
با وجود پیشرفت‌های عمیقی که در درک ما از فرایندهای اساسی زندگی در دهه‌های اخیر به دست آمده، برخی از مشکلات اساسی حل نشده باقی‌مانده است. به عنوان مثال، یکی از بزرگترین مشکلات حل نشده عملکرد انطباقی اولیه در جنس، و به ویژه فرایندهای کلیدی در یوکاریوت‌ها، میوز و نوترکیبی همولوگ می‌باشد. یک دیدگاه این است که رابـ ـطه جنـ*ـسی تکامل یافته در درجه اول به عنوان یک سازگاری برای افزایش تنوع ژنتیکی می‌باشد دیدگاه دیگر این است که رابـ ـطه جنـ*ـسی برای ترویج دقیق اصلاح دی ان ای در خط اصلی دی ان ای می‌باشد، که افزایش تنوع ژنتیکی در درجه اول یک محصول جانبی است که ممکن است در دراز مدت مفید باشد.
یکی دیگر از مشکلات اساسی حل نشده در زیست‌شناسی، اساس بیولوژیک سالخوردی است. در حال حاضر، هیچ توافقی بر علت سالخوردگی وجود ندارد. نظریه‌های مختلف رقابتی در مشخص شده است.
سطوح زیست‌شناسی
زیست‌شناسی گستره پهناوری از را دربرمی‌گیرد. بسیاری از این عرصه‌ها گاه خود به عنوان رشته‌های جدا و مستقلی قلمداد می‌گردند. روی‌هم‌رفته این رشته‌ها به مطالعه زیست در مقیاس‌ها و سطوح گوناگون می‌پردازند از جمله:
- در مقیاس هسته‌ای از راه زیست‌شناسی مولکولی، ، و تا اندازه‌ای
- در مقیاس از طریق زیست‌شناسی یاخته‌ای
- در مقیاس چندیاخته‌ای از راه ، ، و
- در سطح شکل‌گیری یا (اونتوژنی) یک سازواره مفرد از راه پژوهش در رشته زیست‌شناسی تکاملی
- در سطح وراثت میان زایندگان و زادگان از راه دانش ژنتیک
- در سطح رفتار گروهی از راه
- در سطح بررسی مجموعه یک جمعیت از طریق ژنتیک جمعیت و در مقیاس چندگونه‌ای‌تبارها از راه دانش
- در سطح جمعیت‌های وابسته‌به‌هم و ایشان از راه و زیست‌شناسی و نیز احتمالاً از راه دانش که به بررسی وجود زیست در ورای کره زمین می‌پردازد.
موارد زیر شاخه‌های اصلی زیست‌شناسی می‌باشند:
- : مطالعه ذرات آلی موجود در هوا
- : مطالعه تولید محصولات کشاورزی و پرورش دام، با تأکید بر برنامه‌های علمی
- : مطالعه فرم و عملکرد، در گیاهان، جانوران، و دیگر ارگانیسم‌ها، یا به طور خاص در انسان
- : مطالعه یاخته‌ها و بافت‌ها، یک شاخه از کالبدشناسی
- (که به عنوان نیز شناخته می‌شود): مطالعه تکامل، توزیع و آینده زندگی در جهان
- : مطالعه واکنش‌های شیمیایی مورد نیاز برای زندگی و عملکرد موجودات زنده، معمولاً تمرکز بر سطح سلولی
- : مطالعه زیست‌شناسی از طریق استفاده از مهندسی با تأکید بر دانش کاربردی و به خصوص مرتبط با بیوتکنولوژی
- : مطالعه توزیع فضایی و زمانی یک گونه
- : استفاده از فناوری اطلاعات برای مطالعه، جمع‌آوری، و ذخیره‌سازی داده‌های بیولوژیکی و ژنومی
- : مطالعه کمی یا ریاضی فرایندهای زیست‌شناسی، با تأکید بر مدل‌سازی
- : اغلب به عنوان شاخه‌ای از پزشکی در نظر گرفته می‌شود، مطالعه مکانیکی موجودات زنده، با تأکید بر استفاده کاربردی از طریق یا
- : مطالعه سلامتی و بیماری‌ها
- : مطالعه و کاربرد عملی آماده‌سازی، استفاده و اثرات داروها و داروهای مصنوعی
- : مطالعه موسیقی از دیدگاه زیست‌شناسی
- : مطالعه فرایندهای زیستی از طریق فیزیک، با استفاده از نظریه‌ها و روش‌هایی که به طور سنتی در علم فیزیک استفاده می‌شود.
- : مطالعه دستکاری ماده زندگی، شامل اصلاح ژنتیکی و
- : پژوهش ادغام زیست‌شناسی و مهندسی؛ ساخت و ساز عملکردهایی که در طبیعت یافت نمی‌شوند.
- : مطالعه محیط زندگی در محیط داخلی
- : مطالعه گیاهان
- : مطالعه سلول به عنوان واحد کامل، و فعل و انفعالات مولکولی و شیمیایی که درون سلول زنده اتفاق می‌افتد
- : مطالعه به عنوان عملکرد زیست شناختی
- : مطالعه نگهداری، حفاظت و یا ترمیم محیط زیست، اکوسیستم طبیعی، پوشش گیاهی و حیات وحش
- : مطالعه تأثیرات دمای پایین‌تر از حد نرمال بر روی موجودات زنده
- : مطالعه فرایندهایی که از طریق آن فرم‌های ارگانیسم‌ها از تخم تا ساختار کامل تبدیل می‌شوند
- : مطالعه رشد رویان (از لقاح تا تولد)
- : مطالعه فعل و انفعالات موجودات زنده با موجود دیگر و با عناصر غیر زنده محیط آنها
- : مطالعه محیط طبیعی به صورت کلی و یا یک منطقه خاص، به خصوص که توسط فعالیت‌های انسانی تحت تأثیر قرار گرفته باشد.
- : تحقیقات بر روی یکی از اجزا مهم سلامت عمومی، مطالعه عوامل مؤثر بر روی سلامت جمعیت
- : مطالعه منشأ و اجداد گونه‌ها در طول زمان
- : مطالعه ژن‌ها و وراثت
- : مطالعه تغییرات وراثتی در بیان ژن یا فنوتیپ سلولی ناشی از مکانیسم‌های دیگری که در توالی دی ان ای تغییرات ایجاد می‌کنند
- : مطالعه خون و اندام‌های تشکیل دهنده خون
- : مطالعه تمامی ارگانیسم‌ها
- : مطالعه آب‌های داخلی
- (یا ): مطالعه اکوسیستم‌های اقیانوس، گیاهان، جانوران و دیگر موجودات زنده
- : مطالعه ارگانیسم‌های میکروسکوپی (میکروارگانیسم‌ها) و فعل و انفعالات آنها با دیگر موجودات زنده
- : مطالعه انگل‌ها و زندگی انگلی
- : مطالعه ویروس‌ها و سایر عوامل شبه‌ویروسی
- : مطالعه زیست‌شناسی و عملکردهای زیستی در سطح مولکولی، جدا از بیوشیمی
- : مطالعه قارچ‌ها
- : مطالعه دستگاه عصبی، شامل کالبدشناسی، فیزیولوژی و آسیب‌شناسی
- : مطالعه گروه‌هایی از ارگانیسم‌های همنوع، شامل
- : مطالعه چگونگی پویایی و انقراض جمعیت
- : مطالعه تغییرات توالی ژن‌ها در جمعیتی از موجودات زنده
- : مطالعه فسیل‌ها و گاهی اوقات شواهد جغرافیایی از زندگی ماقبل تاریخ
- : مطالعه بیماری‌ها، و دلایل، فرایندها، طبیعت و توسعه بیماری
- : مطالعه عملکردهای موجودات زنده و اندام‌ها و بخش‌هایی از موجودات زنده
- : مطالعه بیماری‌های گیاهان (همچنین آسیب‌شناسی گیاهان نیز نامیده می‌شود)
- : مطالعه زیستی بر اساس
- : مططالعه زیستی بر اساس
- : شاخه‌ای از ، و که نسبت به ساختارهای مولکولی ماکرومولکول‌های زیستی توجه دارد.
- : مطالعه جانوران، شامل طبقه‌بندی، فیزیولوژی، توسعه و رفتار. زیرشاخه‌ها شامل: (رفتار جانوران)، (حشرات)، (خزندگان و دوزیستان)، (ماهی)، (پستانداران) و (پرنده‌ها)
