Biologia

Biologiak bizidunek partekatzen dituzten ezaugarriak aztertu eta ikertzen ditu. Bizidunen aniztasuna egundokoa da: Erlojuaren orratzen norabidean:Escherichia colibakterioa,sahatsjaponiarra,gazelaetakakalardoa.

Animalia - Bos primigenius taurus

Planta - Triticum

Fungi - Morchella esculenta

Stramenopila/Chromista - Fucus serratus

Bacteria - Gemmatimonas aurantiaca (- = 1 Micrometer)

Archaea - Halobacteria

Birus - Gamma phage

Biologiabiziarenzientziada. Organismo bizien ezaugarriak eta portaerak aztertzen ditu; baita izaki bizidunak nola heltzen diren izatera, espezien bilakaera eta euren arteko eta ingurumenarekiko harremanak. Biologiaren barruan batzuetan burujabetzat hartutako arlo akademiko asko sartzen da; euretariko batzuk behean dagoen zerrendan agertzen dira, azpikategoriak legez sailkatuta.

Biologiaren ikergaia izaki bizidunak dira, haien jatorria etaeboluzioa.Biologiak banakako organismoen zein espezien ezaugarriak eta portaerak ikertzen ditu, eta baita izaki bizidunen ugalketa eta ingurumenarekin dituzten harremanak ere. Labur esanda, bizitza organikoak jarraitzen dituen arauak edo lege orokorrak ulertzen saiatzen da.

Historia

Biologiaizenagrezierazkobi osagai erabiliz eratua da: βίος,bios,«bizitza»; eta -λογία,-logia,«azterketa». Hau da,etimologiaz,«bizitzaren azterketa» esan nahi du.Alemanezagertu zen lehen aldiz,Biologieformarekin, 1791n.

XVII. eta XVIII. mendeetan lehenengo ikerketa biologikoak garatu ziren, hein handi batean bizidunen inbentarioekin lotuta zeudenak. Aurrebiologiaren mende horietan ikerlari hauek nabarmendu ziren:Anton van Leeuwenhoek,protozooaketa beste bizidun mikroskopikoak aurkitu zituena;Marcello Malpighi,anatomia mikroskopikoan jardun zuena;John Ray,espezien kontzeptua asmatu zuena;Antoine de Lavoisier,kimikaz gainfisiologianere nabarmendu zena, eta eremu organikoa eta inorganikoa lotzen hasi zena kimikaren bitartez;Carolus Linnaeus,taxonomiarenaitzindaria eta espezien lehenengo sailkapen zientifikoa osatu zuena, etab.

Ikerlari hauen lanek bidea ireki zieten XIX. mendeko zientzialariei, gaur egungo zientzia biologikoen oinarriak finkatu zituztenei:Jean-Baptiste Lamarckfrantziarrari, eboluzio biologikoaren lehenengo teoria formulatu zuenari;Claude Bernard-i, fisiologia modernoaren oinarriak ezarri zituenari;Gregor Mendel-i,genetikarenaitzindariari;Louis Pasteur-i,mikrobiologiazientifikoa garatu zuenari;Charles Darwin-i, bereEspezieen jatorriaz(1859) liburuaneboluzioaetahautespen naturalarenteoria iraultzailea frogatu zuenari... Ikerlari hauek guztiak biologiaren erraldoiak izan ziren, nor bere eremuan, kategoria zientifikoa eman baitzioten ordura arte heldugabe zegoen diziplina horri.

XX. mendean zehar, teknologiaren garapenari esker, ikerketa biologikoak ugaritu, hobetu eta emaitza oparoak eman zituzten.Mikroskopiaelektronikoak etaX izpiek,esaterako, bizidunen egitura txikienak eta bizi-molekulen konformazioa (proteinaetaazido nukleikoenak,adibidez) argitu zituzten.Elektroforesia,isotopoerradioaktiboen erabilpena,kromatografia,espektroskopia,PCR-a...biokimika,genetikaedoimmunologiaarloetan burutu diren ikerketak ahalbidetu dituzten teknikak dira, gaur egungo ikerketa-laborategietan ezinbestekoak direnak. Aurrerapen teknologiko hauek biologiaren arlorik berrien eta zirraragarriena sortzen lagundu dute:biologia molekularrarena,hain zuzen,DNAndagoen informazio genetikoa ikertzen duena.

Biologiaren adarrak

Biologiak arlo edo adar ugari ditu, biziaren ikerketa ikuspuntu desberdinetatik aztertzen dutenak. Hasierako zoologia, botanika eta giza-anatomiari, XIX. mendetik aurrera gero eta diziplina berri gehiago gehitu zitzaizkien; hori dela eta, zientzialari askoren iritziz egokiagoa da "zientzia biologiko" en izendapena, pluralean, biologia izena baino.

Ikuspegi desberdina izan arren, zientzia biologiko guztiek izaki biziduna dute oinarrizko eta funtsezko ikergaia.

Zientzia biologikoen artean honako hauek dira aipagarrienak:

• Zoologia:animaliakaztertzen dituen diziplina
• Botanika:landareeta organismofotosintetikoenikerketan diharduen zientzia
• Anatomia:gorputzaren egitura aztertzen duena
• Mikrobiologia:mikrobioak(bakterioaketabirusak,batez ere) ikertzen dituena
• Genetika:geneaketa herentziaren legeak aztergai hartzen dituena
• Biokimika:bizidunenmolekulaketa haien ezaugarriak aztertzen dituena
• Biologia molekularra:bizidunen azido nukleikoak (DNAetaRNA) ikertzen diharduen zientzia
• Paleontologia:fosilakikasgai hartzen dituena
• Ekologia:izaki bizidunak haien artean eta ingurunearekin ezartzen dituzten harremanak ikertzen dituena
• Zitologiaedo zelularen biologia: zelularen egitura eta funtzioa aztertzen duena
• Immunologia:immunitate-sistemarenfuntzionamendua ikergai hartzen duena
• Astrobiologiaedo Exobiologia: Lurretik kanpoko bizia ikertzen duena (balizko bizia, zehatz esanda)
• Fisiologia:bizidunen prozesu fisiko-kimikoak ulertzen saiatzen dena
• Etologia:animalien portaera aztertzen duena
• Taxonomia:bizidunak sailkatzen dituena
• Bioteknologia:produktu onuragarriak lortzeko izaki bizidunak (mikrobioak, batez ere) erabiltzen dituena.

Biologiakarstaren zientziagarrantzitsuenetako bat da,espeleologiarenbaitankobazuloetakoizakiak ikertzen dituelarik.

Bizia

Sakontzeko, irakurri: «Bizi»

Biologia biziaren zientzia denez, aurrera jarraitu aurretik egokia izango litzateke bizia bera zer den definitzea. Biologiaren hastapenetan galdera hori sarri agertzen da, eta biologo guztiak ez dira bat etortzen erantzuterakoan.

Izaki bizidun eta ez-bizidunen arteko desberdintasuna, itxuraz, argia eta nabarmena da.Birusbezalako egitura mikroskopiko eta oinarri-oinarrizkoekin, aldiz, desberdintasun hori ez da hain argia. Bizia izaki bizidunen ezaugarria esklusiboa denez, errazagoa izango da izaki bizidunen propietateak aipatzea bizia bera definitzea baino.

Izaki bizidun guztiek ezaugarri multzo bat partekatzen dute:

• Ugalketa ahalmena: izaki bizidunak bere buruaren kopiak egiteko gaitasuna dauka. Materia ez-bizidunaren aldean, izaki bizidunek haien kontserbazioa bermatzen dute belaunaldietan zehar.

• Jarduerametabolikoa:izaki bizidunek haien ingurumenetik hartzen dituztenmolekulakeraldatzen dituzte, bide metabolikoen bitartez. Materia ez-bizidunaren aldean itxuraz aldatzen dute, metabolismoaren ondorioz hazi eta garatzen baitira.

• Sentikortasuna eta kitzikakortasuna: izaki bizidun orok ingurumenetik jasotzen dituenkinadaguztiei erantzun egiten die.

• Berezko antolaketa biokimikoa: antzeko molekula organikoz daude osatuta izaki bizidunak (proteinak,azido nukleikoak,gluzidoaketalipidoak,etab.), eta antzeko bide metabolikoak dituzte (gluzido, lipido eta protidoenkatabolismoa,azido nukleikoen funtzionamendua,proteinen sintesia…)

Lau ezaugarri klasiko hauetaz gain, bada beste bat oso ongi datorkiona materia bizidunari: informazio-konplexutasun ordenatuarena, hain zuzen ere. Kontzeptu horrek esan nahi du izaki bizidunek konplexutasun molekular handia dutela ez-bizidunen aldean, baina egitura konplexu horrek aparteko ordena duela.

Adibide batekin hobeto ulertzeko, azter dezagunbirusbaten egitura molekularra eta harri batena. Zalantzarik gabe, lehenak konplexutasun molekular handiago dauka bigarrenak baino eta –aldi berean– askoz ordenatuagoa. Esaterako,poliomielitisarenbirusaren egitura deskribatzen badugu, deskribapen molekularra ia berdina izango da poliomielitisa eragiten duen beste birusarena. Baina harri bat deskribatzen badugu, ia ezinezkoa da egitura molekular berdina duen beste harri bat topatzea. Izaki bizidunak, beraz, ordenazio handiko sistemak dira materia ez-bizidunaren aldean.

Termodinamikaren2. printzipioak Unibertsoanentropiagero eta handiago dela finkatzen du. Hots, sistema gehienak desordenatu egiten dira denboraren poderioz. Izaki bizidunak sistema oso ordenatuak direnez, termodinamikaren 2. legearen kontra jotzen dute, antza. Baina hori ez da gertatzen: izaki bizidunek egitura ordenatuak dituzte bizi direnen ingurumena desordenatzen dutelako.

Biologiaren oinarriak

Biologia, zientzia gisa, hazi eta garatu egin da zimentu sendo baten gainetik. Hainbat oinarrik osatzen dute aipatutako zimentua, biologiaren oinarriak –hain zuzen ere–, urteetan zehar biologoek aurkitu, ikertu eta frogatu dutenak. Hona hemen hauetako batzuek:

Unibertsaltasuna

Bizidun guztiek -bakterioetatikugaztunhandienetara- ezaugarri batzuk partekatzen dituzte:

• zelulazosatuta daude. Izakizelulabakarrekzelula bakarra dute, etazelulanitzekbilioika zelula, egitura konplexuagoetan bilduak (ehunaketaorganoak).

• biokimika bera dute, bizidunen kimika delakoa: bizi-molekula berdinak (gluzidoak,lipidoak,proteinak,nukleotidoak,etab.) eta antzeko prozesu metabolikoak (glukolisia,Krebsen zikloa,beta-oxidazioa...)

• bizidun guztiek herentziazko ezaugarriak material genetiko berean gordetzen dituzte,DNAmolekulan.Kode genetikoa,bestalde, unibertsala da bizidun guztiengan.

• bilakaera enbrionarioak antzeko urratsak jarraitzen ditumetazooguztiengan.

Eboluzioa

Biologiaren funtsezko oinarri batek bizidun guztiak urruneko arbaso amankomun batengandik,eboluzioarenbitartez, datozela adierazten du. Horrek azaltzen du aurreko atalean aipatu den bizidunen arteko antzekotasun zitologikoa, biokimikoa eta genetikoa.

Bizidunen kimika

XIX. mendean teoriabitalistekzartada gogorra jaso zutenFriederich Wöhler-ek substantzia inorganiko bat (zianato amonikoa) substantzia organiko (urea) bihurtu zuenean. Bitalismoaren arabera, bizidunen kimikak ez zuen zer ikusirik laborategiko kimikarekin, "bizi-fluido" ikusezin batek bizidunen prozesu guztiak zuzentzen baitzituen. Wöhler-ek frogatu zuen gaur egun nabaria dena: bizidunen kimikak (kimika organikoak) kimika inorganikoak jarraitzen dituen lege eta arau berdinak dituela.

Izaki bizidun guztiak elementu kimiko urri batzuez osaturik daude. Elementu kimiko horieklitosferaneta/edoatmosferanegoten dira.

Aniztasuna: bizidunen barietatea

Bizidunen zuhaitz filogenetikoa, haien rRNA-aren arabera. Bizidunen hiru domeinu nagusiak ongi bereizten dira:Archaea,BacteriaetaEucariota

Funtsezko ezaugarri batzuk partekatu arren, izaki bizidunek, morfologia eta egiturari dagokionez, aniztasun handia dute. Hori ordenan jartzeko biologoek bizidunen sailkapena egiten dute, sistematika eta taxonomiaren bidez. Taxonomiak organismoaktaxonizeneko taldeetan kokatzen ditu, eta sistematikak organismoen arteko harremanak aztertzen ditu.

Duela gutxi arte bizidun guztiak bost erreinutan sailkatu dira:

• Monera
• Protista
• Fungi
• Plantae
• Animalia

Gaur egun, aldiz, hiru domeinutan sailkatzen dira:

• Archaea
• Eubakterioak(benetako bakterioak)
• Eucariota

Bestalde, metabolismorik gabekozelula barneko parasitohertsiak daude, zientzialari gehienen ustez bizidunak ez direnak, baina Biologiaren lan eremuan sartzen direnak:birusak,biroideaketaprioiak.

Homeostasia

Homeostasia sistema ireki batek bere barne-ingurua egonkor mantentzeko duen ahalmena da, oreka dinamikoa doituz erregulazio-prozesu batzuen bidez. Bizidun guztiek, zelulabakarrek zein zelulanitzek, berezko homeostasia dute. Adibide batzuk aipatzearren:

• zelula-mailan homeostasia azidotasun (pH) egonkorra mantenduz, esaterako, azaltzen da

• organismo-mailan odol beroko animaliek barne tenperatura mantentzen dutenean azaltzen da

• ekosistema-mailan,karbono dioxidoa(CO₂) kontsumitzean landareek atmosferan dagoen molekula horren kontzentrazioa egonkor mantentzen dute

Kanpo estekak

Wikiztegianorri bat dago honi buruz:biologia.

• (Ingelesez)PloS Biology aldizkari digitala
• Biology with graphics and animations

• Datuak:Q420
• Multimedia:Biology/Q420