Biologjia
- Për përdorime të tjera të kësaj fjale, shiko Biologjia (kthjellim).
Biologjia është studimi shkencor i jetës. Është shkenca natyrore me një fushëveprim të gjerë mirëpo ekzistojnë, koncepte unifikuese që e lidhin atë në një fushë të vetme koherente. Për shembull, të gjitha organizmat përbëhen prej qelizave që e përpunojnë informacionin trashëgues të koduar në gjene që mund të mbarten në gjeneratat e ardhshme. Një koncept tjetër i rëndësishme është evolucioni, që shpjegon unitetin dhe diversitetin e jetës. Përpunimi i energjisë po ashtu është e rëndësishme për jetë meqënëse i mundëson organizmat që të lëvizin, të rriten dhe të shumohen. Dhe në fund, të gjithë organizmat janë të aftë që të rregullojnë ambientet e tyre të brendshme.
.jpg)
- lart: bakteret E. coli and gazela
- poshtë: Bleta Golaithus and fier
Biologët mund të studiojnë jetën në shumë nivele të organizimit, nga biologjia molekulare e një qelize në anatominë dhe fiziologjinë e bimëve dhe shtazëve, si dhe evolucioni i populacioneve. Prandaj janë shumë nëndisiplina brenda biologjisë, çdo njëra e definuar nga natyre pyetjeve hulumtuese dhe mjeteve që i përdorin. Si shkencëtarët e tjerë, biologët përdorin metodën shkencore për të bërë vrojtime, pyetur pyetje, për të formuluar hipoteza, për të bërë eksperimente dhe për te formuar konklusione për botën përreth tyre.
Jeta në Tokë, që u shfaq para më shumë se 3.7 milliardë vitesh, është jashtëzakonisht diverse. Biologët kanë kërkuar të studiojnë dhe të klasifikojnë format e ndryshme të jetës, nga organizmat prokariote siç janë arkeat dhe bakteriet deri në organizmat eukariote siç janë protistët, kërpurdhat, bimët dhe kafshët. Këto organizma të ndryshëm kontribojnë në biodiversitetin e një ekosistemi, ku ata luajnë role të specializuara në ciklimin e lëndëve ushqyese dhe energjisë nëpërmjet ambientit të tyre biofizike.
Etimologjia
RedaktoTermi "biologji" (greq. βίος, bios - jetë, dhe λόγος, logos - fjalë, shkence) shfaqet për herë të parë në vitin 1763 kur K. Lineus përdori termin biologji në librin e tij me titull "Bibliotheca Botanica". Përdorimi i parë në gjuhën gjermane, biologie, ishte në vitin 1771, në një përkthim të veprës së Lineusit. Karl Frederik Burdak e përdori termin ne librin e tij "Propädeutik zum Studien der gesammten Heilkunst" n[ vitin 1800, në një kuptim më të kufizuar duke nënkuptuar studimin e qenieve njerëzore nga ana morfologjike, fiziologjike dhe psikologjike. Termi erdhi ne përdorimin e tij modern nga traktati me gjashtë volume i quajtur "Biologie, oder Philosophie der lebenden Natur" në vitet 1802-1822 nga Gotfrid Reinhold Treviranus i cili deklaroi:
"Qëllimi i kërkimit tonë do jenë format e ndryshme të manifestimit të jetës, kushtet dhe ligjet në të cilat këto fenomene ndodhin, dhe shkaqet nga të cilat ato janë prekur. Shkencën që merret me këto tema ne do ta quajmë me emrin "biologji" ose, "lebenslehre" (doktrina e jetës)."
Historia e biologjisë
Redakto
Termi "biologji" (greq. βίος - jetë, dhe λόγος - fjalë, shkence) shfaqet për here te pare ne 1763 kur Lineus përdor termin biologi ne librin e tij "Bibliotheca Botanica". Përdorimi i pare ne gjuhen gjermane, biologie, ishte ne 1771, ne një përkthim te punës se Lineusit. Karl Frederik Burdak e përdori termin ne librin e tij "Propädeutik zum Studien der gesammten Heilkunst" ne 1800, ne një sens me te kufizuar duke nënkuptuar studimin e qenieve njerëzore nga ana morfologjike, fiziologjike dhe psikologjike. Termi erdhi ne përdorimin e tij modern nga traktati me gjashte volume i quajtur "Biologie, oder Philosophie der lebenden Natur" ne 1802-1822 nga Gotfrid Reinhold Treviranus i cili deklaroi:
"Qëllimi i kërkimit tone do jene format e ndryshme te manifestimit te jetës, kushtet dhe ligjet ne te cilat këto fenomene ndodhin, dhe shkaqet nga te cilat ato janë prekur. Shkencën qe merret me këto tema ne do ta quajmë me emrin "biologji" ose, "lebenslehre" (doktrina e jetës)."
Biologjia moderne është një shkencë relativisht e re, por shkencat e përfshira në të janë studiuar që në lashtësi. Filozofia natyrore, p.sh. është studiuar ne civilizimet e lashta të Mesopotamisë, Egjiptit, Indisë dhe Kinës, ndërkohe që origjina e biologjisë moderne mund të ndiqet deri në Greqinë e lashte. Studimi i mjekësisë daton që në kohën e Hipokratit, por ishte Aristoteli ai që kontribuoi gjerësisht në zhvillimin e biologjisë. "Historia e Kafshëve" ishte një nga punimet e tij të spikatura për diversitetin e jetës, ku tregohen dhe prirjet e tij natyraliste. Pasuesi i Aristotelit, Teofrasti, shkroi një seri librash për botaniken që i mbijetuan kohës si kontributet më të rëndësishme të lashtësisë, për shkencat e bimëve.
Biologjia filloi të zhvillohej shpejt dhe të rritet me përmirësimin dramatik të mikroskopit të Anton van Leeuwenhoek. Atëherë studiuesit zbuluan spermatozoide, baktere, infusoria dhe larminë e jetës mikroskopike. Hetimet nga Jan Swammerdam çuan në një interes të ri në entomologji dhe ndihmuan në zhvillimin e teknikave themelore të diseksionit mikroskopik dhe ngjyrosjes.
Përparimet në mikroskopi gjithashtu kishin një ndikim të thellë në të menduarit biologjik. Në fillim të shekullit të 19-të, një numër i biologëve treguan rëndësinë qendrore të qelizës. Pastaj, më 1838, Schleiden dhe Schwann filluan të promovojnë idetë tani universale që (1) njësia themelore e organizmave është qeliza dhe (2) që qelizat individuale kanë të gjitha karakteristikat e jetës, megjithëse kundërshtuan idenë që (3) të gjitha qelizat vijnë nga ndarja e qelizave të tjera. Falë punës së Robert Remak dhe Rudolf Virchow, megjithatë, nga vitet 1860 shumica e biologëve pranuan të tre parimet e asaj që u bë e njohur si teori e qelizave.
Ndërkohë, taksonomia dhe klasifikimi u bënë fokusi i historianëve të natyrës. Karl Linneu botoi një taksonomi bazë për botën natyrore në 1735 (variacionet e së cilës kanë qenë në përdorim që nga ajo kohë), dhe në vitet 1750 prezantuan emra shkencorë për të gjitha speciet e saj. Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon, i trajtoi speciet si kategori artificiale dhe format e jetesës si të lakueshme - madje duke sugjeruar mundësinë e prejardhjes së zakonshme. Megjithëse ishte kundër evolucionit, Buffon është një figurë kryesore në historinë e mendimit evolucionar; vepra e tij ndikoi në teoritë evolucionare të dy Lamarck dhe Darvin.
Mendimi serioz evolucionar filloi me veprat e Jean-Baptiste Lamarck, i cili ishte i pari që paraqiti një teori koherente të evolucionit. Ai mendoi se evolucioni ishte rezultat i stresit mjedisor në pronat e kafshëve, që do të thotë se sa më shpesh dhe me rigorozitet të përdoret një organ, aq më komplekse dhe efikase do të bëhet, duke e përshtatur kështu kafshën në mjedisin e saj. Lamarck besonte se këto tipare të fituara më pas mund t'i kalonin pasardhësve të kafshës, të cilat do t'i zhvillonin dhe përsosnin më tej ato. Sidoqoftë, ishte natyralisti britanik Charles Darwin, duke ndërthurur qasjen biogjeografike të Humboldt, gjeologjinë uniformitare të Lyell, shkrimet e Malthus mbi rritjen e popullsisë, dhe ekspertizën e tij morfologjike dhe vëzhgime të gjëra natyrore, të cilët krijuan një teori evolucionare më të suksesshme të bazuar në seleksionimin natyror. ; arsyetimet dhe provat e ngjashme e shtynë Alfred Russel Wallace të papritur të arrinte në të njëjtat përfundime.Megjithëse ishte subjekt i polemikave (që vazhdon edhe sot e kësaj dite), teoria e Darvinit u përhap shpejt në bashkësinë shkencore dhe shpejt u bë një aksiomë qendrore e shkencës në zhvillim të shpejtë të biologjisë.
Zbulimi i përfaqësimit fizik të trashëgimisë erdhi së bashku me parimet evolucionare dhe gjenetikën e popullsisë. Në vitet 1940 dhe në fillim të viteve 50, eksperimentet treguan për ADN-në si përbërësin e kromozomeve që mbanin njësitë që mbartin tipare që ishin bërë të njohura si gjenet. Një përqendrim në llojet e reja të organizmave model si viruset dhe bakteret, së bashku me zbulimin e strukturës dyfishe spirale të ADN-së në 1953, shënoi kalimin në epokën e gjenetikës molekulare. Nga vitet 1950 e deri në ditët e sotme, biologjia është shtrirë shumë në fushën molekulare. Kodi gjenetik u godit nga Har Gobind Khorana, Robert W. Holley dhe Marshall Warren Nirenberg pasi ADN u kuptua se përmbante kode. Më në fund, Projekti i Gjenomit Njerëzor u lançua në 1990 me qëllim të hartës së gjenomit të përgjithshëm njerëzor. Ky projekt në thelb u përfundua në 2003, me analiza të mëtutjeshme ende duke u publikuar. Projekti i Gjenomit Njerëzor ishte hapi i parë në një përpjekje të globalizuar për të përfshirë njohuritë e akumuluara të biologjisë në një përcaktim funksional, molekular të trupit të njeriut dhe trupave të organizmave të tjerë.
Bazat e biologjise moderne
RedaktoTeoria Qelizore
Redakto
Teoria qelizore mund te ndahet ne dy epoka, ate klasiken dhe modernen. Teoria qelizore klasike u formulua nga shkencëtaret Matias Xhekob Shleiden, Teodor Shvan, Robert Remak dhe Rudolf Virshkov gjate shek. XIX dhe u bazua ne tre parime kryesore:
- Njësia baze ndërtimore e te gjitha gjallesave është qeliza.
- Çdo qelize ruan ne vetvete te gjitha karakteristikat e jetës.
- Te gjitha qelizat vijnë nga ndarja qelizore e qelizave mëmë.
Gjate dy shekujve ne vijim, teoria qelizore perfshiu koncepte te reja te dala nga biokimia, teoria e evolucinit dhe ligjet e Mendelit duke u zgjeruar ne ate qe njihet si "Teoria moderne qelizore" e cila tashme perfshin 4 parime te rejat te cilat nuk gjendeshin me pare ne ate klasiken:
- Aktiviteti i një organizmi varet nga aktiviteti total i qelizave individuale.
- Levizja e energjisë (metabolizmi dhe biokimia) ndodh brenda qelizave.
- Qelizat përmbajnë informacionin gjenetik (ADN-ne) i cili kalohet nga njëra qelize ne tjetren nëpërmjet ndarjes qelizore.
- Te tera qelizat janë pothuajse te njëjta ne përbërjen kimike ne organizmat e specieve te ngjashme.
Teoria e Evolucionit
Redakto
Teoria e evolucionit gjithashtu mund te ndahet ne dy epoka. Teoria klasike e evolucionit u formulua nga Carls Darvini dhe Alfred Rasell Uallis ne mesin e shek te XIX dhe ishte e para teori evolucionare qe perfshinte mekanizmin e perzgjedhjes natyrore. Sipas Darvinit dhe Uallisit, te gjitha gjallesat e sotme ne Toke kane një prejardhje te perbashket nga një "paraardhes universal" qe jetoi rreth 3.8 miliard vjet me pare. Me pas ato u ndane ne specie te ndryshme për shkak te pershtatjes ndaj mjedisit ku jetonin. Duke qene se numri i individeve ne popullata te ndryshme ishte shume here me i madh se sa numri i rezervave ushqimore për to, vetem "me mire te pershtaturit" ndaj mjedisit arrinin te jetonin dhe te trashegonin tiparet e tyre tek pasardhesit duke bere te mundur kështu procesin e evolucionit. Teoria moderne e evolucionit e njohur si "Sinteza moderne evolucionare", u formulua ne vitet 30'-40' nga një numer i madh biologesh si Ronald Fisher, Teodosius Dobzhanski, Xhon Burdon Sanderson Halldejn, Suoll Rajt, Edmund Briskou Henri Ford, Ernst Mijr, Bernhard Rens, Sergei Shetvierrokov, Xhorxh Gejlord Simpson dhe Xhorxh Ledjard Stebens i riu. Kjo teori kombinon principet Mendeliane të trashëgimisë me teorinë e Darvinit mbi perzgjedhjen natyrore,duke shpjeguar trashegimin e tipareve ose krijimin e specieve te reja me ane te parimeve gjenetike.
Gjenetika
Redakto
Gjenetika është dega e cila studion gjenet, trashëgiminë, dhe ndryshimin e organizmave. Trashëgimia e tipareve te ndryshme tek gjallesat behet e mundur nëpërmjet tejçimit te materialit gjenetik nga njeri brez ne tjetrin. Ky material gjenetik gjendet i koduar ne acidin dezoksiribunukleik i njohur shkurt si ADN. Kater baza te azotuara te quajtura adenina, guanina, citozina dhe timina përbejnë ADN-ne. Këto baza janë te vendosura ne dy zinxhirë spiralor të cilët lidhen me njeri tjetrin me ane te lidhjeve hidrogjenore. Kështu, adenina lidhet gjithmonë me timinën me dy lidhje hidrogjenore, ndërsa guanina me citozinën me ane te tri lidhjeve hidrogjenore.
Segmente te caktuara te acidit dezoksiribunukleik njihen me emrin gjene. Gjenet janë njësite baze te trashëgimisë tek gjallesat dhe përmbajnë informacionet e duhura për sintetizimin e proteinave te nevojshme për funksionimin e organizmit. Bashkësia e te gjitha gjeneve te një gjallese njihet me emrin gjenotip, ndërsa bashkësia e veçorive te shfaqura për shkak te veprimtarisë se gjeneve dhe ndërveprimit te organizmit me mjedisin, përben atë qe quhet fenotip.
Shkaqe te shumta mund te sjellin ndryshime ne kodin gjenetik, qe njihen si mutacione. Këto ndryshime ndodhin si rezultat gabimeve gjate kopjimit të materialit gjenetik, i ekspozimit ndaj rrezatimit ultravjollce ose jonik, i shfaqjes se mutagjeneve te ndryshëm kimike, i vënies ne kontakt me viruset ose mund të shkaktohen nga vetë organizmi gjatë një procesi të quajtur hipermutacion. Ndryshimet e shfaqura zakonisht shkaktojnë keqfunksionimin dhe vdekjen e qelizave duke qene shpeshherë dhe përgjegjës për shfaqjen e kancerit ne gjallesat shumëqelizore. Ne disa raste ndodh qe mutacioni te jete i favorshëm për individin qe e ka. Mutacione te tilla, duke u grumbulluar nder vite nga përzgjedhja natyrore, janë ato qe bëjnë te mundur procesin e evolucionit.
Homeostaza
Redakto
Homeostaza është aftesia qe kane organizmat e ndryshem biologjik, qofshin keta një apo shumeqelizore, për ta mbajtur mjedisin e tyre te brendshem ne një ekuiliber dinamik dhe kushte te stabilizuara. Për ta bere këtë gje, gjallesat ne fillim dallojne turbullimet e ndryshme qe mund te jene prezente ne organizem dhe pastaj i pergjigjen ketyre turbullimeve duke rritur ose ulur aktivitetin e një organi, sistemi apo aparati ne menyre qe kushtet te stabilizohen serish. Clirimi i glukagonit kur nivelet e sheqerit ne gjak janë te uleta ose drejtimi i gjetheve nga dielli për te marre me shume drite tek bimet, janë shembuj te perkryer te homeostazes.
Energjia
Redakto
Gjallesat te cilat janë pergjegjese për futjen ne perdorim te energjise ne një ekosistem njihen si prodhues ose autotrofe. Foto-autotrofet perdorin energjine diellore, ne procesin e fotosintezes, për te shnderruar dioksidin e karbonit dhe ujin ne molekula organike si ATP-ja, lidhjet e te ciles mund te prishen për te cliruar energji. Ne te njejtin grup me foto-autotrofet bëjnë pjese dhe kemo-autotrofet te cilet arrijne te prodhojne energji nëpërmjet oksidimit te elementeve te ndryshme qe gjenden rreth tyre si hekuri, metani, sulfidet, etj ne një proces qe njihet si kemosinteze.
Por jo te gjitha gjallesat mund te jene prodhuese energjie. Heterotrofet apo konsumatoret, duhet ta marrin ate te gatshme për te mbijetuar. Shumica e heterotrofeve, te njohura si kemo-heterotrofe, arrijne ta marrin energjine e nevojshme duke u ushqyer me gjallesa te tjera dhe duke i zberthyer perberjet e tyre komplekse organike si karbohidratet, yndyrnat dhe proteinat ne perberje me te thjeshta si glukoza, acidet yndyrore, gliceroli dhe amino acidet. Nga ana tjetër foto-heterotrofet, ne ndryshim nga kemo-heterotrofet, përveç zberthimit te molekulave organike mund te perdorin dhe dritën për te perftuar energji.
Taksonomia
Redakto- Artikulli kryesor: Taksonomia
Taksonomia është fusha e cila studion marrëdhëniet e grupeve te ndryshme biologjike dhe i kategorizon ato ne baze te ngjashmërive ose ndryshimeve qe shfaqin. Tradicionalisht qeniet e gjalla janë ndare ne pese mbretëri: Monera, Protista, Fungi, Plantae dhe Animalia. Sidoqoftë shume shkencëtare tani e konsiderojne sistemin e pese mbretërive te prapambetur duke preferuar ne vend te tij një klasifikim, qe fillon me 3 sfera kryesore si Arkaea (ne fillim Archaebakteria), Bakteria (ne fillim Eubacteria) dhe Eukariotet (ku përfshihen protistet, kërpudhat, bimët dhe kafshët) i cili bazohet ne faktin nëse qelizat e gjallesave kane berthame qelizore apo jo si dhe ne ndryshimet ne përbërjet kimike te pjesëve te jashtme te qelizave. Me pas, çdo sfere e mbretëri zbërthehet me tej derisa çdo specie te jete klasifikuar ne baze te rendit: Sfere, Mbreteri, Filume, Klase, Rend, Familje, Gjini, Lloj duke përfunduar me një gjallese me një emër shkencor te përbëre nga gjinia dhe lloji i tij. Për shembull njerëzit listohen si Homo sapiens. Homo është gjinia dhe sapiens lloji. Viruset, viruidet, prionet dhe satelitet janë jashtë këtyre kategorive te cilësuar si "ne cep te jetës" ne kuptimin qe shume shkencëtare nuk i klasifikojnë këto qenie si tamam te gjalla për shkak te mungesës se një ose me shume karakteristikave jetësore.
