علم الأحياء. ما أهمية دراسة علم الأحياء؟
- علم الأحياء هو العلم الذي يتعامل مع الدراسة العملية للحياة. وهي تدرس كيف يمكن لخلية مرئية تحت المجهر أن تتطور إلى نبات أو حيوان معقد. كما تشرح لنا كيف يمكن للنباتات تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية للحصول على غذائها، كما تشرح لنا كيف يعمل العقل البشري وكيف تعمل العضلات من أصغر العضلات إلى أكبرها.
- كما يوضح لنا أشكال الحياة المختلفة في المجتمعات البيولوجية مثل الغابات والتنوع الهائل للحياة، بالإضافة إلى الأبحاث والاكتشافات في مجال علم الوراثة والأحياء البيولوجية، مما يساهم في اكتشافات جديدة في مجالات الطب والزراعة.
- هناك أيضًا نماذج جديدة لعلم البيئة تساعد العلماء على تقييم البيئة، مثل دراسة أسباب ظاهرة الاحتباس الحراري.
ماذا يعني علم الأحياء؟
- علم الأحياء هو علم الحياة. يدرس العلماء الحياة والكائنات الحية بطرق مختلفة.
- الأنظمة البيولوجية هي الأنظمة الكيميائية الأكثر تعقيدًا التي نعرفها على الأرض.
يجمع علم الأحياء بين العديد من العلوم الطبيعية
- يفعل علم الأحياء الكثير لتوحيد المعلومات من مصادر أخرى، لذا فإن دراسة علم الأحياء تسلط الضوء وتوضح كيفية عمل القوانين الطبيعية.
- يعتمد العمل الكيميائي المعقد للخلايا على ما تعلمناه من دراسة الكيمياء. هناك مصدر ثابت للطاقة وهو الشمس، ويتم تحويل مصدر الطاقة هذا إلى جزيئات عضوية من خلال عملية التمثيل الضوئي باستخدام مبادئ الفيزياء والكيمياء. ولذلك أصبحت العلوم كلها متعددة التخصصات.
كيف تدرس الحياة.. وفي أي مستويات توجد الكائنات البيولوجية؟
تمتد دراسة الحياة من الجزيئات والخلايا التي تشكل الكائنات الحية إلى دراسة الحياة على الكوكب بأكمله.
مستويات الكائن البيولوجي:
- أولاً: المحيط الحيوي للأرض، حيث نرى المحيطات والقارات وعلامات الحياة عليها. إنها بداية النظرة الأولى التي تتكون من كافة البيانات التي تشكل الحياة على الأرض وتسكنها.
- ثانياً: النظم البيئية مثلاً هي الغابات والصحاري والمحيطات، والتي تحتوي على جميع العناصر الحية.
- ثالثاً: المجتمعات: تسمى مصفوفة الكائنات الحية الكاملة التي تعيش في بيئة معينة بالمجتمع البيولوجي، على سبيل المثال الغابة التي تضم عدداً كبيراً من الغابات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة المختلفة مثل البكتيريا، ويسمى كل نوع منها مجتمعاً بيولوجياً. المجتمع البيولوجي يشير إلى نوع ما.
- رابعا: السكان عبارة عن مجموعة مكونة من أفراد من نوع حي واحد، على سبيل المثال مجموعة من أنواع الأشجار ومجموعة من الذباب أو الأسود.
- خامساً: الكائنات الحية: تسمى الكائنات الحية بالكائنات الحية، من أصغر حيوان إلى أكبر حيوان، وهو ما يسمى بالكائن الحي.
- سادسا: الأعضاء وأجهزة الجسم وتشمل القلب والكليتين وسائر الفم والمعدة والأمعاء.
- سابعا: الأنسجة بالنظر إلى الأنسجة والعضو وباستخدام المجهر، فمثلا القلب يتكون من مجموعة من الأنسجة المختلفة، مثل: ب- العضلات الملساء والعضلات المخططة وغيرها. يتكون كل نسيج أيضًا من بنية خلية محددة.
- ثامناً: تعتبر الخلايا وحدة وظيفية أساسية في الحياة. كما أن هناك كائنات حية مثل الناميبيين ومعظم البكتيريا التي يتكون جسمها من خلية واحدة، أما النباتات والحيوانات فتتكون من خلايا متعددة.
- تاسعا: مثل العضيات، فإن العضيات مثل الميتوكوندريا وجهاز جولجي هي مكونات نشطة في الخلية.
- عاشراً: الجزيئات، وهي تركيب يتكون من وحدتين كيميائيتين أو أكثر تسمى الذرات، مثل الكلوروفيل الموجود في أوراق النباتات الخضراء. وهو من أهم الجزيئات لأنه يمتص ضوء الشمس ويحول هذه الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية في الغذاء.
ما هي الفروع الموجودة في علم الأحياء؟
- والعلم الذي يدرسها يسمى بيولوجيا الخلية.
- الكيمياء الحيوية: تتم دراسة جميع العمليات البيولوجية في الكيمياء الحيوية. ويتضمن ذلك أيضًا فحص المواد التي تتكون منها الكائنات الحية.
- علم الوراثة: هو العلم الذي يدرس الحمض النووي والجينات الوراثية.
- علم الأجنة: ويختص بدراسة عملية الإخصاب ومراحل التطور الجنيني حتى الولادة.
- التشريح: ويختص بدراسة تشريح أجسام الكائنات الحية وبنيتها.
- علم وظائف الأعضاء: هو العلم الذي يهتم بدراسة العمليات الحيوية وفسيولوجيا الكائنات الحية.
- علم الحيوان: ويهتم بدراسة الأنواع المختلفة من الحيوانات ونموها وتكاثرها وسلوكها.
- علم البيئة: يهتم بدراسة اندماج الكائنات الحية مع البيئة التي تعيش فيها وبدراسة التفاعلات بين البيئة والكائنات الحية.
- علم النبات: هو العلم الذي يدرس النباتات المختلفة وطرق نموها.
- البيولوجيا الجزيئية: تدرس التفاعلات المتنوعة بين الجزيئات البيولوجية.
- – الأحياء الدقيقة: مثل البكتيريا والفيروسات والفطريات.
- علم المناعة السريرية: ويهتم بدراسة استجابة الجسم البيولوجية للميكروبات الداخلية أو المكتسبة التي تهاجمه.
- الفيزياء الحيوية: يربط هذا العلم بين أنماط الحياة ويحللها باستخدام الفيزياء والرياضيات.
- الجغرافيا الحيوية: هو العلم الذي يدرس تنوع الكائنات الحية ويبحث في أسباب هذا التنوع.
- علم الأحياء الفلكي: يتناول هذا العلم دراسة تطور الحياة والبحث عن وجود حياة خارج الأرض والبحث عن الحياة على الكواكب الأخرى.
ما هي البيولوجيا التركيبية؟
- إنه علم يعتمد على مجموعة واسعة من التخصصات والأساليب لتصميم الجزيئات وبناء الأنظمة البيولوجية والكيميائية الحيوية لإيجاد تطبيقات جديدة منخفضة التكلفة لإنتاج الأدوية وغيرها من المواد الكيميائية ذات القيمة العالية.
- ومن المرجح أن يكون هناك المزيد من التقدم في إنتاج الوقود الحيوي واستخدامه الأمثل، وكذلك في تطبيق هذه الأدوات البيولوجية في الطب الحيوي والزراعة وفي تنظيف تلوث المياه والأراضي.
- ومن أجل إعداد الباحثين في هذا المجال، يجب على المؤسسات الداعمة للبحث ومختلف الهيئات المتخصصة التي تعنى بهذا المجال، دعم البحوث في التخصصات العلمية التي يقوم عليها، مع احترام الجانب الأخلاقي للبحث العلمي في هذا المجال، والحفاظ على مجال ولا يضر بالكائنات الحية أو بالتوازن البيئي الذي خلقه الله تعالى في الكون.