معلومة

هل بيولوجيا الخلية وعلم الخلايا هما نفس العلم؟

هل بيولوجيا الخلية وعلم الخلايا هما نفس العلم؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

وفقًا لـ Wikipedia ، يمكن استخدام المصطلحات بالتبادل ، ولكن وفقًا لأساتذتي في الكلية ، فإن علم الخلايا هو حصريًا دراسة الكروموسومات وتحديد تشوهاتها.


ربما يستخدم أساتذتك علم الخلايا للإشارة إلى علم الأمراض الخلوي الذي ليس صحيحًا تمامًا ، ولكنه مربك بعض الشيء لأن علم الخلايا له أيضًا معنى أوسع.

بشكل عام ، فإن التمييز ليس بهذه الأهمية علميًا. إن علم الأحياء مترابط للغاية بحيث لا يمكنك التمسك بصرامة بأي "نوع" واحد من العلوم ، فهي مجرد اختلافات بسيطة. إذا كنت بحاجة إلى تعلم فصل دراسي لدورة ما ، فليس هناك الكثير من الجدال مع أساتذتك. حرفيا ، يجب أن تشير كلمة "علم الخلايا" إلى دراسة الخلايا ، لذلك في رأيي ، التعريف الضيق ليس له معنى ، ولكن مثل الكلمات الأخرى من المهم تفسيره في السياق.

في تجربتي الشخصية ، سمعت عادةً أن "بيولوجيا الخلية" تستخدم بدلاً من "علم الخلايا" لتعني بشكل عام دراسة الخلايا. إذا كنت في مؤسسة تسمي مختبرات علم الأمراض الخلوية "علم الخلايا" ، فلا يهم كثيرًا ما إذا كانت هناك معاني أخرى للكلمة.


هل بيولوجيا الخلية وعلم الخلايا هما نفس العلم؟ - مادة الاحياء

ما هي الخلية؟

يمكن القول بسهولة أن الخلية هي الوحدة الأساسية للحياة ، وهي أصغر وحدة قادرة على الحياة أو الوحدة الهيكلية والوظيفية اللازمة للحياة. ولكن مهما كانت الخلية ، فهي ضرورية للحياة. وكما هو موضح أعلاه ، يمكن ملء الخلية بكل أنواع الهياكل ، ولكل منها وظيفتها الخاصة. سيناقش هذا المفهوم بعض الخصائص الأساسية للخلية ، مع دروس تشمل بنية الخلية ، والنقل داخل الخلية وخارجها ، واستقلاب الطاقة ، وانقسام الخلايا وتكاثرها.

من ماذا صنعت؟

تشكل الخلايا جميع الكائنات الحية ، بما في ذلك جسمك. تُظهر هذه الصورة مجموعة نموذجية من الخلايا. لكن ليست كل الخلايا متشابهة. يمكن أن تختلف الخلايا في الشكل والأحجام. وعادة ما تعني الأشكال المختلفة وظائف مختلفة.

مقدمة في الخلايا

أ زنزانة هي أصغر وحدة هيكلية ووظيفية للكائن الحي. تتكون بعض الكائنات الحية ، مثل البكتيريا ، من خلية واحدة فقط. تتكون الكائنات الحية الكبيرة ، مثل البشر ، من تريليونات الخلايا. قارن الإنسان بالموز. من الخارج ، تبدو مختلفة تمامًا ، ولكن إذا نظرت عن كثب ، سترى أن خلاياها متشابهة جدًا في الواقع.

مراقبة الخلايا

معظم الخلايا صغيرة جدًا بحيث لا يمكنك رؤيتها دون مساعدة من a مجهر . لم يخترع العالم الإنجليزي روبرت هوك حتى عام 1665 مجهرًا ضوئيًا أساسيًا ولاحظ الخلايا لأول مرة. يمكنك استخدام المجاهر الضوئية في الفصل. يمكنك استخدام مجهر ضوئي لرؤية الخلايا ( شكل أدناه ). لكن العديد من الهياكل في الخلية صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بالمجهر الضوئي. لذا ، ماذا تفعل إذا كنت تريد أن ترى الهياكل الدقيقة داخل الخلايا؟

يمكن رؤية الخطوط العريضة لخلايا البصل تحت المجهر الضوئي.

في الخمسينيات من القرن الماضي ، طور العلماء مجاهر أكثر قوة. يرسل المجهر الضوئي شعاعًا من الضوء عبر عينة ، أو الكائن الذي تدرسه. وهناك مجهر أقوى يسمى ميكروسكوب الكتروني ، يمر شعاع من الإلكترونات عبر العينة. يسمح لنا إرسال الإلكترونات عبر الخلية برؤية أصغر أجزائها ، حتى الأجزاء الموجودة داخل الخلية ( شكل أدناه ). بدون المجاهر الإلكترونية ، لن نعرف كيف يبدو الجزء الداخلي للخلية.

يسمح المجهر الإلكتروني للعلماء برؤية تفاصيل أكثر بكثير من المجهر الضوئي ، كما هو الحال مع هذه العينة من حبوب اللقاح.

نظرية الخلية

في عام 1858 ، بعد استخدام مجاهر أفضل بكثير من مجهر هوك الأول ، طور رودولف فيرشو فرضية أن الخلايا تأتي فقط من خلايا أخرى. على سبيل المثال ، البكتيريا ، وهي كائنات وحيدة الخلية ، تنقسم إلى نصفين (بعد أن تنمو بعضها) لتكوين بكتيريا جديدة. بنفس الطريقة ، يصنع جسمك خلايا جديدة عن طريق تقسيم الخلايا التي لديك بالفعل. في جميع الحالات ، تأتي الخلايا فقط من الخلايا التي كانت موجودة من قبل. أدت هذه الفكرة إلى تطوير واحدة من أهم النظريات في علم الأحياء ، وهي نظرية الخلية .

  1. تتكون جميع الكائنات الحية من خلايا.
  2. الخلايا على قيد الحياة والوحدات الحية الأساسية للتنظيم في جميع الكائنات الحية.
  3. جميع الخلايا تأتي من خلايا أخرى.

كما هو الحال مع النظريات العلمية الأخرى ، فإن مئات ، إن لم يكن الآلاف ، من التجارب تدعم نظرية الخلية. منذ أن ابتكر فيرشو النظرية ، لم يتم تحديد أي دليل يتعارض معها.

الخلايا المتخصصة

على الرغم من أن الخلايا تشترك في العديد من الميزات والبنى نفسها ، إلا أنها يمكن أن تكون مختلفة جدًا أيضًا ( شكل أدناه ). تم تصميم كل خلية في جسمك لمهمة محددة. بمعنى آخر ، تعتمد وظيفة الخلية جزئيًا على بنية الخلية. على سبيل المثال:

  • تتشكل خلايا الدم الحمراء بجيب يحبس الأكسجين وينقله إلى خلايا الجسم الأخرى.
  • الخلايا العصبية طويلة وخيطية من أجل تشكيل خط اتصال مع الخلايا العصبية الأخرى ، مثل السلك. بسبب هذا الشكل ، يمكنهم إرسال إشارات بسرعة ، مثل الشعور بلمس الموقد الساخن ، إلى عقلك.
  • خلايا الجلد مسطحة وتتناسب مع بعضها البعض بإحكام لحماية جسمك.

كما ترى ، تتشكل الخلايا بطرق تساعدها على القيام بوظائفها. تمتلك الكائنات متعددة الخلايا (متعددة الخلايا) أنواعًا عديدة من الخلايا المتخصصة في أجسامها.

خلايا الدم الحمراء ( اليسار ) متخصصون في حمل الأكسجين في الدم. الخلايا العصبية ( المركز ) لتوصيل النبضات الكهربائية للعديد من الخلايا العصبية الأخرى. خلايا البشرة هذه ( حق ) تشكل "جلد" النباتات. لاحظ كيف تتناسب الخلايا مع بعضها بإحكام.

مستويات التنظيم

بينما الخلايا هي الوحدات الأساسية للكائن الحي ، يمكن لمجموعات الخلايا أداء وظيفة معًا. تسمى هذه الخلايا المتخصصة لأن لها وظيفة خاصة. يمكن تنظيم الخلايا المتخصصة في مناديل . على سبيل المثال ، يتم تنظيم خلايا الكبد في أنسجة الكبد. يتم تنظيم أنسجة الكبد بشكل أكبر في عضو ، الكبد. أجهزة تتكون من أنسجة متخصصة أو أكثر تعمل معًا لأداء وظيفة ما. تتكون جميع الأعضاء ، من قلبك إلى الكبد ، من مجموعة منظمة من الأنسجة.

هذه الأعضاء هي جزء من نظام أكبر ، و نظام الاعضاء . على سبيل المثال ، يعمل دماغك مع الحبل الشوكي والأعصاب الأخرى لتكوين الجهاز العصبي. يجب تنظيم نظام العضو هذا مع أجهزة الأعضاء الأخرى ، مثل الجهاز الدوري والجهاز الهضمي ، حتى يعمل جسمك. تعمل أنظمة الأعضاء معًا لتشكيل الكائن الحي بأكمله. هناك العديد من مستويات التنظيم في الكائنات الحية ( شكل أدناه ).


بيولوجيا الخلية 2021

يسر Labroots ولجنة تخطيط بيولوجيا الخلية أن يعلنا عن الحدث الافتراضي الخامس لبيولوجيا الخلية، مما يوفر فرصة لمناقشة الاكتشافات الحديثة في البحوث البيولوجية ، والتقدم في التقنيات ، وتطورات الأدوات في أبحاث الخلايا.

سيستمر الحدث الافتراضي لبيولوجيا الخلية 2021 في إنشاء منصة قيّمة لإلهام التعاون العالمي ومتعدد التخصصات في بيئة افتراضية ، لدراسة الخلايا وخصائصها الفسيولوجية ، وهيكلها ، والعضيات التي تحتويها ، والتفاعلات البيئية ، ودورة الحياة ، والانقسام والموت ، على على المستوى المجهري والجزيئي.

يتضمن حدث هذا العام رقم 39 المسارات التالية:

  • بيولوجيا الخلية الأساسية
  • بيولوجيا الخلية متعدية
  • بيولوجيا الخلية الكمية
  • حويصلات خارج الخلية

يسمح لك مؤتمرنا الافتراضي بالمشاركة في بيئة عالمية بدون سفر أو تكلفة عليك. سيظل الحدث مفتوحًا لمدة عامين من تاريخ الحدث المباشر ، وستكون الندوات عبر الإنترنت متاحة للعرض غير المحدود عند الطلب. يوفر هذا المؤتمر الافتراضي أيضًا وصولًا متزايدًا لمجتمع علم الأحياء الدقيقة العالمي بدرجة عالية من التفاعل من خلال جلسات الدردشة والمحادثة المباشرة.

مثل مؤتمر 2020 ، سيتم إنتاج هذا الحدث على منصتنا القوية ، مما يتيح لك المشاهدة والتعلم والاتصال بسلاسة عبر جميع أجهزة سطح المكتب أو الأجهزة المحمولة. بفضل نظام الألعاب ونظام النقاط ، يمكنك الآن التحرك في جميع أنحاء الحدث بأكمله ، وكسب النقاط للحصول على فرصة للفوز بأحد قمصان Labroots & # 39 الأكثر شهرة.



دعوة للملصقات توفر جلسات الملصقات الافتراضية & mdash الفرصة لتقديم البيانات إلى جمهور عالمي عبر ملصق PDF وملخص فيديو ، ومناقشة النتائج مع الزملاء المهتمين عبر البريد الإلكتروني. خطط الآن لتضمين الملصق الخاص بك في الحدث الافتراضي لبيولوجيا الخلية 2021. التقديم مجاني. أرسل الملخص هنا.

اكمال التعليم
تمت الموافقة على Labroots كمزود لبرامج التعليم المستمر في علوم المختبرات السريرية من قبل ASCLS P.A.C.E. & برنامج ريج. من خلال حضور هذا الحدث ، يمكنك كسب 1 رصيد تعليم مستمر لكل عرض تقديمي بحد أقصى 30 نقطة.

يستخدم # لرسيلبيو لمتابعة المحادثة!

للحصول على معلومات حول أن تصبح راعياً أو عارضاً ، يرجى النقر هنا.

شركة Sino Biological، Inc. هي شركة عالمية رائدة في تصنيع الكواشف عالية الجودة بأسعار معقولة ، بما في ذلك البروتينات المؤتلفة والأجسام المضادة و cDNA المستنسخة داخل الشركة. نحن نقدم متجرًا شاملاً للباحثين وشركات الأدوية في جميع أنحاء العالم ، لمساعدة عملائنا . الحصول على أفضل الكواشف بالكميات المطلوبة لتسريع وتيرة الاكتشاف وتحسين صحة الإنسان.

لأكثر من 30 عامًا ، التزمت GoldBio بالباحثين في جميع أنحاء العالم. نحن نعلم أن توفير الكواشف عالية الجودة للعلماء يؤدي إلى اكتشافات تعود بالفائدة على الجميع. هذا هو السبب في أننا نوفر لعملائنا أفضل المواد الكيميائية فقط ، والتي تم اختبارها في مختبرات GoldBio لضمان . اعلى جودة. نحن نتفهم أهمية الوقت وكذلك المال ، لذلك نقوم بشحن معظم منتجاتنا في نفس اليوم. نرسل منتجاتنا بثقة تامة في نجاحك وعلى أمل أن تعزز البحث والاكتشاف ، لأن هذا هو ما يدور حوله هذا العمل بالنسبة لنا - الاكتشاف!

تتمثل مهمتنا في Luminex في تمكين المختبرات من الحصول على إجابات موثوقة وفي الوقت المناسب وقابلة للتنفيذ ، مما يؤدي في النهاية إلى النهوض بالصحة. نحن نقدم مجموعة واسعة من الحلول المطبقة في أسواق متنوعة بما في ذلك التشخيص السريري ، واكتشاف الأدوية الصيدلانية ، والبحوث الطبية الحيوية ، والجينوم . والبحوث البروتينية وسلامة الغذاء. نقوم بتسريع الإجابات الموثوقة مع تبسيط التعقيد وتقديم اليقين من خلال تجربة سلسة.

في Atlas Antibodies ، لدينا مهمة واضحة جدًا: تزويد عملائنا بكواشف بحثية متقدمة تستهدف جميع البروتينات البشرية. أصدر مشروع أطلس البروتين البشري (HPA) النسخة الأولى من خريطة كاملة تعتمد على الأنسجة لتعبير البروتين البشري باستخدام الأجسام المضادة في . نوفمبر 2014. في شراكة وثيقة مع مشروع HPA ، نواصل تطوير الأجسام المضادة المتقدمة والكواشف المتقدمة للبروتيوميات الكمية القائمة على قياس الطيف الكتلي (MS). من بين 20000 جينة محتملة لترميز البروتين في جسم الإنسان ، لدينا بالفعل أكثر من 18000 من الأجسام المضادة تغطي 15000 من منتجات الجينات و 19000 من معايير MS لتقدير كمية البروتين التي تمثل 13000 هدف بروتين.

Thermo Fisher Scientific - الشركة الرائدة عالميًا في خدمة العلوم تمكن علماء الحياة من استكشاف التعقيد البيولوجي والقيام باكتشافات جديدة لسنوات عديدة قادمة. توفر Thermo Fisher Scientific مهام سير عمل كاملة ، بدءًا من التحديد الهيكلي المجهري للبرودة الإلكترونية . المجمعات الجزيئية في الحالة الأصلية لإعادة البناء ثلاثي الأبعاد للأنسجة والخلايا. تساعد حلول Thermo Fisher العلمية في حل الألغاز المتعلقة بوظيفة البروتين الأساسية والعملية الخلوية ، وسد الفجوة بين العلوم الأساسية والعلاجات التحويلية.

PLOS هي ناشر مفتوح الوصول غير ربحي يمكّن الباحثين من تسريع التقدم في العلوم والطب من خلال قيادة تحول في الاتصالات البحثية. لقد & # 039 لقد كسرنا الحدود منذ تأسيسنا في عام 2001. دفعت مجلات PLOS الحركة إلى OA . بدائل لمجلات الاشتراك. أنشأنا أول منشور متعدد التخصصات يشمل جميع الأبحاث الممتازة بغض النظر عن الحداثة أو التأثير ، وأظهرنا أهمية توافر البيانات المفتوحة. مع تقدم العلوم المفتوحة ، نواصل التجربة لتوفير المزيد من الفرص والاختيارات والسياق للقراء والباحثين.

تمكّن BioLegend من اكتشاف علوم الحياة من البحث إلى العلاج من خلال توفير الكواشف والأدوات البيولوجية عالية الجودة ذات القيمة العالية ، مع خدمة العملاء المشهود لها والدعم الفني. مسترشدين بفريق ريادة الأعمال الحائز على جوائز ، نحن . حصلنا على عملاء مخلصين وشركاء موثوقين في المؤسسات البحثية الرائدة في العالم والتكنولوجيا الحيوية وشركات الأدوية. يعمل علماؤنا بشكل تعاوني على تطوير منتجات بحثية وتشخيصية متطورة ، مما يؤسس شركة BioLegend كشركة عالمية رائدة في علم المناعة ، وأبحاث السرطان ، وعلم الأعصاب ، وبيولوجيا الخلية ، وعلم الجينوميات ، والخلايا الجذعية ، والقطاعات الناشئة الأخرى. تُعرف BioLegend بأنها واحدة من أسرع شركات علوم الحياة نموًا ، وهي تعمل على تغيير حدود الابتكار في العلوم الأساسية والباحثين الطبيين في جميع أنحاء العالم. لمعرفة المزيد ، قم بزيارة www.biolegend.com

لدى PENTAPHARM تقليد طويل الأمد كمورد مبتكر وموثوق للمكونات النشطة لصناعة الأدوية والتشخيص ومستحضرات التجميل. تعود جذورنا كباحثين ومطورين ومصنعين لأحدث المنتجات إلى عام 1948. PENTAPHARM . يتمتع بسمعة طيبة في الاستجابة السريعة والفعالة للفرص الناشئة في بيئة الأعمال اليوم & # 039 s. تشمل هوية الشركة القوية بينتافارم & # 039S أدوات متطورة في البحث والتطوير ، ومنهجية ومعدات إنتاج صديقة للبيئة ، وتطوير الاتجاهات في عالم مستحضرات التجميل ، وعمليات الإدارة الحديثة. يمكنك الحصول على منتجاتنا من خلال شبكتنا العالمية المتكاملة من الموزعين المؤهلين تأهيلا عاليا ، والذين يحبوننا ، سيدعمونك بكل فخر بمنتجاتنا وخدماتنا.

هدفنا هو حل أصعب المشكلات في علوم الحياة من خلال التعاون مع المجتمع العلمي العالمي - ومن خلال ذلك ، نهدف إلى تسريع الوصول إلى صحة أفضل للناس في كل مكان.

لتحميل كتيب لجنة البرنامج من هنا.

درس الدكتور دانيال سوتر علم الأحياء في المعهد السويسري للتكنولوجيا بزيورخ في سويسرا ، وحصل على درجة البكالوريوس في العلوم البيولوجية في عام 1988. أجرى بحثًا بعد التخرج عن جزيئات التصاق الخلايا العصبية مع البروفيسور بيتر سوندريغر في قسم الكيمياء الحيوية بجامعة زيورخ . بعد حصوله على درجة الدكتوراه في الكيمياء الحيوية عام 1995 ، التحق بمختبر البروفيسور بول فورشر في جامعة ييل كزميل ما بعد الدكتوراه بدعم من مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية ومؤسسة Roche Research Foundation. خلال الفترة التي قضاها في جامعة ييل ، قدم الدكتور سوتر مساهمات كبيرة في فهم الآليات الأساسية لحركة مخروط النمو العصبي والتوجيه ، باستخدام تقنيات التصوير الكمي عالي الدقة للخلايا الحية. على سبيل المثال ، قدم أول دليل تجريبي مباشر يدعم نموذج اقتران الركيزة والهيكل الخلوي أثناء هجرة مخروط النمو. في عام 2003 ، بدأ مختبره الخاص في جامعة بوردو كأستاذ مساعد في العلوم البيولوجية ، واستمر في كشف الآليات الخلوية والجزيئية الأساسية التي تتحكم في الحركات الاتجاهية لمخاريط نمو الخلايا العصبية. ركز برنامجه البحثي المستقل على ديناميكيات وميكانيكا نمو المحور العصبي أثناء التطوير والتجديد بعد الإصابة باستخدام كل من Aplysia و zebrafish كنظم نموذجية. منذ عام 2017 ، يعمل الدكتور سوتر أستاذًا للعلوم البيولوجية في قسم العلوم البيولوجية وعضوًا في معهد بيرديو لعلم الأعصاب التكاملي بجامعة بوردو.

سارجيس سدراكيان ، دكتوراه. هو محقق في مستشفى الأطفال & # 039 s لوس أنجلوس ومعهد سابان للأبحاث وأستاذ مساعد في جراحة المسالك البولية في جامعة جنوب كاليفورنيا. حصل الدكتور Sedrakyan على شهادته الجامعية في علم الأحياء من كلية بروكلين ، جامعة المدينة . نيويورك ، دكتوراه. حصل على درجة الدكتوراه في الخلايا الجذعية والطب التجديدي من جامعة بادوا بإيطاليا وأكمل تدريبًا بحثيًا بعد الدكتوراه في علم الأحياء التطوري والطب التجديدي في معهد سابان للأبحاث ومستشفى الأطفال ولوس أنجلوس وجامعة جنوب كاليفورنيا. يركز بحثه على فهم مسببات أمراض الكلى المزمنة وتطورها ، مع التركيز على الدور الوظيفي للخلايا البطانية الكبيبية ، وتطوير التطبيقات القائمة على الحويصلات خارج الخلية المشتقة من الخلايا الجذعية لعلاج أمراض الكلى.

الدكتورة لورا بيرين أستاذة مساعدة في كلية كيك للطب بجامعة جنوب كاليفورنيا. حصلت الدكتورة بيرين على درجة الماجستير & # 039s في العلوم البيولوجية من جامعة بادوفا بإيطاليا عام 2000 ودرجة الدكتوراه. في الخلايا الجذعية وهندسة الأنسجة في جامعة هارفارد . كلية الطب في عام 2004. أكملت الدكتورة بيرين تدريبها بعد الدكتوراه في مستشفى الأطفال & # 039 s لوس أنجلوس / مدرسة كيك للطب في عام 2009. تدرس مجموعة الدكتورة بيرين & # 039 s الآليات التي تنظم تلف الكلى ، مع إيلاء اهتمام خاص لإصابات الكبيبات. وهي تستخدم أساليب تجديدية مختلفة بما في ذلك الحويصلات خارج الخلية وتقنية رقاقة العضو وعلم الأحياء التنموي. حصل الدكتور بيرين على العديد من الجوائز الداخلية والخارجية من منظمات مختلفة ، بما في ذلك المعهد الوطني للصحة ، ونشر أكثر من 40 مقالة في مجال تجديد الكلى.

دخل مات مجال البحث منذ أكثر من 20 عامًا كفني مختبر حيوانات في منشأة أبحاث عقود TSI / Mason. لقد عمل في كل من مرافق العقد مثل TSI و OREAD Biosafety وكذلك في الصناعة في Pharmacia و Pfizer و Sanofi-Aventis. خلال تلك الفترة . أجرى مجموعة متنوعة من الإجراءات الجراحية بما في ذلك زرع الجهاز ، وعمليات الزرع ، وخلل العظام ، وزراعة العين والأوعية الدموية ، وجراحة القلب ، وإجراءات الدماغ والعمود الفقري. تتراوح خبرته من الفئران والجرذان إلى الرئيسيات غير البشرية والماشية. بالإضافة إلى ذلك ، فهو حاصل على أربع براءات اختراع للأجهزة الجراحية الجديدة والغرسات ، وقد قام بتدريب الفنيين والعلماء والأطباء البيطريين والأطباء على التقنيات والإجراءات الجراحية لأكثر من 15 عامًا. خارج نطاق الجراحة ، كان مديرًا للدراسة ، ومصورًا بالموجات فوق الصوتية ، وعالمًا في علم الأدوية الآمن ، ومديرًا. يشرف مات حاليًا على فريق من الفنيين والجراحين والفنيين في Genzyme الذين يدعمون مركز بوسطن ويقومون بإجراء أكثر من 1250 عملية جراحية سنويًا. كان مات أيضًا عضوًا في مجلس إدارة أكاديمية البحوث الجراحية لأكثر من عشر سنوات ، حيث عمل كرئيس لبرنامجهم لثلاثة منهم بالإضافة إلى كرسي تعليمي لشخصين. يشغل حاليًا منصب رئيس برنامج فرع نيو إنجلاند في AALAS.

حصل الدكتور أغيلار على درجة الدكتوراه في الكيمياء المناعية من كلية الصيدلة والكيمياء الحيوية ، جامعة بوينس آيرس ، الأرجنتين. تابع الدكتور أغيلار تدريبه بعد الدكتوراه في المعاهد الوطنية للصحة في بيثيسدا ، دكتوراه في الطب في مختبر الخلية المعروفة . عالم الأحياء د.خوان بونيفاسينو. في عام 2005 ، بعد فترة عمل كعالم أبحاث مشارك في جامعة جونز هوبكنز (في مختبر الدكتور بيفرلي ويندلاند) ، التحق الدكتور أغيلار بكلية قسم العلوم البيولوجية في جامعة بوردو. هناك ، تدرس مجموعته الآليات التي تربط الالتقام الخلوي والإشارات في الصحة والمرض. من أجل متابعة أهدافه البحثية ، يستخدم مختبر Aguilar بشكل روتيني الأساليب الفيزيائية الحيوية والكيميائية الحيوية والوراثية.


ميتوكوندريا

ال الميتوكوندريا هي محطة توليد الطاقة للخلية. الطاقة التي تستخدمها الخلية لمعظم وظائفها هي جزيء صغير يسمى أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). تقوم الميتوكوندريا بتحويل الجلوكوز والأكسجين إلى ثاني أكسيد الكربون والماء و ATP. تتضمن هذه العملية المعقدة ، المسماة التنفس الخلوي ، العديد من الإنزيمات. بفضل الميتوكوندريا ، يمكن للخلية تحقيق 15 مرة من الطاقة من كل وحدة سكر أكثر مما كانت ستحصل عليه في أي حالة أخرى!

بصرف النظر عن جميع العضيات الأخرى ، تمتلك الميتوكوندريا الحمض النووي الخاص بها والريبوزومات. يختلف الكود الجيني في الحمض النووي للميتوكوندريا إلى حد ما عن الكود القياسي الموجود في النواة-DNA ، وبالتالي يُعتقد أن الميتوكوندريا تطورت من بكتيريا قديمة ابتلعتها خلية حيوانية. بعد ملايين السنين ، تطورت البكتيريا إلى ميتوكوندريا اليوم بهدف أساسي هو المساهمة في التنفس الخلوي.

هل كنت تعلم…

كل الحمض النووي في الميتوكوندريا الخاص بك مشتق من والدتك. نظرًا لأن الحمض النووي للميتوكوندريا موروث كوحدة واحدة من والدتك ، يمكن للعلماء استخدامه لدراسة التاريخ التطوري للسكان. يعطي الحمض النووي للميتوكوندريا دعمًا قويًا أن الإنسان الحديث جاء من إفريقيا. يتم استخدامه أيضًا لمجادلة ذلك الانسان العاقل ولم يكن إنسان نياندرتال مرتبطين بدرجة كافية بالتزاوج. ومع ذلك ، يعكس الحمض النووي للميتوكوندريا التاريخ التطوري للإناث فقط في مجموعة سكانية ، لذلك قد يكون من الممكن أن يكون الرجال والنياندرتال أكثر ارتباطًا مما نعتقد.

اريد تعلم المزيد!

تتكون الميتوكوندريا من غشاءين: الغشاء الداخلي والخارجي. يحتوي الغشاء الخارجي على مسام ، حيث يمكن للجزيئات الصغيرة والبروتينات والأيونات أن تمر بحرية ، لكن الجزيئات الأكبر لا يمكنها المرور. تحدث التفاعلات المهمة لإنتاج الطاقة في المصفوفة والغشاء الداخلي المحيط بها. يتم طي الغشاء الداخلي لزيادة مساحة السطح وبالتالي زيادة قدرة الميتوكوندريا على إنتاج ATP.

يمكن للميتوكوندريا استيراد كل من الأحماض الدهنية (من الدهون) والبيروفات (من السكريات) من العصارة الخلوية وتقسيمها إلى أسيتيل CoA ، والذي يتأكسد في المصفوفة عبر دورة حمض الستريك. تقوم دورة حمض الستريك بتحويل ذرات الكربون في الأسيتيل CoA إلى ثاني أكسيد الكربون ، والذي يتم إطلاقه من الخلية كمنتج نفايات. والأهم من ذلك ، أن الدورة تولد إلكترونات ذات طاقة عالية يحملها جزيئين ، NADH و FADH2. ثم يتم تمرير هذه الإلكترونات عالية الطاقة على طول سلسلة نقل الإلكترون في الغشاء الداخلي إلى وجهتها النهائية ، الأكسجين. أثناء هذا النقل ، تولد الإلكترونات تدرجًا بروتونيًا فوق الغشاء الداخلي. يقود هذا التدرج البروتوني إنتاج ATP من ADP والفوسفات بواسطة إنزيم الغشاء ATP synthase. (حقيقة رائعة: تم منح جائزة نوبل في الكيمياء لعام 1997 للفريق الذي اكتشف سينسيز ATP.)


مادة الاحياء

علم الأحياء هو مجموعة العلوم المعنية بالطبيعة الحية. إن موضوعات الدراسات البيولوجية هي جميع مظاهر الحياة: هيكل ووظائف الكائنات الحية ومجتمعاتها الطبيعية توزيعها وأصلها وتطورها وعلاقاتها مع بعضها البعض ومع الطبيعة الجامدة. تتمثل مهمة علم الأحياء في دراسة جميع القوانين البيولوجية والكشف عن جوهر الحياة ومظاهرها لفهمها والتحكم فيها. تم اقتراح المصطلح & ldquobiology & rdquo بشكل مستقل في عام 1802 من قبل اثنين من العلماء و mdashthe الفرنسي جي بي لامارك والألماني جي آر تريفيرانوس. يتم استخدامه أحيانًا بمعنى ضيق مشابه لمفاهيم البيئة و bionomy.

الطرق الرئيسية لعلم الأحياء هي الملاحظة ، والتي تسمح بوصف مقارنة ظاهرة بيولوجية ، مما يجعل من الممكن العثور على القوانين المشتركة لظواهر مختلفة (على سبيل المثال ، أفراد من نوع واحد ، أو أنواع مختلفة ، أو جميع الكائنات الحية) التجريب ، حيث يخلق المحقق بشكل مصطنع موقفًا يساعد على الكشف عن الخصائص الأعمق للأشياء البيولوجية والطريقة التاريخية ، مما يجعل من الممكن تمييز تطور الطبيعة الحية على أساس البيانات المتعلقة بالعالم العضوي الحالي وعالمه ماضي. من المستحيل رسم خط فاصل صارم بين هذه الأساليب الرئيسية للبحث في علم الأحياء الحديث. لقد فقد التقسيم الذي كان مبررًا في السابق إلى علم الأحياء الوصفي والتجريبي قيمته الآن.

يرتبط علم الأحياء ارتباطًا وثيقًا بالعديد من العلوم والنشاط العملي للإنسان و rsquos. يستخدم الكيمياء والفيزياء والرياضيات والعديد من العلوم التقنية وعلوم الأرض (الجيولوجيا والجغرافيا والكيمياء الجيولوجية) لوصف العمليات البيولوجية والتحقيق فيها. وهكذا ، فإن التخصصات البيولوجية المتحالفة مع العلوم الأخرى (الكيمياء الحيوية ، والفيزياء الحيوية ، وما إلى ذلك) والعلوم التي يكون فيها علم الأحياء مكونًا (على سبيل المثال ، علم التربة ، والذي يتضمن دراسة العمليات التي تحدث في التربة تحت تأثير كائنات التربة. وعلم المحيطات وعلم البحار ، والتي تشمل دراسة الحياة في المحيطات والبحار والمياه العذبة) نشأت.

غالبًا ما يُطلق على النصف الثاني من القرن العشرين قرن علم الأحياء بسبب تقدم علم الأحياء و rsquos إلى الخطوط الأمامية للعلوم الطبيعية وبسبب الأهمية المتزايدة والدور النسبي لعلم الأحياء بين العلوم الأخرى ، لا سيما كقوة منتجة في المجتمع. للبيولوجيا أهمية كبيرة في تطوير مادة مادية منهجية نظرية كونية لإثبات الأصل الطبيعي لجميع الكائنات الحية وللإنسان ، مع أعلى أشكال النشاط العقلاني الخاص به ولتدمير الإيمان بالنفع الفائق للطبيعة والأساسي (اللاهوت والغائية). يلعب علم الأحياء دورًا مهمًا في فهم الإنسان ومكانته في الطبيعة. على حد تعبير كارل ماركس ، فإن علم الأحياء ونظرية التطور التي انبثقت عنها توفر أساسًا تاريخيًا طبيعيًا للآراء المادية حول تطور المجتمع. وضع انتصار فكرة التطور في القرن التاسع عشر حداً للعلم و rsquos الإيمان بالخلق الإلهي للكائنات الحية والإنسان (الخلق). يُظهر علم الأحياء أن العمليات الحيوية تستند إلى ظواهر تخضع لقوانين الفيزياء والكيمياء. هذا لا يستبعد وجود انتظامات بيولوجية غير عادية في الطبيعة الحية والتي ، مع ذلك ، لا تشترك في أي شيء مع فكرة القوة غير المفهومة وغير المفهومة. الحيوية). وهكذا ، وبفضل تقدم علم الأحياء ، فإن الدعائم الرئيسية للديانة نظرية كونية والمثالية الفلسفية آخذة في الانهيار. المادية الجدلية هي الأساس المنهجي لعلم الأحياء الحديث. حتى المحققون الذين لا يزالون بعيدين عن تأكيد المادية في المفاهيم الفلسفية يؤكدون من خلال منشوراتهم المعرفة النظرية للطبيعة الحية ، ويكشفون بشكل موضوعي عن الانتظامات الموجودة ، ويتحققون من صحة اكتساب المعرفة عن طريق التجربة أو الممارسة ، أي أنهم يحملون وجهات نظر مادية بشكل عفوي.

تعتبر الانتظامات التي كشف عنها علم الأحياء جزءًا مهمًا من العلوم الطبيعية الحديثة. هم أساس الطب والعلوم الزراعية والغابات وتربية الفراء والصيد وصيد الأسماك. يعتمد استخدام Man & rsquos لموارد العالم العضوي على المبادئ التي اكتشفها علم الأحياء. تعتبر البيانات البيولوجية المتعلقة بالكائنات الأحفورية مهمة في الجيولوجيا. يتم استخدام العديد من المبادئ البيولوجية في الهندسة. يتطلب استخدام الطاقة الذرية واستكشاف الفضاء إنشاء علم الأحياء الإشعاعي وبيولوجيا الفضاء وتطويرهما بسرعة. فقط على أساس البحث البيولوجي يمكن حل واحدة من أكثر المهام روعة وإلحاحًا التي تواجه البشرية و [مدش] إعادة الإعمار المخطط للمحيط الحيوي الأرض و rsquos من أجل خلق ظروف معيشية مثالية لتزايد عدد سكان الكوكب.

نظام العلوم البيولوجية متعدد المستويات بشكل غير عادي ، ويتحدد ذلك من خلال المظاهر المتنوعة للحياة ، وكذلك من خلال العديد من الأشكال والأساليب والأغراض المختلفة لاستقصاء الكائنات الحية ودراستها على مستويات مختلفة من التنظيم. كل هذا يجعل أي منظمة للعلوم البيولوجية تعسفية. كانت دراسة الحيوانات (علم الحيوان) ، والنباتات (علم النبات) ، وعلم التشريح البشري وعلم وظائف الأعضاء و [مدش] أساس الطب و [مدش] من أوائل من تطور. تشمل التقسيمات الرئيسية الأخرى المميزة وفقًا للأشياء المدروسة علم الأحياء الدقيقة (علم الكائنات الحية الدقيقة) وعلم الأحياء المائية (علم الكائنات الحية التي تعيش في بيئة مائية [الغلاف المائي]). نمت التخصصات الضيقة داخل علم الأحياء. على سبيل المثال ، نشأ علم الثدييات (دراسة الثدييات) ، علم الطيور (الطيور) ، علم الزواحف (الزواحف والبرمائيات) ، علم الأسماك (الأسماك والكائنات الشبيهة بالسمك) ، علم الحشرات (الحشرات) ، علم القراد (القراد) ، علم الملاكسة (الرخويات) ، وعلم الحيوانات الأولية (البروتوزوان). نشأ علم الجراثيم (دراسة الطحالب) ، وعلم الفطريات (الفطريات) ، وعلم الأشنة (الأشنات) ، وعلم الأحياء (الطحالب) ، والأشجار (الأشجار والشجيرات) ، وما إلى ذلك داخل علم النبات. يتم تقسيم التخصصات في بعض الأحيان إلى أبعد من ذلك. يتعامل تصنيف الحيوانات والنباتات مع تنوع الكائنات الحية وتوزيعها حسب المجموعات. يمكن تقسيم علم الأحياء إلى علم الأحياء الحديث ، الذي يدرس العالم العضوي الحالي وعلم الحفريات ، وعلم الحيوانات المنقرضة (علم الحفريات القديمة) والنباتات (علم الحفريات القديمة).

يتم تصنيف التخصصات البيولوجية أيضًا وفقًا لخصائص ومظاهر الحياة المدروسة. يتم دراسة شكل وبنية الكائنات الحية من خلال التخصصات المورفولوجية وطريقة حياة الحيوانات والنباتات وتدرس البيئة علاقاتها المتبادلة مع البيئة. دراسة الوظائف المختلفة للكائنات الحية هي مجال فسيولوجيا الحيوان والنبات. تعد أنماط الوراثة والتنوع موضوعًا للبحث في علم الوراثة ، ويتعامل علم السلوك مع أنماط سلوك الحيوان. تتم دراسة القوانين التي تحكم التنمية الفردية في علم الأجنة أو و [مدش] بالمعنى الحديث الأوسع وعلم الأحياء النمائي. تهتم نظرية التطور بقوانين التطور التاريخي. ينقسم كل من هذه التخصصات إلى تخصصات أكثر تخصصًا (على سبيل المثال ، علم التشكل ينقسم إلى وظيفية ، ومقارنة ، وما إلى ذلك). في الوقت نفسه ، تتغلغل الحقول المختلفة وتندمج مع بعضها البعض لتشكيل مجالات أكثر تعقيدًا و [مدش] ، على سبيل المثال ، فيزيولوجيا الأنسجة ، أو الخلايا ، أو فيزيولوجيا الأجنة ، وعلم الوراثة الخلوية ، وعلم الوراثة التطوري والبيئي. علم التشريح يدرس بنية الأعضاء وأنظمتها بشكل مجهري. تدرس البنية المجهرية للأنسجة عن طريق علم الأنسجة ، وبنية الخلايا عن طريق علم الخلايا ، ونواة نواة الخلية عن طريق علم karyology. في الوقت نفسه ، لا يفحص علم الأنسجة وعلم الخلايا وعلم الكوريات هيكل التكوينات المقابلة فحسب ، بل يفحص أيضًا وظائفها وخصائصها الكيميائية الحيوية.

من الممكن التمييز بين التخصصات البيولوجية المرتبطة باستخدام طرق معينة و [مدش] على سبيل المثال ، الكيمياء الحيوية ، التي تدرس عمليات الحياة الرئيسية بالطرق الكيميائية (تنقسم إلى الكيمياء الحيوية الحيوانية ، والكيمياء الحيوية النباتية ، وما إلى ذلك) والفيزياء الحيوية ، والتي تكشف عن دور الظواهر الفيزيائية في عمليات الحياة (تنقسم أيضًا إلى عدة فروع). غالبًا ما تكون الأبحاث البيوكيميائية والفيزيائية الحيوية متشابكة بشكل وثيق مع بعضها البعض (على سبيل المثال ، في الكيمياء الحيوية للإشعاع) ومع التخصصات البيولوجية الأخرى (في علم الأحياء الإشعاعي). من المهم أيضًا القياس الحيوي ، والذي يعتمد على المعالجة الرياضية للبيانات البيولوجية (من أجل الكشف عن العلاقات التي قد تفلت من الانتباه عند وصف الظواهر أو العمليات المعزولة) ، وتخطيط التجارب ، وما إلى ذلك. إن البيولوجيا النظرية والرياضية ، باستخدام التركيبات المنطقية والطرق الرياضية ، تجعل من الممكن وضع قوانين بيولوجية أكثر عمومية.

التخصصات المعنية بدراسة المادة الحية على مستويات مختلفة من تنظيمها هي البيولوجيا الجزيئية ، التي تدرس الظواهر الحيوية على مستوى الخلايا والأنسجة تحت الخلوية والجزيئية ، والتي تدرس خلايا وأنسجة الكائنات الحية بيولوجيا الأنواع السكانية (التصنيف ، والجغرافيا الحيوية ، والجوانب السكانية في علم الوراثة والبيئة) ، والتي تهتم بدراسة السكان كمكونات لنوع معين وعلم التكاثر الحيوي ، الذي يدرس أعلى المستويات الهيكلية لتنظيم الحياة على الأرض حتى المحيط الحيوي ككل. كل من الجوانب النظرية والعملية للبحث مهمة. من الصعب رسم الخط الفاصل بينهما لأن أي بحث نظري سيكون حتمًا (بشكل مباشر أو غير مباشر ، في لحظة معينة أو في المستقبل) عواقب عملية. تمهد الدراسات النظرية الطريق لاكتشافات قد تحدث ثورة في العديد من مجالات النشاط العملي. أنها تضمن التطوير الناجح للتخصصات التطبيقية و [مدش] ، على سبيل المثال ، علم الأحياء الدقيقة الصناعي والكيمياء الحيوية التطبيقية ، وحماية النبات ، وزراعة النباتات وتربية الماشية ، والحفاظ على الطبيعة ، والمجالات الطبية الحيوية (علم الطفيليات ، وعلم المناعة ، وما إلى ذلك). تقوم فروع البيولوجيا التطبيقية بدورها بإثراء النظرية بحقائق جديدة وتعرضها بالمشكلات الناشئة عن احتياجات المجتمع. من بين التخصصات سريعة النمو ذات الأهمية العملية علم الأحياء (دراسة التطبيقات الهندسية للظواهر البيولوجية) ، وبيولوجيا الفضاء (دراسة الآثار البيولوجية لعوامل الفضاء والمشاكل التي ينطوي عليها استكشاف الفضاء) ، وعلم الأحياء الفلكي أو علم الأحياء الخارجية (دراسة خارج كوكب الأرض) الحياة). العديد من التخصصات البيولوجية و mdashanthropology وعلم الوراثة البشرية والبيئة وعلم الوراثة الطبية وعلم النفس و mdashare تهتم بدراسة الإنسان كمنتج وكائن للتطور البيولوجي وترتبط ارتباطًا وثيقًا بالعلوم الاجتماعية.

يجب ملاحظة العديد من المجالات الأساسية للبيولوجيا بشكل خاص ، لأنها تبحث في القوانين المميزة لجميع الكائنات الحية وتشكل أساس علم الأحياء العام الحديث. وتشمل هذه علم الخلايا (علم الوحدة الهيكلية والوظيفية الرئيسية للكائن و mdashthe الخلية) ، وعلم الوراثة (علم ظواهر التكاثر واستمرارية التنظيم المورفولوجي والفسيولوجي للأشكال الحية) ، علم الأحياء التطوري (علم تطور الجنين) ، النظرية التطورية (علم قوانين التطور التاريخي للعالم العضوي) ، وكذلك البيولوجيا الفيزيائية والكيميائية (الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية) وعلم وظائف الأعضاء ، التي تدرس المظاهر الوظيفية ، والتمثيل الغذائي ، والطاقة في الكائنات الحية. يتضح مما ورد أعلاه بعيدًا عن القائمة الكاملة للتخصصات البيولوجية أن صرح علم الأحياء الحديث كبير ومعقد وأنه جنبًا إلى جنب مع العلوم الحليفة التي تدرس الطبيعة غير الحية يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالمجالات العملية.

علم الأحياء الحديث متجذر في العصور القديمة. تطورت الحضارات القديمة في شرق وجنوب آسيا (الصين واليابان والهند) بشكل مستقل ولم تمارس تأثيرًا مباشرًا على العلوم الأوروبية. نشأت البيولوجيا الحديثة في دول البحر الأبيض المتوسط ​​(مصر القديمة واليونان القديمة). قام الإغريق القدماء بالمحاولات المنهجية الأولى لفهم ظاهرة الحياة ثم قام بها فلاسفة الطبيعة والأطباء الرومان (بداية من القرن السادس قبل الميلاد). قدم أبقراط وأرسطو وجالينوس مساهمة كبيرة في تطوير علم الأحياء. في العصور الوسطى ، تم جمع المعرفة البيولوجية بشكل أساسي لصالح الطب. تمت دراسة النباتات بشكل رئيسي لخصائصها الطبية. تم حظر تشريح جسم الإنسان ، والتشريح الذي تم تدريسه وفقًا لجالينوس كان في الواقع تشريح الحيوانات و mdashchiefly الخنازير والقرود. كان أرسطو السلطة الفلسفية الرئيسية للكنيسة ، ولكن تم تجاهل العديد من كتاباته وحظرها في بعض الأحيان. انتشرت كتابات علماء الطبيعة القدماء وموسوعي العصور الوسطى الذين كتبوا عن الطبيعة خلال عصر النهضة. الاكتشافات الجغرافية التي تم إجراؤها أثناء الرحلات إلى دول البحر الأبيض المتوسط ​​ثم إلى شواطئ إفريقيا وما حولها (1497) ، واكتشاف أمريكا الشمالية (1492) ، وما إلى ذلك ، زادت المعرفة البشرية وعالمي النبات والحيوان. كما ساعد إنشاء الحدائق النباتية في الجامعات والمدن.

كانت الأعمال الأولى في علم النبات عبارة عن تعليقات على كتابات العلماء القدماء ثيوفراستوس وديوسكوريدس وبليني الأكبر. أعشاب أصلية و mdashlists للنباتات الطبية مع وصف موجز ورسومات و mdasha ظهر لاحقًا. تم تقسيم النباتات إلى أشجار وشجيرات وأعشاب. فقط عالم النبات الإيطالي أ. سيسالبينو حاول (1583) تصنيفها على أساس بنية البذور والزهور والفواكه. يمكن رؤية أساسيات عقيدة التحول وكذلك مفاهيم الجنس والأنواع في عمل Cesalpino & rsquos. تم تحضير موسوعات تجميعية متعددة الأجزاء في علم الحيوان: تاريخ الحيوانات بقلم عالم الطبيعة السويسري ك. جيسنر (المجلدان 1 و ndash5 ، 1551 و ndash87) وسلسلة الدراسات (13 مجلدًا ، 1599 و ndash1616) للعالم الإيطالي يو ألدروفاندي. ظهرت أوصاف لحيوانات & ldquoforeign & rdquo بناءً على ملاحظات في الطبيعة وعلى زيارات إلى بلدان بعيدة قام بها العالم الفرنسي G. Rondelet والإيطالي I. Salviani (على الأسماك والحيوانات المائية) ، وخاصة عالم الطبيعة الفرنسي P. Belon (الأسماك والطيور) وحيوانات الشرق الأدنى). كان بيلون أول من قارن هيكل الطيور بهيكل الإنسان ، مصورًا الهياكل العظمية جنبًا إلى جنب (1555).

ترجع النجاحات الرائعة في علم التشريح خلال عصر النهضة إلى دمج تشريح جسم الإنسان في التدريس والبحث. العالم الفلمنكي أ. فيساليوس ، في كتابه هيكل جسم الإنسان (1543) ، قرر نشر حقائق توضح التناقض بين الملاحظات الفعلية والملاحظات الكتابية بناءً على سلطة Galen & rsquos. أظهر رفض Galen & rsquos بيان وجود مسام في جدار القلب الذي يفصل البطينين ضعف نظرية Galen & rsquos لتدفق الدم وأدى إلى استنتاج أن هناك دائرة أقل للدورة الدموية في الجسم. توصل إلى هذا الاستنتاج العالم الإسباني م. سيرفيتوس (1593) والإيطالي ر. كولومبو (1559).

مهدت أعمال علماء التشريح الطريق لاكتشاف عظيم للقرن السابع عشر و [مدش]. نظرية Harvey & rsquos للدورة الدموية (1628) ، نموذج للبحث الفسيولوجي قائم على القياسات الكمية وعلى استخدام قوانين الهيدروليكا وفقًا للنهج الميكانيكي الذي تم تطويره حديثًا في الطب. كان أبرز ممثلي علم الميكانيكا العلاجية العالمين الإيطاليين S. Sanctorius ، الذي حاول التحقق بنفسه من الجانب الكمي لعملية التمثيل الغذائي في الإنسان (1614) و G. Borelli ، الذي سعى إلى شرح جميع أشكال حركة الحيوانات (1680) ، بما في ذلك العضلات الانكماش والهضم بقوانين الميكانيكا.واجهت تفسيراته صعوبات لا يمكن التغلب عليها وتعارضت مع الكيمياء العلاجية ، التي فسرت جميع عمليات الحياة على أساس نظرية عمل الإنزيم (التخمير) التي طورها الطبيب والكيميائي الألماني ب. باراسيلسوس في القرن السادس عشر. أوضحت هذه النظرية أيضًا التوليد التلقائي المفترض منذ فترة طويلة والتوليد والتطور اللذين تم تحقيقهما على ما يبدو عن طريق خلط السوائل المنوية أثناء الإخصاب. حتى هارفي ، الذي أعلن أن "كل شيء من البيضة" (1651) هو المبدأ الرئيسي لتكاثر الحيوانات ، افترض تكوينًا تلقائيًا للحيوانات السفلية التي لم يتم العثور على بيض فيها. تجارب العالم الإيطالي ف. ريدي (1668) ، الذي أظهر أن التوليد التلقائي ليرقات الذباب في اللحوم المتعفنة يرجع إلى تطور الأخيرة من البيض الذي أودعها الذباب ، لم تقرر بعد الأمر بشكل قاطع.

أدى اختراع المجهر (القرن السابع عشر) إلى توسيع وتعميق فرص دراسة الكائنات الحية. اكتشفت مجرة ​​من الميكروسكوبات اللامعين البنية الخلوية والليفية للنباتات (العالم الإنجليزي R. العالم الهولندي A. van Leeuwenhoek ، 1673 وما بعده). ودرسوا أيضًا بنية وتطور الحشرات (Malpighi ، 1669 ، والعالم الهولندي J. Swammerdam ، 1669 وما بعده) وتدفق الدم في الشعيرات الدموية (Malpighi ، 1661) ، ووجدوا بيضًا في الأسماك والبصيلات في مبيض الثدييات التي تم أخذها من أجل البيض (Dane N. Steno ، 1667 والهولندي R. de Graaf ، 1672) ، وأسس الاختلافات الجنسية في النباتات (الإنجليزي T. Millington ، 1676 والألماني R. Camerarius ، 1694). أدت هذه الاكتشافات إلى ظهور مدرستين خاطئتين في علم الأجنة ومدشدة المبايض وعلماء الحيوانات (spermists) الذين نفوا مشاركة أحد الجنسين في الإخصاب. اتفق كلاهما على أن التطور الحقيقي لا يحدث في الواقع ، ولكن بدلاً من ذلك ، يتم وضع جنين مصغر جاهز للكائن الحي المستقبلي في البويضة ، وفقًا لأحدهما ، أو في الحيوان المنوي ، وفقًا للآخر. تم رفض نظرية التخلق اللاجيني التي صاغها أرسطو وهارفي باعتبارها ساذجة وآلية.

حاول العالم الإنجليزي ج. راي والعالم الفرنسي جيه دي تورنفورت تنظيم النباتات في أنظمة اصطناعية. راي في بلده تاريخ النباتات (1686 & ndash1704) ، وصفت أكثر من 18000 نبتة مجمعة في 19 فئة Tournefort (1700) مرتبة في 22 فئة. عرّف راي مفهوم & ldquospecies & rdquo ، وباستخدام أعمال العالم الإنجليزي F. Willughby ، صنف الفقاريات أساسًا على أساس السمات التشريحية والفسيولوجية (1693).

القرن الثامن عشر. اقترح عالم الطبيعة السويدي C. Linnaeus في كتابه نظام الطبيعة (1735) نظام كان شاملاً لذلك الوقت ، على أساس ثبات العالم المخلوق البدائي. قام ببناء نظامه للنباتات ، والذي أسماه & ldquosexual ، & rdquo وفقًا لعدد الأسدية وخصائص الأزهار الأخرى. كان تصنيف الحيوانات أكثر طبيعية وأخذ في الاعتبار ميزاتها الداخلية. ميز لينيوس فئة الثدييات ، حيث شمل بشكل صحيح الحيتان والإنسان ، الذي عينه مع القرود في رتبة الرئيسيات. كانت مساهمة Linnaeus & rsquo الكبرى هي التسمية ذات الحدين ، مع أسماء مزدوجة (للجنس والأنواع) لكل شكل نباتي وحيواني. لم يرضي نظام Linnaeus & rsquo الاصطناعي العديد من علماء النبات ، الذين حاولوا إيجاد نظام & ldquonatural & rdquo للنباتات وفقًا لتشابههم مع بعضهم البعض و & ldquorelationhip & rdquo. قام عالم النبات الفرنسي ب. أكمل AL de Jussieu هذه المحاولات في بلده أجناس النبات مرتبة حسب ترتيبها الطبيعي (1789). كان عالم الطبيعة الفرنسي جي دي بوفون معاديًا لجميع الأنظمة ، بما في ذلك نظام لينيوس. له تاريخ طبيعي، 36 مجلدًا كان قادرًا على نشرها (1749 & ndash88) ، تتضمن أوصافًا ليس فقط للحيوانات والإنسان ولكن أيضًا للمعادن ، بالإضافة إلى تاريخ الأرض وماضي rsquos. سعى بوفون إلى الوحدة في بنية الحيوانات ، وقدم تخمينات حول عالم الحيوان السابق ، وحاول شرح التشابه بين الأشكال المتشابهة من خلال أصلها من بعضها البعض. وهكذا ، كان تحول بوفون ورسكوس محدودًا ، لكنه اضطر إلى نبذها تحت تهديد الطرد الكنسي من الكنيسة (1751). كانت أفكار Buffon & rsquos المتعلقة بتكاثر الكائنات الحية وتطورها ذات قيمة كبيرة في دحض عقيدة التشكيل. لقد حددوا العودة إلى نظرية سائلين منويين يشاركون في الإخصاب (1749). حاول بوفون أيضًا إحياء المفهوم القديم لتكوين الخلايا الجذعية ، بحجة أن السائل المنوي يحتوي على & ldquoorganic جزيئات & rdquo تمثل جميع أجزاء الجسم. شرح بوفون وعالم فرنسي آخر ، P. de Maupertuis (1744) ، تطور الفرد من خلال قوى الجذب والتنافر بين الجزيئات العضوية. ساهم الأكاديمي الروسي K.F Vol & rsquof (1759 & ndash68) في إحياء نظرية التخلق أكثر من أي شخص آخر. وأوضح التطور بواسطة بعض "القوة الأساسية" التي تضمن تدفق العصائر المغذية في الأجنة. أرجع Vol & rsquof الخصائص الفيزيائية للجاذبية والتنافر لهذه القوة عن طريق القياس لقوة الجاذبية (1789). وبالتالي ، لم يكن مفهومًا حيويًا ، بل رد فعل غريبًا على الطب & ldquomechanical & rdquo. كان المؤيد الأول لهذا الرأي الطبيب والكيميائي الألماني هـ. ستال ، الذي قارن نظريته عن الأرواحية (1708) بمفهوم الإنسان والآلة التي يتحكم فيها السوائل. في عزو السيطرة على العمليات الحيوية للجسم إلى & ldquosoul ، & rdquo افترض أن التفاعلات الفسيولوجية مرتبطة بعوامل نفسية عصبية. تم تطوير تعليمه على & ldquovital tone & rdquo على أساس مبدأ & ldquoirritability & rdquo (العالم الإنجليزي F. Glisson ، 1672) في تعليم الفيزيولوجي الألماني A. von Haller عن التهيج (1753). بعد أن أظهر تجريبياً الفرق بين انقباض الألياف العضلية وقدرة الأعصاب والدماغ على إجراء التهيج ، أرجعها هالر إلى عمل اثنين & ldquoforces & rdquo المتأصلة في الألياف والأنسجة المناسبة. بعد هالر ، اعترف عالم التشريح والفسيولوجي التشيكي I. Prohaska (1784) بوجود قوة و ldquonerve واحدة تضمن إدراك الإثارة وانتقالها إلى الأعضاء الحركية دون مشاركة الدماغ. تلقت التجارب المثيرة للعالم الإيطالي L. Galvani نفس التفسير. اكتشف جالفاني & ldquoanimal الكهرباء & rdquo (1791) ، مما أدى إلى تطوير الفيزيولوجيا الكهربية (عالم الفسيولوجيا الألماني A. Humboldt ، 1797 الإيطالي C. Matteucci ، 1840 والألماني DuBois-Reymond ، 1848).

تم إنجاز الكثير في مجال فسيولوجيا الجهاز التنفسي من قبل العالم الإنجليزي ج. لابلاس ، و A. S & eacuteguin ، اللذين وضحا خاصية الأكسجين في العمليات المؤكسدة ودورها في التنفس وإنتاج الحرارة الحيوانية (1787 & ndash90). تم تحديد دور ضوء الشمس في قدرة الأوراق الخضراء على إطلاق الأكسجين باستخدام ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من قبل الطبيب الهولندي ج. إنجينهاوس (1779) والعالم السويسري ج. تميزت نهاية القرن الثامن عشر ببدء دراسات مستفيضة حول المواد المنبعثة من الحيوانات والنباتات. وضع هذا العمل الأساس للكيمياء العضوية للمستقبل (اكتشاف اليوريا والكوليسترول والأحماض العضوية وما إلى ذلك).

أثبت الأكاديمي الروسي I. Kel & rsquoroiter وجود الجنس في النباتات ومن خلال عمله على التهجين أظهر أن كلا من خلايا البويضات وحبوب اللقاح (1761 وما بعده) تشارك في الإخصاب والتنمية. في نهاية القرن ، أجرى الإيطالي L. Spallanzani تجارب دقيقة دحضت إمكانية التولد التلقائي.

أصبحت أفكار التطور التاريخي للعالم العضوي أكثر إصرارًا في النصف الثاني من القرن الثامن عشر. أعلن الفيلسوف الألماني جي دبليو فون ليبنيز مبدأ تدرج الكائنات الحية وتوقع وجود أشكال انتقالية بين النباتات والحيوانات. كان اكتشاف سلائل المياه العذبة من قبل عالم الطبيعة السويسري أ. هيكل المخلوقات بالنسبة للبعض (عالم الطبيعة السويسري سي. بونيت) ودليل على التحول الفعلي للكائنات الحية للآخرين (الفيلسوف الفرنسي جيه بي روبينيت ، 1768 والكاتب الروسي آن راديشيف ، 1792 و ndash96). في عامي 1749 و 1778 ، قدم بوفون فرضية جريئة حول تاريخ الأرض و rsquos ، والتي حسبها تتراوح بين 80.000 إلى 90.000 سنة ومقسمة إلى سبع فترات. ظهرت النباتات على الأرض فقط في الفترات الأخيرة تلتها الحيوانات ، وأخيراً الإنسان. افترض بوفون تحول بعض الأشكال إلى أشكال أخرى تحت تأثير المناخ والتربة والتغذية. توقع Maupertuis (1750) أن القضاء على الأشكال التي لم تتكيف مع الوجود لعب دورًا في هذه العملية.

القرن التاسع عشر. تم إعطاء & ldquoladder of مخلوقات & rdquo تفسيرًا تطوريًا من قبل العالم الفرنسي ج. فلسفة علم الحيوان (المجلدان 1 & ndash2،1809) مسار تحسين الكائنات الحية من الأدنى إلى الأعلى الذي يقوم ، كما كان يعتقد ، على السعي الداخلي نحو التقدم المتأصل في الكائنات الحية (مبدأ التدرج). تسبب البيئة انحرافات عن التدرج & ldquocorrect & rdquo وتحدد تكيف الأنواع مع ظروف الوجود إما عن طريق العمل المباشر (النباتات والحيوانات السفلى) أو من خلال التمرين وعدم ممارسة الأعضاء المرتبطة بتغيير العادات (الحيوانات المصابة بالعصبية). النظام). على الرغم من فهم آليات التطور التي كانت بلا شك تقدمية لعصره (التغلب على نظرية الخلق إثبات تطور الكائنات الحية على أساس الأسباب الطبيعية) ، كانت نظرية لامارك ورسكووس مفهومًا فلسفيًا طبيعيًا مع عناصر مميزة للمثالية (الداخلية) السعي لتحقيق التقدم ، ودور الحيوانات والجهود المبذولة في التغييرات ، والتغيير الملائم والوراثي دائمًا في الشخصيات تحت التأثير المباشر للظروف البيئية ، وما إلى ذلك).

تم انتقاد نظرية Lamarck & rsquos من قبل الكثيرين ، بما في ذلك العالم الفرنسي جي كوفيير ، مؤسس علم التشريح المقارن وعلم الحفريات للحيوانات. لشرح التعاقب التاريخي للأشكال الحية واختفاء العديد منها ، قدم كوفييه النظرية القائلة بأن الكوارث التي عانى منها العالم العضوي كانت بسبب الكوارث الجيولوجية (1825). قام عالم الأحياء الفرنسي A. d & rsquoOrbigny (1849) ، أحد أتباع كوفييه ، بإضفاء الطابع الخلق النهائي النهائي على نظرية الكارثة. حاول عالم الطبيعة الفرنسي E. Geoffroy Saint-Hilaire إثبات العقيدة الفلسفية الطبيعية لـ & ldquounity من الخطة الهيكلية & rdquo للحيوانات ، والتي شرحها لاحقًا من خلال أصلها المشترك. وفقًا لتصوراته ، تحدث التغييرات التطورية فجأة نتيجة للتأثيرات البيئية المباشرة. التغييرات التي تمر بها الحيوانات حادة بشكل خاص في الفترة الجنينية. انعكست هذه الأفكار أيضًا في آراء العالم الروسي K.F. Rul & rsquoe ، الذي عمّقها إلى حد كبير وتوقع تفسيرها التطوري الحقيقي. أثارت محاولة Saint-Hilaire & rsquos إثبات خطة هيكلية واحدة للحيوانات انتقادات حادة من Cuvier ، الذي تقدم في معارضة نظريته حول أربعة أنواع من البنية. في نقاش عام (1830) ، اكتسب كوفييه اليد العليا بعد الحفاظ على المفاهيم المناهضة للثورة في فرنسا لفترة طويلة.

الفلسفة الطبيعية ، التي نشأت في القرن الثامن عشر ، كان لها أكبر تأثير على علم الأحياء في ألمانيا. كما أيد الفلاسفة وعلماء الطبيعة الألمان عقيدة وحدة الخطة الهيكلية للكائنات الحية. على سبيل المثال ، حافظ J.W. يعتقد L. Oken (Ockenfuss) أن بنية وتطور جميع الكائنات الحية تستند إلى & ldquobubbles & rdquo أو infusorians (1805). كان مبدأ التوازي بين التطور وعلم النشأة هو الأكثر فائدة من أفكار الفلاسفة الطبيعيين الألمان (K. Kielmeyer ، 1793 J. Meckel ، 1811). أصبح هذا المبدأ فيما بعد نقطة الانطلاق لصياغة قانون التكوين الحيوي.

تم العثور على تأكيد علمي حقيقي لفكرة تطور الكائنات الحية في الدراسات الجنينية للأكاديميين الروس خ. I. Pander (1817) و KM Ber (1827) على المنشورات الجنينية ، في إثبات Ber & rsquos لمبادئ علم الأجنة المقارن (1828 & ndash37) ، وفي إنشاء عالم الأحياء الألماني T. Schwann (1839) لنظرية الخلية المطبقة على عالم عضوي كامل. لعبت نظرية وحدة بنية الخلية لجميع الكائنات الحية دورًا هائلاً في تطوير علم الأنسجة وعلم الأجنة وعلم وظائف الأعضاء الخلوية. على أساس هذه النظرية ، اعتبرت الكائنات الأولية الكائنات الحية أحادية الخلية (من قبل العالم الألماني ك. ) طور علم الأجنة الخلوي ، ابتكر عالم الأمراض الألماني R. مكوناتها الرئيسية هي البروتوبلازم والنواة.

تحقق نجاح كبير في منتصف القرن التاسع عشر في الكيمياء الفسيولوجية ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أعمال الألماني ج. بعد صياغة مبدأ دورة المادة في الطبيعة. قسم Liebig جميع المواد التي تتكون منها الكائنات الحية إلى بروتينات ودهون وكربوهيدرات ، وأوضح العديد من العمليات الكيميائية المشاركة في التمثيل الغذائي ، بما في ذلك تكوين الدهون من الكربوهيدرات. كان العالم الألماني F.W & oumlhler أول من صنع المواد العضوية وحمض الأكساليك (1824) واليوريا (1828). ومع ذلك ، فقد افترض هو و Liebig وجود بعض & ldquovital force & rdquo كسبب لظواهر حيوية. شارك في الحاجة إلى هذا الافتراض علماء فسيولوجيا بارزون في ذلك الوقت مثل الألماني J. M & uumlller وبعض الآخرين. فقط عالم الفسيولوجيا الفرنسي سي.برنارد والألمان ك.لودفيج وإي. دوبوا-ريمون وهيلمهولتز رفضوها. أوضح برنارد دور إفرازات الغدد المختلفة في الهضم (1843 و 1847) ، وأظهر تخليق الجليكوجين في الكبد (1848) ، وأثبت مفهوم البيئة الداخلية والجسم ، وصاغ المبادئ الأساسية لعلم وظائف الأعضاء التجريبي والطب. طور لودفيج ودوبوا-ريمون وهيلمهولتز الأساليب الفسيولوجية الرئيسية لدراسة الجهاز العصبي والأعضاء الحسية. كان خليفتهم اللائق في روسيا هو إم.سيتشينوف ، الذي أسس منع ردود الفعل الشوكية من قبل مراكز الدماغ (1863) وأرسى الأساس للفهم المادي للنشاط العصبي العالي (& ldquobrain reflexes & rdquo).

إن دراسات العالم الفرنسي L. Pasteur (اكتشاف الدور الذي تلعبه الكائنات الحية الدقيقة في عمليات التخمير ، 1857 & ndash64) ، والتي كان لها آثار كبيرة على صناعة الأغذية والزراعة وما إلى ذلك ، جعلت من الممكن رفض العقيدة بشكل قاطع التوليد التلقائي للكائنات الحية (1860 & ndash64). في وقت لاحق أظهر دور الكائنات الحية الدقيقة في الأمراض المعدية للحيوانات والإنسان وعمل على طرق مكافحة داء الكلب والجمرة الخبيثة عن طريق التطعيمات. تم الكشف أخيرًا عن طبيعة عمليات التخمير التي أثارت الخلافات بين مؤيدي التفسيرات الفيزيائية والكيميائية (Liebig) والميكروبيولوجية (Pasteur) من قبل العالم الألماني E. Buchner ، الذي عزل إنزيم zymase من فطريات الخميرة (1897). أدى هذا إلى ظهور علم و mdashenzymology جديد. أظهر الطبيب الروسي ن. آي. لونين (1881) وجود الفيتامينات في المنتجات الغذائية التي أطلق عليها فيما بعد الفيتامينات من قبل العالم البولندي سي.فانك (1912). شهدت نهاية القرن التاسع عشر أول تطورات في كيمياء البروتينات والأحماض النووية (صنعها علماء الكيمياء الحيوية الألمان ف.ميشر وإي.فيشر وإي.عبدالدين وآخرين). كانت ملاحظة عالم الأحياء الدقيقة الروسي S.N. اكتشف د.آي.إيفانوفسكي ، مؤسس علم الفيروسات ، شكلاً جديدًا من أشكال تنظيم الكائنات الحية والفيروسات mdashviruses (1892).

كان أعظم انتصار في القرن التاسع عشر هو نظرية داروين ورسكوس للتطور ، المنصوص عليها في كتابه أصل الأنواع (1859). استشهد بعدد كبير من الحقائق من الجغرافيا الحيوية ، وعلم الحفريات ، وعلم التشريح المقارن ، وعلم الأجنة لإثبات تطور العالم العضوي. باقتراحه نظرية الانتقاء الطبيعي ، كشف أيضًا عن آلية التطور العضوي وقدم تحليلًا سببيًا للقوة الدافعة في العملية التطورية. كانت الداروينية أيضًا ذات أهمية فلسفية هائلة في توفير حل مادي لمشكلة النفعية العضوية. لم يقم تعليم داروين ورسكووس أخيرًا بإخراج الخلق والغائية من علم الأحياء فحسب ، بل أدخل أيضًا في الفكر البيولوجي النهج التاريخي لجميع ظواهر الحياة. وقد ساعد في ظهور عدة فروع جديدة لعلم الأحياء وعلم التشريح المقارن (العالم الألماني ك. جيجينبور) ، وعلم الأجنة التطوري (عالما الأحياء الروسيان أ. كوفاليفسكي و I.I. Mechnikov) ، وعلم الأحافير التطوري (V. O. Kovalevskii). كان أيضًا أساس قانون الجينات الحيوية (العالمان الألمان F. عقيدة التطور حفزت بشكل كبير جغرافيا الحيوان والجغرافيا النباتية (العلماء الإنجليز P. Sclater و A. Wallace ، والروس N. A. Severtsov و A.N. Beketov ، والألمان A. Griesebach و A. هكسلي من إنجلترا و E.قام هيكل في ألمانيا بالكثير للترويج للداروينية. في روسيا ، قدم KA Timiriazev ومجموعة من علماء التشريح المقارن وعلماء الأجنة وعلماء الأحافير (MA Menzbir و VM Shimkevich و AN Severtsov و PP Sushkin و MV Pavlova و AA Borisiak وغيرهم) مساهمة كبيرة في نشر النظرية وتفصيلها. من التطور.

سرعان ما اكتسب عقيدة الانتقاء الطبيعي اعترافًا واسع النطاق. ومع ذلك ، أدى عدم القدرة على توضيح مبادئ التباين والوراثة إلى تفسيرات متباينة للعوامل التطورية. نشأت مدارس مختلفة من الداروينية الجديدة ، واللاماركية الجديدة ، والميول الصريحة المناهضة للثورة في نهاية القرن التاسع عشر.

محاولات الكشف عن آليات الوراثة عن طريق التكهنات (العلماء الإنجليز هـ. سبنسر ، 1864 م. داروين ، 1868 وف جالتون ، 1875 ، العلماء الألمان K. von N & aumlgeli ، 1884 ، و A. Weismann ، 1883 & ndash92 العالم الهولندي H دي فريس ، 1889 والعديد من الآخرين) غير ناجحين. كان فقط G.Mendel هو الذي نجح في وضع القوانين العامة للوراثة (1865). ومع ذلك ، فقد مر عمله دون أن يلاحظه أحد ، وكان النجاح الوحيد في علم الخلايا وعلم الأجنة هو الذي أدى إلى إعادة اكتشافه (1900) وتقييمه الصحيح في القرن العشرين. كانت الخطوة الأولى في هذا الاتجاه هي توضيح العملية الدقيقة لتوزيع الكروموسوم أثناء الانقسام الخلوي ، الانقسام (عالم الأحياء الفرنسي أ. شنايدر ، 1873 عالم الأحياء الروسي ID Chistiakov ، 1874 عالم الأحياء البولندي E. Strasburger ، 1875 عالم الأحياء الألماني W. فليمنج ، 1882 وآخرون). تم توضيح عمليات الإخصاب ونضج الأمشاج وظاهرة اختزال الكروموسوم أولاً في الحيوانات (عالم الأحياء الألماني O. Hertwig ، 1875 عالم الأحياء البلجيكي E. van Beneden ، 1875 & ndash84 عالم الأحياء الألماني T. Boveri ، 1887 & ndash88) ثم في النباتات (الروس في غوروزانكين ، 1880 و ndash83 و SG Navashin ، 1898 والفرنسي L. Guignard ، 1899).

تميزت 1880 & rsquos بالتطور الكبير لعلم الأجنة التجريبي ، والذي أطلق عليه في البداية ميكانيكا التطور (عالم الأجنة الألماني W. Roux ، 1883 وما بعده). وسرعان ما أدى توضيح دور العوامل الخارجية والداخلية في التطور والعلاقات المتبادلة بين أجزاء من الجنين إلى نزاعات نظرية رئيسية وجزئيًا إلى إحياء الحيوية (عالم الأحياء الألماني دريش وآخرون).

القرن العشرين. يتميز القرن العشرين بتطور تخصصات بيولوجية جديدة وطفرة في البحث في مجالات & ldquoclassical & rdquo ، بما في ذلك تلك التي تعتمد على مزيد من التخصص أو تكامل الفروع القديمة. علم الوراثة ، وعلم الخلايا ، وعلم وظائف الأعضاء الحيوانية والنباتية ، والكيمياء الحيوية ، وعلم الأجنة ، والنظرية التطورية ، وعلم البيئة ، ونظرية المحيط الحيوي ، وعلم الأحياء الدقيقة ، وعلم الفيروسات ، وعلم الطفيليات ، والعديد من المجالات الأخرى تطورت بشكل مكثف في القرن العشرين.

كانت نقطة البداية لتطوير علم الوراثة هي Mendelism ، والتي عززتها عدة تعميمات ، بما في ذلك نظرية الطفرة للعالم الهولندي H. de Vries (1901 & ndash03) ، والتي على الرغم من العديد من الأخطاء لعبت دورًا مهمًا في تمهيد الطريق لتوليف علم الوراثة ونظرية التطور. تم وضع مفاهيم الجين والنمط الجيني والنمط الظاهري (العالم الدنماركي دبليو جوهانسن ، 1909) وتم إثبات نظرية الكروموسومات للوراثة (العلماء الأمريكيون تي إتش مورغان ، أ. ستورتيفانت ، إتش جي مولر ، سي بريدجز ، و الآخرين). أصبحت أسباب التغييرات الوراثية & mdashmutations & [مدش] مسألة أهمية منهجية كبيرة. الأدلة على أن عملية الطفرة تتأثر بالعوامل الفيزيائية وكذلك الكيميائية (العلماء الروس GA Nadson و GS Filippov ، 1925 VV Sakharov ، 1932 وآخرون ، وخاصة الأمريكان HJ Muller ، 1927 ، و L. Stadler ، 1928) دحض بشكل قاطع أفكار الوراثة الذاتية لعلماء الوراثة الذين أكدوا على الأصل التلقائي للطفرات وصدقوا بقوة على التفسير المادي للطفرات.

تم افتراض الطبيعة البيوكيميائية للجينات ومبدأ المصفوفة لتكاثرها لأول مرة من الناحية النظرية البحتة في فكرة & ldquo جزيئات وراثية & rdquo (N.Kol & rsquotsov ، 1927 وما بعده). تم إثبات لاحقًا بمساعدة ظواهر التنبيغ والتحول في الكائنات الحية الدقيقة أن ناقلات المعلومات الجينية هي خيوط الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) الموجود في الكروموسومات (1944). أرست هذه الاكتشافات الأساس لعلم الوراثة الجزيئي. أدى توضيح بنية جزيء الحمض النووي بواسطة الأمريكي J. Watson و Englishman F. Crick (1953) وتطوير طرق عزله من الفيروسات والبكتيريا إلى تخليق DNA في المختبر من DNA DNA. تم العثور على الحمض النووي المركب ليكون معديًا تمامًا مثل الحمض النووي الأصلي للعاثية (العالم الأمريكي A. Kornberg ، 1967).

إن مقدمة في علم الأحياء لأساليب الفيزياء والكيمياء والرياضيات وما إلى ذلك ، بالإضافة إلى التقدم المحرز في دراسة بنية البروتين وقواعد تخليق البروتين ونقل العوامل الوراثية وإدراكها ، أدى إلى توسيع نطاق البحث في المستوى الجزيئي. تم توضيح التسلسل الذي يتم فيه ترتيب الأحماض الأمينية في أكثر من 200 بروتين ، وهيكلها الثانوي ، والطريقة التي تتلاءم بها خيوط البولي ببتيد مع جزيء البروتين. تم توضيح بنية البروتين النووي للكروموسومات في الكروموسومات العملاقة من ذبابة الفاكهة خلايا الغدد اللعابية. أتاح تنقية فيروس موزاييك التبغ إظهار بنية البروتين النووي للفيروسات والعاقمات.

كما أحرزت العلوم المعنية بالتنمية الفردية للكائنات تقدمًا كبيرًا. تم ابتكار طرق التوالد العذري التجريبي وتكوين الذكورة. تم إجراء بحث أيضًا حول تحديد تطور أجزاء وأعضاء الجنين (نظرية & ldquogradients & rdquo [العالم الأمريكي C. Child ، 1915 وما بعده] وحول نظرية & ldquoorganizers & rdquo [theGerman H. Spemann، 1921 وما بعده]) ، ووضع الأسس للنهج الجنيني المقارن في علم الأحياء التطوري من قبل موانئ دبي فيلاتوف الروسي. تم إحراز تقدم كبير في السيطرة على تجديد الأنسجة والأعضاء وزرعها ، والتي لها أهمية كبيرة في الجراحة التجميلية. تمت دراسة مناعة فصائل الدم وخصائص وهيكل الأجسام المضادة المنتجة استجابة لغزو المستضدات بتفصيل كبير.

تم إحراز تقدم مهم في فسيولوجيا الحيوان والكيمياء الحيوية: نظرية ردود الفعل المشروطة التي وضعها IP Pavlov ، والتطور السريع لعلم وظائف الأعضاء العصبية ، ودراسة علم وظائف الأعضاء والكيمياء الحيوية للتقلص العضلي ، وعزل ودراسة شاملة للأنزيمات المسؤولة عن اتجاه ومعدل عمليات التخليق الحيوي المختلفة واستخدامها في تخليق الهرمونات (الأنسولين وغيره) والفيتامينات والإنزيمات (على سبيل المثال ، ريبونوكلياز) ، وغيرها من المواد النشطة بيولوجيًا. تم إحراز تقدم في فسيولوجيا النبات في فهم كيمياء التركيب الضوئي ودراسة الأصباغ المشاركة فيه وخاصة الكلوروفيل الذي تم تصنيعه صناعياً. تم إحراز تقدم في دراسة نمو النبات وتطوره و [مدش] على سبيل المثال ، تم عزل العديد من هرمونات النمو (الأكسينات ، الجبرلينات) وتصنيعها جزئيًا.

كان للكثير من الأبحاث ، بما في ذلك الأبحاث التي أجراها علماء الأحياء السوفييت ، أهمية نظرية وعملية و [مدش] على سبيل المثال ، للطب أو الزراعة. كان هذا هو تعليم E.N. Pavlovskii & rsquos حول الأمراض المعدية والتركيز الطبيعي الأعمال البارزة لـ V.

كما تم تطوير نظرية التطور بشكل كبير. على سبيل المثال ، تم تحقيق توليف الداروينية وعلم الوراثة في 1920 & rsquos و 1930 & rsquos. أدى اكتشاف الدور في تطور المجموعات السكانية كعملية طفرة وديناميكيات الوفرة والعزلة مع الاختيار كقوة توجيهية إلى صياغة أفكار تطورية حديثة تعزز الداروينية وتعمقها وتوسعها. تم تحليل هذه العمليات نظريًا من قبل العالم الروسي S. S. Chetverikov (1915 ، 1926) ، و American S. أكدت دراسة التجمعات الطبيعية صحة تحليلها وكشفت الطبيعة الأساسية للتطور الجزئي والعمليات التي تحدث على المستوى قبل الانتواع. أدى التمايز بين مستويات التطور الجزئي والتطور الكبير إلى نظرية العوامل التطورية (عالم الأحياء السوفيتي الثاني Shmal و rsquogauzen وآخرون) ، وإثبات الأنواع الرئيسية للتطور ، واستفراد الأشكال والتكيفات الذاتية باعتبارها الأنواع الرئيسية (AN Severtsov) ، و صياغة الأفكار حول معدلات وأشكال التطور.

تم تحقيق نجاح كبير في دراسة العادات المعيشية للكائنات وعلاقتها بالبيئة و [مدش] أي ، في بيئة كل من الأفراد والسكان ، وكذلك المجتمعات المعقدة (التكاثر الحيوي والنظم البيئية). تم توضيح مبادئ العلاقة بين الظروف البيئية وتوزيع الكائنات الحية في المكان والزمان ، وكذلك خصائص التركيب المعقد للسكان والتكاثر الحيوي ، والعوامل التي تحدد ديناميات السكان ، والعلاقات الأساسية الأخرى. تمت صياغة مفهوم المستويات الاستوائية والسلاسل الغذائية والأشكال الحيوية والمنافذ البيئية والإنتاجية البيولوجية والمفاهيم والأفكار ذات الصلة. إنجازات العلماء السوفييت ف. Vernadskii في تطوير الكيمياء الحيوية ونظرية المحيط الحيوي (1926) و V. N. Sukachev في خلق البيوجيوكينولوجيا كانت رائعة ، لأنها تشكل الأساس العلمي للعلاقات بين الإنسان وموطنه و mdashthe الأرض و rsquos biosphere.

ساهم العديد من علماء الأحياء السوفييت البارزين في معظم الاتجاهات المذكورة أعلاه وغيرها من الاتجاهات المهمة في علم الأحياء الحديث. بالإضافة إلى الأسماء المذكورة بالفعل ، يجب ذكر علماء الكيمياء الحيوية A. N. Bakh ، V. S. Gulevich ، A. R. Kizel & rsquo ، V. I. Palladin ، Ia. O. Parnas و DN Prianishnikov علماء الفسيولوجيا VM Bekhterev و NE Vvedenskii و LA Orbeli و AF Samoilov و AA Ukhtomskii علماء الأحياء المجهرية BL Isachenko و VL Omelianskii و VO Tauson علماء النبات VL Komarov و SP Kostycshevists و Nool. و NM Knipovich و VM Shimkevich علماء الأنسجة وعلماء الأجنة وعلماء الوراثة SN Davidenkov و MM Zavadovskii و AA Zavarzin و SG Levig و AS Serebrovskii و Iu. A. Filipchenko ، N.G.Klopin والعديد من الآخرين الذين تركوا وراءهم المدارس العلمية الكبرى.

ومع ذلك ، فإن تطور علم الأحياء في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية لم يتسم فقط بفترات التقدم والاكتشافات. في عامي 1936 و 1939 كان هناك عدد من المناقشات الحادة حول المشكلات المنهجية للبيولوجيا النظرية. خلال هذه النقاشات ، تعرضت بعض مبادئ علم الوراثة والداروينية ومبادئ الاختيار المبنية عليها للنقد الذاتي الحاد. دافعت مجموعة من العلماء (T.D. تم الإعلان عن هذه الآراء على أنها تطور للإرث العلمي للمربي السوفييتي البارز آي في ميشورين ، وتم تسميتها ببيولوجيا ميشورين والداروينية الإبداعية. بعد جلسة 1948 لأكاديمية V. أدى ذلك إلى خلق بيئة لانتشار الحقائق والفرضيات التي لم يتم التحقق منها (عقيدة المادة اللاخلوية والتقطيع ، & rdquo التكاثر المتقطع & ldquogeneration & rdquo للأنواع على قدم وساق ، وتحويل الفيروسات إلى بكتيريا ، وما إلى ذلك). المناقشات حول علم وظائف الأعضاء (الجلسة المشتركة لأكاديمية العلوم وأكاديمية العلوم الطبية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، 1950) وعلم التشكل التطوري (1953) كان لها أيضًا تأثير سلبي. كل هذا أعاق بشدة تطور علم الوراثة ، والنظرية التطورية ، وعلم الخلايا ، والبيولوجيا الجزيئية ، وعلم وظائف الأعضاء ، وعلم التشكل التطوري ، والتصنيف ، وفروع أخرى من علم الأحياء في الاتحاد السوفياتي. تم تطبيع الوضع تمامًا في أكتوبر 1964 ، عندما تم اتخاذ خطوات لاستعادة وتعزيز علم الوراثة والتخصصات الأخرى (تم إنشاء المعاهد المقابلة ، وتم تنظيم جمعية All-Union لعلماء الوراثة والمربين ، وتم تكثيف تدريب المتخصصين في هذه المجالات ). كفل ذلك المشاركة النشطة لعلماء الأحياء السوفييت في النمو السريع لعلوم العالم ، حيث تشكل البيولوجيا الطليعة ، خلال النصف الثاني من القرن العشرين.

تتميز الطبيعة الحية بتنسيق هرمي معقد لمستويات تنظيم هياكلها. يشكل العالم العضوي بأكمله مع البيئة المحيطة المحيط الحيوي ، والذي يتكون من التكوينات الحيوية أو المناطق ذات الظروف الطبيعية المميزة التي تسكنها مجمعات معينة (biocenoses) من الكائنات الحية. تتكون الكائنات الحية الحيوية من مجموعات و [مدش] من الحيوانات أو كائنات نباتية من نوع واحد يعيش في نفس المنطقة. يتكون السكان من أفراد ، وتتكون الكائنات متعددة الخلايا من أعضاء وأنسجة تتكون من خلايا مختلفة. تتكون الخلايا ، مثل الكائنات الحية أحادية الخلية ، من هياكل داخل الخلايا مكونة من جزيئات. يُظهر كل مستوى من المستويات المذكورة أعلاه أنماطًا نموذجية ناتجة عن مقاييس مختلفة للظواهر ومبادئ التنظيم والعلاقات المتداخلة الغريبة مع المستويات الموجودة أعلى وأسفل. تتم دراسة كل مستوى من مستويات تنظيم الحياة من قبل الفروع المقابلة لعلم الأحياء الحديث.

تتم دراسة العمليات الفيزيائية والكيميائية التي تحدث في كائن حي على المستوى الجزيئي عن طريق الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة الجزيئي والكيمياء الخلوية والعديد من فروع علم الفيروسات وعلم الأحياء الدقيقة. أظهرت الأبحاث التي أجريت على الأنظمة الحية في هذا المستوى أنها تتكون من مركبات عضوية منخفضة وعالية الجزيئات نادرًا ما توجد في الطبيعة غير الحية. الأكثر خصوصية للحياة هي البوليمرات الحيوية مثل البروتينات ، والأحماض النووية ، والسكريات ، وكذلك الدهون (مركبات شبيهة بالدهون) ومكونات جزيئاتها (الأحماض الأمينية ، والنيوكليوتيدات ، والكربوهيدرات البسيطة ، والأحماض الدهنية ، وما إلى ذلك). يتم دراسة التركيب والتكاثر والتحلل والتحولات المتبادلة لهذه المركبات في الخلية ، وتبادل المواد والطاقة والمعلومات المرتبطة بها ، وتنظيم هذه العمليات على المستوى الجزيئي. المسارات الرئيسية للاستقلاب و [مدش] أهم ما يميزها هو مشاركة المحفزات البيولوجية (إنزيمات البروتين) التي تقوم بتفاعلات كيميائية معينة بطريقة انتقائية للغاية وقد تم بالفعل تأسيسها. تم فحص بنية عدد من البروتينات والعديد من الأحماض النووية ، بالإضافة إلى العديد من المركبات العضوية البسيطة. تبين أن الطاقة الكيميائية المحررة أثناء الأكسدة البيولوجية (تحلل السكر ، التنفس) يتم تخزينها في شكل مركبات غنية بالطاقة (mac-roergic) ، وأهمها أحماض فوسفات الأدينوزين (ATP وما شابه) ، ثم تُستخدم لاحقًا في العمليات التي تتطلب التدفق الداخلي. من الطاقة (تركيب ونقل المواد المختلفة ، تقلص العضلات ، وما إلى ذلك). كان أحد الإنجازات الرئيسية لعلم الأحياء هو اكتشاف الشفرة الجينية. يتم تسجيل الخصائص الوراثية للكائن الحي في جزيئات الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) بواسطة أربعة أنواع من النيوكليوتيدات أحادية المونومر بالتناوب في تسلسل محدد. تضمن قدرة جزيئات الحمض النووي على مضاعفة (نسخ نفسها) تكرارها في الخلايا والانتقال الوراثي من الآباء إلى الأبناء. يتم تحقيق المعلومات الوراثية بمشاركة جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) المركب على جزيئات مصفوفة من الحمض النووي. يتم نقل الحمض النووي الريبي من كروموسومات النواة إلى جزيئات خاصة داخل الخلايا و mdashribosomes و mdash حيث يتم تصنيع البروتين. وهكذا ، فإن المعلومات الوراثية المشفرة في الحمض النووي تنظم من خلال إنزيمات البروتين البروتينات الهيكلية وجميع الخصائص الرئيسية للخلايا والكائن ككل.

يتطلب البحث البيولوجي على المستوى الجزيئي عزل ودراسة جميع أنواع الجزيئات التي تتكون منها الخلية وتوضيح علاقتها مع بعضها البعض. لفصل الجزيئات الكبيرة ، يتم استخدام الاختلافات في الكثافة والحجم (التنبيذ الفائق) ، والشحنات (الرحلان الكهربائي) ، وخصائص الامتزاز (اللوني). تتم دراسة الموضع النسبي للذرات في الجزيئات المعقدة من خلال تحليل حيود الأشعة السينية. تتم دراسة الطرق التي يتم بها تحويل المواد ومعدلات تصنيعها وتحللها عن طريق إدخال مركبات تحتوي على ذرات مشعة. طريقة أخرى مهمة هي إنشاء أنظمة نماذج اصطناعية من مكونات خلوية معزولة ، حيث يمكن إعادة إنتاج العمليات الجارية في الخلية جزئيًا. (لا تحدث جميع العمليات الكيميائية الحيوية في الخلية في خليط متجانس من المواد ولكن في بعض الهياكل الخلوية التي تفصل مكانيًا التفاعلات المختلفة التي تحدث في نفس الوقت.)

في التحقيق في الهياكل الخلوية التي تتكون من جزيئات مختارة وموجهة على وجه التحديد ، يرتفع علم الأحياء إلى المستوى التالي من تنظيم الحياة والمستوى الخلوي. في هذا المستوى علم الخلايا والأنسجة وتقسيماتها الفرعية (علم الكريات ، علم الوراثة الخلوية ، الكيمياء الخلوية والنسيجية ، الفيزيولوجيا الخلوية ، وما إلى ذلك) ، بالإضافة إلى العديد من فروع علم الفيروسات وعلم الأحياء الدقيقة وعلم وظائف الأعضاء ، يدرس هيكل الخلايا والمكونات داخل الخلايا و العلاقات بين الخلايا في الأنسجة والأعضاء المختلفة. الخلية هي الوحدة الهيكلية الرئيسية التي تعمل بشكل مستقل في كائن متعدد الخلايا. تتكون العديد من الكائنات الحية (البكتيريا والطحالب والفطريات والبروتوزوان) من خلية واحدة و [مدشمور على وجه التحديد ، فهي لا خلوية. يتم تحديد خصائص الخلية من خلال مكوناتها ، والتي تؤدي مجموعة متنوعة من الوظائف. يوجد في النواة صبغيات تحتوي على DNA وبالتالي فهي مسؤولة عن الحفاظ على الخصائص الوراثية ونقلها إلى الخلايا الوليدة. استقلاب الطاقة في الخلية و mdashrespiration ، تخليق ATP ، وما إلى ذلك و mdashts بشكل رئيسي في الميتوكوندريا. يتم تحديد الحفاظ على التركيب الكيميائي للخلية ، والنقل النشط للمواد داخل وخارج الخلية ، ونقل الإثارة العصبية ، وشكل الخلية ، وطبيعة العلاقات بين الخلايا من خلال بنية غشاء الخلية . يشكل تجمع الخلايا من نوع واحد نسيجًا ، ويشكل الجمع الوظيفي للعديد من الأنسجة العضو. يتم تحديد بنية ووظائف الأنسجة والأعضاء بشكل أساسي من خلال خصائص الخلايا المتخصصة.

كشفت الأبحاث التي أجريت على المستوى الخلوي عن مكونات الخلية الرئيسية ، وهيكل الخلايا والأنسجة المختلفة ، والتغيرات التي طرأت عليها أثناء التطور. عند استخدام المجهر الضوئي ، الذي يجعل من الممكن رؤية التفاصيل بترتيب 1 ميكرون ، يتم استخدام تقنيات مختلفة للتثبيت ، وإعداد أقسام شفافة رقيقة ، والبقع ، وما إلى ذلك لتوفير نطاق تباين أكبر. يتم الكشف عن توطين المواد الكيميائية والإنزيمات المختلفة في الخلية من خلال تفاعلات الألوان الكيميائية النسيجية ، وتظهر مواقع تخليق الجزيئات الكبيرة عن طريق التصوير الشعاعي الذاتي. يجعل المجهر الإلكتروني من الممكن تمييز الهياكل الصغيرة مثل 5 & ndash10 angstroms & mdasht أي ، صغيرة مثل الجزيئات الكبيرة و mdashal على الرغم من صعوبة وصفها في كثير من الأحيان بسبب نطاق التباين غير الكافي. تتم دراسة وظائف المكونات داخل الخلايا عن طريق عزلها عن الخلايا المدمرة (المتجانسة) عن طريق الترسيب في أجهزة الطرد المركزي بسرعات دوران مختلفة. يتم فحص خصائص الخلية أيضًا في ظل ظروف الزراعة المطولة خارج الكائن الحي. يمكن تبادل النوى بين الخلايا ويمكن دمج الخلايا (تهجينها) باستخدام المعالجة الدقيقة وتقنيات الجراحة المجهرية.

تتم دراسة العمليات والظواهر التي تحدث في الفرد وتنسيق وظائف أجهزته وأنظمته على مستوى الكائن الحي المتكامل. يتم التحقيق في هذا المستوى من خلال علم وظائف الأعضاء (بما في ذلك فسيولوجيا النشاط العصبي العالي) ، وعلم الغدد الصماء ، وعلم المناعة ، وعلم الأجنة ، وعلم التشكل التجريبي ، والعديد من فروع علم الأحياء الأخرى. البحث الذي يهدف إلى الكشف عن الآليات السببية للتنظيم البيولوجي ، والتمايز ، والتكامل ، وإدراك المعلومات الجينية في مرحلة التطور ، لها قيمة خاصة في بناء نظرية عامة للتطور. تمت دراسة آلية عمل الأعضاء والأنظمة ، ودورها في عمليات حياة الكائن الحي و rsquos ، والتأثير المتبادل للأعضاء ، والتنظيم العصبي والغدد الصماء والخلطية لوظائفها ، وسلوك الحيوان ، والتغيرات التكيفية ، وغيرها على هذا المستوى. وظائف الأعضاء المختلفة مترابطة و مدششة القلب بالرئتين وبعض العضلات مع أخرى وهكذا. يتم تحديد هذا التكامل لأجزاء الكائن الحي إلى حد كبير بواسطة الغدد الصماء. على سبيل المثال ، ينظم البنكرياس والغدة الكظرية تراكم الجليكوجين في الكبد ومستوى السكر في الدم من خلال هرموني الأنسولين والإبينفرين. تعمل الغدد الصماء معًا من خلال مبدأ التغذية الراجعة و mdasht أي أن إحدى الغدد (على سبيل المثال ، الغدة النخامية) تحفز أخرى (مثل الغدة الدرقية) في نفس الوقت الذي تمنع فيه الأخيرة الأولى. يساعد هذا النظام في الحفاظ على تركيز ثابت للهرمونات وبالتالي تنظيم جميع الأعضاء التي تعتمد على هذه الغدد. يتم ضمان مستوى أعلى من التكامل من قبل الجهاز العصبي بتقسيماته المركزية ، وأعضائه الحسية ، والأعصاب الحسية والحركية. يتم الحصول على المعلومات من جميع الأعضاء ومن البيئة الخارجية من خلال الجهاز العصبي. تتم معالجة المعلومات بواسطة الجهاز العصبي المركزي الذي ينظم عمل الأجهزة والأنظمة وسلوك الجسم.

من بين الطرق الأكثر شيوعًا في هذا المستوى تلك الخاصة بالفيزيولوجيا الكهربية ، والتي تشمل اشتقاق وتضخيم وتسجيل الجهود الكهربية الحيوية. تتم دراسة تنظيم الغدد الصماء بشكل أساسي من خلال الطرق الكيميائية الحيوية (عزل وتنقية الهرمونات ، وتوليف نظائرها ، ودراسة التركيب الحيوي وآليات عمل الهرمونات ، وغيرها). يشمل البحث عن النشاط العصبي العالي في الحيوانات والإنسان النمذجة (التي تنطوي على استخدام تقنيات الإنترنت) والتحليل التجريبي للسلوك (عرض المشكلات ، وتكوين ردود الفعل المشروطة ، وما إلى ذلك).

على مستوى الأنواع السكانية ، تدرس الفروع المقابلة لعلم الأحياء الوحدة الأولية للعملية التطورية وتعداد المدشا ، وهو مجموع الأفراد من نوع واحد يسكن منطقة معينة وأكثر أو أقل عزلة عن المجاميع المجاورة المماثلة. يمكن أن يوجد مثل هذا المكون من الأنواع إلى أجل غير مسمى تقريبًا في الزمان والمكان عن طريق التكاثر الذاتي للأفراد الذين يشكلون جزءًا منه ويمكن تحويله عن طريق التكاثر التفضيلي لمجموعات مختلفة من الأفراد المختلفين وراثيًا. يتغير تكوين السكان وأشكال الكائنات الحية المكونة لها على مدار عدة أجيال وعملية مدشا التي تؤدي في النهاية إلى الانتواع والتقدم التطوري. يتم تحديد وحدة السكان من خلال القدرة المحتملة لجميع الأفراد المكونين لها على التزاوج (panmixia) ، والتي هي في الواقع أيضًا القدرة على تبادل المواد الجينية. تضمن خاصية التكاثر الجنسي لمعظم سكان الأرض التركيب المورفولوجي والوراثي المشترك لجميع أفراد المجتمع بالإضافة إلى إمكانية زيادة التنوع الجيني بشكل متكرر من خلال الجمع بين العناصر الوراثية. إن عزل مجموعة من السكان عن الآخرين يجعل من الممكن وجود مثل هذه الوحدة المتقاربة & rdquo في عملية التطور. حتى في حالة الكائنات الحية التي تتكاثر لاجنسيًا (عن طريق التكاثر الخضري ، أو التوالد العذري ، أو الأبوميكسيس) ، يتم تحديد الوحدة المورفولوجية والفسيولوجية للسكان من خلال القواسم المشتركة لتركيبها الجيني. ومع ذلك ، فإن مفهوم الأنواع لا ينطبق بشكل صارم على الكائنات الحية اللاجنسية التي تتكاثر بشكل نباتي أو عن طريق التقسيم البسيط للكائنات الحية المتكاثرة. ترتبط دراسة تكوين وديناميكيات السكان ارتباطًا وثيقًا بالنهج الجزيئي والخلوي والكائن الحي. يستخدم علم الوراثة طرقه الخاصة لدراسة توزيع الصفات الوراثية في المجموعات السكانية. تقوم علم التشكل وعلم وظائف الأعضاء وعلم البيئة وفروع أخرى من علم الأحياء بفحص السكان بأساليبهم الخاصة. وبالتالي ، يمكن أن يعمل السكان والأنواع ككل كأشياء يتم التحقيق فيها من قبل العديد من فروع علم الأحياء المختلفة.

على مستوى التكاثر الحيوي والمحيط الحيوي ، فإن كائنات الدراسة في علم الجيولوجيا الحيوية ، والبيئة ، والكيمياء الحيوية ، وفروع أخرى من علم الأحياء هي العمليات التي تحدث في التكوينات الحيوية (غالبًا ما تسمى النظم البيئية) و [مدش] الوحدات الهيكلية والوظيفية الأولية للمحيط الحيوي. يوجد كل مجتمع في بيئة محددة ، حيث يشكل جزءًا من مجتمع متعدد الأنواع أو التكاثر الحيوي الذي يشغل موطنًا أو بيئة حيوية معينة. تعد نباتات البناء الضوئي والبكتيريا التي تقوم بالتركيب الكيميائي المنتجين الرئيسيين للمادة العضوية في هذه المجمعات المكونة من مكونات حية وخاملة. وبالتالي ، فإن التكاثر الحيوي هو & ldquoblocks & rdquo التي تحدث فيها دورات المادة والطاقة. هذه الدورات ناتجة عن عمليات حياة الكائنات الحية وفي المجموع تشكل دورة المحيط الحيوي الكبرى. بالمعنى الهيكلي والطاقة ، يعد التكاثر الحيوي نظامًا مفتوحًا ومستقرًا نسبيًا مع مدخلات من المواد والطاقة والمخرجات التي تربط معًا التكوينات الحيوية المجاورة. يتم تبادل المواد بين التكاثر الحيوي في المراحل الغازية والسائلة والصلبة ، وعلى حد تعبير V. I. Vernadskii ، في شكل خاص من المادة الحية (ديناميكيات مجموعات النباتات والحيوانات ، هجرات الكائنات الحية ، وما إلى ذلك). من وجهة النظر البيوجيوكيميائية ، يمكن اعتبار هجرات مادة ما في سلاسل التكاثر الحيوي سلسلة من العمليات المترابطة لتشتت وتركيز المادة في الكائنات الحية والتربة والمياه والغلاف الجوي.

اكتسبت دراسة الإنتاجية البيولوجية للتكاثر الحيوي (الأولية ، أو استخدام طاقة الإشعاع الشمسي عن طريق التمثيل الضوئي والثانوي ، أو استخدام الكائنات غيرية التغذية للطاقة المخزنة بواسطة الكائنات ذاتية التغذية) أهمية عملية كبيرة في النصف الثاني من القرن العشرين . يجب دراسة مستوى التنظيم الحيوي (المحيط الحيوي) بشكل مستقل لأن التكوينات الحيوية هي البيئة التي تحدث فيها أي عملية حيوية على كوكبنا. يتم إجراء بحث شامل على هذا المستوى لدراسة العلاقات المتبادلة بين المكونات الحيوية وغير الحيوية للتكاثر الحيوي وللتحقق من هجرات المادة الحية في المحيط الحيوي وكذلك الطرق التي تحدث بها دورات الطاقة والأنماط التي تتبعها. هذا النهج الواسع يجعل من الممكن التنبؤ على وجه الخصوص بعواقب النشاط الاقتصادي للإنسان و rsquos. كما أنه يتبع في البرنامج البيولوجي الدولي ، الذي تم تصميمه لتنسيق جهود علماء الأحياء في العديد من البلدان.

يفترض تركيز البحث البيولوجي حسب مستويات تنظيم الكائنات الحية تفاعل الفروع المختلفة لعلم الأحياء. هذا مفيد للغاية لأنه يثري العلوم البيولوجية المتحالفة بأفكار وأساليب جديدة.

تزخر البيولوجيا الحديثة بمشاكل مهمة يمكن أن يكون لحلها تأثير ثوري على العلوم الطبيعية ككل وعلى تقدم البشرية. يشمل ذلك العديد من جوانب البيولوجيا الجزيئية وعلم وظائف الأعضاء الوراثي والكيمياء الحيوية للعضلات والغدد والجهاز العصبي وأعضاء الحس (الذاكرة ، والإثارة ، والتثبيط ، وما إلى ذلك) وعلم الطاقة والتركيب الكيميائي وإنتاجية المجتمعات الطبيعية والمحيط الحيوي مثل مشاكل فلسفية ومنهجية كاملة وأساسية (الشكل والمحتوى ، النزاهة والنفع ، التقدم). سيتم مناقشة عدد قليل فقط من هذه الأمور بمزيد من التفصيل أدناه.

هيكل ووظائف الجزيئات الكبيرة. عادةً ما يكون للجزيئات الكبيرة المهمة بيولوجيًا بنية بوليمرية ، أي أنها تتكون من العديد من المونومرات المتشابهة ولكنها ليست متطابقة. على سبيل المثال ، تتكون البروتينات من 20 نوعًا من الأحماض الأمينية والأحماض النووية من أربعة أنواع من النيوكليوتيدات والسكريات المتعددة من السكريات الأحادية. يسمى تسلسل المونومرات في البوليمرات الحيوية هيكلها الأساسي. إنشاء الهيكل الأساسي هو المرحلة الأولية في دراسة بنية الجزيئات الكبيرة. تم بالفعل تحديد البنية الأساسية للعديد من البروتينات وأنواع عديدة من الحمض النووي الريبي. تم ابتكار طرق لتحديد تسلسل النوكليوتيدات في سلاسل طويلة من الحمض النووي الريبي وخاصة DNA و mdash وهي أهم مهمة في البيولوجيا الجزيئية. عادة ما تكون سلسلة البوليمرات الحيوية في شكل حلزوني (هيكل ثانوي). يتم إنشاء جزيئات البروتين بطريقة محددة (هيكل ثلاثي) وغالبًا ما يتم دمجها في مجمعات جزيئية كبيرة (بنية رباعية). الطريقة التي يحدد بها الهيكل الأساسي للبروتينات الهياكل الثانوية والثالثية وكيف تحدد الهياكل الثلاثية والرباعية لأنزيمات البروتين نشاطها التحفيزي وخصوصية العمل لا تزال أسئلة غير مكتملة. ترتبط جزيئات البروتين بالأغشية ، حيث يتم دمجها مع الدهون والأحماض النووية في هياكل جزيئية فائقة ، وتشكيل مكونات داخل الخلايا عن طريق التجميع الذاتي. ، الهيموغلوبين) وللتحقق من التركيب الوظيفي للعديد من الإنزيمات. تعد دراسة بنية الجزيئات الكبيرة وفهم كيفية تحديد هذا الهيكل لوظائفها المعقدة والمتنوعة إحدى المشكلات الرئيسية في علم الأحياء الحديث.

تنظيم وظائف الخلية. السمات المميزة للعمليات التي تحدث في نظام حي هي تنسيقها مع بعضها البعض واعتمادها على الآليات التنظيمية التي تحافظ على استقرار النظام نسبيًا حتى أثناء الظروف البيئية المتغيرة. يمكن تنظيم العمليات داخل الخلايا عن طريق تغيير مجموعة البروتينات الإنزيمية والهيكلية ومعدل تصنيعها ، من خلال التأثير على النشاط الأنزيمي ، وعن طريق تغيير معدل نقل المواد عبر الخلية والأغشية البيولوجية الأخرى. يعتمد تخليق البروتين على تخليق جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) التي تنقل المعلومات من الجين المناسب (جزء من الحمض النووي). وهكذا ، فإن & ldquo؛ تضمين & rdquo لجين و [مدش] بداية تخليق جزيء RNA & [مدش] هو أحد الأماكن التي يتم فيها تنظيم تخليق البروتين. اعتبارًا من الآن ، فإن أحد مخططات تنظيم امتصاص العناصر الغذائية من وسيط (يتحقق من خلال تضمين واستبعاد الجينات التي تسبب تخليق البروتينات المطلوبة) معروف فقط للبكتيريا. الآلية الجزيئية لإدراج الجينات (خاصة في الكائنات متعددة الخلايا) غامضة ، وتوضيحها مهمة أساسية في علم الأحياء الجزيئي. يبدو أنه يمكن أيضًا تنظيم معدل تخليق البروتين مباشرةً في موقع التوليف وريبوسومات مدشين. يعتمد نظام تنظيمي آخر وأكثر كفاءة على التغيير في النشاط الأنزيمي. يتم تحقيق ذلك من خلال تفاعل المواد المختلفة مع جزيء الإنزيم والتعديل القابل للانعكاس لهيكله الثالث. إذا كان الإنزيم يحفز التفاعل الأولي في سلسلة من التحويلات الكيميائية وكانت المادة التي تثبط نشاطها هي المنتج النهائي لهذه السلسلة ، يتم إنشاء نظام تغذية مرتدة يحافظ على تركيز المنتج النهائي ثابتًا. قد يعتمد معدل العمليات الكيميائية في الخلية أيضًا على معدل دخول المواد المناسبة إلى الخلية ونواتها والميتوكوندريا أو على معدل إفرازها. إن خصائص الأغشية البيولوجية والإنزيمات هي العوامل المحددة. يدرس العديد من الباحثين تنظيم العمليات داخل الخلايا لأن الظاهرة غير مفهومة بوضوح.

التطور الفردي للكائنات الحية. من بين الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا ، تبدأ حياة كل فرد بخلية واحدة وبويضة مخصبة مدشة و [مدش] التي تنقسم بشكل متكرر لتشكل العديد من الخلايا الأخرى. تحتوي كل خلية على نواة بمجموعة كاملة من الكروموسومات و [مدش] أي أنها تحتوي على جينات مسؤولة عن تطور جميع خصائص وخصائص الكائن الحي. ومع ذلك ، تختلف الخلايا في طريقة تطورها. هذا يعني أن الجينات التي تعتبر وظيفتها ضرورية لتطوير نسيج معين (عضو) هي فقط التي تعمل في كل خلية نامية. إن توضيح آلية & ldquoinclusion & rdquo للجينات في عملية تمايز الخلايا هو الهدف الأساسي لعلم الأحياء النمائي. تُعرف الآن بعض العوامل التي تحدد هذا التضمين (عدم تجانس سيتوبلازم البويضة ، وتأثير بعض الأنسجة الجنينية على البعض الآخر ، وعمل الهرمونات ، وما إلى ذلك). يتم تصنيع البروتينات تحت سيطرة الجينات. ومع ذلك ، لا يمكن اختزال خصائص وخصائص الكائن متعدد الخلايا في خصائص بروتيناته ، فهي تحدد من خلال تمايز الخلايا التي تختلف في التركيب والوظائف ، والعلاقات مع بعضها البعض ، وتشكيل الأعضاء والأنسجة المختلفة. تعد آلية التمايز في المراحل من تخليق البروتين إلى ظهور خصائص الخلية وحركاتها المميزة التي تؤدي إلى تكوين الأعضاء من المشكلات المهمة والتي لم يتم حلها بعد. قد تلعب بروتينات أغشية الخلايا دورًا رئيسيًا في هذه العملية. إن صياغة نظرية متوازنة بشكل جيد عن تطور الجنين ، والتي تتطلب حلًا لمشكلة تكامل الأنسجة والأعضاء المتمايزة في الكائن الحي المتكامل (أي إدراك الوراثة) ، من شأنه أن يحدث ثورة في العديد من فروع علم الأحياء.

التطور التاريخي للكائنات الحية. لقد مرت أكثر من 100 عام منذ Darwin & rsquos أصل الأنواع تم نشره ، وأكدت مجموعة واسعة من الحقائق الصحة الأساسية لنظريته في التطور. ومع ذلك ، فإن العديد من مفاهيمها الهامة لم يتم وضعها بعد. من وجهة نظر علم الوراثة التطوري ، يمكن اعتبار السكان وحدة أولية للعملية التطورية ، والتغيير المستقر في خصائصه الوراثية هو ظاهرة تطورية أولية. هذا النهج مفيد في تحديد العوامل التطورية الرئيسية (عملية الطفرة ، العزلة ، موجات السكان ، الانتقاء الطبيعي) والمواد التطورية (الطفرات). لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت هذه العوامل فقط هي التي تعمل على مستوى التطور الكلي و [مدش] أي ، & ldquoher أعلى من & rdquo الانتواع و mdashor ما إذا كانت العوامل والآليات الأخرى غير المعروفة تشارك في أصل مجموعات كبيرة من الكائنات الحية (الأجناس ، والعائلات ، والأنظمة ، وما إلى ذلك). من الممكن اختزال جميع الظواهر التطورية الكبرى لتتغير على المستوى غير المحدد. لا يمكن الإجابة على سؤال العوامل المحددة للتطور الكبير حتى يتم توضيح آليات ما يبدو أحيانًا أنه تطور موجه للمجموعات. قد يعتمد هذا على وجود & ldquoprohibitions & rdquo التي يفرضها التركيب والتكوين الجيني للكائن الحي. على سبيل المثال ، التغيير غير الأساسي في البداية الناتج عن اكتساب أسلاف الحبل الشوكي للحبل الشوكي حدد لاحقًا المسارات المختلفة لتطور الفروع الرئيسية لعالم الحيوان: أولاً ، أصل الهيكل العظمي الداخلي والجهاز العصبي المركزي ، تطوير الدماغ مع ردود الفعل الشرطية أكثر أهمية من تلك غير المشروطة في الفقاريات وثانيًا ، ظهور هيكل عظمي خارجي وتطور نوع مختلف من الجهاز العصبي مع ردود فعل معقدة للغاية غير مشروطة سائدة في اللافقاريات. تعتبر دراسة الموانع وآليات ظهورها واختفائها في سياق التطور مهمة مهمة تتعلق بمشكلة & ldquochanneling التنمية & rdquo واكتشاف أنماط تطور الطبيعة الحية. مفهوم & ldquoprogressive development & rdquo or & ldquoprogress & rdquo ينقسم الآن إلى تقدم مورفولوجي ، بيولوجي ، جماعي ، حيوي ، وتطور غير محدود. وهكذا ، فإن الظهور في المحيط الحيوي للأرض و rsquos للإنسان ومخلوق مدشا يصل فيه ، في العبارة الرسومية F. سوتش. الطبعة الثانية ، المجلد. 20 ، ص. 357) و [مدش] نتيجة تقدم غير محدود. نشأ تطور الاجتماعية في الطبيعة الحية ليس فقط عن ظهور المجتمع البشري ولكن مجتمعات العديد من الحشرات ورخويات رأسيات الأرجل وبعض الثدييات. إنشاء العلاقات المعقدة بين اكتساب التكيفات ذات الطابع الأساسي في سياق التطور (تلك التي تقع على طريق التقدم اللامحدود) أو التكيفات الخاصة (التي تؤدي إلى ازدهار مجموعة ولكن لا تحررها من صلاتها معها. الموائل السابقة) واكتشاف القوانين التي تحكم ظهور أكثر التكيفات مثالية في بعض الحالات أو التي تؤدي إلى البقاء الناجح للكائنات البدائية نسبيًا في حالات أخرى هي بعض أهداف البحث المهمة في المستقبل المنظور.

مسألة الأنواع والأنواع مشكلة غريبة. النوع هو مرحلة فريدة نوعيًا في تطور الطبيعة الحية و mdashan موجود فعليًا من الأفراد الذين يشتركون في إمكانية التزاوج المثمر ويشكلون نظامًا وراثيًا ومغلقًا لأفراد من الأنواع الأخرى.من هذا المنظور ، فإن الانتواع هو الانتقال من الانفتاح الجيني إلى النظم المغلقة وراثيا (السكان). لا تزال العديد من جوانب هذه العملية غامضة ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن مفهوم & ldquospecies & rdquo ليس محددًا بشكل كافٍ كما هو مطبق على مجموعات مختلفة من الكائنات الحية. هذا يؤثر حتما على علم اللاهوت النظامي والتصنيف و [مدش] فروع علم الأحياء المعنية بتصنيف وتنسيق الأنواع (ومن ثم الخلافات التي تندلع من وقت لآخر على & ldquoreality & rdquo لنظام أو نسالة وما إلى ذلك). تحفز الصياغات النظرية لمفاهيم الأنواع والأنواع البحث المستمر عن مناهج وطرق جديدة لاستكمال طرق التصنيف الحالية (على سبيل المثال ، الكيمياء الحيوية والجينية والرياضية).

أصل الحياة. أصل الحياة هو أحد المشاكل المنهجية المهمة في علم الأحياء والتي لم يتم القضاء عليها من خلال الافتراض غير المحتمل بأن الحياة قد تم إحضارها إلى الأرض من عوالم أخرى ولا من خلال نظرية الوجود المستمر للحياة على هذا الكوكب طوال تاريخه. يتمثل النهج العلمي هنا في التحقق من الظروف التي نشأت في ظلها الحياة على الأرض (حدث هذا قبل عدة مليارات من السنين) ومحاولة محاكاة العمليات التي ربما حدثت في ظل هذه الظروف ، وإعادة بناء المراحل المتعاقبة التي نشأت فيها الحياة بشكل تجريبي. وبالتالي ، فإن البيانات المتعلقة بالحالة الفيزيائية والكيميائية للغلاف الجوي وسطح الأرض و rsquos في ذلك الوقت قدمت دليلًا نظريًا وتجريبيًا على أنه يمكن تصنيع الهيدروكربونات البسيطة جدًا والمركبات العضوية الأكثر تعقيدًا (الأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات) ، مما يؤكد الاحتمال النظري لها. البلمرة إلى سلاسل قصيرة و mdashpeptides و oligonucleotides. ومع ذلك ، فإن المرحلة التالية في أصل الحياة لم تتم دراستها بعد. كان تطبيق مفهوم الانتقاء الطبيعي على الهياكل العضوية الموجودة على الحدود بين الأشياء الحية وغير الحية مهمًا للنظرية. يمكن أن يلعب الانتقاء الطبيعي دورًا بناءً في التطور فقط عند تطبيقه على هياكل ذاتية التكاثر قادرة على تخزين المعلومات التي تحتويها وإعادة إنتاجها بشكل متكرر. يتم تلبية هذه المتطلبات فقط من خلال الأحماض النووية (بشكل رئيسي الحمض النووي) ، والتي لا يمكن أن يحدث النسخ الذاتي إلا إذا لوحظت عدة ظروف (وجود أحاديات النيوكليوتيدات ، وإمداد بالطاقة ، ووجود الإنزيمات لتنفيذ البلمرة والتكملة البولي نيوكليوتيد الموجود ، وبالتالي تكرار المعلومات التي يحتوي عليها). لم يُعرف أي شيء حتى الآن عن النسخ الذاتي للمركبات الكيميائية الأخرى وفي ظل ظروف مختلفة وأبسط. لذلك ، تكمن الصعوبة الرئيسية التي تواجهها النظرية في أن بروتينات الإنزيم مطلوبة لمضاعفة الأحماض النووية وأن الأحماض النووية ضرورية لإنتاج البروتينات. بعد ظهور نظام النسخ الذاتي الأولي ، كان تطوره اللاحق أقل تعقيدًا ، وهذا هو المكان الذي اكتشف فيه داروين و [مدش] المبادئ التي تحدد تطور الكائنات الحية الأكثر تعقيدًا و [مدشبيغين] للعمل. نظرًا لأن آلية أصل الحياة على الأرض غير معروفة ، فمن الصعب تقييم احتمالية نشأة الحياة في ظل ظروف خارج كوكب الأرض. نظرًا لبيانات علم الفلك حول العديد من أنظمة الكواكب في الكون والاحتمال الكبير لظروف تتوافق مع نشوء الحياة ، فإن العديد من العلماء يعتبرون الأصل المتعدد للحياة أمرًا مسلمًا به. ومع ذلك ، هناك رأي آخر ، وهو أن الحياة الأرضية هي ظاهرة نادرة للغاية وفريدة من نوعها تقريبًا في الجزء المرئي من المجرة المحيط بنا.

المحيط الحيوي والبشرية. يثير النمو السريع لسكان الأرض و rsquos مسألة حدود الإنتاجية البيولوجية للمحيط الحيوي. في غضون 100 & ndash200 عام ، إذا تم الحفاظ على الأساليب الحالية للزراعة ونما عدد السكان بنفس المعدل ، لن يكون لدى نصف السكان ما يكفي من الطعام أو الماء ، أو حتى الأكسجين للتنفس. ولهذا السبب تم الاعتراف بضرورة المنظمة خلال فترة زمنية قصيرة (من جيلين إلى ثلاثة أجيال) من (1) الحماية الصارمة للطبيعة والقيود ضمن الحدود المعقولة للعديد من الصناعات (قبل كل شيء التدمير بالجملة من الغابات) و (2) اعتماد تدابير واسعة تهدف إلى زيادة الإنتاجية البيولوجية للمحيط الحيوي للأرض و rsquos وتكثيف الدورات البيولوجية في كل من التكاثر الحيوي الطبيعي والمزروع. لا يزود المحيط الحيوي الذي يعمل بشكل طبيعي الإنسان بالطعام والمواد الخام العضوية القيمة للغاية فحسب ، بل يحافظ أيضًا على التوازن بين التكوين الغازي للغلاف الجوي ، ومحاليل المياه الطبيعية ، ودورات المياه على الأرض. وبالتالي ، فإن الضرر الكمي والنوعي الذي يلحقه الإنسان بعمل المحيط الحيوي يقلل من إنتاج المواد العضوية ويعطل التوازن الكيميائي في الغلاف الجوي والمياه الطبيعية. سيبدو المستقبل مختلفًا عندما يدرك الناس حجم الخطر ويتبنون موقفًا معقولًا تجاه موطنهم ، المحيط الحيوي للأرض و rsquos. إن القوة العلمية والصناعية للناس كبيرة بالفعل بما يكفي ليس فقط لتدمير المحيط الحيوي ولكن أيضًا لإجراء عمليات الاستصلاح والهندسة الهيدروليكية وغيرها من الأعمال على أي نطاق مهما كان.

ترتبط الإنتاجية البيولوجية الأولية للأرض باستخدام الطاقة الشمسية الممتصة أثناء عملية التمثيل الضوئي والطاقة التي يتم الحصول عليها عن طريق التخليق الكيميائي من قبل المنتجين الأساسيين. إذا زاد الإنسان متوسط ​​كثافة الغطاء النباتي (وهو أمر ممكن تقنيًا) ، فيمكنه زيادة الإنتاجية البيولوجية بمقدار ضعفين إلى ثلاثة من حيث مدخلات الطاقة في المحيط الحيوي. يمكن تحقيق ذلك إذا تم ، أثناء الاستصلاح وزيادة كثافة الغطاء النباتي ، زيادة استخدام أنواع النباتات الخضراء ذات الكفاءة العالية و rdquo في التمثيل الضوئي. من أجل إدخال أنواع مفيدة في المجتمعات النباتية ، من الضروري للغاية معرفة الظروف التي تحافظ على توازن التكاثر الحيوي وتعطله. وإلا يمكن أن تكون هناك كوارث بيولوجية مثل الانفجارات السكانية الخطرة اقتصاديًا لبعض الأنواع والانخفاض السريع في أعداد الأنواع الأخرى. من خلال زيادة كفاءة العمل البيوجيوكيميائي للتكاثر الحيوي الطبيعي والمزروع ، عن طريق وضع صيد الحيوانات البرية والبحرية ، وصيد الأسماك ، وقطع الأخشاب ، وغيرها من الأنشطة على أساس عقلاني ، ومن خلال تنمية مجموعات جديدة من الكائنات الحية الدقيقة والنباتات والحيوانات من بين الاحتياطي الهائل للأنواع البرية ، من الممكن زيادة الإنتاجية البيولوجية والإنتاجية البيولوجية للمحيط الحيوي المفيدة للإنسان بعامل إضافي من اثنين إلى ثلاثة. كما يفتح تكاثر الكائنات الحية الدقيقة والنباتات المزروعة إمكانيات هائلة. في المستقبل القريب ، عندما يستفيد المربون من نتائج الأبحاث في المجالات سريعة النمو في علم الوراثة الجزيئي الحديث وعلم الوراثة ، سيتم تحفيز التقدم في هذه المجالات من خلال تطوير واستخدام & ldquo التجريبية & rdquo التطور للنباتات المزروعة على أساس طويل المدى التهجين ، وإنشاء أشكال متعددة الصبغيات ، وتحريض الطفرات الاصطناعية ، وما إلى ذلك.

يجب أن تتبنى التكنولوجيا الزراعية أيضًا أساليب جديدة قادرة على زيادة الغلة بشكل حاد (أحد الاحتمالات الواقعية هو التحول من نظام محصول واحد إلى نظام محصول متعدد). أخيرًا ، في المستقبل القريب جدًا ، سيتعين على الناس تعلم كيفية استعادة المواد العضوية الجزيئية الكبيرة من النوع السابروبيلي في المراحل النهائية من الدورات البيولوجية بدلاً من المنتجات منخفضة القيمة الجزيئية الصغيرة للتمعدن النهائي للمخلفات العضوية. كل هذه الطرق لزيادة إنتاجية المحيط الحيوي تكمن في قدرات العلم والتكنولوجيا في المستقبل المنظور وتوضح بوضوح الإمكانات العظيمة للمجتمع البشري النامي من ناحية وأهمية الدراسات البيولوجية على نطاقات واتجاهات مختلفة للغاية حياة الإنسان على الأرض من جهة أخرى. لا يمكن تحقيق أي من التحولات التي يجب أن يقوم بها الإنسان في المحيط الحيوي دون معرفة ثراء الأشكال الرئيسية وتفاعلاتها. يفترض هذا الحاجة إلى جرد الحيوانات والنباتات والكائنات الحية الدقيقة في مناطق مختلفة من الأرض ، والتي لا تزال بعيدة عن الاكتمال. في العديد من المجموعات الكبيرة من الكائنات الحية ، حتى التركيب النوعي للأنواع المكونة لها غير معروف. لإجراء مثل هذا الجرد يتطلب إحياءً وتكثيفًا حادًا للعمل الميداني في التصنيف ، وعلم الأحياء الميداني (علم النبات ، وعلم الحيوان ، وعلم الأحياء الدقيقة) والجغرافيا الحيوية.

نهج عملي مهم هو دراسة موائل الإنسان و rsquos بالمعنى الواسع وتنظيم طرق فعالة لإدارة الاقتصاد على هذا الأساس. يستلزم النهج حماية الطبيعة ويتم اتباعه بشكل أساسي على طول الخطوط الجيولوجية الحيوية. انجذب علماء الأحياء التقدميون في جميع أنحاء العالم وعلماء الحيوان وعلماء النبات وعلماء الوراثة وعلماء البيئة وعلماء وظائف الأعضاء والكيمياء الحيوية وما إلى ذلك إلى مثل هذه الأبحاث ، والتي تهدف إلى زيادة الإنتاجية البيولوجية للأرض وتوفير الظروف المعيشية المثلى على كوكبنا لزيادة عدد السكان بشكل مطرد . يتم تنسيق عملهم من قبل البرنامج البيولوجي الدولي.

الإنسان ، باعتباره كائنًا غير متغاير التغذية ، غير قادر على استخدام الطاقة الشمسية التي تصل إلى الأرض بشكل مباشر. يتلقى البروتينات والدهون والكربوهيدرات والفيتامينات التي يحتاجها للتغذية بشكل أساسي من النباتات المزروعة والحيوانات الأليفة ، باستخدام السلاسل الطويلة والقصيرة في بعض الحالات والسلاسل القصيرة في حالات أخرى ، من ذاتية التغذية (النباتات الخضراء بشكل رئيسي) إلى الكائنات غيرية التغذية (الحيوانات). تساعد المعرفة بقوانين الوراثة والتربية بالإضافة إلى فسيولوجيا الأنواع المزروعة على تحسين التكنولوجيا الزراعية وتقنيات تربية الحيوانات وتطوير أنواع نباتية وسلالات حيوانية أكثر إنتاجية. يحدد مستوى المعرفة في مجالات الجغرافيا الحيوية والبيئة إمكانية وفعالية إدخال وتكييف الأنواع المفيدة ومكافحة آفات المحاصيل والطفيليات لحيوانات المزرعة. تسمح الأبحاث البيوكيميائية بالاستفادة الكاملة من المواد العضوية من أصل نباتي وحيواني. بدون التعاون النشط من علماء الأحياء من جميع التخصصات مع العمال الزراعيين العمليين ، والغابات ، وعلماء الأحياء البرية ، ومربي الفراء ، وغيرهم ، من المستحيل معالجة قضايا مثل تطوير طرق تربية جديدة ونظرية التغاير (التي تضمن زيادة الإنتاجية من حيوانات المزرعة والنباتات) تربية الكائنات الحية ذات الخصائص المحددة مسبقًا تحسين الأساليب البيولوجية لمكافحة الآفات والإدارة العلمية للغابات وتربية الفراء والصيد وصيد الأسماك وما إلى ذلك (وهذا يتطلب حل عدد من المشاكل و [مدش] على سبيل المثال ، ديناميات السكان والحجم والمكان والوقت الأمثل لتخفيض عدد السكان عن طريق الصيد أو صيد الأسماك ، وما إلى ذلك).

جانب عملي آخر بالغ الأهمية في علم الأحياء هو استخدام إنجازاته في الطب. جعلت التطورات والاكتشافات في علم الأحياء المستوى الحالي للطب ممكنًا. مزيد من التقدم يتوقف أيضا على نمو علم الأحياء. تعتمد الأفكار المتعلقة بالبنية الميكروسكوبية والميكروسكوبية لجسم الإنسان ووظائف أعضائه وخلاياه بشكل أساسي على الأبحاث البيولوجية. يدرس الأطباء وعلماء الأحياء على حد سواء الأنسجة البشرية وعلم وظائف الأعضاء ، وهما أساس المجالات الطبية مثل علم التشريح المرضي وعلم وظائف الأعضاء المرضي. تستند نظرية أسباب وانتشار الأمراض المعدية ومبادئ السيطرة على البحوث الميكروبيولوجية والفيروسية. ربما تم التعرف على معظم البكتيريا المسببة للأمراض حتى الآن. تمت دراسة الطرق التي ينتشرون بها ويهاجمون الإنسان. تم ابتكار طرق للسيطرة عليها عن طريق التعقيم والتطهير والعلاج الكيميائي. تم عزل وفحص العديد من الفيروسات المسببة للأمراض ، وآليات تكاثرها قيد الدراسة. تم وضع طرق للسيطرة على العديد منها.

الأفكار المتعلقة بآليات المناعة ، التي هي أساس مقاومة الكائن الحي ومقاومة العدوى ، تعتمد أيضًا على الأبحاث البيولوجية. تمت دراسة التركيب الكيميائي للأجسام المضادة ، وتجري الآن دراسة آليات تركيبها. إن العمل الذي يتم إجراؤه على عدم توافق الأنسجة ، وهو العقبة الرئيسية أمام زراعة الأعضاء والأنسجة ، له أهمية خاصة بالنسبة للطب. يتم استخدام عوامل الأشعة السينية والمواد الكيميائية لقمع الجسم ونظام المناعة rsquos. سيكون من الممكن التغلب على عدم توافق الأنسجة دون تعريض الحياة للخطر فقط عندما يتم الكشف عن آليات المناعة. لا يمكن تحقيق ذلك إلا من خلال نهج بيولوجي واسع النطاق للمشكلة. أحدث اكتشاف المضادات الحيوية ثورة في علاج الأمراض المعدية التي كانت في السابق السبب الرئيسي للوفاة. يعد الاستخدام الطبي للمواد التي تفرزها الكائنات الحية الدقيقة لمحاربة بعضها البعض أكبر مساهمة بيولوجية في القرن العشرين. لم يصبح الإنتاج الضخم للمضادات الحيوية الرخيصة ممكنًا إلا بعد تربية سلالات عالية الإنتاجية من منتجي المضادات الحيوية بطرق وراثية حديثة. زادت الأهمية النسبية لأمراض الشيخوخة و [مدش] القلب والأوعية الدموية ، والخبيثة ، والوراثية و [مدشس] حيث تم تمديد متوسط ​​عمر الإنسان (إلى حد كبير من خلال التقدم الطبي). وقد واجه هذا الطب مشاكل جديدة في حلها يلعب علم الأحياء دورًا رئيسيًا في حلها. على سبيل المثال ، تحدث العديد من أمراض الأوعية الدموية بسبب اضطرابات التمثيل الغذائي للدهون والكوليسترول التي لم يتم دراستها بالكامل من قبل الكيمياء الحيوية وعلم وظائف الأعضاء. يعمل علماء الخلايا وعلماء الأجنة وعلماء الوراثة والكيمياء الحيوية وعلماء المناعة وعلماء الفيروسات كجبهة موحدة لحل مشكلة السرطان. تم بالفعل إحراز بعض التقدم في هذا المجال (الجراحة والعلاج الإشعاعي والعلاج الكيميائي). ومع ذلك ، فإن الحل الجذري لمشاكل النمو الخبيث وتجديد الأنسجة والأعضاء يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالقوانين العامة لتمايز الخلايا.

تُستخدم نتائج الأبحاث البيولوجية ليس فقط في الزراعة والطب ولكن أيضًا في مجالات المساعي البشرية التي كانت في السابق بعيدة عن علم الأحياء. وخير مثال على ذلك هو الاستخدام المكثف لعلم الأحياء الدقيقة في الصناعة للحصول على عقاقير جديدة وذات كفاءة عالية ولعمل رواسب خام باستخدام الكائنات الحية الدقيقة.

علم الوراثة البشرية ، بما في ذلك علم الوراثة الطبية الذي يدرس الأمراض الوراثية ، هو الآن موضوع مهم للبحث الطبي الحيوي. يمكن الآن تشخيص الأمراض التي تسببها الانحرافات الصبغية بدقة. يمكن استخدام التحليل الجيني للكشف عن الطفرات الضارة ، والتي يمكن السيطرة عليها عن طريق الاستشارات والتوصيات العلاجية والوراثية. طرق معقولة لإنقاذ البشرية من الطفرات الضارة قيد المناقشة النشطة في الأدبيات البيولوجية. يتم إيلاء اهتمام متزايد للصحة العقلية للبشرية. لا يمكن حل المشكلة بدون تحليل تاريخي طبيعي وبيولوجي شامل للأصل في الحيوانات من أعلى أشكال النشاط العصبي المؤدي إلى النفس. حقيقة أن علم السلوك ، علم السلوك ، قد تم تأسيسه كنظام بيولوجي منفصل يساهم بشكل كبير في حل هذه المشكلة البالغة الأهمية و mdashone التي ليس لها آثار نظرية فقط ولكن فلسفية ومنهجية.

العلاقة بين علم الأحياء والزراعة والطب مسؤولة عن كل من تطورها وتطوير علم الأحياء. يتم تمويل مجالات علم الأحياء الواعدة من حيث التطبيق العملي بسخاء كبير من قبل المجتمع. في المستقبل ، سيتم تعزيز وتطوير اتحاد علم الأحياء مع الزراعة والطب ، والذي يعتبر علم الأحياء أساسه العلمي.

إن تقدم علم الأحياء في القرن العشرين والدور الموسع نسبيًا وبشكل مطلق للبيولوجيا بين العلوم الأخرى ووجود الجنس البشري ككل مسؤولان عن المظهر المختلف لعلم الأحياء عما كان عليه قبل 30 أو 40 عامًا. يتم تسهيل تراكم المعرفة في كل من المجالات الجديدة والكلاسيكية لعلم الأحياء من خلال تطوير واستخدام طرق وأدوات جديدة. على سبيل المثال ، تبع تقدم كبير في تطوير المجهر الإلكتروني ، مما جعل من الممكن الكشف عن بنى تحتية جديدة على مستويات مختلفة من تنظيم الكائنات الحية. طرق جديدة للدراسات في الجسم الحي (الخلايا والأنسجة ومزارع الأعضاء ، ووسم الأجنة ، واستخدام النظائر المشعة ، وما إلى ذلك) واستخدام الأجهزة الفيزيائية والكيميائية التي تعمل بسرعات عالية وآلية جزئيًا أو كليًا (أجهزة طرد مركزي وفائق الدقة ، تستخدم على نطاق واسع أجهزة micromanipulators ، وأجهزة تخطيط القلب ، وأجهزة تخطيط كهربية الدماغ ، وأجهزة كشف الكذب ، ومقاييس الطيف الضوئي ، وأجهزة الطيف الكتلي ، وغيرها الكثير). يتزايد عدد المعاهد البيولوجية والمحطات البيولوجية والمحميات والحدائق الوطنية (التي تلعب أيضًا دورًا مهمًا مثل & ldquonatural Laboratories & rdquo). تم إنشاء المعامل التي يمكن فيها دراسة تأثيرات أي مجموعة من العوامل المناخية والفيزيائية الكيميائية (biotrons ، phytotrons). المنظمات البحثية لديها الآن أجهزة كمبيوتر إلكترونية. تنتج الفروع الجديدة للصناعة أدوات بيولوجية. يعمل العدد المتزايد باطراد من المعاهد البيولوجية المتخصصة والكليات البيولوجية للجامعات على تدريب موظفين مؤهلين تأهيلا عاليا في مختلف فروع علم الأحياء. يمكن الحكم على التطور المادي والتقني للمجتمع من خلال مستوى البحث البيولوجي لأن علم الأحياء أصبح قوة إنتاجية حقيقية. وهذا يضمن ازدهار البيولوجيا في المستقبل والتي ستتميز بلا شك باكتشاف قوانين أساسية جديدة للطبيعة الحية. يرتبط وجود الإنسان في الأرض والمحيط الحيوي rsquos ارتباطًا وثيقًا بالتقدم المحرز في حل العديد من المشكلات البيولوجية. أصبح علم الأحياء هو الأساس العلمي والعقلاني للعلاقات بين الإنسان والطبيعة.


تاريخ الخلية: اكتشاف الخلية

تم اكتشاف الخلية في البداية بواسطة روبرت هوك في عام 1665 ، وتتمتع الخلية بتاريخ غني ومثير للاهتمام أفسح المجال في النهاية للعديد من التطورات العلمية الحالية.

يسرد هذا شعارات البرامج أو شركاء NG Education الذين قدموا أو ساهموا في المحتوى على هذه الصفحة. مستوي بواسطة

على الرغم من أنها مختلفة جدًا من الخارج ، إلا أن الفيل وعباد الشمس والأميبا كلها مصنوعة من نفس لبنات البناء. من الخلايا الفردية التي تشكل أبسط الكائنات الحية إلى تريليونات الخلايا التي تشكل التركيب المعقد لجسم الإنسان ، كل كائن حي على الأرض يتكون من خلايا. هذه الفكرة ، وهي جزء من نظرية الخلية ، هي أحد العناصر الأساسية في علم الأحياء. تنص نظرية الخلية أيضًا على أن الخلايا هي الوحدة الوظيفية الأساسية للكائنات الحية وأن جميع الخلايا تأتي من خلايا أخرى. على الرغم من أن هذه المعرفة أساسية اليوم ، إلا أن العلماء لم يكونوا على دراية بالخلايا دائمًا.

لم يكن اكتشاف الخلية ممكنًا لولا التقدم في المجهر. مهتم بمعرفة المزيد عن العالم المجهري ، قام العالم روبرت هوك بتحسين تصميم المجهر المركب الموجود في عام 1665. استخدم مجهره ثلاث عدسات وضوء المسرح الذي يضيء العينات ويكبرها. سمحت هذه التطورات لهوك برؤية شيء عجيب عندما وضع قطعة من الفلين تحت المجهر. شرح هوك تفاصيل ملاحظاته عن هذا العالم الصغير الذي لم يسبق له مثيل في كتابه ، ميكروغرافيا. بالنسبة له ، بدا الفلين كما لو كان مصنوعًا من مسام صغيرة ، والذي أتى للاتصال به & ldquocells & rdquo لأنهم ذكروه بالخلايا الموجودة في الدير.

في ملاحظة خلايا الفلين و rsquos ، أشار هوك في ميكروغرافيا هذا ، & ldquo يمكنني أن أدرك أنها كلها مثقبة ومسامية ، مثل مشط العسل إلى حد كبير ، لكن مسامها لم تكن منتظمة وتضخم هذه المسام أو الخلايا ، وكانت بالفعل أول المسام المجهرية التي رأيتها على الإطلاق ، وربما ، التي شوهدت من قبل ، فأنا لم أقابل أي كاتب أو شخص سبق أن ذكرهم قبل هذا & hellip & rdquo

لم يمض وقت طويل على اكتشاف Hooke & rsquos ، اكتشف العالم الهولندي أنتوني فان ليفينهوك كائنات أخرى مخفية صغيرة و mdashbacteria و protozoa. لم يكن مفاجئًا أن يقوم فان ليفينهوك بهذا الاكتشاف. لقد كان صانع مجهر رئيسي وأتقن تصميم المجهر البسيط (الذي كان يحتوي على عدسة واحدة فقط) ، مما مكنه من تكبير جسم بحوالي مائتين إلى ثلاثمائة ضعف حجمه الأصلي. ما رآه فان ليفينهوك بهذه المجاهر هو البكتيريا والأوليات ، لكنه أطلق على هذه الكائنات الدقيقة اسم الجسيمات الدقيقة. & rdquo

أصبح فان ليوينهوك مفتونًا. ذهب ليكون أول من لاحظ ووصف الحيوانات المنوية في عام 1677. حتى أنه ألقى نظرة على اللويحة بين أسنانه تحت المجهر. في رسالة إلى الجمعية الملكية ، كتب: "بعد ذلك ، رأيت دائمًا ، وبعجب كبير ، أنه في الموضوع المذكور كان هناك العديد من جزيئات الحيوانات الحية الصغيرة جدًا ، وهي تتحرك بشكل جميل للغاية. & rdquo

في القرن التاسع عشر ، بدأ علماء الأحياء في إلقاء نظرة فاحصة على كل من الأنسجة الحيوانية والنباتية ، مما أتقن نظرية الخلية. يمكن للعلماء أن يخبروا بسهولة أن النباتات مكونة بالكامل من الخلايا بسبب جدارها الخلوي. ومع ذلك ، لم يكن هذا واضحًا جدًا بالنسبة للخلايا الحيوانية ، التي تفتقر إلى جدار خلوي. يعتقد العديد من العلماء أن الحيوانات كانت مصنوعة من ldquoglobules. & rdquo

درس العالمان الألمان تيودور شوان وماتياس شلايدن خلايا الحيوانات والنباتات على التوالي. حدد هؤلاء العلماء الاختلافات الرئيسية بين نوعي الخلايا وطرحوا فكرة أن الخلايا كانت الوحدات الأساسية لكل من النباتات والحيوانات.

ومع ذلك ، أساء شوان وشلايدن فهم كيفية نمو الخلايا. يعتقد شلايدن أن الخلايا تتغذى من النواة وتنمو من هناك. وبالمثل ، ادعى شوان أن الخلايا الحيوانية & ldquocrystized & rdquo من المادة بين الخلايا الأخرى. في النهاية ، بدأ علماء آخرون في كشف الحقيقة. تم تحديد قطعة أخرى من لغز نظرية الخلية بواسطة Rudolf Virchow في عام 1855 ، الذي ذكر أن جميع الخلايا يتم إنشاؤها بواسطة الخلايا الموجودة.

في مطلع القرن ، بدأ الاهتمام يتحول نحو علم الوراثة الخلوية ، والذي كان يهدف إلى ربط دراسة الخلايا بدراسة علم الوراثة. في ثمانينيات القرن التاسع عشر ، كان والتر ساتون وثيودور بوفيري مسئولين عن تحديد الكروموسوم كمحور للوراثة و mdashforever يربط بين علم الوراثة وعلم الخلايا. أكدت الاكتشافات اللاحقة وعززت دور الخلية في الوراثة ، مثل دراسات James Watson و Francis Crick & rsquos حول بنية الحمض النووي.

استمر اكتشاف الخلية في التأثير على العلم بعد مائة عام ، مع اكتشاف الخلايا الجذعية ، الخلايا غير المتمايزة التي لم تتطور بعد إلى خلايا أكثر تخصصًا. بدأ العلماء في استخلاص الخلايا الجذعية الجنينية من الفئران في الثمانينيات ، وفي عام 1998 ، عزل جيمس طومسون الخلايا الجذعية الجنينية البشرية وطور خطوطًا خلوية. تم نشر عمله بعد ذلك في مقال في المجلة علم. اكتشف لاحقًا أن الأنسجة البالغة ، عادةً الجلد ، يمكن إعادة برمجتها إلى خلايا جذعية ثم تشكيل أنواع أخرى من الخلايا. تُعرف هذه الخلايا بالخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات. تستخدم الخلايا الجذعية الآن لعلاج العديد من الحالات مثل مرض الزهايمر وأمراض القلب.

كان لاكتشاف الخلية تأثير أكبر بكثير على العلم مما كان يمكن أن يحلم به هوك في عام 1665. بالإضافة إلى منحنا فهمًا أساسيًا لبنات بناء جميع الكائنات الحية ، أدى اكتشاف الخلية إلى تطورات في المجال الطبي. التكنولوجيا والعلاج. اليوم ، يعمل العلماء على الطب الشخصي ، والذي من شأنه أن يسمح لنا بزراعة الخلايا الجذعية من خلايانا ومن ثم استخدامها لفهم عمليات المرض. كل هذا وأكثر نما من ملاحظة واحدة للخلية في الفلين.

قام روبرت هوك بتحسين تصميم المجهر المركب حوالي عام 1665 ونشر كتابًا بعنوان ميكروغرافيا التي أوضحت النتائج التي توصل إليها باستخدام الأداة.


أسئلة الاختيار من متعدد في علم الخلايا (Cytology MCQ) مع مفتاح الإجابة والشروحات

المستوى الأساسي والمتقدم علم الخلايا / بيولوجيا الخلية أسئلة الاختيار من متعدد (MCQ) / أسئلة نموذجية مع مفتاح الإجابة وتفسيرات لإعداد الامتحانات التنافسية في علم الأحياء / علوم الحياة مثل امتحان علوم الحياة CSIR JRF NET | امتحان ICMR JRF | امتحان DBT BET JRF | علوم الحياة بوابة (XL) | التكنولوجيا الحيوية GATE (BT) | فحص ICAR ARS NET | امتحان SET و SLET | CUCET | امتحانات القبول بالجامعة PG | TIFR GS- علم الأحياء | مربى | علم الأحياء GRE | عمالا | فحص الدخول الطبي | امتحانات القبول في البحث الجامعي (دكتوراه) | أولمبياد الأحياء | امتحانات PSC | امتحانات UPSC إلخ.

لا تتردد في الاتصال بـ مشرف إذا وجدت أي أخطاء في مفتاح الإجابة.


علم الأحياء النمائي ، الخلية الجذعية للتخصصات البيولوجية

يُقترح علم الأحياء التطوري (بما في ذلك علم الأجنة) على أنه "الخلية الجذعية للتخصصات البيولوجية". علم الوراثة ، وبيولوجيا الخلية ، وعلم الأورام ، وعلم المناعة ، والآليات التطورية ، وعلم الأعصاب ، وبيولوجيا الأنظمة لكل منها أصل في علم الأحياء التطوري. علاوة على ذلك ، تستمر البيولوجيا التطورية في التقدم ، وتزرع المزيد من التخصصات ، مع الاحتفاظ بهويتها الخاصة. في العلوم مع مجموعة محدودة من النماذج والأمثلة والتقنيات ، تظل البيولوجيا التطورية نشطة ومتعددة القدرات وغير متمايزة نسبيًا.في العديد من التخصصات ، لا سيما في علم الأحياء التطوري وعلم الأورام ، يتم إعادة التأكيد على المنظور التنموي كبرنامج بحث مهم.

الاقتباس: Gilbert SF (2017) علم الأحياء التطوري ، الخلية الجذعية للتخصصات البيولوجية. بلوس بيول 15 (12): e2003691. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2003691

نشرت: 28 ديسمبر 2017

حقوق النشر: © 2017 سكوت ف. جيلبرت. هذا مقال مفتوح الوصول يتم توزيعه بموجب شروط ترخيص Creative Commons Attribution License ، والذي يسمح بالاستخدام غير المقيد والتوزيع والاستنساخ في أي وسيط ، بشرط ذكر المؤلف والمصدر الأصليين.

التمويل: National Science Foundation https://www.nsf.gov/ (رقم المنحة IOS-145177). لم يكن للممول أي دور في تصميم الدراسة أو جمع البيانات وتحليلها أو اتخاذ قرار النشر أو إعداد المخطوطة.

تضارب المصالح: بصفتي مؤلفًا لكتاب علم الأحياء التطوري ، أقر بأنني أرغب في أن تكون الدورات في علم الأحياء التطوري إلزامية لجميع تخصصات علم الأحياء وما قبل الطب.

الاختصارات: iPSC ، الخلايا الجذعية المستحثة SMT ، نظرية الطفرات الجسدية

الأصل: بتكليف من الخارج استعراض الأقران

كنا ننهي العشاء في مؤتمر حول علم الأحياء التطوري التطوري عندما طلب مني طالب دراسات عليا شرح بعض التعليقات التي أدليت بها خلال جلسة أسئلة وأجوبة. كنت قد اختلفت مع اعتماد أحد الزملاء على تحليل الاقتباس لتقديم تاريخ علم الأحياء التطوري التطوري. لقد جادلت بأن قوائم الاستشهادات هي وثائق سياسية. لا تكشف الاستشهادات ما إذا كانت الورقة قد أثرت على المؤلف ، أو حتى ما إذا كان المؤلف قد قرأها. علاوة على ذلك ، يجب أن يشرح تاريخ الحقل الجديد سبب ظهور هذا المجال. قد يكون لها حتى أسطورة ، موضوع سردي لقصة أصلها.

سأل الطالب عما إذا كان روايتي لتاريخ البيولوجيا التطورية التطورية تحتوي على سرد أساسي ، وإذا كان الأمر كذلك ، فماذا كانت. قلت له شيئًا مثل ، "نعم. إذا قمت بتحليل رواياتي ، ستجد أن هناك سردًا أساسيًا ، وأن السرد هو "عودة صاحب السيادة الشرعي". كان يُنظر إلى التنمية في الأصل على أنها محرك التطور ، والطريقة الرئيسية لتفسير التطور كانت من خلال علم الأجنة. . في الواقع ، في أواخر القرن التاسع عشر ، يمكن أن تعني كلمة "تطور" إما التطور الجيني أو التطور الجنيني. لكن علم الوراثة نشأ من علم الأجنة ، وفي النهاية ، أصبح التطور يُنظر إليه على أنه مجموعة فرعية مناسبة من علم الوراثة السكانية. حل علم الوراثة محل التنمية كطريقة لدراسة التطور. في روايتي ، يمثل evo-devo عودة علم الأحياء التطوري إلى مكانه الصحيح كوسيلة لدراسة التطور ".

واصلت ، بعد أن شعرت أنه لم يحصل على الاتصال. "عودة صاحب السيادة الشرعي. تذكر إرول فلين روبن هود، حيث ألقى الراهب المأسور ملابسه الدينية بشكل كبير ليكشف عن نفسه كملك ريتشارد ، وعاد إلى إنجلترا لتصحيح مظالم جون؟ "

لم تكن إشارتي المؤرخة من خلال ذلك أيضًا. "لعبة العروش، "لقد جازفت.

"نعم!" صرخ ، "فهمت. Evo-Devo و لعبة العروش!”

عندما تذكرت نسختي من قصة أصل علم الأحياء التطوري ، فكرت في سؤال أكبر ، لاحظه آخرون أيضًا [1]: لماذا وكيف تم تهميش علم الأحياء التطوري ، الذي كان في يوم من الأيام محورًا رئيسيًا لعلم الأحياء ، في مناهجنا الدراسية؟ غالبًا ما تُعتبر جوائز نوبل والجوائز الأخرى للاكتشافات في علم الأحياء التطوري (حتى في المجلات العلمية) بمثابة اختراقات في علم الوراثة أو في بيولوجيا الخلايا الجذعية. غالبًا ما يتم فهرسة مقالات المجلات المتعلقة مباشرة بالبيولوجيا التطورية ضمن "بيولوجيا السرطان" أو "التطور" أو "علم الأعصاب". لقد تم الاستخفاف بالبيولوجيا التطورية على أنها "من الطراز القديم" من قبل الخبراء في المجال الذين يقومون بذلك بشكل ممتاز ، ولكنهم يفضلون تسميتها شيئًا آخر. في الاجتماع الأخير لجمعية علم الأحياء التنموي ، سألت رئيسة الجمعية ، بلانش كابيل [2] ، في خطابها الرئاسي ، "هل فكرت يومًا ، مثلي ، أن علم الأحياء التنموي لا يحصل على التقدير الذي يستحقه من أجل مساهماتها في فهم العالم الطبيعي؟ "

كما يجب أن يكون واضحًا الآن ، فقد تساءلت بالفعل عن سبب التغاضي عن علم الأحياء التطوري وأنا ألعب بفرضية لشرح السبب. أقترح أن علم الأحياء التطوري (وتخصصه الأصلي ، علم الأجنة) كان الخلية الجذعية للتخصصات البيولوجية. إنه ليس تخصصًا "متمايزًا" ، ولكنه نظام متعدد القدرات يولد تخصصات مثل علم الوراثة وعلم المناعة ، مع الاحتفاظ بهويته الخاصة طوال الوقت.

(تجدر الإشارة إلى أن علم الأحياء النمائي هو نظام تمت تسميته مرتين. في الخمسينيات من القرن الماضي ، صاغ المصطلح بول فايس ونجيه بيريل ليشمل الانضباط الأبوي ، وعلم الأجنة ، بالإضافة إلى دراسة الخلايا الجذعية البالغة والتطور غير الجنيني ، مثل التبرعم والتجديد. كان هذا هو الدافع للمجلة علم الأحياء التنموي. تم تسميته مرة أخرى في السبعينيات ، للمسلسل السنوي ، الموضوعات الحالية في علم الأحياء التنموي، حيث كان يُنظر إليه على أنه النهج الجزيئي لعلم الأجنة. في كلتا الحالتين ، كان يُنظر إلى "علم الأحياء التطوري" على أنه تحديث وامتداد لعلم الأجنة [3].)

لذا ، دعونا نبدأ بنظرية الخلية. في منتصف القرن التاسع عشر ، أدت دراسة الأجنة إلى ظهور نظريات مختلفة حول تكوين الخلايا. شكّل شلايدن وشوان وريماك نظرياتهم الخلوية للإجابة على سؤال حول كيفية نشوء الأجنة متعددة الخلايا ، وبالتالي أدى إلى علم الخلايا / بيولوجيا الخلية [4-6]. تعتمد نظرية الخلية اليوم إلى حد كبير على فرضية عام 1862 لروبرت ريماك [7] ، الذي اكتشف لأول مرة أن الجنين يتكون من انقسام الخلية وأن جميع خلايا الجسم من نسل الزيجوت. لكن أين تتشكل هذه الخلايا؟ بحلول مطلع ذلك القرن ، قام إيلي ميتشنيكوف وغيره من علماء الأجنة ، الذين يبحثون عن مصادر وأدوار الأديم المتوسط ​​(طبقة الخلايا الوسطى للجنين الجنيني) ، بصياغة المناهج الأولى لعلم المناعة. وجد Metchnikoff أن خلايا الأديم المتوسط ​​لجنين نجم البحر تنطلق من الأديم الباطن المنتج للأمعاء وكانت قادرة على الهضم داخل الخلايا الخاصة بها ، وتبلعم الأجسام الغريبة التي يتم إدخالها في اليرقات. أدى اكتشافه إلى ظهور الفرضيات الأولى للمناعة الخلوية [8]. وهكذا ، بحلول عام 1900 ، كان علم الأجنة قد أدى بالفعل إلى ظهور بيولوجيا الخلية وعلم المناعة.

بعد ذلك بوقت قصير ، تم بناء نظرية الجينات من قبل علماء الأجنة الذين انخرطوا في نقاشات حول أي جزء من الجنين - النواة أو السيتوبلازم - يتحكم في التطور. في أوائل القرن العشرين ، اعتقد عالما الأجنة ثيودور بوفيري وإي بي ويلسون أن النواة ، وخاصة الكروموسومات النووية ، تحمل التعليمات الخاصة بتطور الكائن الحي. في المقابل ، فضل عالم الأجنة توماس هانت مورغان (الذي كتب دراسة عن علم أجنة بيضة الضفدع) السيتوبلازم [9]. بحلول عام 1915 ، حصل مورغان [10] عن غير قصد على الدليل على أن الجينات الصبغية ضرورية لإنتاج الصفات الموروثة. (كان يأمل في إثبات خلاف ذلك). عالم أجنة آخر ، ويليام بيتسون ، أطلق لاحقًا على هذا المجال الجديد "علم الوراثة" ، وفصل مورغان [11] المجالين رسميًا ، قائلاً إن علم الوراثة درس انتقال الصفات الموروثة ، بينما درس علم الأجنة تعبيرها. في حين أن الجينات السابقة (مرحلة "تشكيلة") قد تم اقتراحها من قبل المربين مثل مندل ، فإن المجال الذي نعرفه الآن باسم علم الوراثة (دراسة السمات التي يمكن تفسير فصلها وتشكيلها من خلال مواقع جينات معينة على كروموسومات معينة) جاء من الكروموسومات دراسات لعلماء الأجنة مثل مورغان وويلسون ، مدعومة بالمناقشات والتحليلات النظرية لعالم الأجنة ثيودور بوفيري وطالب ويلسون المتخرج ، والتر ساتون.

كطالب في كل من علم الأحياء والدين في الكلية ، أدهشني كيف أن صعود وفصل علم الوراثة عن علم الأجنة ، واستخفاف بعض أتباع النظام الجديد ، كان لهما صدى للخطاب الفوقي للمسيحية لأنه فصل من اليهودية. والأكثر إثارة للاهتمام هو أن بعض مؤسسي ونقاد علم الوراثة المبكر يعتقدون ذلك أيضًا [12]. ادعى مورغان أنه بينما حافظ علماء الوراثة على الإيمان ، فإن علماء الأجنة "ركضوا وراء آلهة باطلة" [13]. علم الوراثة كان ليحل محل علم الأجنة. كانت هناك أسباب عديدة لهيمنة علم الوراثة خلال القرن العشرين ، ليس أقلها تدمير المختبرات القارية الأوروبية خلال الحربين العالميتين والخوف من الطفرات الناجمة عن تفجير واختبار القنابل الذرية [14 ، 15 ].

عندما حلت اللغة الإنجليزية محل اللغة الألمانية كلغة للعلم ، حلت الجينات محل علم وظائف الأعضاء والتنمية ، بما في ذلك نظريات التطور كمحرك للتطور. كانت النظريات التطورية المبكرة ، مثل نظريات روبرت تشامبرز وجد تشارلز داروين ، إيراسموس ، مبنية على التطور الجنيني ، وخاصة التشكل النمائي. غرفة مثيرة وبيعها على نطاق واسع آثار تاريخ الخلق الطبيعي كان الكتاب الأول "الذي يربط النظرة التنموية للعالم بالتطور" [16]. باستخدام مبادئ التنمية الخاصة بفون باير ، جادل تشامبرز [17] بأن التنوع البيولوجي الحيواني ناتج عن تغيرات في التطور الجنيني. في الواقع ، نظر داروين صراحةً إلى التنوع البيولوجي للنبات على أنه ناتج عن تغيرات في نمو الأزهار [18]. وأشار أيضًا إلى أن الانتقاء الطبيعي لا يمكن أن ينتج الاختلافات التي توفر المادة الخام للانتقاء الطبيعي [18-20]. عندما نُشرت نظرية داروين ، افترض معاصروه أن التطور هو المحرك الذي يولد الاختلافات التي يمكن اختيارها. جعل بطل داروين القاري ، إرنست هيكل [21] ، علم الأجنة مفتاح التطور ، وكتب توماس هكسلي ، بطل داروين البريطاني العدواني ، إلى داروين أن الاختلافات بين الأنواع يمكن إرجاعها إلى تعديلات التطور. تأثر علماء الأحياء التطورية مثل هكسلي وهربرت سبنسر بشكل كبير بنظريات التطور لعالم الأجنة كيه إي فون باير [22،23]. في الواقع ، عندما كان هكسلي يكتب [24] ، يمكن استخدام كلمة "تطور" لكل من الفرد أو النوع.

تغير هذا الرأي مع ظهور علم الوراثة. بدلاً من النظر إلى علم الأحياء التطوري باعتباره دراسة التطور الكبير ، ادعى مورغان [11،25،26] أن دراسة علم الوراثة داخل الأنواع فقط هي النهج "العلمي" للتطور وأن أي شيء آخر (علم الأجنة وعلم الحفريات ، بالتأكيد) كان "غير علمي" و "فلسفي". حمل هو وطلابه اليوم (باستثناء روسيا ، التي اعتبرت علم الوراثة ميتافيزيقيا برجوازية واحتفظت بنظرة جنينية للتطور). في عام 1959 ، في الذكرى المئوية لمجلد داروين ، قامت جمعية علم الوراثة الأمريكية بحملة علاقات عامة لنشر رسالة مفادها أن الداروينية كانت صحيحة لأنه يمكن تفسيرها بالكامل من خلال علم الوراثة. كان هذا مهمًا لأنه سيهدئ كلاً من الخلقيين في أمريكا وأولئك العلماء الذين فضلوا ليسينكو ، زعيم علم الأحياء السوفيتي ، الذي تبنى نظرية لاماركية في التوريث المكتسب [27]. أدى علم الأجنة إلى ظهور أولى النظريات الميكانيكية للتطور ، ليغتصبها طفلها المتمرد ، علم الوراثة. يؤكد علم الأحياء التطوري التطوري الآن على أن ظهور أنماط ظاهرية جديدة يحدث أثناء التطور الجنيني ، وأن الجينات التنظيمية التنموية ضرورية للتطور. لا يمكن لعلم الأحياء التطوري أن يفسر التطور بعلم الوراثة السكاني وحده. المعرفة بالتنمية أمر بالغ الأهمية في شرح أصول الأنواع. وهذا ، كما شرحت لطالب الدراسات العليا ، هو عودة صاحب السيادة الشرعي.

وبالمثل ، فإن البيولوجيا العصبية لها نسب جنينية ، وفي أوائل القرن العشرين ، كان أحد أكبر مخاوفها هو ما إذا كان المحور العصبي عملية خلوية تمتد إلى أمتار في الجسم. حلت التجارب الافتتاحية لزراعة الأنسجة التي أجراها روس جرانفيل هاريسون [28] المشكلة من خلال إظهار أن الضفدع النامي سوما امتد إلى نوريت ضخم. كما أظهر هو وآخرون دور الإشارة في إكمال تكوين المشبك والتوسط في الإشارات الجنينية التي توجه المحاور من الخلية الأصلية إلى هدفها المحدد.من خلال هذه الدراسات حول التطور العصبي ، حل هاريسون المشكلة التي حيرت رامون واي كاجال وآخرين ممن سعوا لشرح أنماط الروابط العصبية في الجسم البالغ [29 ، 30].

في عام 1859 ، نفس العام الذي عاش فيه داروين حول أصل الأنواع تم نشره ، المجلد الكلاسيكي لرودولف فيرشو ، علم الأمراض الخلوية، يعتمد على علم الأجنة لشرح علم الأمراض. وجادل بأنه يجب دراسة السرطان على أنه أخطاء في النمو لأن الأورام ظهرت "بموجب نفس القانون الذي ينظم التطور الجنيني" [31]. في عشرينيات وثلاثينيات القرن الماضي ، بدأ تفسير هذه القوانين الجنينية من خلال الحقول المورفولوجية ، وفي وقت مبكر من عام 1935 ، ادعى سي إتش وادينجتون [32] أنه يمكن دراسة السرطانات على أنها اختلالات في الحقول المورفولوجية الموجودة في الجنين. كان يُنظر إلى الأورام على أنها خلاصات أو مراحل مبتورة من التطور الطبيعي ، وظهر علم الأورام من عمل علماء الأحياء التطورية الذين يدرسون كيف يؤدي سوء التنظيم إلى النمو الشاذ. خلال منتصف إلى أواخر القرن العشرين ، كان هناك تفاعل متبادل رائع بين التخصصين ، حيث قدمت البيولوجيا التطورية آليات لنمو السرطان وأصبحت بيولوجيا السرطان مكانًا يمكن فيه تغذية علم الأحياء التطوري (أي الحصول على التمويل) [33 ، 34]. استخدم العلماء مثل T. Boveri و G.B Pierce و R. Auerbach وسائل علم الأجنة لدراسة الأورام واستخدموا الأورام لدراسة علم الأجنة. تم تحقيق الاختراقات في الاستنساخ من خلال منح السرطان لدراسة تنظيم الجينات [35].

ومع ذلك ، سرعان ما افترض علم الوراثة الهيمنة على مجال أبحاث السرطان تمامًا كما كان الحال مع علم الأحياء التطوري (الذي غالبًا ما يقترح علماء بيولوجيا السرطان نماذجهم لمجالهم الخاص). يبدو أن الوثيقة التأسيسية للنظرية الجينية (الطفرة الجسدية) للسرطان هي وثيقة بوفيري [36]. كان بوفيري خبيرًا في علم الخلايا وعالمًا في علم الأجنة ، وقد ربط تشوهات السرطان بتلك الشذوذ التطوري الناجم عن تعدد النطاف وعن طريق القضاء على الكروموسومات أثناء تطور الديدان الخيطية ، مشيرًا إلى أن إعادة ترتيب الكروموسومات قد تكون سببًا للسرطان. (في الواقع ، كما أظهر Wunderlich [37] ، يبدو أن Boveri غير مدرك تمامًا لبيانات مورغان عن الجينات ولم يستخدم مصطلح "طفرة" على الإطلاق. كانت هذه إضافة لاحقة ، ربما بواسطة Morgan). لا تزال نظرية الطفرات الجسدية (SMT) سائدة ، مدعية أن السرطان كان بسبب طفرات في الخلية السابقة للسرطان. بمراجعة الآليات الجنينية للسرطان ، كتب كوفر وعبد الحي [38] مؤخرًا أن "علماء الأجنة قد عبروا بخجل" عن فكرة أن السرطان يمكن أن يُنظر إليه على أنه تغيرات في التطور الطبيعي وقد حققوا "نجاحًا ضئيلاً في الاستفادة من المناقشة التي قد ينطوي عليها السرطان مجموعة من التفاعلات التقليدية المستخدمة لبناء الجنين أثناء تشكل. " ومع ذلك ، لا يمكنني مشاهدة مقال باري بيرس [39] "السرطان هو علم الأجنة مثل الطفرة في علم الوراثة" باعتباره خجولًا (يتطلب تغييرات في مناهج الكلية) ، وكذلك كارلوس سونينشين وآنا سوتو ، مؤسسا نظرية المجال التنظيمي للأنسجة [40،41] ، إخفاء أصل تطور السرطان تحت بوشل. هذا الفشل في اكتساب الجاذبية لنهج تنموي للسرطان يرجع على الأرجح إلى عدم قدرة الهدف على الاستجابة. لكن الأمور قد تتغير. تم مؤخرًا التشكيك في أساس SMT الموجه نحو الأليل [39-41] ، وأعيد تأسيس علاقة الحقول الجنينية بالسرطان [38-44]. شوهدت التعديلات في إشارات عامل الباراكرين في كل من الخلايا المستهدفة والخلايا المنتجة لبدء تكوين السرطان ، ويُنظر الآن إلى العمليات الجنينية مثل التحول الظهاري واللحمة المتوسطة على أنها حاسمة في ورم خبيث. لا شك أن علم الأحياء التطوري قد ساعد في تأسيس علم الأورام واستمر في المساعدة في تشكيله. العوائد السيادية الصحيحة.

بعد إنشاء بيولوجيا الخلية ، وعلم المناعة ، وعلم الوراثة ، وعلم الأعصاب ، وعلم الأورام ، لا يزال علم الأحياء التطوري في بدايات التخصصات الجديدة. يرى علم الأحياء التطوري التطوري التطور كما فعل هكسلي ، كتغيرات في التطور (بدلاً من تغيرات في تواتر الأليل) وتركز على وصول الأصلح. يرى علم الأحياء التنموي الإيكولوجي أن البيئة لها قوة إرشادية ومتساهلة في التطور الطبيعي. تحاول بيولوجيا الأنظمة ، التي بدأت بالفلاسفة ذوي التوجهات الجنينية مثل وودجر وفون بيرتالانفي [45-47] ، دمج علم الأحياء التطوري ، والبيئة ، وعلم وظائف الأعضاء في علم تكاملي للصيرورة.

وتكافح التخصصات الجديدة الأخرى لتشكيل هوية منفصلة عن الانضباط التنموي للوالدين. بيولوجيا الخلايا الجذعية لها اجتماعاتها الخاصة ، ومجلاتها الخاصة ، وجمعياتها المهنية الخاصة ، والتي تختلف عن تلك الخاصة بعلم الأحياء التطوري. عندما أصبح إيرفينغ وايزمان ، أحد مؤسسي الجمعية الدولية لأبحاث الخلايا الجذعية ، رئيسًا لتلك المنظمة ، ألقى تحديًا في علم الأحياء التنموي ، قائلاً [48] ،

"نحن مجال ، تخصص ، وفرع كامل من العلوم يقدم أفكارًا وتجارب ومفاهيم جديدة وترجمة طبية. مثل أي شيء جديد ، نحن نشكل تهديدًا للنظام القائم ، ولتحقيق الازدهار في كل نوع من المؤسسات التعليمية والبحثية ، يجب الاعتراف بنا ككيانات ، وليس كأقسام لكيانات قديمة ".

لكنه ليس حقلاً مستقلاً بعد ، لأنه لم يقترح بعد أي شيء مختلف عن علم الأحياء التطوري. جميع المقالات في تقارير الخلايا الجذعية هي الأوراق التي من شأنها أن تجد موطنًا لها في مجلات علم الأحياء التنموي. في الوقت الحالي ، تعد بيولوجيا الخلايا الجذعية برعمًا سياسيًا ، وليس فكريًا ، من علم الأحياء التطوري ، وهي تؤدي خدمات مهمة في إنشاء إمكانية الوصول التعليمية القائمة على العلم والمبادئ التوجيهية السياسية ، وهو ما لم تفعله مجتمعات البيولوجيا التطورية. يبقى أن نرى ما إذا كان يصبح أكثر من جانب طبي للبيولوجيا التطورية.

هناك ثلاث رسائل رئيسية في هذا المقال. الأول هو أن علم الأحياء التطوري ليس تخصصًا محددًا ومحصورًا - مثل علم الوراثة ، وبيولوجيا الخلية ، وعلم المناعة ، وعلم الأورام ، وعلم الأعصاب ، وما إلى ذلك. لا يقتصر علم الأحياء النمائي على أي مستوى من التنظيم (حيث يمكن دراسة كل من الجينات والخلايا والأنسجة والأعضاء والكائنات والنظم البيئية بشكل تنموي). يمكن دراستها في أي نوع أو نظام عضوي أو منطقة حيوية. تظل البيولوجيا التنموية متعددة القدرات. إن أحفاد علم الأحياء التطوري - بيولوجيا الخلية ، وعلم الوراثة ، وعلم المناعة ، وعلم الأعصاب - أكثر تمايزًا وقوتهم أكثر تقييدًا. لديهم حدود. بالتأكيد ، لعلم الأحياء التطوري مجموعة الأسئلة الخاصة به ، وربما أفضل الأسئلة في أي علم - كيف يتشكل الدماغ؟ كيف تصبح عظام الذراعين مختلفة عن عظام الساقين ، ولماذا لا يمكننا تجديدها مثل السمندل؟ كيف تنشأ الخصيتين عادةً عند الأشخاص الذين لديهم كروموسوم Y ومبايض عند الأشخاص الذين لديهم كروموسوم X اثنين؟ (وهذه ليست سوى عدد قليل من الأسئلة في البشر) - وهي تتجدد باستمرار كلما توفرت تقنيات وفرضيات جديدة. في الواقع ، يُطلق على علم الأحياء التطوري اسم "علم الإثارة الجنسية" ، وهو يختلف عن معظم العلوم الأخرى من حيث أنه مدفوع بأسئلة وليس نظريات [49]. وبالتالي ، فإن علم الأحياء التطوري هو تخصص للخلايا الجذعية ، وهو مجال يتجدد مع السماح لبعض أحفاده بالتطور إلى مجالاتهم الخاصة.

الرسالة الثانية هي أن علم الأحياء التطوري يظل علمًا توليديًا حيويًا. تُشتق الخلايا الجذعية المستحثة متعددة القدرات (iPSCs) من مبادئ واكتشافات علماء الأحياء التطورية ، وكذلك خلايا بيتا البنكرياس البشرية التي تخضع حاليًا للتجارب السريرية. يتم الآن استخدام الأجنة العصبية المشتقة من هذه الخلايا لدراسة الآليات التي يسبب بها فيروس زيكا صغر الرأس. أصبح الهيكل ثلاثي الأبعاد للكروماتين وإعادة تشكيله خلال التطور المبكر للثدييات معروفًا ، وكذلك آليات تعطيل الكروموسوم X. يتم أيضًا توسيع علم الأحياء التطوري من خلال تحديد تفاعلات الخلايا المشتقة من البيولوجيا الملقحة مع تلك الموجودة في الميكروبات التكافلية لتشكيل أمعاء الأعضاء ، والشعيرات الدموية ، والخلايا المناعية. نحن نكتشف كيف تحصل السلحفاة على قوقعتها وكيف يطور جناح الفراشة الألوان الهيكلية. نحن في عصر ذهبي جديد لعلم الأحياء التنموي.

الرسالة الثالثة من هذا المقال هي أنه في القرن الحادي والعشرين ، عادت العديد من التخصصات التي جاءت من علم الأحياء التطوري إلى إطار العمل التنموي ، حتى لو لم يسموها "علم الأحياء التطوري". ربما يرجع هذا إلى أن علم الأحياء التطوري كان دائمًا علمًا يتعلق بالعلاقات التي يكون فيها السياق حرجًا [50] ، وتركز بيولوجيا القرن الحادي والعشرين على العلاقات والعملية والسياق ، بدلاً من التركيز على الكيانات. وهكذا ، فقد وصلت البيولوجيا الحديثة إلى المكان الذي كانت فيه البيولوجيا التنموية تقيم دائمًا ، مكانًا للتفاعلات المعتمدة على السياق. كونك غير متمايز نسبيًا لا يعني أن علم الأحياء التطوري غير ناضج [47 ، 49-51]. في الواقع ، إنه علم بدأ مع أرسطو وهو الآن في طليعة النظريات والأساليب المعاصرة. يمكننا أن نتوقع أنه حتى لو لم يتم ذكر علم الأحياء التطوري بالاسم ، فإن مبادئ علم الأحياء التطوري أصبحت إطارًا يدمج التخصصات عبر علم الأحياء.


علم الخلية

بيولوجيا الخلية
بيولوجيا التركيب والوظيفة والتكاثر وعلم الأمراض وتاريخ الخلايا. في لغة العمل ، يُفضل "بيولوجيا الخلية" على "علم الخلايا" ، نظرًا لاحتمال الارتباك الواضح مع المهنيين الصحيين (علماء الخلايا وعلماء التقنية الخلوية) الذين يفحصون عينات الخلايا لتقديم التشخيصات السريرية. أولئك الذين يدرسون مثل هذه الظواهر يطلق عليهم علماء بيولوجيا الخلية ، وليس علماء الخلايا.

Medspeak
يرتبط الانضباط الرسمي الذي تدرس فيه الخلايا والتغيرات الملحوظة بالنتائج السريرية لدى المرضى.

علم الأمراض
الفحص المجهري لسوائل الجسم للكشف عن المرض في علم الخلايا ، والعينة الأكثر شيوعًا هي مسحة عنق الرحم ، وهي مكون طبيعي في الفحص النسائي وهو أفضل وسيلة للكشف المبكر عن مراحل سرطان عنق الرحم القابلة للشفاء و mdashformerly الأكثر شيوعًا سبب الوفاة عند النساء الناشطات جنسياً والمداشاة وكذلك الالتهابات الفيروسية والفطرية وغيرها من التهابات الجهاز التناسلي للأنثى. يمكن الحصول على عينات الخلايا من سوائل مختلفة (البول أو السائل الدماغي النخاعي أو البلغم أو الإفرازات) على وجه التحديد كوسيلة للكشف عن الخلايا غير الطبيعية أو الخبيثة.


أصغر وحدة في الحياة

تعتبر الخلية أصغر وحدة في الحياة. يتكون كل كائن حي من خلية واحدة أو أكثر. يُعرف علم الأحياء الخلوي أو علم الخلايا باسم علم الخلايا. لكن المصطلحين بيولوجيا الخلية وعلم النفس ليسا نفس المعنى. يشير علم الخلايا بشكل خاص إلى دراسة هيكل المبيعات وتكوينها ، بينما يتضمن بيولوجيا الخلية دراسة كل من المبيعات الهيكلية والوظيفية والعلاقة بينهما.

نظرًا لأن الخلايا هي أصغر وحدة في الحياة ومعظمها صغير جدًا بحيث لا يمكن رؤيته بالعين المجردة ، فإن بعض الأدوات والتقنيات مطلوبة لدراسة هياكلها. في مجال علم الخلايا وأهم أداة هي المجهر.


أنواع المجهر المختلفة: -
المجهر مشابه للعين البشرية. نحن نعلم أن كلاً من العين البشرية والمجهر لهما أنظمة العدسة وفي كلتا الحالتين يتم تكوين صور للجسم. يعتمد بناء المجهر وفائدته على

مبدأ الحصول على صورة مكبرة للجسم من خلال العدسات. يستخدم المجهر في الدراسة البيولوجية خاصة دراسة أصغر وحدة من وحدات الحياة ، والخلية بشكل رئيسي من نوعين ، وهما المجهر الضوئي و ميكروسكوب الكتروني. المجهر الضوئي في المختبر البيولوجي للمدارس والكليات بينما من المجهر للبحث والدراسات العليا.


جميع الكائنات الحية عبارة عن سماد للخلايا التي نسميها أصغر وحدة في الحياة تنشأ من خلايا موجودة مسبقًا. قد يتكون الكائن الحي من خلية واحدة فقط أو من عدة خلايا. تلك الكائنات التي تتكون من خلية واحدة فقط تسمى الكائن أحادي الخلية. ومن الأمثلة على هذا الكائن وحيد الخلية البكتيريا ، الكلاميوموناس ، الخميرة ، الأميبا وما إلى ذلك ، وإلا فإن تلك الكائنات الحية التي تتكون من أكثر من خلية واحدة ، تسمى الكائنات متعددة الخلايا. قد تكون المبيعات المرقمة في الكائن متعدد الخلايا عبارة عن عدد قليل من الخلايا إلى عدة بلايين من الخلايا. كمثال على هذا الكائن متعدد الخلايا ، قد نقول الأشجار الكبيرة والبشر والحيوانات الكبيرة مثل النمر والبقرة والفيل وما إلى ذلك. تبدأ حياة كل كائن حي ، سواء كان نباتًا أو حيوانًا ، كخلية واحدة وبالتالي تسمى الخلية أصغر وحدة في الحياة.


نحن كائن وحيد الخلية أكملنا ، فهناك دورة حياة كاملة كخلية واحدة ، بينما تبدأ الكائنات متعددة الخلايا حياتها من خلية واحدة فقط والتي تقسم خلال حياتها عدد المبيعات المميتة لتشكيل الجسم متعدد الخلايا. وبالتالي تعتبر الخلايا بمثابة الوحدات الهيكلية للجسم الحي. كل خلية لها وظيفتها الخاصة وفي الكائن متعدد الخلايا ، يخرج عدد من أنواع مختلفة من الخلايا ذات الوظائف المختلفة معًا. لذا ، فإن أنشطة مثل هذا الكائن الحي هي مجموع الأنشطة المنسقة الإجمالية للخلايا المكونة له. وبالتالي فإن الخلايا ليست فقط أصغر وحدة في الحياة ولكنها أيضًا الوحدات الوظيفية للحياة.

في كائن متعدد الخلايا ، تصبح بعض الخلايا متخصصة لأداء بعض الوظائف المحددة. تشكل الخلايا التي لها أصل مشترك ووظائف محددة مماثلة نسيجًا. تشكل الأنواع المختلفة من الأنسجة مجتمعة عضوًا ويؤدي كل عضو بعض الوظائف المحددة. تشكل مجموعة من الأعضاء التي تؤدي بعض الوظائف المحددة معًا جهازًا عضويًا ، مثل الجهاز الهضمي والجهاز التنفسي والجهاز التناسلي وما إلى ذلك. تعرض كل خلية جميع خصائص الحياة مثل التنفس والتمثيل الغذائي والنمو والتكاثر وما إلى ذلك من خلال مكونات الخلية. لذلك أصغر وحدة في الحياة هل الخلية أو الخلية هي الوحدة الهيكلية والوظيفية للحياة.
الآن مناقشتنا حول أنواع الخلايا. انقر فوق "أنواع الخلايا"
انقر هنا للحصول على MCQ


شاهد الفيديو: مقدمة بيولوجيا الخلية للسنة التحضيرية مع الدكتور يوسف البردانالجزء 1 (أغسطس 2022).