Sinh học là ngành như thế nào?

Từ Thư viện Khoa học VLOS
Bước tới: chuyển hướng, tìm kiếm
Chia sẻ lên facebook Chia sẻ lên twitter Chia sẻ lên google-plus In trang này

Sinh học là khoa học về sự sống. Các nhà sinh học nghiên cứu về cấu trúc, chức năng, sự sinh trưởng, nguồn gốc, tiến hóa và sự phân bố của các sinh vật.

Sự phân cấp tổ chức sinh học từ sinh thái học đến sinh học phân tử, khoa học sinh học nghiên cứu tất cả về chúng.

Các lĩnh vực

Theo đánh giá chung thì có ít nhất chín lĩnh vực bao hàm trong sinh học, mỗi lĩnh vực gồm nhiều mảng ngành.

1. Sinh hóa học: nghiên cứu các nguyên liệu tạo nên cơ thể song

2. Thực vật học: nghiên cứu về thực vật, gồm cả sự trồng trọt

3. Sinh học tế bào: nghiên cứu đơn vị cơ bản của tế bào sinh vật

4. Sinh thái học: nghiên cứu về cách các sinh vật tương tác với môi trường

5. Sinh học tiến hóa: nghiên cứu nguồn gốc và sự thay đổi trong sự sống đa dạng theo thời gian

6. Di truyền học: Nghiên cứu về sự di truyền

7. Sinh học phân tử: Nghiên cứu về các phân tử sinh học

8. Sinh lý học: nghiên cứu về chức năng trong sinh vật và các thành phần của cơ thể

9. Động vật học: nghiên cứu về động vật, gồm cả hành vi của động vật

Bên cạnh sự phức tạp phân chia này, thực tế là các lĩnh vực này có sự bao trùm lẫn nhau. Không thể nghiên cứu động vật mà không biết sự quan hệ khăng khít với tiến hóa, sinh lý học và sinh thái. Bạn không thể nghiên cứu sinh học tế bào mà không biết sinh hóa học cũng như sinh học phân tử.

Khung kiến thức cho ngành sinh học

Đó là những hiểu biết chung thiết yếu:

Tất cả các nhánh ngành sinh học có thể kết hợp với nhau thông qua những hiểu biết cơ bản (5 khung kiến thức) sau về cơ thể sống. Nghiên cứu chi tiết về 5 ý tưởng này sẽ đem lại một nguồn động lực vô tận cho nghiên cứu sinh học:

+Thuyết tế bào: Có 3 phần trong thuyết tế bào - tế bào là đơn vị cơ bản của sự sống, tất cả sinh vật được tạo từ tế bào, và tất cả tế bào được hình thành từ dạng tồn tại tiền-tế bào.

+Năng lượng: Tất cả sinh vật sống cần năng lượng, và dòng năng lượng trong sinh vật và giữa sinh vật và môi trường.

+Sự di truyền: Tất cả sinh vật đều có DNA và thông tin di truyền mã hóa cấu trúc và chức năng của tất cả các tế bào.

+Sự cân bằng (equilibrium): Tất cả sinh vật phải duy trì trạng thái nội cân bằng, một trạng thái cân bằng giữa cơ thể và môi trường

+Tiến hóa: Đây là khái niệm tổng hợp bao trùm toàn ngành sinh học. Tiến hóa là sự thay đổi qua thời gian đồng thời là cỗ máy tạo sự đa dạng sinh học.

Lịch sử ngành sinh học

Sự quan tâm đến sinh học có một lịch sử lâu dài. Ngay thời kì đầu, con người đã nghiên cứu về động vật mà họ săn bắn và biết nơi để tìm loài cây để hái lượm làm thức ăn. Phát minh ra nông nghiệp là sự tiến bộ vĩ đại đầu tiên của văn minh loài người. Y học rất quan trọng với chúng ta từ giai đoạn đầu của lịch sử. Những văn bản y học sớm nhất được biết có từ Trung Quốc (2500 B.C). Mesopotamia (2112 B.C), và Ai cập (1800 B.C).

Vào thời cổ đại, Aristotle được xem là người đầu tiên có những nghiên cứu về động vật. Ông được biết là đã từng thực hiện những nghiên cứu sâu sắc về sinh vật biển. Một học trò của ông, Theophrastus, viết một bài luận về thực vật sớm nhất Châu Âu vào năm 300 B.C. miêu tả về cấu trúc vòng đời và ứng dụng của một số loài thực vật.

Vào thời Phục Hưng, Leonardo da Vinci bị chỉ trích khi thực hiện việc giải phẫu cơ thể người và tạo ra các bức vẽ chi tiết về giải phẫu được đánh giá là một trong các tác phẩm đẹp nhất từng được tạo ra. Việc phát minh kỹ thuật in ấn và khả năng tạo hình minh họa trên gỗ giúp thông tin kiến thức được lưu giữ và phổ biến dễ dàng hơn. Một trong những quyển sách sinh học có hình minh họa cụ thể được viết bởi Leonhard Fuchs - nhà thực vật người Đức vào năm 1542. Danh pháp phân loại 2 từ được khởi xướng bởi Carolus Linnaeus năm 1735, sử dụng tiếng Latin để phân loại các loài theo đặc điểm của chúng.

Kính hiển vi mở ra thế giới mới cho các nhà khoa học. Năm 1665, Robert Hooke, dùng một kính hiển vi đơn giản để kiểm tra một miếng bấc mỏng. Ông đã quan sát thấy mô thực vật bao gồm các thành phần hình chữ nhật gợi cho ông ý tưởng về các căn phòng nhỏ được các thầy tu sử dụng. Ông gọi thành phần đó là “cell” (tế bào). Năm 1676, Anton von Leeuwenhoek xuất bản bức vẽ đầu tiên về sinh vật sống đơn bào. Theodore Schwann bổ sung thông tin về mô tế bào động vật vào năm 1834.

Trong suốt thời kỳ Victoria và thế kỷ 19, “Khoa học tự nhiên” bị coi là một cái gì đó kỳ quặc. Hàng nghìn loài mới được phát hiện và mô tả sau những hành trình đầy dũng cảm và những nhà thực vật học và côn trùng học nghiệp dư. Năm 1812, Georges Cuvier mô tả hóa thạch và lập ra thuyết nói rằng Trái Đất đã trải qua “sự chiến đấu liên tục của Tạo hóa và sự phá hủy” trong thời gian dài. Vào ngày 24 Tháng 11 năm 1859, Charles Darwin xuất bản tác phẩm “nguồn gốc các loài”, đã thay đổi thế giới bằng cách chỉ ra rằng tất cả các sinh vật có quan hệ với nhau và các loài không được tạo ra một cách riêng rẽ và hình thành từ các dạng tổ tiên đã được biến đổi và chuyển dạng bởi quá trình thích nghi với môi trường sống của chúng.

Khi có rất nhiều sự quan tâm trên thế giới đến các câu hỏi sinh học ở mức độ vĩ mỗ thì một thầy tu đang điều tra các các sinh vật truyền đạt tính trạng từ thế hệ này qua thế hệ sau. Gregor Mendel ngày nay được biết là cha đẻ của ngành gen học (genetics) cho dù là các bài viết về sự di truyền, xuất bản năm 1866, đã không được chú ý vào thời gian đó. Công trình của ông được tái phát hiện vào năm 1990 và cho thấy sự hiểu biết trước rất xa về sự di truyền.

Thế kỷ 20 và 21 có lẽ được biết là sự khởi đầu của “Cuộc cách mạng sinh học”. Sự bắt đầu đó bởi Watson và Crick giải thích về cấu trúc và chức năng của DNA năm 1953, tất cả các lĩnh vực của sinh học được mở rộng ra như vô tận và xâm nhập vào mọi khía cạnh của cuộc sống. Y học sẽ được thay đổi bởi sự phát triển của các liệu pháp chỉnh sửa gen ở người bệnh hoặc bằng cách kết hợp sinh học và kỹ thuật với lắp bộ phận thay thế dưới sự điều khiển bởi não bộ. Tiền đề kinh tế cho việc quản lý các tài nguyên sinh thái, cân bằng các nhu cầu của con người với việc bảo tồn. Chúng ta có thể phát hiện ra các cách để cứu giúp đại dương trên trái đất trong khi sử dụng chúng để tạo ra nguồn thực phẩm cho các quốc gia. Chúng ta có thể chế tạo pin từ vi khuẩn hoặc tạo ra ánh sáng bằng nấm phát quang. Các khả năng là vô tận, sinh học mới chỉ bắt đầu ở chính bản thân nó.

Chia sẻ lên facebook Chia sẻ lên twitter Chia sẻ lên google-plus In trang này