Subclasse de | Ciência da natureza |
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Praticado por | Biólogo , estudante de biologia ( d ) |
Campos |
Morfologia ecologia botânica zoologia arqueobiologia anatomia micologia biologia genética da cor ( d ) biologia celular biologia evolutiva biologia computacional neurobiologia ( d ) |
Objetos |
Vida do organismo |
História | História da biologia |
A biologia (do grego bios "vida" e logos , "fala") é a ciência da vida . Abrange parte das ciências naturais e da história natural dos seres vivos.
Como a vida assume muitas formas e em escalas muito diferentes, a biologia se estende do nível molecular , ao da célula , depois ao organismo , ao nível da população e do ecossistema .
O termo biologia é formado pela composição das duas palavras gregas bios (βιος) em francês "vida" e logos (λογος) que significa "fala, palavra".
Este neologismo é criado no final do XVIII ° século e início do XIX ° século e de forma independente:
“Tudo o que é geralmente comum às plantas e aos animais, como todas as faculdades específicas de cada um desses seres sem exceção, deve constituir o objeto único e vasto de uma ciência particular que ainda não foi fundada, que não existe. até ter um nome, e ao qual darei o nome de biologia. "
Em Lamarck encontrou-se, pela primeira vez, uma concepção do vivente que reconhece a originalidade em relação aos objetos inanimados sem fazer renunciar às leis da física, ao contrário do que costumavam fazer vitalistas e fixistas .
O mesmo Lamarck, muito antes de dar aulas de biologia em 1819, em sua obra Hydrogeology , também publicada em 1802, separa a física terrestre em três partes:
Os cientistas alemães, a chamado de Treviranus, lançam meticulosos inventários de flora e fauna, realizados por aqueles que, respectivamente, serão chamados de botânicos e zoólogos. Em meados do XIX ° século, o interesse nas funções de viver pesquisa biológica direcionada para a fisiologia .
O objeto da biologia é o ser vivo e a vida como um todo e seu funcionamento. Mas o que é um ser vivo? Como é diferente de objetos inanimados e máquinas ? E o que é vida? A essas questões, os biólogos atualmente não têm uma resposta precisa e unânime na comunidade científica . Alguns deles, e não menos importantes, chegam a pensar que essas questões são discutíveis.
Assim, Claude Bernard , na primeira das Lições sobre os fenômenos da vida comuns aos animais e às plantas (1878), declara explicitamente que não é necessário definir a priori a noção de vida, porque a biologia deve ser uma ciência experimental; esta seria uma definição a priori e “o método que consiste em definir e deduzir tudo de uma definição pode ser adequado para as ciências da mente, mas é contrário ao próprio espírito das ciências experimentais” . Conseqüentemente, “basta que concordemos com a palavra vida para usá-la” e “é ilusório e quimérico, contrário ao próprio espírito da ciência, buscar uma definição absoluta” .
A biologia parece ter se mantido fiel a essa concepção, pois continua a não definir com precisão a noção de vida para se limitar à análise das "coisas naturais" ou às vezes criadas parcialmente pelo homem (via seleção e depois engenharia genética) tão comuns. sentido designa como vivo. Essa análise permite evidenciar um certo número de características comuns a esses objetos de estudo e, assim, aplicar esse qualificador de vida a outros objetos com as mesmas características. Esse método, exclusivamente analítico e experimental , tem reforçado consideravelmente a eficiência e a cientificidade do trabalho do biólogo, em comparação com as concepções muitas vezes especulativas de antes de Claude Bernard . No entanto, ocasionou uma “fisicalização” de tal forma que às vezes se tem a impressão de que, para tornar a biologia científica, era necessário negar qualquer especificidade de seu objeto.
Na verdade, alguns biólogos chegam a afirmar que “a vida não existe! » , Ou mais exatamente que seria um processo físico-químico entre outros.
O primeiro deles é provavelmente Albert Szent-Györgyi , Prêmio Nobel de Medicina em 1937 , que disse:
“A vida como tal não existe, ninguém nunca a viu. "
O mais conhecido é François Jacob :
“Não questionamos mais a vida em laboratórios hoje. Não tentamos mais definir seus contornos. [...] Hoje, a biologia está interessada nos algoritmos do mundo vivo. "
Mais recentemente, esta é também a posição de Henri Atlan :
“O objeto da biologia é físico-químico. Assim que fazemos bioquímica e biofísica, e quando entendemos os mecanismos físico-químicos responsáveis pelas propriedades dos seres vivos, a vida desaparece! Hoje, um biólogo molecular não precisa usar a palavra “vida” em seu trabalho. Isso pode ser explicado historicamente: trata-se de uma química que existe na natureza, em um certo número de sistemas físico-químicos particulares, com propriedades específicas, e chamados animais ou plantas, isso é tudo! "
Esta última citação ilustra a confusão entre o estudo da vida e o da matéria dos seres vivos , onde a tentação de reduzir a biologia apenas à biologia molecular surge negando os seres vivos, graças ao nivelamento que a química permite , qualquer especificidade. não uma simples diferença físico-química. Em outras palavras, é tentador, ao reduzir a biologia à biologia molecular, diferenciar os vivos dos inanimados apenas pelos critérios pelos quais a biologia molecular é diferenciada do resto da química.
Essa negação da especificidade dos seres vivos vem de uma concepção em que nenhuma descontinuidade entre os vivos e o inanimado é permitida para manter um universo coerente e unificado. Admitimos, portanto, uma gradação gradual entre o inanimado e o vivo, tanto nas formas atuais (vírus, supostamente no limite da vida e inanimada), quanto no surgimento da vida na Terra (esse aparecimento é entendido como uma fase prebiótica progressiva sem descontinuidade marcada). Na verdade, essa negação da especificidade do vivente, que quer ser materialista , simplesmente confunde o materialismo epistemológico com as ciências da matéria. As ciências, inclusive a biologia, devem ser materialistas, ninguém dirá o contrário. Mas deveriam ser apenas as ciências da matéria? A física tem sido o modelo de ciência para todas as outras, tanto que acabou sendo confundida com o ideal do materialismo epistemológico.
Falar da noção de vida, da especificidade do vivente, é, em biologia, expor-se a ser qualificado de vitalista , até animista , porque isso se desvia um pouco da físico-química é suposto vir do materialismo epistemológico. . Tanto que hoje temos a impressão de que o que a biologia visa não é tanto o estudo da vida (ou do vivente no que tem de específico em relação ao objeto inanimado), mas sua negação pura e simples, o nivelamento e unificação do o universo pela química física. Como se, para unificar, fosse melhor negar as soluções de continuidade do que compreendê-las.
Outra abordagem é mais sistêmica, conforme resumido por Jacob (1970): “Qualquer objeto considerado pela Biologia representa um sistema de sistemas; fazendo parte de um sistema de ordem superior, às vezes obedece a regras que não podem ser deduzidas de sua própria análise ” ; é uma das bases da ecologia científica e sua “abordagem ecossistêmica”.
O problema da especificidade dos seres vivos, portanto, ainda não foi resolvido pela biologia moderna, que, portanto, não tem uma definição clara e explícita de seu objeto. Esse problema só é obscurecido de várias maneiras, todas as quais tendem a trazer de volta, por falta de algo melhor, a concepção de Descartes do vivente como mais ou menos como uma máquina muito complexa. Poucos biólogos discordam dessa aproximação, propondo uma concepção de coisas vivas mais precisa e mais próxima da realidade. No entanto, um certo número de trabalhos em biologia teórica visa superar essas limitações, como os de Francisco Varela , Robert Rosen ou Stuart Kauffman. O que está em jogo costuma ser a diferença entre biologia e física.
A primeira teoria da evolução dos seres vivos foi avançada por Jean-Baptiste Lamarck em seu livro Philosophie Zoologique em 1809 . Como o próprio título sugere, assume a forma de um sistema filosófico, embora estabeleça as bases essenciais para a compreensão dos seres vivos e de sua evolução. Cinquenta anos depois, em 1859 , com a publicação de A Origem das Espécies , Charles Darwin ofereceu uma explicação científica da evolução, na forma de um mecanismo simples, com o princípio da seleção natural . Com o tempo, a teoria original de Darwin foi refinada com os resultados de experimentos e observações que os biólogos realizaram. A teoria consensual atual é a da teoria sintética da evolução , também chamada de neodarwinismo.
O caráter evolucionário da vida tem sido discutido por muito tempo e ainda é questionado por alguns fora da comunidade científica, mas nenhuma dessas objeções à teoria da evolução tem fundamento científico. Desde então, a comunidade científica tem aceitado amplamente o evolucionismo da vida como um fato demonstrado pela experiência e observação em inúmeras ocasiões, em particular por:
Se a biologia é tão vasta, é por causa da extrema diversidade dos seres vivos, que se apresentam em tantas formas, que é difícil discernir os pontos comuns. No entanto, foi realizada uma hierarquia de coisas vivas, que é o domínio da sistemática e da taxonomia . Todos os seres vivos são classificados em três áreas:
Embora diferentes, todas as formas de vida compartilham algumas características comuns. O que leva a crer que a vida na Terra se origina de uma mesma forma de vida, designada pela sigla de LUCA (do inglês : Last universal common ancestor ), que teria surgido na Terra há pelo menos 2,5 bilhões de anos.
As principais características universais dos seres vivos são:
Devido à natureza extremamente vasta do assunto, o estudo da biologia requer uma divisão em campos de estudo. Uma abordagem um tanto "redutiva", mas com a vantagem de esclarecer os temas, consiste em definir níveis de organização. Em um esforço para alcançar uma compreensão mais abrangente da biologia, pontes foram naturalmente criadas entre as diferentes disciplinas. Permite a exploração de diferentes disciplinas originais, como biologia molecular, biotecnologia, toxicologia, ciências biomédicas, etc.
Os campos que estudam a estrutura dos seres vivos estão na escala atômica para biologia molecular e na escala celular para biologia celular.
O campo da biologia molecular estuda os compostos básicos dos seres vivos, como DNA e proteínas . Por muito tempo, acreditou-se que as leis da química que governam os seres vivos eram diferentes daquelas da matéria inanimada. Mas desde a síntese de muitos compostos orgânicos, é claramente aceito que as leis químicas são as mesmas que as da matéria inorgânica. Nenhuma força vital dá vida à matéria como se pensava anteriormente com a teoria vitalista .
O desenvolvimento do microscópio com o qual Robert Hooke descobriu as células em 1665 marcou o nascimento da biologia celular e de um mundo então insuspeitado. Essa descoberta e as muitas que se seguiram permitiram explicar certos fenômenos como o que se chamou na época de geração espontânea . É nessa escala que encontramos os primeiros organismos vivos.
Tomada no sentido estrutural e funcional, a biologia abrange também todas as disciplinas, clássicas e modernas, que estudam estruturas como tecidos com histologia ou órgãos com anatomia. A fisiologia estuda os princípios mecânicos, físicos e bioquímicos dos organismos vivos e é separada em dois ramos: fisiologia vegetal e fisiologia animal.
A extrema diversidade dos seres vivos não impede de forma alguma o agrupamento em entidades ou taxa ( taxonomia ), suas relações entre si e sua classificação ( sistemática ).
As interações dos seres vivos entre si e os elos que os unem ao meio ambiente é o domínio da ecologia. A etologia estuda o comportamento animal no ambiente natural.
As Ciências da Vida incluem muitas disciplinas e subdisciplinas mais ou menos interconectadas e às vezes sobrepostas. Essas disciplinas são organizadas por nível de observação, ou por abordagem metodológica, ou por tipo de organização estudada.
Nível de observação | Exemplo | Disciplinas |
---|---|---|
molecular | moléculas biológicas: proteínas , DNA , RNA | química orgânica , bioquímica , biologia molecular |
microscópico | componentes celulares ( organelas ) | biologia celular , citologia |
células , organismos unicelulares | microbiologia | |
tecidos | histologia | |
órgãos | fisiologia | |
macroscópico | organismos , indivíduos | biologia dos organismos, anatomia , etologia |
população | colônias , populações , metapopulações | biologia populacional , genética populacional |
específico | espécies | taxonomia , filogeografia , etc. |
supra-específico | grupos de espécies , ecossistemas , evolução humana | sistemática , ecologia , filogenia |
As aplicações das descobertas em biologia são inúmeras e muito presentes no cotidiano do ser humano. Os grandes avanços da medicina nas últimas décadas tiveram origem principalmente nas descobertas sobre o funcionamento do corpo humano. O campo farmacêutico também está se beneficiando dos avanços da química orgânica.
Mais recentemente, a descoberta da estrutura do DNA e um melhor entendimento da hereditariedade tornaram possível modificar com precisão os seres vivos E encontrar aplicações nos campos agrícolas e agroalimentares .
A biologia também pode ter aplicações em criminologia . Na Revue française de criminologie et de droit penal , Laurent Lemasson apresenta três correlações entre biologia e criminalidade destacadas por vários pesquisadores: a presença dos genes MAOA e HTR2B em uma grande proporção de criminosos; funcionamento anormal das regiões frontal e temporal do cérebro; finalmente, um estado de subexcitação fisiológica em ofensores reincidentes.
Desde o desenvolvimento da biologia molecular e fisiologia celular na segunda metade do XX ° século, avanços na biologia tornaram-se diariamente e têm um enorme impacto na sociedade: a compreensão dos mecanismos moleculares de centenas de doenças, melhorando a tratamentos de câncer, mecanismos neurológicos compreensão, melhorar o tratamento de doenças mentais e rastrear defeitos genéticos no útero . Uma melhor compreensão da evolução molecular, o substrato físico para a evolução das espécies, permite transpor para o homem as descobertas feitas em animais, incluindo vermes como C. elegans ou a mosca Drosophila , cujos mecanismos já foram comprovados. A segmentação molecular do corpo durante a embriogênese são idênticas às dos humanos e, em geral, a todos os metazoários vivos .
No entanto, o progresso muito rápido da biologia às vezes dá origem a questões filosóficas , sérias preocupações e até mesmo forte oposição de certas associações ou organizações não governamentais (ONGs) . Isso inclui: clonagem , organismos geneticamente modificados (OGM) , sequenciamento e questões de propriedade intelectual relacionadas .
Animalia - Bos primigenius taurus
Planta - Triticum
Fungos - Morchella esculenta
Stramenopila / Chromista - Fucus serratus
Bactérias - Gemmatimonas aurantiaca (- = 1 micrômetro)
Archaea - Halobacteria
Vírus - fago gama