1.1: Mandhari na Dhana za Biolojia

Biolojia ni sayansi inayochunguza maisha. Nini hasa maisha? Hii inaweza kuonekana kama swali la silly na jibu la wazi, lakini si rahisi kufafanua maisha. Kwa mfano, tawi la biolojia linaloitwa virology linasoma virusi, ambalo linaonyesha baadhi ya sifa za vyombo hai lakini hukosa wengine. Inageuka kuwa ingawa virusi vinaweza kushambulia viumbe hai, kusababisha magonjwa, na hata kuzaliana, hazifikiri vigezo ambavyo wanabiolojia hutumia kufafanua maisha.

Kutoka mwanzo wake wa mwanzo, biolojia ina wrestled na maswali manne: Ni mali ya pamoja kwamba kufanya kitu “hai” nini? Je, vitu hivyo vilivyo hai vinafanyaje kazi? Wakati wanakabiliwa na tofauti ya ajabu ya maisha, tunawezaje kuandaa aina mbalimbali za viumbe ili tuweze kuzielewa vizuri? Na, hatimaye - nini wanabiolojia hatimaye kutafuta kuelewa-jinsi gani tofauti hii kutokea na jinsi ni kuendelea? Kama viumbe vipya vinavyogunduliwa kila siku, wanabiolojia wanaendelea kutafuta majibu ya maswali haya na mengine.

Mali ya Maisha

Makundi yote ya viumbe hai hushiriki sifa kadhaa muhimu au kazi: utaratibu, unyeti au kukabiliana na uchochezi, uzazi, kukabiliana na hali, ukuaji na maendeleo, udhibiti, homeostasis, na usindikaji wa nishati. Inapotazamwa pamoja, sifa hizi nane zinatumika kufafanua maisha.

Order

Viumbe ni miundo iliyopangwa sana ambayo inajumuisha seli moja au zaidi. Hata rahisi sana, viumbe moja-celled ni ngumu sana. Ndani ya kila kiini atomi hufanya molekuli. Hizi kwa upande hufanya vipengele vya seli au organelles. Viumbe vya seli nyingi, ambazo zinaweza kuwa na mamilioni ya seli za mtu binafsi, zina faida zaidi ya viumbe vya seli moja kwa kuwa seli zao zinaweza kuwa maalumu kufanya kazi maalum, na hata kutoa sadaka katika hali fulani kwa manufaa ya viumbe kwa ujumla. Jinsi seli hizi maalumu kuja pamoja na kuunda viungo kama vile moyo, mapafu, au ngozi katika viumbe kama chura inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{1}\) itajadiliwa baadaye.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): kitambaa kinawakilisha muundo ulioandaliwa sana unao na seli, tishu, viungo, na mifumo ya chombo. (mikopo: “Ivengo (RUS)” /Wikimedia Commons)

Sensitivity au Jibu kwa uchochezi

Viumbe hujibu kwa msukumo tofauti. Kwa mfano, mimea inaweza kuinama kuelekea chanzo cha mwanga au kujibu kugusa (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Hata bakteria vidogo vinaweza kusonga kuelekea au mbali na kemikali (mchakato unaoitwa chemotaxis) au mwanga (phototaxis). Movement kuelekea kichocheo inachukuliwa kuwa majibu mazuri, wakati harakati mbali na kichocheo inachukuliwa kuwa jibu hasi.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Majani ya mmea huu nyeti (Mimosa pudica) yatapungua mara moja na kukunja wakati unaguswa. Baada ya dakika chache, mmea unarudi kwenye hali yake ya kawaida. (mikopo: Alex Lomas)

DHANA KATIKA HATUA

Tazama video hii ili uone jinsi mmea nyeti unavyojibu kwa kichocheo cha kugusa.

Uzazi

Viumbe vya seli moja huzaa kwa mara ya kwanza kurudia DNA yao, ambayo ni nyenzo za maumbile, halafu kuigawanya sawasawa kama seli huandaa kugawa ili kuunda seli mbili mpya. Viumbe vingi vya seli (vilivyo na seli zaidi ya moja) huzalisha seli maalumu za uzazi ambazo zitaunda watu wapya. Wakati uzazi hutokea, DNA iliyo na jeni hupitishwa pamoja na watoto wa kiumbe. Jeni hizi ni sababu ya kuwa watoto watakuwa wa spishi moja na watakuwa na sifa zinazofanana na mzazi, kama vile rangi ya manyoya na aina ya damu.

Kukabiliana

Viumbe vyote vilivyo hai vinaonyesha “fit” kwa mazingira yao. Wanabiolojia wanataja hali hii kama kukabiliana na hali na ni matokeo ya mageuzi na uteuzi wa asili, ambayo inafanya kazi katika kila kizazi cha viumbe vya kuzaliana. Mifano ya marekebisho ni tofauti na ya kipekee, kutoka Archaea isiyoingilia joto ambayo huishi katika chemchemi za moto za kuchemsha hadi urefu wa ulimi wa nondo ya kulisha nectar inayofanana na ukubwa wa maua ambayo hupatia. Mabadiliko yote huongeza uwezo wa uzazi wa mtu anayewaonyesha, ikiwa ni pamoja na uwezo wao wa kuishi ili kuzaliana. Marekebisho sio mara kwa mara. Kama mabadiliko ya mazingira, uteuzi wa asili husababisha sifa za watu binafsi katika idadi ya watu kufuatilia mabadiliko hayo.

Ukuaji na Maendeleo

Viumbe hukua na kuendeleza kulingana na maagizo maalum yanayosimbwa na jeni zao. Jeni hizi hutoa maelekezo ambayo yataongoza ukuaji wa seli na maendeleo, kuhakikisha kwamba vijana wa aina (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)) itakua ili kuonyesha sifa nyingi sawa na wazazi wake.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Ingawa hakuna mbili zinazoonekana sawa, kittens hizi zimerithi jeni kutoka kwa wazazi wote wawili na kushiriki sifa nyingi sawa. (mikopo: Pieter & Renée Lanser)

Taratibu

Hata viumbe vidogo ni ngumu na vinahitaji taratibu nyingi za udhibiti ili kuratibu kazi za ndani, kama vile usafiri wa virutubisho, majibu ya uchochezi, na kukabiliana na matatizo ya mazingira. Kwa mfano, mifumo ya chombo kama vile mifumo ya utumbo au mzunguko hufanya kazi maalum kama kubeba oksijeni mwilini mzima, kuondoa taka, kutoa virutubisho kwa kila seli, na kuimarisha mwili.

Homeostasis

Ili kufanya kazi vizuri, seli zinahitaji hali zinazofaa kama vile joto sahihi, pH, na viwango vya kemikali mbalimbali. Hali hizi zinaweza, hata hivyo, kubadilika kutoka wakati mmoja hadi ujao. Viumbe vinaweza kudumisha hali ya ndani ndani ya aina nyembamba karibu daima, licha ya mabadiliko ya mazingira, kupitia mchakato unaoitwa homeostasis au “hali thabiti” —uwezo wa kiumbe kudumisha hali ya ndani ya mara kwa mara. Kwa mfano viumbe wengi hudhibiti joto la mwili wao katika mchakato unaojulikana kama thermoregulation. Viumbe vinavyoishi katika hali ya hewa ya baridi, kama vile kubeba polar (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)), vina miundo ya mwili inayowasaidia kuhimili joto la chini na kuhifadhi joto la mwili. Katika hali ya hewa ya joto, viumbe vina mbinu (kama vile jasho kwa binadamu au kupiga mbwa) zinazowasaidia kumwaga joto la mwili kupita kiasi.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Polar huzaa na wanyama wengine wanaoishi katika mikoa iliyofunikwa na barafu huhifadhi joto la mwili kwa kuzalisha joto na kupunguza kupoteza joto kwa njia ya manyoya nene na safu nyembamba ya mafuta chini ya ngozi yao. (mikopo: “longhorndave” /Flickr)

Nishati Usindikaji

Viumbe vyote (kama vile condor California inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{5}\)) hutumia chanzo cha nishati kwa shughuli zao za kimetaboliki. Baadhi ya viumbe hukamata nishati kutoka Jua na kuibadilisha kuwa nishati ya kemikali katika chakula; wengine hutumia nishati ya kemikali kutokana na molekuli wanazoingia.

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Nishati nyingi zinahitajika kwa condor ya California kuruka. Nishati ya kemikali inayotokana na chakula hutumiwa kwa nguvu ya kukimbia. Condors za California ni spishi zilizohatarishwa; wanasayansi wamejitahidi kuweka tag ya mrengo kwenye kila ndege ili kuwasaidia kutambua na kupata kila ndege binafsi. (mikopo: Pacific Southwest Region Marekani Samaki na wanyamapori

Ngazi za Shirika la Mambo ya Kuishi

Mambo ya uhai yanapangwa sana na muundo, kufuatia uongozi kwa kiwango kutoka ndogo hadi kubwa. Atomu ni kitengo kidogo na cha msingi zaidi cha suala. Lina kiini kilichozungukwa na elektroni. Atomi huunda molekuli. Molekuli ni muundo wa kemikali yenye angalau atomi mbili zilizoshikiliwa pamoja na dhamana ya kemikali. Molekuli nyingi ambazo ni muhimu kibiolojia ni macromolecules, molekuli kubwa ambazo kwa kawaida hutengenezwa kwa kuchanganya vitengo vidogo vinavyoitwa monoma. Mfano wa macromolecule ni asidi deoxyribonucleic (DNA\(\PageIndex{6}\)) (Kielelezo), ambayo ina maelekezo ya utendaji wa viumbe ambavyo vina.

Kielelezo\(\PageIndex{6}\): Molekuli, kama molekuli hii kubwa ya DNA, inajumuisha atomi. (mikopo: “Brian0918"/Wikimedia Commons)

DHANA KATIKA HATUA

Kuona uhuishaji wa molekuli hii ya DNA, bonyeza hapa.

Baadhi ya seli zina vyenye mkusanyiko wa macromolecules iliyozungukwa na utando; hizi huitwa organelles. Organelles ni miundo ndogo iliyopo ndani ya seli na kufanya kazi maalumu. Vitu vyote vilivyo hai vinatengenezwa kwa seli; kiini yenyewe ni kitengo cha msingi cha muundo na kazi katika viumbe hai. (Mahitaji haya ni kwa nini virusi hazizingatiwi kuwa hai: hazifanywa kwa seli. Ili kutengeneza virusi vipya, wanapaswa kuvamia na kuteka kiini kilicho hai; basi basi wanaweza kupata vifaa wanavyohitaji kuzaliana.) Viumbe vingine vinajumuisha seli moja na wengine ni multicellular. Viini huainishwa kama prokaryotiki au eukaryotiki. Prokaryotes ni viumbe single-seli ambazo hazina organelles zinazozungukwa na utando na hazina viini vinavyozungukwa na utando wa nyuklia; kinyume chake, seli za eukaryotes zina organelles zilizofungwa na membrane na nuclei.

Katika viumbe vingi vya seli, seli huchanganya kufanya tishu, ambazo ni makundi ya seli zinazofanana zinazofanya kazi sawa. Viungo ni makusanyo ya tishu zilizounganishwa pamoja kulingana na kazi ya kawaida. Viungo havipo tu kwa wanyama bali pia katika mimea. Mfumo wa chombo ni ngazi ya juu ya shirika ambalo lina viungo vinavyohusiana na kazi. Kwa mfano wanyama wenye uti wa mgongo wana mifumo mingi ya chombo, kama vile mfumo wa mzunguko ambao husafirisha damu katika mwili wote na kwenda na kutoka kwenye mapafu; inajumuisha viungo kama vile moyo na mishipa ya damu. Viumbe ni vyombo vya maisha binafsi. Kwa mfano, kila mti katika msitu ni kiumbe. Prokaryotes moja ya seli na eukaryotes moja ya seli pia huchukuliwa kama viumbe na hujulikana kama microorganisms.

UHUSIANO WA S

Kielelezo\(\PageIndex{7}\): Kutoka atomi hadi Dunia nzima, biolojia inachunguza nyanja zote za maisha. (mikopo “molekuli”: mabadiliko ya kazi na Jane Whitney; mikopo “organelles”: mabadiliko ya kazi na Louisa Howard; mikopo “seli”: mabadiliko ya kazi na Bruce Wetzel, Harry Schaefer, Taasisi ya Saratani ya Taifa; mikopo “tishu”: mabadiliko ya kazi na “Kilbad” /Wikimedia Commons; mikopo “viungo”: muundo ya kazi na Mariana Ruiz Villareal, Joaquim Alves Gaspar; mikopo “viumbe”: mabadiliko ya kazi na Peter Dutton; mikopo “mazingira”: mabadiliko ya kazi na “Gigi4791"/Flickr; mikopo “biosphere”: mabadiliko ya kazi na NASA)

Ni ipi kati ya kauli zifuatazo ni uongo?

1. Tishu zipo ndani ya viungo vinavyopo ndani ya mifumo ya chombo.
2. Jumuiya zipo ndani ya watu ambazo zipo ndani ya mazingira.
3. Organelles zipo ndani ya seli ambazo zipo ndani ya tishu.
4. Jumuiya zipo ndani ya mazingira ambayo ipo katika biosphere.

Jibu

B

Watu wote wa spishi wanaoishi ndani ya eneo fulani wanaitwa kwa pamoja idadi ya watu. Kwa mfano, msitu unaweza kujumuisha miti mingi nyeupe ya pine. Miti yote ya pine inawakilisha idadi ya miti nyeupe ya pine katika msitu huu. Wakazi tofauti wanaweza kuishi katika eneo moja maalum. Kwa mfano, msitu na miti ya pine ni pamoja na wakazi wa mimea ya maua na pia wadudu na wakazi wa microbial. Jumuiya ni seti ya wakazi wanaoishi eneo fulani. Kwa mfano, miti yote, maua, wadudu, na wakazi wengine katika msitu huunda jamii ya msitu. Msitu yenyewe ni mazingira. Mazingira yana vitu vyote vilivyo hai katika eneo fulani pamoja na sehemu za abiotiki, au zisizo hai, sehemu za mazingira hayo kama vile nitrojeni kwenye udongo au maji ya mvua. Katika ngazi ya juu ya shirika (Kielelezo\(\PageIndex{7}\)), biosphere ni mkusanyiko wa mazingira yote, na inawakilisha maeneo ya maisha duniani. Inajumuisha ardhi, maji, na sehemu za anga.

Utofauti wa Maisha

Sayansi ya biolojia ni pana sana kwa upeo kwa sababu kuna tofauti kubwa ya maisha duniani. Chanzo cha tofauti hii ni mageuzi, mchakato wa mabadiliko ya taratibu wakati ambapo aina mpya zinatoka kwa aina za zamani. Wanabiolojia wa mabadiliko hujifunza mageuzi ya vitu vilivyo hai katika kila kitu kutoka ulimwengu wa microscopic hadi mazingira.

Katika karne ya 18, mwanasayansi aitwaye Carl Linnaeus alipendekeza kwanza kuandaa aina inayojulikana ya viumbe katika taxonomia ya hierarkia. Katika mfumo huu spishi zinazofanana zaidi na kila mmoja huwekwa pamoja ndani ya kundinyota inayojulikana kama jenasi. Zaidi ya hayo, genera sawa (wingi wa jenasi) huwekwa pamoja ndani ya familia. Kundi hili linaendelea hadi viumbe vyote vikusanywa pamoja katika makundi katika ngazi ya juu. Mfumo wa sasa wa taxonomic sasa una ngazi nane katika uongozi wake, kutoka chini hadi juu, ni: aina, jenasi, familia, utaratibu, darasa, phylum, ufalme, uwanja. Hivyo aina ni makundi ndani ya genera, genera ni makundi ndani ya familia, familia ni makundi ndani ya amri, na kadhalika (Kielelezo\(\PageIndex{8}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{8}\): Mchoro huu unaonyesha ngazi za uongozi wa taxonomic kwa mbwa, kutoka kwa jamii mpana-kikoa-hadi aina maalum zaidi.

Ngazi ya juu, kikoa, ni kuongeza mpya kwa mfumo tangu miaka ya 1990. Wanasayansi sasa wanatambua nyanja tatu za maisha, Eukarya, Archaea, na Bakteria. Kikoa Eukarya kina viumbe vina seli zilizo na viini. Inajumuisha falme za fungi, mimea, wanyama, na falme kadhaa za protisti. Archaea, ni viumbe single-seli bila viini na ni pamoja na extremophiles nyingi zinazoishi katika mazingira magumu kama chemchem moto. Bakteria ni kundi lingine tofauti kabisa la viumbe moja-celled bila nuclei (Kielelezo\(\PageIndex{9}\)). Wote Archaea na Bakteria ni prokaryotes, jina lisilo rasmi kwa seli zisizo na viini. Kutambuliwa katika miaka ya 1990 kuwa “bakteria” fulani, ambazo sasa zinajulikana kama Archaea, zilikuwa tofauti na jeni na biochemically na seli nyingine za bakteria jinsi zilivyokuwa kutoka eukaryotes, zilihamasisha mapendekezo ya kugawanya maisha katika nyanja tatu. Mabadiliko haya makubwa katika ujuzi wetu wa mti wa uzima inaonyesha kwamba uainishaji hauna kudumu na utabadilika wakati habari mpya itapatikana.

Mbali na mfumo wa taxonomiki wa kihierarkia, Linnaeus alikuwa wa kwanza kutaja viumbe kwa kutumia majina mawili ya kipekee, sasa huitwa mfumo wa kumtaja binomial. Kabla ya Linnaeus, matumizi ya majina ya kawaida kutaja viumbe yalisababisha machafuko kwa sababu kulikuwa na tofauti za kikanda katika majina haya ya kawaida. Majina ya Binomial yanajumuisha jina la jenasi (ambalo ni mtaji) na jina la aina (yote ya chini). Majina yote mawili yamewekwa katika italiki wakati yanachapishwa. Kila aina hupewa binomial kipekee ambayo ni kutambuliwa duniani kote, ili mwanasayansi katika eneo lolote anaweza kujua ni viumbe gani inajulikana. Kwa mfano, jay bluu ya Amerika ya Kaskazini inajulikana pekee kama Cyanocitta cristata. Aina zetu wenyewe ni Homo sapiens.

Kielelezo\(\PageIndex{9}\): Picha hizi zinawakilisha nyanja tofauti. Micrograph ya elektroni ya skanning inaonyesha (a) seli za bakteria ni za Bakteria ya kikoa, wakati (b) extremophiles, kuonekana wote pamoja kama mikeka ya rangi katika chemchemi hii ya moto, ni ya uwanja Archaea. Wote (c) alizeti na (d) simba ni sehemu ya uwanja Eukarya. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH; mikopo b: mabadiliko ya kazi na Steve Jurvetson; mikopo c: mabadiliko ya kazi na Michael Arrighi; mikopo d: mabadiliko ya kazi na Frank Vassen)

EVOLUTION KATIKA ACTION: Carl Woese na mti Phylogenetic

Mahusiano ya mabadiliko ya aina mbalimbali za maisha duniani yanaweza kufupishwa katika mti wa phylogenetic. Mti wa phylogenetic ni mchoro unaoonyesha mahusiano ya mabadiliko kati ya spishi za kibaiolojia kulingana na kufanana na tofauti katika sifa za maumbile au za kimwili au zote mbili. Mti wa phylogenetic unajumuisha pointi za tawi, au nodes, na matawi. Nodes za ndani zinawakilisha mababu na ni pointi katika mageuzi wakati, kulingana na ushahidi wa kisayansi, babu anadhaniwa kuwa amejitenga kuunda aina mbili mpya. Urefu wa kila tawi unaweza kuchukuliwa kama makadirio ya wakati wa jamaa.

Katika siku za nyuma, wanabiolojia walikusanya viumbe hai katika falme tano: wanyama, mimea, fungi, protists, na bakteria. Kazi ya uanzilishi ya mwanabiolojia wa Marekani Carl Woese mwanzoni mwa miaka ya 1970 imeonyesha, hata hivyo, kwamba maisha duniani yamebadilika pamoja na mistari mitatu, sasa inaitwa Domains-bakteria, Archaea, na Eukarya. Woese mapendekezo uwanja kama ngazi mpya taxonomic na Archaea kama uwanja mpya, kutafakari mpya phylogenetic mti (Kielelezo\(\PageIndex{10}\)). Viumbe vingi vya uwanja wa Archaea huishi chini ya hali kali na huitwa extremophiles. Ili kujenga mti wake, Woese alitumia mahusiano ya maumbile badala ya kufanana kulingana na morpholojia (sura). Jeni mbalimbali zilitumika katika masomo ya phylogenetic. Mti wa Woese ulijengwa kutokana na mlolongo wa kulinganisha wa jeni ambazo zinasambazwa ulimwenguni pote, hupatikana katika umbo fulani lililobadilika kidogo katika kila kiumbe, lililohifadhiwa (maana yake ni kwamba jeni hizi zimebaki kubadilika kidogo tu katika mageuzi), na wa urefu unaofaa.

Kielelezo\(\PageIndex{10}\): Mti huu wa phylogenetic ulijengwa na microbiologist Carl Woese kutumia mahusiano ya maumbile. Mti unaonyesha kujitenga kwa viumbe hai katika nyanja tatu: Bakteria, Archaea, na Eukarya. Bakteria na Archaea ni viumbe pasipo na kiini au organelles vingine vinavyozungukwa na utando na kwa hiyo ni prokaryotes. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Eric Gaba)

Matawi ya Utafiti wa Biolojia

Upeo wa biolojia ni pana na kwa hiyo ina matawi mengi na taaluma ndogo. Wanabiolojia wanaweza kujiingiza mojawapo ya taaluma hizo ndogo na kufanya kazi katika uwanja unaozingatia zaidi. Kwa mfano, biolojia ya molekuli inasoma michakato ya kibiolojia katika ngazi ya Masi, ikiwa ni pamoja na mwingiliano kati ya molekuli kama vile DNA, RNA, na protini, pamoja na jinsi zinavyodhibitiwa. Microbiolojia ni utafiti wa muundo na kazi ya microorganisms. Ni tawi pana sana, na kulingana na somo la utafiti, pia kuna physiologists microbial, mazingira, na geneticists, miongoni mwa wengine.

Sehemu nyingine ya utafiti wa kibiolojia, neurobiolojia, inasoma biolojia ya mfumo wa neva, na ingawa inachukuliwa kuwa tawi la biolojia, pia inatambuliwa kama uwanja wa masomo mbalimbali ya utafiti unaojulikana kama sayansi ya neva. Kwa sababu ya asili yake interdisciplinary, nidhamu hii ndogo inasoma kazi tofauti za mfumo wa neva kwa kutumia mbinu za Masi, za mkononi, maendeleo, matibabu, na computational.

Kielelezo\(\PageIndex{11}\): Watafiti hufanya kazi ya kuchimba fossils za dinosaur kwenye tovuti huko Castellón, Hisp (mikopo: Mario Modesto)

Paleontology, tawi jingine la biolojia, hutumia fossils kujifunza historia ya maisha (Kielelezo\(\PageIndex{11}\)). Zoolojia na botania ni utafiti wa wanyama na mimea, kwa mtiririko huo. Wanabiolojia wanaweza pia utaalam kama bioteknologists, wanaikolojia, au physiologists, kwa jina maeneo machache tu. Wanabioteknolojia hutumia ujuzi wa biolojia ili kuunda bidhaa muhimu. Wanaikolojia hujifunza mwingiliano wa viumbe katika mazingira yao. Wataalamu wa physiologists hujifunza kazi za seli, tishu na viungo. Hii ni sampuli ndogo tu ya mashamba mengi ambayo wanabiolojia wanaweza kujiingiza. Kutoka miili yetu wenyewe kwa ulimwengu tunaoishi, uvumbuzi katika biolojia unaweza kutuathiri kwa njia za moja kwa moja na muhimu sana. Tunategemea uvumbuzi huu kwa afya yetu, vyanzo vyetu vya chakula, na faida zinazotolewa na mazingira yetu. Kwa sababu hii, ujuzi wa biolojia unaweza kutusaidia katika kufanya maamuzi katika maisha yetu ya kila siku.

Maendeleo ya teknolojia katika karne ya ishirini inayoendelea leo, hasa teknolojia ya kuelezea na kuendesha vifaa vya maumbile, DNA, imebadilisha biolojia. Mabadiliko haya yataruhusu wanabiolojia kuendelea kuelewa historia ya maisha kwa undani zaidi, jinsi mwili wa binadamu unavyofanya kazi, asili yetu ya binadamu, na jinsi binadamu wanaweza kuishi kama spishi kwenye sayari hii licha ya dhiki zinazosababishwa na idadi yetu inayoongezeka. Wanabiolojia wanaendelea kufafanua mafumbo makubwa kuhusu maisha wakipendekeza kwamba tumeanza tu kuelewa maisha duniani, historia yake, na uhusiano wetu nayo. Kwa sababu hii na nyingine, ujuzi wa biolojia uliopatikana kupitia kitabu hiki na vyombo vingine vya kuchapishwa na vya elektroniki vinapaswa kuwa na manufaa katika uwanja wowote unayoingia.

Kazi katika hatua: kuchunguza mauaji mwanasayansi

Sayansi ya kuchunguza mauaji ni matumizi ya sayansi kujibu maswali yanayohusiana na sheria. Wanabiolojia pamoja na maduka ya dawa na biochemists wanaweza kuwa wanasayansi wa kuchunguza mauaji. Wanasayansi kuchunguza mauaji kutoa ushahidi wa kisayansi kwa ajili ya matumizi katika mahakama, na kazi yao inahusisha kuchunguza kufuatilia nyenzo zinazohusiana na uhalifu. Nia ya sayansi ya kuchunguza mauaji imeongezeka katika miaka michache iliyopita, labda kwa sababu ya televisheni maarufu inaonyesha kwamba kipengele wanasayansi kuchunguza mauaji juu ya kazi. Pia, maendeleo ya mbinu za Masi na uanzishwaji wa database za DNA zimesasisha aina za kazi ambazo wanasayansi wa kuchunguza mauaji wanaweza kufanya. Shughuli zao za kazi zinahusiana hasa na uhalifu dhidi ya watu kama vile mauaji, ubakaji, na shambulio. Kazi yao inahusisha kuchambua sampuli kama vile nywele, damu, na maji mengine ya mwili na pia usindikaji DNA (Kielelezo\(\PageIndex{12}\)) hupatikana katika mazingira na vifaa mbalimbali. Wanasayansi wa kuchunguza mauaji pia huchambua ushahidi mwingine wa kibiolojia ulioachwa katika matukio ya uhalifu, kama vile sehemu za wadudu au Wanafunzi ambao wanataka kujiingiza kazi katika sayansi ya kuchunguza mauaji uwezekano mkubwa kuwa required kuchukua kemia na biolojia kozi pamoja na baadhi ya kozi kubwa math.

Kielelezo\(\PageIndex{12}\): Hii mwanasayansi kuchunguza mauaji kazi katika chumba DNA uchimbaji katika Jeshi la Marekani Jinai Uchunguzi Maabara. (mikopo: Jeshi la Marekani CID amri Mambo ya Umma)

Muhtasari

Biolojia ni sayansi ya maisha. Viumbe hai vyote hushiriki mali kadhaa muhimu kama vile utaratibu, unyeti au majibu ya uchochezi, uzazi, kukabiliana na hali, ukuaji na maendeleo, udhibiti, homeostasis, na usindikaji wa nishati. Mambo yaliyo hai yanapangwa sana kufuatia uongozi unaojumuisha atomi, molekuli, organelles, seli, tishu, viungo, na mifumo ya chombo. Viumbe, kwa upande wake, ni makundi kama watu, jamii, mazingira, na biosphere. Mageuzi ni chanzo cha utofauti mkubwa wa kibiolojia duniani leo. Mchoro unaoitwa mti wa phylogenetic unaweza kutumika kuonyesha mahusiano ya mabadiliko kati ya viumbe. Biolojia ni pana sana na inajumuisha matawi mengi na taaluma ndogo. Mifano ni pamoja na biolojia ya molekuli, mikrobiolojia, neurobiolojia, zoolojia, na botania, miongoni mwa mengine.

faharasa

atomi

kitengo cha msingi cha suala ambalo haliwezi kuvunjika na athari za kawaida za kemikali

biolojia

utafiti wa viumbe hai na mwingiliano wao na mtu mwingine na mazingira yao

biosphere

mkusanyiko wa mazingira yote duniani

kiini

ndogo ya msingi kitengo cha muundo na kazi katika viumbe hai

jamii

seti ya wakazi wanaoishi katika eneo fulani

mfumo wa ikolojia

vitu vyote vilivyo hai katika eneo fulani pamoja na sehemu zisizoishi, zisizo hai za mazingira hayo

eukaryote

kiumbe na seli ambazo nuclei na organelles membrane-amefungwa

mageuzi

mchakato wa mabadiliko ya taratibu katika idadi ya watu ambayo inaweza pia kusababisha aina mpya zinazotokana na aina za zamani

usawa

uwezo wa viumbe kudumisha hali ya ndani ya mara kwa mara

macromolecule

molekuli kubwa kawaida sumu kwa kujiunga na molekuli ndogo

molekuli

muundo wa kemikali yenye angalau atomi mbili uliofanyika pamoja na dhamana ya kemikali

chombo

muundo uliojengwa kwa tishu zinazofanya kazi pamoja ili kufanya kazi ya kawaida

mfumo wa chombo

ngazi ya juu ya shirika ambalo lina viungo functionally kuhusiana

organelle

compartment membrane-amefungwa au sac ndani ya kiini

kiumbe

chombo cha maisha ya mtu binafsi

mti wa phylogenetic

mchoro unaoonyesha mahusiano ya mabadiliko kati ya aina za kibaiolojia kulingana na kufanana na tofauti katika sifa za maumbile au kimwili au vyote viwili

idadi

watu wote ndani ya aina wanaoishi ndani ya eneo maalum

prokaryote

kiumbe cha unicellular ambacho hakina kiini au organelle yoyote iliyofungwa kwa membrane

tishu

kikundi cha seli zinazofanana zinafanya kazi sawa

Wachangiaji na Majina

• Template:ContribOpenStaxConcepts