ชีววิทยาคืออะไร?

ชีววิทยาคือการศึกษาชีวิต คำว่า "ชีววิทยา" มาจากคำภาษากรีก "bios" (หมายถึงชีวิต) และ "โลโก้" (หมายถึง "การศึกษา") โดยทั่วไปนักชีววิทยาศึกษาโครงสร้างฟังก์ชั่นการเจริญเติบโตต้นกำเนิดวิวัฒนาการและการกระจายของสิ่งมีชีวิต

ชีววิทยามีความสำคัญเพราะช่วยให้เราเข้าใจว่าสิ่งมีชีวิตทำงานอย่างไรและวิธีการทำงานและโต้ตอบในหลายระดับสารานุกรม Britannica- ความก้าวหน้าทางชีววิทยาช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทำสิ่งต่าง ๆ เช่นการพัฒนายาที่ดีขึ้นและการรักษาโรคนี้เข้าใจว่าสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอาจส่งผลกระทบต่อพืชและสัตว์ผลิตอาหารเพียงพอสำหรับประชากรมนุษย์ที่กำลังเติบโตและทำนายว่าการกินอาหารใหม่หรือการออกกำลังกายอาจส่งผลกระทบต่อร่างกายของเรา

หลักการพื้นฐานของชีววิทยาสมัยใหม่

สี่หลักการรวมชีววิทยาสมัยใหม่ตามหนังสือเล่มนี้ "การจัดการวิทยาศาสตร์"(Springer New York, 2010):

ทฤษฎีเซลล์เป็นหลักการที่ว่าทุกสิ่งมีชีวิตทำจากหน่วยพื้นฐานที่เรียกว่าเซลล์และเซลล์ทั้งหมดมาจากเซลล์ที่มีอยู่ก่อน
ทฤษฎียีนเป็นหลักการที่ทุกสิ่งมีชีวิตมีดีเอ็นเอโมเลกุลที่กำหนดรหัสโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์และส่งผ่านไปยังลูกหลาน
Homeostasisเป็นหลักการที่ว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมดรักษาสถานะของความสมดุลที่ช่วยให้สิ่งมีชีวิตอยู่รอดในสภาพแวดล้อมของพวกเขา
วิวัฒนาการเป็นหลักการที่อธิบายว่าทุกสิ่งมีชีวิตสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างไรเพื่อให้มีลักษณะที่ช่วยให้พวกเขาอยู่รอดได้ดีขึ้นในสภาพแวดล้อมของพวกเขา ลักษณะเหล่านี้เป็นผลมาจากการกลายพันธุ์แบบสุ่มในยีนของสิ่งมีชีวิตที่ "เลือก" ผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการเลือกโดยธรรมชาติ ในระหว่างการคัดเลือกโดยธรรมชาติสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะดีขึ้นสำหรับสภาพแวดล้อมของพวกเขามีอัตราการอยู่รอดที่สูงขึ้นและจากนั้นผ่านลักษณะเหล่านั้นไปยังลูกหลานของพวกเขา

ชีววิทยาหลายสาขา

แม้ว่าจะมีหลักการที่รวมกันเพียงสี่หลัก แต่ชีววิทยาครอบคลุมหัวข้อที่หลากหลายซึ่งแบ่งออกเป็นหลายสาขาและสาขาย่อย

ในระดับสูงสาขาชีววิทยาต่าง ๆ อาจถูกมองว่าเป็นการศึกษาสิ่งมีชีวิตประเภทหนึ่งตาม "พจนานุกรมชีววิทยาของ Blackie"(S Chand, 2014) ตัวอย่างเช่นสัตววิทยาคือการศึกษาสัตว์พฤกษศาสตร์คือการศึกษาพืชและจุลชีววิทยาเป็นการศึกษาของจุลินทรีย์

นักพฤกษศาสตร์เป็นนักชีววิทยาที่ศึกษาพืช(เครดิตภาพ: Shutterstock)

ภายในสาขาที่กว้างขึ้นนักชีววิทยาหลายคนมีความเชี่ยวชาญในการค้นคว้าหัวข้อหรือปัญหาเฉพาะ ตัวอย่างเช่นนักวิทยาศาสตร์อาจศึกษาพฤติกรรมของปลาชนิดหนึ่งในขณะที่นักวิทยาศาสตร์คนอื่นอาจทำการวิจัยเกี่ยวกับระบบประสาทและกลไกทางเคมีที่อยู่เบื้องหลังพฤติกรรม

มีสาขาและสาขาวิชาชีววิทยามากมาย แต่นี่เป็นรายการสั้น ๆ ของสาขาที่กว้างกว่าบางแห่งที่อยู่ภายใต้ร่มของชีววิทยา:

ชีวเคมี:การศึกษากระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นหรือเกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตตามสมาคมชีวเคมี- ตัวอย่างเช่นเภสัชวิทยาเป็นประเภทของการวิจัยทางชีวเคมีที่มุ่งเน้นไปที่การศึกษาว่ายาเสพติดมีปฏิกิริยาอย่างไรกับสารเคมีในร่างกายตามที่อธิบายไว้ในการทบทวนปี 2010 ในวารสารชีวเคมี-

นิเวศวิทยา:การศึกษาว่าสิ่งมีชีวิตมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมอย่างไร ตัวอย่างเช่นนักนิเวศวิทยาอาจศึกษาวิธีการผึ้งพฤติกรรมได้รับผลกระทบจากมนุษย์ที่อาศัยอยู่ใกล้ ๆ

พันธุศาสตร์:การศึกษาการถ่ายทอดทางพันธุกรรม นักพันธุศาสตร์ศึกษาว่ายีนถูกส่งผ่านโดยผู้ปกครองไปยังลูกหลานของพวกเขาอย่างไรและพวกเขาแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคล ตัวอย่างเช่นนักวิทยาศาสตร์ได้ระบุยีนและการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่มีอิทธิพลต่ออายุขัยของมนุษย์ตามที่รายงานในการทบทวนปี 2019 ที่ตีพิมพ์ในวารสารรีวิวธรรมชาติพันธุศาสตร์-

สรีรวิทยา:การศึกษาว่าสิ่งมีชีวิตทำงานอย่างไร สรีรวิทยาซึ่งใช้กับสิ่งมีชีวิตใด ๆธรรมชาติ- นักสรีรวิทยาพยายามที่จะเข้าใจกระบวนการทางชีวภาพเช่นวิธีการทำงานของอวัยวะเฉพาะหน้าที่ของมันคืออะไรและได้รับผลกระทบจากสิ่งเร้าภายนอกอย่างไร ตัวอย่างเช่นนักสรีรวิทยาได้ศึกษาว่าการฟังเพลงสามารถทำให้เกิดขึ้นได้อย่างไรการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพในร่างกายมนุษย์เช่นช้าลงหรือเร็วขึ้นอัตราการเต้นของหัวใจตามวารสารผลกระทบด้านสุขภาพทางจิตวิทยาของประสบการณ์ทางดนตรี- -

ธรรมชาติของวิชาชีววิทยา

ชีววิทยามักจะวิจัยร่วมกับสาขาอื่น ๆ ของการศึกษารวมถึงคณิตศาสตร์วิศวกรรมและสังคมศาสตร์ นี่คือตัวอย่างบางส่วน:

วิชาการเป็นการศึกษาวิวัฒนาการของชีวิตในจักรวาลรวมถึงการค้นหาชีวิตนอกโลกนาซ่า- สาขานี้รวมหลักการของชีววิทยากับดาราศาสตร์

นักชีววิทยานักชีววิทยาที่รวมเทคนิคทางโบราณคดีเพื่อศึกษาซากโครงกระดูกและได้รับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการที่ผู้คนอาศัยอยู่ในอดีตมหาวิทยาลัยจอร์จเมสัน-

วิศวกรรมชีวภาพคือการประยุกต์ใช้หลักการทางวิศวกรรมกับชีววิทยาและในทางกลับกันตามมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์- ตัวอย่างเช่นนักวิศวกรรมชีวภาพอาจพัฒนาเทคโนโลยีทางการแพทย์ใหม่ที่ดีกว่าภาพด้านในของร่างกายเช่นการปรับปรุงการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI)ที่สแกนร่างกายมนุษย์ในอัตราที่เร็วขึ้นและความละเอียดที่สูงขึ้นหรือใช้ความรู้ทางชีวภาพเพื่อสร้างอวัยวะเทียมตามการปลูกถ่ายเซลล์วารสาร

เทคโนโลยีชีวภาพเกี่ยวข้องกับการใช้ระบบชีวภาพเพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์ตามมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนอร์เวย์- ตัวอย่างเช่นนักเทคโนโลยีชีวภาพในรัสเซียได้ออกแบบทางพันธุกรรมทางพันธุเทคโนโลยีชีวภาพและการเกษตรแบบยั่งยืนปี 2549 และอื่น ๆ-

ชีวฟิสิกส์ใช้หลักการของฟิสิกส์เพื่อทำความเข้าใจว่าระบบชีวภาพทำงานอย่างไรสมาคมชีวฟิสิกส์- ตัวอย่างเช่นนักชีวฟิสิกส์อาจศึกษาว่าการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโปรตีนโครงสร้างส่งผลกระทบต่อวิวัฒนาการของโปรตีนตามวารสารของราชวงศ์

ภาพประกอบ 3 มิติของโซ่ของกรดอะมิโนที่ทำขึ้นโปรตีน(เครดิตภาพ: Getty Images)

นักชีววิทยาทำอะไร?

นักชีววิทยาสามารถทำงานในหลาย ๆ ด้านรวมถึงการวิจัยการดูแลสุขภาพการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมและศิลปะตามข้อมูลของสถาบันวิทยาศาสตร์ชีวภาพอเมริกัน- นี่คือตัวอย่างบางส่วน:

วิจัย:นักชีววิทยาสามารถทำการวิจัยในการตั้งค่าหลายประเภท ยกตัวอย่างเช่นนักจุลชีววิทยาอาจศึกษาวัฒนธรรมแบคทีเรียในห้องปฏิบัติการ นักชีววิทยาคนอื่น ๆ อาจทำการวิจัยภาคสนามซึ่งพวกเขาสังเกตสัตว์หรือพืชในที่อยู่อาศัยของพวกเขา นักชีววิทยาหลายคนอาจทำงานในห้องแล็บและในสาขา - ตัวอย่างเช่นนักวิทยาศาสตร์อาจรวบรวมตัวอย่างดินหรือน้ำจากสนามและวิเคราะห์เพิ่มเติมในห้องปฏิบัติการเช่นที่ห้องปฏิบัติการดินและน้ำของมหาวิทยาลัยนอร์ ธ แคโรไลน่า-

การอนุรักษ์: นักชีววิทยาสามารถช่วยด้วยความพยายามในการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมโดยการศึกษาและกำหนดวิธีการปกป้องและอนุรักษ์โลกธรรมชาติสำหรับอนาคต ตัวอย่างเช่นนักชีววิทยาอาจช่วยให้ความรู้แก่สาธารณชนเกี่ยวกับความสำคัญของการอนุรักษ์ที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติของสัตว์และมีส่วนร่วมในโปรแกรมการกู้คืนสัตว์ใกล้สูญพันธุ์เพื่อหยุดการลดลงของสัตว์ใกล้สูญพันธุ์US Fish & Wildlife Service-

นักนิเวศวิทยารับตัวอย่างน้ำจากลำห้วย(เครดิตภาพ: Getty Images)

การดูแลสุขภาพ: ผู้ที่ศึกษาชีววิทยาสามารถทำงานด้านการดูแลสุขภาพไม่ว่าพวกเขาจะทำงานเป็นแพทย์หรือพยาบาลเข้าร่วม บริษัท ยาเพื่อพัฒนายาและวัคซีนใหม่ ๆ วิจัยประสิทธิภาพของการรักษาทางการแพทย์หรือกลายเป็นสัตวแพทย์เพื่อช่วยรักษาสัตว์ป่วยสถาบันวิทยาศาสตร์ชีวภาพอเมริกัน-

ศิลปะ:นักชีววิทยาที่มีพื้นฐานด้านศิลปะมีทั้งความรู้ด้านเทคนิคและทักษะทางศิลปะในการสร้างภาพที่จะสื่อสารข้อมูลทางชีวภาพที่ซับซ้อนให้กับผู้ชมที่หลากหลาย ตัวอย่างหนึ่งของสิ่งนี้คือในภาพประกอบทางการแพทย์ซึ่งนักวาดภาพประกอบอาจทำการวิจัยพื้นหลังร่วมมือกับผู้เชี่ยวชาญและสังเกตกระบวนการทางการแพทย์เพื่อสร้างภาพที่แม่นยำของส่วนต่างๆของร่างกายสมาคมนักวาดภาพประกอบทางการแพทย์-

ทรัพยากรเพิ่มเติม

หากคุณอยากรู้ว่าชีววิทยาที่กว้างไกลแค่ไหนมหาวิทยาลัยนอร์ ธ แคโรไลน่าที่เพมโบรกได้แสดงรายการย่อยชีววิทยาจำนวนหนึ่งบนเว็บไซต์ของพวกเขา สนใจอาชีพด้านชีววิทยาหรือไม่? ตรวจสอบตัวเลือกบางอย่างที่สถาบันวิทยาศาสตร์ชีวภาพอเมริกันเว็บไซต์.