علم الأحياء

يتعامل علم الأحياء مع دراسة كافة أشكال الحياة . حيث يهتم بخصائص المتعضيات الحية و تصنيفها و سلوكها ، كما يدرس كيفية ظهور هذه الأنواع إلى الوجود و العلاقات المتبادلة بين بعضها البعض و بينها و بين بيئتها . لذلك فإن علم الأحياء يحتضن داخله العديد من التخصصات و الفروع العلمية المستقلة . لكنها جميعا تجتمع في علاقتها بالكائنات الحية (ظاهرة الحياة) على مجال واسع من الأنواع و الحجام تبدا بدراسة الفيروسات و الجراثيم ثم النباتات و الحيوانات ، في حين تختص فروع اخرى بدراسة العمليات الحيوية ضمن الخلية مثل الكيمياء الحيوية إلى فروع دراسة العلاقات بين الحياه و البيئة .

فروع علم الأحياء

يتألف علم الأحياة من عِدّة فروع، والتي تتداخل مع بعضها، للحصول على المعرفة الكاملة، وهي:

• الكيمياء الحيوية : دراسة الكائنات الحية من ناحية مكونات المواد التي تُشكلها.
• علم النبات (بالأنجليزية: Botany): يُركز على دراسة النباتات، والزراعة.
• البيولوجيا الخلوية (بالإنجليزية: Cellular biology): دراسة الخلية، والتي تُعد الوحدة الأساسية للكائنات الحية.
• علم البيئة (بالإنجليزية: Ecology): دراسة الكائنات الحية من ناحية تفاعلها مع بعض البعض، ومع بيئاتها.
• علم الأحياء التطوري (بالإنجليزية: Evolutionary biology): يُركز على تطور، وتنوع الكائنات الحية خلال الفترات الزمنية الماضية، بالإضافة إلى أصولها.
• علم الوراثة (بالإنجليزية: Genetics): دراسة الكائنات الحية من ناحية توارث الصفات.
• البيولوجيا الجزيئية (بالإنجليزية: Molecular biology): دراسة الكائنات الحية من ناحية الجزيئات البيولوجية التي تُكوّنها.
• علم وظائف الأعضاء (بالإنجليزية: Physiology): دارسة الكائنات الحية من ناحية أجزائها، ووظائفها.
• علم الحيوان (بالإنجليزية: Zoology): تُركز على دراسة الحيوانات، وسلوكها.

تطور علم الاحياء

• بدأت علوم الاحياء في التطور والنمو بسرعة مع التحسين المذهل للمجهر على يد أنطون فان ليوينهويك ، ثم اكتشف العلماء الحيوانات المنوية والبكتيريا والفيروسات وتنوع الحياة الميكروسكوبية.
• كان للتقدم في الفحص المجهري تأثير عميق على التفكير البيولوجي ، في أوائل القرن التاسع عشر ، أشار عدد من علماء الأحياء إلى الأهمية المركزية للخلية ، ثم ، في عام 1838 ، بدأ شلايدن وشوان يروجان لأفكار عالمية الآن الوحدة الأساسية للكائنات هي الخلية و أن الخلايا الفردية لها كل خصائص الحياة.

تاريخ علم الأحياء

مَر علم الأحياء بالعديد من الأحداث المُهمة عبر الزمن، والتي يُمكن تقسيمها إلى عدة عصور، وهي:

• العصر البدائي: بدأت النصوص الطبية الأولى في عِدّة مناطق، وهي: الصين، وتعود للعام 2500 قبل الميلاد، وبلاد ما بين النهرين، في العام 2112 قبل الميلاد، وفي العام 1800 قبل الميلاد في مصر. وقد احتاج الإنسان في ذلك الوقت إلى دراسة النباتات والحيوانات، وأماكن تواجدها، وذلك للحصول على الغذاء.
• العصر الكلاسيكي: أولى الدراسات عن علم الحيوان، والكائنات البحرية، والنباتات، أجراها أرسطو، ثم كُتبت أولى النصوص النباتية، واحتوت على أشكال النباتات، ودورة حياتها، واستخداماتها، على يد ثيوفراستوس في عام 300 قبل الميلاد وهو تلميذ أرسطو. ثُم كَتب جالينوس عام 158 ميلادي نصوص العمليات الجراحية.
• عصر النهضة: حدثت العديد من الأحداث في هذا العصر، وهي:
• اختراع آلة الطباعة، وكتابة أول كتب علم الأحياء المصور، والذي كتبه عالم النبات الألماني ليونارد فوكس عام 1542م، وذلك بعد أن كان يتم رسم الرسومات التشريحية المفُصلة على يد ليوناردو دافنشي.
• تجميع الأنواع وتصنيفها حسب خصائصها، واستخدام نظام التسمية الثنائية باللغة اللاتينية، والذي وضعه كارلوس لينيوس عام 1735م.
• اكتشاف الخلايا، وذلك بعد استخدام روبرت هوك للمجهر المركب البسيط، وفحص عينة من الفلين وملاحظة الأنسجة النباتية.
• نشر أولى الرسومات للكائنات وحيدة الخلية عام 1676م على يد أنطون فون ليوينهوك، ثم اكتشاف ثيودور شوان للخلايا الحيوانية عام 1839م.
• العصر الفيكتوري: الأحداث المُهمة التي حدثت في القرن التاسع عشر، هي:
• افتراض أن الأرض تعرضت لنوبات متتالية من الدمار، وذلك بوصف جورج كوفيير للحفريات عام 1812م.
• إظهار أن جميع الكائنات مترابطة، وأن الأنواع المختلفة تغيرت مع الزمن للتكيُف مع البيئة، فهي لم تنشأ بشكل منفصل وإنما من الأجداد، وهذا محتوى كتاب (حول أصل الأنواع)، والذي نشره تشارلز داروين عام 1859م، وقد غير هذا الكتاب العالم.
• اكتشاف علم الوراثة، وهو انتقال الصفات من جيل من الكائنات الحية إلى الآخر، وذلك عام 1866م على يد أبو الوراثة العالم جريجور مندل، والذي أُعيد اكتشاف أعماله عام 1900م.
• الثورة البيولوجية: تَقدم الطب بشكل كبير، وذلك بعد شرح العالمين واطسون وكريك للحمض النووي عام 1953م، وتطورث العلاجات حسب المخطط الوراثي للمريض، وتم اختراع أطراف صناعية يتحكم بها الدماغ، وبذلك تم الجمع بين علم الأحياء، والتكنولوجيا.

مبادئ علم الأحياء

أهم مبادئ علم الأحياء هي:

• التوازن: تتصارع الكائنات الحية من أجل البقاء، لذلك يجب الحفاظ على ظروف الحياة ثابتة في البيئة الداخلية للكائنات الحية.
• الوحدة: تتشابه جميع الكائنات الحية، من البكتيريا إلى البشر، في الوحدة الأساسية لها وهي الخلية، والوظيفة الأساسية والتي تتمثل بتفاعل الكائنات مع خلاياها.
• التطور: السجل الأحفوري، ودراسة المقارنة بين الهيكل والوظيفة، والتطور الجنيني، والحمض النووي، جميعها تدعم نظرية الإنتقاء الطبيعي لتشارلز داروين، وهي البقاء للأصلح، أي أن الكائنات الحية تتغير مع مرور الوقت.
• التنوع: عند حدوث تغيُر في تسلسل الحمض النووي (DNA)، أو تغيُر هيكلي للكروموسوم، أو تغيُر في عدد الكروموسات، تنتُج الأنواع المختلفة من الكائنات الحية، والتي يصل عددها بين 5 إلى 10 ملايين نوع، وقد اعتمد العلماء على بنية الجسم المماثلة والتشابه الهيكلي لتصنيف هذه الأنواع.
• السلوك والعلاقات المتبادلة: يُعتبر علم البيئة من علوم الأحياء المهمة، لأنه يَدرُس الكائنات الحية وعلاقتها مع بعضها البعض، ومع البيئة المُحيطة بها.
• الاستمرارية: الحفاظ على الأنواع لا يتم إلا بتكاثر الأنواع.

استخدامات علم الأحياء

يدخُل علم الأحياء في جميع جوانب الحياة، وهي:

• الأطعمة والمشروبات: يحصُل الإنسان على الغذاء من المنتجات البيولوجية، وهي الثروة الحيوانية، والنباتات، مثل: الخضراوات، والفواكه، والزيوت، والبنجر، وكذلك نحل العسل، أما الجبن، والزبادي، والخبز، فتُنتجه بعض الميكروبات والإنزيمات، ويَنتُج السماد العضوي من النباتات المُتحللة ونفايات الحيوانات وهي مهمة للنباتات.
• الملابس والنسيج: أصباغ النسيج، والنايلون، والسجاد، والمفروشات، جميعها مصنوعة من النباتات، كالقطن، والكتان، بالإضافة إلى البوليستر المصنوع من كتلة حيوية من الوقود الأحفوري.
• الجمال والعناية الصحية: يتم إنتاج منتجات الجمال والعناية الشخصية بالاعتماد على علم الأحياء، مثل: الشامبو، وصبغة الحناء، والعطور، ومستحضرات التجميل، والصابون، وغيرها.
• النقل والترفيه: ينتقل الإنسان بواسطة الإطارات المصنوعة من المطاط، والقوارب الخشبية، ويُمارس الرياضة على العُشب، ويَستخدم معدات رياضية خشبية، وآلات موسيقية مصنوعة من مواد بيولوجية كذلك.
• البناء: الخشب، والفلين، والألياف تدخُل في بناء المنازل، وكذلك الورق، والأحبار، وأقلام الرصاص جميعها تُصنع من النبات.
• الوقود: البترول والغاز الطبيعي يتكونان من نباتات وحيوانات متحللة، وحديثاً بدأ استخدام مصدر طاقة متجدد لمواجهة انبعاث الكربون، يتكون من الطحالب، والذرة، والقمح، وزيت البذور، واللفت، وسكر البنجر، وهو يُعرف بالوقود حيوي.
• الرعاية الصحية والطب: دراسة علم الأحياء يُساعد الأطباء والمُمرضين لعلاج الإنسان والحيوان، كما أن العديد من الأدوية مصنوعة نباتات، مثل: شجرة الصفصاف يُصنع منها الأسبرين، ونبات قفاز الثعلب لصُنع عقار القلب، كما أن عقار تاكسول الذي يُعتبر مضاد للسرطان مَصنوع من النباتات، وتدخُل النباتات أيضاً في صنع الضمادات.