ما هو علم الأحياء؟
يُعنى علم الأحياء (بالإنجليزية: Biology)؛ بدراسة جميع مكونات الكائنات الحية الداخلية والخارجية، بالإضافة إلى دراسة أعضائها وعملياتها الحيوية، كما أنه يُعد علمًا مكملًا لبعض العلوم الأخرى، كالفيزياء، والطب، والكيمياء، وغيرها من العلوم.
ينقسم علم الأحياء إلى عدة أقسام؛ منها علم النبات (بالإنجليزية: Botany)، وعلم الحيوان (بالإنجليزية: Zoology)، وعلم وظائف الأعضاء، وغيرها من الأقسام، ويُنظر إليه على أنه مجموعة من تحولات الطاقة الكيميائية في العديد من الأعضاء والمكونات التي تُشكل الكائن الحي والمواد بداخلها.
يهدف علم الأحياء أيضًا لمعرفة البنية التحتية لجزيئات هذه المواد التي تتكون منها المادة الحية، وكيفية تكاثرها، والتفاعلات التي تحدث بداخلها، بالاعتماد على الأدوات المتطورة والتقنيات الدقيقة والمحسنة بشكل متزايد وبدقة عالية.
نشأة وتاريخ علم الأحياء
بدأ علم الأحياء بالظهور مُنذُ العصور القديمة وعلى الرغم من عدم وجود تاريخ دقيق لنشوئه، إلا أنّ الاكتشافات دلت على ظهوره في العصر الآشوري والبابلي؛ أي قبل نحو 1800 سنة قبل الميلاد، من خلال الرسوم التوضيحية والسجلات القديمة التي بينت نقوش المزروعات، والأدلة على استخدام الطب البيطري.
أشارت العديد من الدراسات الأخرى أن المصريين القدماء، بالتحديد فترة الفراعنة، كانوا يمتلكون العديد من العلوم الطبية من خلال تحنيط مومياواتهم، واستخدامهم الأعشاب في العديد من الأمراض، على يد مجموعة مصرية عرفت باسم بردية إيبرس قبل نحو 1550 سنة قبل الميلاد، وهي واحدة من أقدم النصوص الطبية في العالم.
بلغ أوج علم الأحياء عندما اقترح عالم الأحياء تشارلز داروين نظرية تتمحور حول جملته الشهيرة "البقاء للأقوى"، والتي تصف ما يُعرف بالانتقاء الطبيعي* كجزء من علم الأحياء التطوري العضوي المشترك بين جميع الكائنات الحية.
أثبتت نظرية الانتقاء الطبيعي فيما بعد عن طريق ملاحظة تغير الكائنات الحية مع مرور الوقت من خلال السجل الأحفوري، والدراسات والأبحاث الجينية، ودراسات الحمض النووي (DNA)، والحمض النووي الرايبوزي (RNA).
أساسيات علم الأحياء
يقوم علم الأحياء على خمسة مبادئ أساسية، وفيما يأتي ذكرها:
تنص نظرية الخلية (بالإنجليزية: Cell Theory)؛ على أن الخلية هي الوحدة الأساسية لبناء الكائن الحي، حيث إن جميع الكائنات الحية لها خلايا.
تنص نظرية الجينات (بالإنجليزية: Gene Theory)؛ على أن الجين الموجود على الكروموسومات يتكون من الحمض النووي (DNA)، الذي يعد الوحدة الأساسية للوراثة في جميع الكائنات الحية والتي تنتقل لتحدد الصفات الوراثية.
تنص نظرية التطور (بالإنجليزية: Evolution)؛ على أن التغير في الجينات الوراثية عبر الأجيال، بغض النظر عن حجم هذه الاختلافات؛ أي التغير الذي يحصل في الصفات الوراثية للكائن الحي عبر الزمن، والذي يؤثر بدوره يؤثر على الشكل الظاهري للكائن الحي، وبالتالي نقل هذه الصفات لذريتهم.
- الاستتباب أو التوازن الداخلي
تنص نظرية الاستتباب أو التوازن الداخلي (بالإنجليزية: Homeostasis)؛ على أن التوازن الداخلي هو صفة تتميز بها الكائنات الحية وتُمثل قدرة هذه الكائنات في الحفاظ على بيئتها الداخلية كنوع من الاستجابة للتغيرات البيئية.
تنص نظرية الديناميكا الحرارية (بالإنجليزية: Thermodynamics)؛ على دراسة الطاقة وتحولاتها من شكل إلى آخر.
علاقة علم الأحياء بالعلوم الأخرى
يوجد علاقة وثيقة تربط بين علم الأحياء والعلوم الأخرى خاصةً في الوقت الحاضر، نظرًا للتطورات، والتغيرات، والأبحاث التي تطور في كل دقيقة، ويرجع ذلك الارتباط إلى عدة أسباب، منها ما يأتي:
- يوجد داخل أجسام الكائنات الحية مواد عضوية وغير عضوية تذوب في الماء على شكل أيونات، حيث تؤثر هذه الأيونات في العديد من العمليات الحيوية والبيئة الداخلية للكائنات الحية.
- تستطيع الكائنات الحية العيش في العديد من البيئات نظرًا لحدوث العديد من التفاعلات الكيميائية والحيوية داخلها، وبالتالي الحفاظ على التوازن في درجة الحموضة.
- ترتبط العديد من الظواهر في جسم الكائنات الحية بالعديد من الظواهر الطبيعية الفيزيائية كظاهرة التوتر السطحي وغيرها.
علاقة علم الأحياء والفيزياء
يستخدم علم الأحياء العديد من الأجهزة والتقنيات القائمة على الأساس الفيزيائي، كالأشعة السينية، والكروماتوغرافيا* المستخدمة لدراسة المكونات الخلوية وشبه الخلوية، بالإضافة إلى المجاهر، ومبدأ البصريات المعتمد على الضوء وغيرها من التقنيات.
علاقة علم الأحياء والكيمياء
ساعد علم الكيمياء في فهم العديد من العمليات التي تحدث في الخلية كعملية البناء الضوئي، والهضم، والتنفس، وغيرها، بالإضافة إلى دراسة ردود الأفعال التي تحدث في جسم الإنسان، ودراسة المادة وتكوينها وغيرها من العمليات.
علاقة علم الأحياء والرياضيات
يساعد الرياضيات بقواعده الرياضية على دراسة مختلف ظواهر الكائنات الحية من خلال البحوث التجريبية.
علاقة علم الأحياء والتاريخ
يُساعد التاريخ علم الأحياء على دراسة كيفية العمليات التطورية للكائنات الحية عبر التاريخ بجميع أنواعها، وغيرها من الأمور.
علاقة علم الأحياء والجغرافيا
يساعد الجغرافيا علم الأحياء على فهم مدى تأثير الطبيعة الجغرافية للمنطقة التي يعيش فيها الكائن الحي حول طريقة تكيفه، بالإضافة إلى دراسة مدى تأثير عناصر الأرض وعلاقتها في الأحياء التطورية، وتطور الكوكب.
علاقة علم الأحياء وعلم الاجتماع
يُساعد علم الاجتماع على دراسة العلاقات الاجتماعية، والأفعال المتطرفة عبر علم الأحياء، مثل دراسة صفات الأشخاص المجرمين والإرهابيين من خلال تحليل الهرمونات والغدد وغيرها.
أهم علماء الأحياء
يُمثل الآتي أهم علماء الأحياء:
جورج واشنطن كارفر
ولد العالم جورج واشنطن كارفر في العام 1860م، وكان أول من أوجد أن الفول السوداني يوفر عنصر النيتروجين كأحد بدائل القطن، الأمر الذي يؤدي إلى حماية التربة من الاستهلاك المفرط، حيث ساعد هذا الاكتشاف على تحسين الاقتصاد الزراعي في الولايات المتحدة الأمريكية في ذلك الوقت.
تشارلز داروين
ولد تشارلز داروين عام 1809م، وكان له أثر كبير في علم الأحياء، حيث إنه ألّف أحد أهم وأشهر الكتب التي تُعنى بنظرية التطور، وقدم أدلة عديدة عن الانتقاء الطبيعي حول أصل الأنواع.
روبرت هوك
ولد روبرت هوك عام 1635م، وألف كتاب الفحص المجهري الذي اشتمل على ملاحظات هوك التي اكتشفها من خلال المجهر، والعديد من المؤلفات العلمية الأخرى.
جريجور مندل
ولد جريجور مندل عام 1822م، وهو مؤسس علم الوراثة ؛ من خلال تحديد الصفات الوراثية الصفات السائدة والصفات الوراثية المتنحية، وكيفية انتقال هذه الصفات من الآباء إلى الأبناء، والتنبؤ بها للأجيال القادمة.
ثيودور شوان
ولد ثيودور شوان عام 1810م، وهو أول من اكتشف إنزيم الببسين ودوره في تخمير الكحول، بالإضافة إلى أنه أثبت أن الخلية هي الوحدة الأساسية لجميع الكائنات الحية، وذلك الإثبات كان سببًا في تأسيس علم الأنسجة الحديث.
كارولوس لينيوس
ولد كارلوس لينيوس عام 1707م، هو عالم نبات كان له أثر كبير في بوضع نظام التسمية الثنائية في أسس التصنيف العلمي الحديث للطبيعة والذي يتضمن الجنس والنوع، كما عمل على تصنيف وتسمية ما يقارب 13 ألفًا من أشكال الحياة.
يُعد علم الأحياء من أهم العلوم التي اكتشفها الإنسان على مر العصور المتعاقبة، فهو العلم الذي يُعنى بدراسة الكائنات الحية في عالم الحيوان والنبات وغيرها من الكائنات، ومكوناتها، وخصائصها، وكيفية تطورها، وتصنيفاتها، بالإضافة إلى أنه يُعنى بدراسة العديد من خصائص الأحياء، والعمليات الحيوية التي تحدث فيها، وأثرها ومدى ارتباطها ببعضها بعضًا.
الهوامش
- الانتقاء الطبيعي: (بالإنجليزية: Natural Selection)؛ هي العملية التي تتكيف من خلالها الكائنات الحية في بيئاتها الحيوية، ويكمن أهميتها في البقاء على قيد الحياة والتكاثر.
- الكروماتوغرافيا: (بالإنجليزية: Chromatography)؛ أو الاستشراب، وهي إحدى الطرق الفيزيائية المستخدمة لتنقية المواد، والتي يتم من خلالها فصل مكونات الخليط عن بعضها البعض، ويبدأ ذلك بوضع الخليط في مذيب أولي يدعى الطور المتحرك، ثُم يتم نقلها إلى مادة أخرى تُعرف بالطور الثابت.
