|
BİYOLOJİ HAKKINDA
HER ŞEY
Biyoloji veya Canlı bilimi, canlıları
inceleyen bir bilim dalıdır. Biyologlar,tüm canlıları - tüm gezegeni
kaplayan küresel boyuttan, hücre ve molekülleri kapsayan mikroskobik
boyuta kadar - onları etkileyen önemli dinamik olaylarla birlikte
incelerler.Birçok süreci bünyesinde barındıran hayati süreçlerden
bazıları; enerji ve maddenin işlenmesi, vücudu oluşturan maddelerin
sentezlenmesi, yaraların iyileşmesi ve tüm organizmanın çoğalmasıdır.
Hayatın gizemleri, tarihteki tüm insanları etkilediğinden; insanın
fiziksel yapısı, bitkiler ve hayvanlar hakkındaki araştırmalar tüm
toplumların tarihlerinde yer bulur. Bu kadar ilginin bir kısmı,
insanların hayata hükmetme ve doğal kaynakları kullanma isteğinden
gelmektedir. Soruların peşinden koşmak, insanlara, organizmaların
yapıları hakkında bilgi kazandırdı ve de yaşam standartları, zamanla
yükseldi. İlginin bir diğer kısmı ise, doğayı kontrol etme isteğinden
çok, onu anlama isteğinden gelmektedir. Bu araştırmaların ilerletilmesi,
bizim dünya hakkındaki düşüncelerimizi değiştirmiştir.
Biyolojinin; botanik, zooloji ve tıp gibi birçok dalı eskidir. Ancak,
bunları tek bir kategori altında toplayan "biyoloji", ancak 19. yüzyılda
ortaya çıkmıştır. Bu bilimin gelişmesiyle, bilim adamları, bütün yaşayan
varlıkların, ortak bazı özellikler taşıdıklarını anlamışlardır. Bu
nedenle de varlıkların bir bütün içersinde incelenmesinin yararlarını
kavramışlardır. Biyoloji, günümüzde, en önemli bilim dallarından
biridir: Tüm dünyadaki biyoloji ve tıp dergilerde, yıllık bir milyon
makaleden fazla yayımlanmaktadır. Aynı zamanda, biyoloji, tüm dünyadaki
okullarda öğretilen ana derslerden biridir.
Biyoloji, bu kadar fazla konuyu kendi kapsamı altında topladığı için
birçok dallara bölünmüştür. Organizma türüne göre bu bilim dalını bölen
yöntem; bitkileri inceleyen botanik, hayvanları inceleyen zooloji ve son
olarak da mikroorganizmaları inceleyen mikrobiyolojiyi ana dallar olarak
alır. Bazı bölme yöntemleri ise, incelenen organizmaların derecesine
göre bu ayrımı yapmaktadır: Bu sistem; hayatın temel kimyasını inceleyen
moleküler biyolojiyi, hayatın temel yapı taşları olan hücreleri
inceleyen hücre biyolojisini, organizmaların iç organlarını inceleyen
fizyolojiyi ve organizmaların ilişkilerini inceleyen ekolojiyi,
biyolojinin ana dalları olarak kabul eder.
Etimoloji
Biyoloji kelimesi, Yunanca hayat anlamına gelen βίος (bios)'la,
'incelemesi' anlamına gelen λόγος (logos)'un, birleşmesiyle oluşmuştur.
Göründüğü kadarıyla kelime, günümüzde kullanılan anlamıyla ilk defa,
Gottfried Reinhold Treviranus'un Biologie oder Philosophie der lebenden
Natur'unda (Biyoloji yada yaşayan Doğanın Felsefesi) (1802) ve Jean-Baptiste
Lamarck'ın Hydrogéologie'sinde (Hidroloji) (1802) kullanılmıştır.
Kelimenin kendisi ise 1800'de Karl Friedrich Burdach'a atfedilse de,
kelime Michael Christoph Hanov'un 1766'da basılan Üçüncü Cilt'inde,
Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia,
phytologia generalis et dendrologia başlığıyla yer bulmuştur.
Tarihi
Biyolojinin tek bir bilimdalı olarak ortaya çıkması 19. yüzyılda olmuşsa
da, biyolojik bilimlerinden, tıp gelenekleri ve doğa tarihiyle ilgili
olanlarının izi Greklere kadar sürülebilir. Rönesans ve Keşif Çağı'nda,
deneyciliğin tekrar revaçta olması, bilinen organizmaların sayısının da
hızla artmasıyla, biyolojik düşünceyi geliştirdi; Vesalius,
fizyolojideki dikkatli gözlemin artmasını başlattı ve Carolus Linnaeus,
Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon gibi adamlar hayatın
çeşitliliğini anlamak, fosil kayıtlarında bulunmak ve organizma
davranışlarını incelemek adına kavramsal çalışmalar başlattı. Mekanik
felsefenin güçlenmesiyle doğa teolojisinin önem kazanması da doğa
tarihinin gelişmesi açısından bir etkide bulunmuş olabilir.
18. yüzyılda, biyolojinin çoğu dalı - botanik, zooloji ve jeoloji -
profesyonelleşmeye başladı ve bu bilimsel anlamda bir dal olmaları
yolundaki adımları hızlandırdı. Ancak yine de 1800'lerin sonuna kadar bu
işlem tamamlanmadı. Antoine Lavoisier ve diğer fizikçiler, fiziksel ve
kimyasal teorilerle hayvansal ve hayvansal olmayan âlemleri
birleştirmeye başladı. 19. yüzyıla doğru gidildikçe, Alexander von
Humboldt gibi kâşif-doğacılar, organizmaların aralarındaki ilişkileri ve
bu ilişkilerin bulundukları ortama göre nasıl farklılık gösterdiklerini
inceleyerek biyocoğrafya, ekoloji ve etoloji gibi bilim dallarını
başlattı. Çoğu doğacılar, organizmaların değişmediği fikrini reddetmeye
başlayıp soy tükenmesi ve türlerin değişebilmesi gibi fikirlere sıcak
bakmaya başladı. Embriyoloji ve paleontoloji gibi yeni alanlarla bu tarz
tutumlar birleşince Charles Darwin'in doğal seleksiyon yoluyla meydana
gelen evrim teorisi ortaya çıktı. 19. yüzyılın sonu; hayatın kaynağı ve
hastalıklara mikroorganizmaların neden olması konularında tartışmalar,
sitoloji, bakterioloji ve fizyolojik kimya gibi alanlara şahitlik yaptı.
Ancak yine de kalıtım konusu tamamıyla bir gizemdi.
20. yüzyılın başında, Gregor Mendel'in çalışmaları, Thomas Hunt Morgan
ve öğrencileri tarafından genetiğin hızla gelişmesini sağladı. 1930'lara
gelindiğinde nüfus genetiği ve doğal seleksiyonun birleşimi, modern
evrim sentezinin ve evrim biyolojisinin ortaya çıkmasını sağladı.
Özellikle de James D. Watson'la Francis Crick'in DNA'yı 1953'te
keşfetmesinin ardından birçok dal gelişti. Genetik kodun kırılmasının ve
merkezi dogmanın (central dogma) kurulmasının ardından, biyoloji;
ekoloji, etoloji, [[sistematik] paleontoloji, evrimsel biyoloji, gelişim
biyolojisi ve diğer organizmalarla ilgili dalları kapsayan organizma
biyolojisi ile hücre biyolojisi, biyofizik, biyokimya, nörobiyoloji,
immünoloji ve birçok benzer dalı kapsayan moleküler biyoloji olarak
ikiye ayrıldı. 21. yüzyılın başına gelindiğinde bu kadar ayrı parçanın
oluşturduğu karışıklık ve anlaşmazlık geçmeye başladı. Organizmal
biyologlar moleküler teknik ve fikirlere, moleküler biyologlar da genler
ve doğal çevre arasındaki fikirlerle genetik kalıtımla ilgili fikirlere
önem vermeye başladı.
Biyolojinin İlkeleri
Biyoloji, bilgiye ulaşmak için bilimsel metodu kullanır. Bilimsel
teoriler, bilimsel gözlemlere dayanır ve bu teoriler, yeni
araştırmalarla bazen geliştirilirler. Bilimsel teoriler aynı zamanda,
daha gözlenmemiş bir fenomenin tahmin edilebilmesi için de
kullanılabilirler. Biyolojik sistemler, bazen sistematik olarak
modellenirler; ancak yine de - diğer bilim dallarında da olduğu gibi -
teoriler sadece matematik kullanarak açıklanmazlar.
Biyolojik bilimler, birkaç temel ilkenin altında toplanılabilirler:
evrensellik, evrim, çeşitlilik, devamlılık, genetik, homeostasis, ve
etkileşimler.
Evrensellik
Organizmalar; görüntüde, doğal ortamında ve davranışlarında fazlaca
farklılık göstermelerine rağmen, aslında tüm canlılar bazı evrensel
temelleri paylaşırlar. Bütün canlı yaşamının karbon bazlı bir
biyokimyası vardır: Karbon, tüm canlıları oluşturan temel yapı taşıdır.
Aynı şekilde, su da, temel çözendir. Dünya'daki tüm organizmalar,
genetik bilgiyi depolamak için DNA ve RNA-bazlı mekanizmalar
kullanırlar. Bir diğer evrensel ilke ise, virüslerin dışındaki tüm
canlıların hücrelerden oluştuğudur. Aynı şekilde, tüm organizmalar,
benzer büyüme süreçleri geçirirler.
Tüm bu sayılanlar, Dünya'daki tüm organizmalar için geçerli olsa da,
teoride alternatif bir yaşam türü de var olabileceğinden, bilim adamları,
alternatif bir biyokimyayı araştırmaktadırlar.
Evrim
Biyolojideki temel düzenleyici içerik, tüm canlıların aynı kökten gelip,
değişik süreçler sonrasında değişip geliştiğini savunan evrimdir.
Burada, yukarda da anlatılan, canlılar arasındaki etkileyici
benzerliklere yol açar. Charles Darwin, evrimin sürmesine sebebiyet
veren doğal seleksiyonu açıklayarak, evrimi, geçerli bir teori olarak
kılmıştır (Alfred Russel Wallace'ın bu içeriğin keşfedilmesinde büyük
rol oynadığı da belirtilmelidir). Modern sentez teorisinde, genetik
çeşitlilik de bu mekanizmada önemli rol oynar.
Bir türün, ürediği tür hakkındaki bilgileri, onların özelliklerini ve
türün son halinin diğer türlerle ilişkisini inceleyen bilim dalına
filogeni denir. Biyolojiye birbirinden farklı birçok yaklaşım türü,
filogeniyi ilerletir: Moleküler biyoloji, DNA zincirlerinin
karşılaştırılmalarını yaparken fosillerin karşılaştırmalarını da
paleontoloji yapar. Bilima damları, evrim ilişkilerini, birkaç metotla
inceleyip düzenlerler. Bu metotlar; filogenetik, fenetik ve kladistik
olarak üç dalda toplanılabilir.
Evrim teorisi, Darwin ve Wallace tarafından açıklanmasından beri, bu
fikir, sonuçlara yada açıklamalara karşı olanlar tarafından sürekli
kötülenmiştir. Genellikle, bu açıklamaların karşısında dini açıklamalar
kullanılmıştır. Ancak, profesyonel biyologların nerdeyse hepsi, evrim
teorisinin kullanılabilir ve geçerli bir teori olduğunu kabul
etmişlerdir.
Çeşitlilik
Sistematik ve taksonominin ilgi alanı olan sınıflandırma, birbirinden
farklı yöntemler izler. Taksonomi, organizmaları, taxa adı verilen
gruplarda sınıflandırırken, sistematik, organizmaların birbirleriyle
ilişkilerini inceler. Bu bilim dalları, kladistik ve genetik dallarında
da geliştirmişlerdir.
Geleneksel olarak, canlılar beş büyük aleme bölünürler:
Monera -- Protista -- Fungi -- Plantae -- Animalia
Ancak çoğu bilima damı, bu sistemi demode bulmakta ve de modern
alternatifler getirmektedirler. Modern sistemler, üç-âlemli bir sistem
kullanırlar:
Archaea -- Bacteria -- Eukaryota
Bu âlemler, hücrelerin çekirdeklerinin olup olmamasına ve hücrelerin iç
yapılarının farklılıklarına göre bölünmüştür.
Aynı zamanda, metabolik anlamda, daha az canlı olan bazı hücre içi
parazitler de biyolojide ayrı bir alem olarak incelenirler:
Virüsler -- Viroidler -- Prionlar.
Daha da ileri gidildiğinde, bütün âlemler, tüm türler ayrı ayrı
sınıflandırılıncaya kadar bölünürler. Bu sıralama, şu sırayla gider:
Âlem, Filum, Sınıf, Takım, Cins, Tür ve Alt türdür. Bir organizmanın
bilimsel adı, onun cinsi ve türüne göre belirlenir. Mesela, insanlar
Homo sapiens olarak adlandırılırlar. Homo cinsi, sapiens ise türüdür.
Bilimsel isimleri yazarken, organizmanın cinsinin ilk harfini büyük
yazıp türünü küçük harflerle yazmak gerekir. Ayrıca tüm adın da yana
yatık yazılması bir kuraldır. Sınıflandırma için kullanılan terim,
taksonomidir.
Devamlılık
19. yüzyıla kadar, yaşamsal formların bazı şartlarda aniden ortaya
çıkabileceği düşünülüyordu. William Harvey, bu yanlış kavramı, "tüm
yaşam bir yumurtadan gelir" (Latince'de Omne vivum ex ovo) sözüyle
düzeltmiş ve modern biyolojinin temellerini atmıştır. Kısaca anlatmak
gerekirse, bu söz, hayatın bir kaynaktan kırılmayan bir devamlılıkla
geldiğini söyler.
Aynı ataya sahip birkaç organizma benzer özellikler gösterirler.
Dünya'daki tüm organizmalar, ortak bir atadan yada ortak bir gen
havuzundan gelirler. Tüm dünyanın en son ortak atasının 3.5 milyar yıl
önce ortaya çıktığı düşünülmektedir. Biyologlar, genetik kodun
evrenselliğini; bacteria, archaea ve eukaryotun hepsinin aynı atadan
geldiğinin önemli bir kanıtı olarak düşünmektedirler.
Homeostasis
Homeostasis (denge), açık bir sistemin, bağlantılı kontrol mekanizmaları
tarafından kontrol edilen dinamik eşitlikler aracılığıyla, kendi iç
ortamının sabit bir hal sağlayabilmesidir. Tek hücreli yada çok hücreli
tüm organizmalar, homeostasis gösterir: Hücresel düzeyde pH değerinin
ayarlanması, organizma düzeyinde vücut sıcaklığının sabit tutulması ve
ekosistem düzeyinde bitkilerin karbondioksit fazlalığında daha hızlı
büyümesi buna örnek olarak gösterilebilir. Doku ve organlar da
homeostasis sergilerler.
Etkileşimler
Herşey diğer organizmalar ve çevreyle etkileşim içersindedir. Biyolojik
sistemleri incelemenin bir zor kısmı da, incelenen organizmanın diğer
faktörlerle çok sayıda etkileşim içersinde olmasıdır. Mikroskobik bir
bakterinin lokal şeker eğimine tepkide bulunması, aslında, bir aslanın
Afrika savanasında yemek aramasından farklı değildir. Herhangi bir tür
için, davranışlar; agresif, yardımcı, parazitsel yada simbiyotik
olabilir. İşler, herhangi bir ekosistemde, birden fazla tür etkileşime
girdiğinde karışır. Bu türdeki çalışmalar, ekolojinin çalışma
alanındadır.
Çalışma alanları
Biyoloji o kadar büyük bir araştırma sahası haline gelmiştir ki,
genellikle bir dal olarak değil de, birbirine geçmiş birçok alt dal
olarak görülür. Bu madde, dört ana grubu incelemektedir. İlk grup;
hücre, gen, vb. temel yapı taşlarını inceleyen dallardan oluşmaktadır.
İkincisi; doku, organ ve vücut düzeyindeki yapıları inceleyen dallardan
oluşmaktadır. Üçüncüsü, organizmalar ve onların geçmişlerini incelerken,
sonuncusu da onların etkileşimlerini inceler. Bu sınırların,
gruplamaların ve açıklamaların sadece biyolojik araştırmanın
basitleştirilmiş bir betimlemesi olduğu unutulmamalıdır. Gerçekte, bu
dallar arasındaki sınırlar belirli değildir ve birçok dal, birbirinin
yöntemlerini kullanırlar. Mesela, evrimsel biyoloji, DNA zincirlerini
belirlemede moleküler biyolojiden fazlaca etkilenir. Başka bir örnek
vermek gerekirse, fizyoloji, organ sistemlerinin görevlerini açıklarken
hücre biyolojisinden oldukça yararlanır. Bunun dışında, etiyoloji ve
karşılaştırmalı psikoloji, hayvan davranışlarının incelenmesi ve
düşünsel özelliklerini incelemesiyle biyolojinin sınırlarını
genişletirler. Nitekim, evrimsel psikoloji, psikolojinin de bir biyoloji
dalını savunmaktadır.
Hayatın yapısı
Moleküler biyoloji, biyolojinin moleküler düzeyde yapılanıdır. Genetik
ve biyokimya başta gelmek üzere, bu dal, birçok dalla iç içe geçmiştir.
Moleküler biyolojinin ilgi alanı hücrenin değişik sistemleri - DNA, RNA
ve protein sentezini de kapsayarak - ve bu etkileşimlerin nasıl kontrol
edildiğidir.
Hücre biyolojisi ise hücrenin fizyolojik, davranışsal - etkileşimleri ve
hareketleri de dahil - özelliklerini inceler. Bu işlem, hem mikroskobik
hem de moleküler düzeyde yapılır. Hücre biyolojisi, hem bacteria gibi
tek hücreli hem de insan gibi çok hücreli organizmaları inceler.
Hücre oluşumu ve görevinin anlaşılması, tüm biyolojik bilimler için
hayati değer taşır. Hücre türleri arasındaki benzerlik ve farklılıkların
ortaya çıkarılması ise özellikle hücresel ve moleküler biyolojinin
konusudur. Bu farklar ve benzerlikler, birleştirici bir fikir
oluşturmada kullanılırlar.
Genetik, genlerin, kalıtımın ve organizmaların değişkenliğinin
bilimidir. Modern araştırmalarda, belirli bir genin ne işe yaradığı
konusunda önemli bilgiler verir. Genetik bilgi, genellikle, DNA
moleküllerinin kimyasal yapılarının ifade edildiği kromozomlarda taşınır.
Genler, protein sentezi için gerekli bilgiyi kodlarlar. Dolayısıyla da
bir bireyin fenotipinin belirlenmesinde büyük görev alırlar.
Gelişim biyolojisi, organizmaların büyüyüp gelişmesini inceler.
Embriyolojiden ortaya çıkan bu dal, hücre büyümesinin genetik
kontrolünü, hücresel farklılaşmayı ve değişimi inceler. Gelişim
biyolojisinde kullanılan model organizmalardan bazıları Caenorhabditis
elegans, Drosophila melanogaster, Brachydanio rerio, Mus musculus ve
Arabidopsis thaliana'dır.
Organizmaların fizyolojisi
Fizyoloji, tüm yapıların birlikte nasıl çalıştığını anlamaya çalışarak,
organizmaların mekanik, fiziksel ve biyokimyasal süreçlerini inceler.
"Yapıdan göreve" anlayışı, biyoloji için çok önemlidir. Fizyolojik
çalışmalar genellikle, bitki fizyolojisi ve hayvan fizyolojisi olarak
ikiye ayrılırlar; ancak fizyolojinin ilkeleri evrenseldir ve her tür
organizma üzerinde incelenilebilir. Mesela, maya hücresi hakkında
öğrenilen bir özellik, insan hücresi üzerinde de incelenilebilir. Hayvan
fizyolojisi, insan fizyolojisinin metot ve araçlarını insan olmayan
türlere taşır. Bitki fizyolojisi bile, bu türlerden bazı fikirleri ödünç
alır... Anatomi, fizyolojinin önemli bir dalıdır ve sinir, bağışıklık, hormon,
dolaşım ve solunum gibi organ sistemlerini inceler. Bu daldan
öğrenilenler, tıbbın nöroloji ve immünoloji gibi dallarına büyük yarar
sağlar.
Organizmaların çeşitliliği ve evrimi
Evrimsel biyoloji, organizmaların zamanla değişmeleri de dahil, onların
kökleriyle ilgilenir ve birçok taksonomiyle ilintili bilim adamını
bünyesinde bulundurur. Mesela, genellikle belirli bir organizma hakkında
eğitim almış - mammaloji, ornitoloji yada herpetoloji gibi - birçok
bilim adamını içine alıp, evrim hakkındaki daha genel sorulara cevap
arar. Evrimsel biyoloji, fosil kalıntılarını inceleyerek evrimin hızı ve
türünü inceleyen paleontoloji üzerine kurulmuştur. 1990larda, daha
önceden modern sentezden dışlanmış olan gelişim biyolojisi, evrim
biyolojisinin sahasına, evrimsel-gelişimsel biyolojinin çalışmalarıyla
tekrar girdi. Evrimsel biyolojiyle alakalı dalların bazıları;
filojenetik, sistematik ve taksonomidir.
Taksonomik açıdan ilintili iki büyük geleneksel bölüm, botanik ve
zoolojidir. Botanik, bitkilerin bilimidir. Bu bilim dalı, bitkilerin
gelişim, üreme, metabolizma, gelişim, hastalık ve evrimlerini inceleyen
birçok daldan oluşmaktadır. Zooloji ise hayvanlarla ilgilidir. Bu bilim
dalı, anatomi ve embriyolojinin dalları olan fizyolojiyi de kapsar.
Hayvanların ve bitkilerin genel genetik ve gelişimsel mekanizmaları;
moleküler biyoloji, moleküler genetik ve gelişim biyolojisi altında
yapılır. Hayvanların ekolojisi ise davranışsal ekoloji ve diğer dallarla
incelenilir.
Hayatın sınıflandırılması
Çoğunlukla kullanılan sınıflandırma sisteminin adı, rütbe ve iki isim
içeren "Linnaean taksonomi"dir. Organizmaların isimlendirilmesi ise
"International Code of Botanical Nomenclature (ICBN)", "International
Code of Zoological Nomenclature (ICZN)", "International Code of
Nomenclature of Bacteria (ICNB)" gibi uluslararası anlaşmalarla yapılır.
Bu üç alandaki isimlendirmeyi standart haline getirmeye çalışan Draft
BioCode 1997'de yayımlansa da resmi olarak kabul görmeyi beklemektedir.
"International Code of Virus Classification and Nomenclature (ICVCN)"
ise BioCode'un dışında kalmaktadır.
Organizmaların etkileşimleri
Ekoloji, yaşayan organizmaların dağılım ve sıklığıyla birlikte
organizmaların aralarındaki ve çevreleriyle ilişkilerini de inceler. Bir
organizmanın çevresi, hem onun doğal ortamını hem de iklim ve jeoloji
gibi abiotik faktörlerin toplamını kapsar. Ekolojik sistemler, birçok
düzeyde incelenirler: birey (individual), nüfus (population), topluluk
(community), ekosistem (ecosystem) ve biyosfer (the biosphere). Tahmin
edilebileceği gibi ekolojinin de birçok alt bilim dalı vardır.
Etiyoloji, hayvan davranışını (özellikle de primatlar ve canidae
familyaları gibi sosyal hayvanları) incelemekle beraber, bazen
zoolojinin bir alt bilim dalı olarak görülür. Etyologlar, özellikle,
davranışın evrimi ve doğal seleksiyon gözüyle davranışı anlamakla
ilgilidirler. Bir anlamda, Charles Darwin ilk etyologtur ki kitabı The
expression of the emotions in animals and men'le (Hayvan ve insanlarda
duyguların gösterilmesi) birçok etyologu etkilemiştir. Biyocoğrafya,
plaka tektoniği, iklim değişimleri, göç ve yer değiştirme gibi konulara
özel bir yer vererek organizmaların Dünya'ya yayılışını inceler.
Biyoloji veya Canlı bilimi, canlıları inceleyen bir bilim dalıdır.
Biyologlar, tüm canlıları; tüm gezegeni kaplayan küresel boyuttan,
hücre ve molekülleri kapsayan mikroskobik boyuta kadar onları etkileyen
önemli dinamik olaylarla birlikte inceleyen, biyoloji bilimiyle uğraşan
kişilerdir. Birçok süreci bünyesinde barındıran hayati süreçlerden
bazıları; enerji ve maddenin işlenmesi, vücudu oluşturan maddelerin
sentezlenmesi, yaraların iyileşmesi ve tüm organizmanın çoğalmasıdır.
Hayatın gizemleri, tarihteki tüm insanları etkilediğinden; insanın
fiziksel yapısı, bitkiler ve hayvanlar hakkındaki araştırmalar tüm
toplumların tarihlerinde yer bulur. Bu kadar ilginin bir kısmı,
insanların hayata hükmetme ve doğal kaynakları kullanma isteğinden
gelmektedir. Soruların peşinden koşmak, insanlara, organizmaların
yapıları hakkında bilgi kazandırdı ve de yaşam standartları, zamanla
yükseldi. İlginin bir diğer kısmı ise, doğayı kontrol etme isteğinden
çok, onu anlama isteğinden gelmektedir. Bu araştırmaların ilerletilmesi,
bizim dünya hakkındaki düşüncelerimizi değiştirmiştir.
Biyolojinin; botanik, zooloji ve tıp gibi birçok dalı eskidir. Ancak,
bunları tek bir kategori altında toplayan "biyoloji", ancak 19. yüzyılda
ortaya çıkmıştır. Bu bilimin gelişmesiyle, bilim adamları, bütün yaşayan
varlıkların, ortak bazı özellikler taşıdıklarını anlamışlardır. Bu
nedenle de varlıkların bir bütün içersinde incelenmesinin yararlarını
kavramışlardır. Biyoloji, günümüzde, en önemli bilim dallarından
biridir: Tüm yeryüzündeki biyoloji ve tıp dergilerde, yıllık bir milyon
makaleden fazla yayımlanmaktadır. Aynı zamanda, biyoloji, yeryüzündeki
tüm okullarda öğretilen ana derslerden biridir.
Biyoloji, bu kadar fazla konuyu kendi kapsamı altında topladığı için
birçok dallara bölünmüştür. Organizma türüne göre bu bilim dalını bölen
yöntem; bitkileri inceleyen botanik, hayvanları inceleyen zooloji ve son
olarak da mikroorganizmaları inceleyen mikrobiyolojiyi ana dallar olarak
alır. Bazı bölme yöntemleri ise, incelenen organizmaların derecesine
göre bu ayrımı yapmaktadır: Bu sistem; hayatın temel kimyasını inceleyen
moleküler biyolojiyi, hayatın temel yapı taşları olan hücreleri
inceleyen hücre biyolojisini, organizmaların iç organlarının çalışmasını
inceleyen fizyolojiyi, organizmaların dış görünüşlerini inceleyen
morfolojiyi ve organizmaların birbirleri ve çevreyle ilişkilerini
inceleyen ekolojiyi, biyolojinin anaimesi, Yunanca hayat anlamına gelen
bios'la, 'incelemesi' anlamına gelen logos'un, birleşmesiyle oluşmuştur.
Göründüğü kadarıyla kelime, günümüzde kullanılan anlamıyla ilk defa,
Gottfried Reinhold Treviranus'un Biologie oder Philosophie der lebenden
Natur'unda (Biyoloji ya da yaşayan Doğanın Felsefesi) (1802) ve Jean-Baptiste
Lamarck'ın Hydrogéologie'sinde (Hidroloji) (1802) kullanılmıştır.
Kelimenin kendisi ise 1800'de Karl Friedrich Burdach'a atfedilse de,
kelime Michael Christoph Hanov'un 1766'da basılan Üçüncü Cilt'inde,
Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia,
phytologia generalis et dendrologia başlığıyla yer bulmuştur.
Biyolojinin tek bir bilimdalı olarak ortaya çıkması 19. yüzyılda
olmuşsa da, biyolojik bilimlerinden, tıp gelenekleri ve doğa tarihiyle
ilgili olanlarının izi Greklere kadar sürülebilir. Rönesans ve Keşif
Çağı'nda, deneyciliğin tekrar revaçta olması, bilinen organizmaların
sayısının da hızla artmasıyla, biyolojik düşünceyi geliştirdi; Vesalius,
fizyolojideki dikkatli gözlemin artmasını başlattı ve Carolus Linnaeus,
Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon gibi adamlar hayatın
çeşitliliğini anlamak, fosil kayıtlarında bulunmak ve organizma
davranışlarını incelemek adına kavramsal çalışmalar başlattı. Mekanik
felsefenin güçlenmesiyle doğa teolojisinin önem kazanması da doğa
tarihinin gelişmesi açısından bir etkide bulunmuş olabilir.
18. yüzyılda, biyolojinin çoğu dalı - botanik, zooloji ve jeoloji -
profesyonelleşmeye başladı ve bu bilimsel anlamda bir dal olmaları
yolundaki adımları hızlandırdı. Ancak yine de 1800'lerin sonuna kadar bu
işlem tamamlanmadı. Antoine Lavoisier ve diğer fizikçiler, fiziksel ve
kimyasal teorilerle hayvansal ve hayvansal olmayan âlemleri
birleştirmeye başladı. 19. yüzyıla doğru gidildikçe, Alexander von
Humboldt gibi kâşif-doğacılar, organizmaların aralarındaki ilişkileri ve
bu ilişkilerin bulundukları ortama göre nasıl farklılık gösterdiklerini
inceleyerek Biyocoğrafya, ekoloji ve etoloji gibi bilim dallarını
başlattı. Çoğu doğacılar, organizmaların değişmediği fikrini reddetmeye
başlayıp soy tükenmesi ve türlerin değişebilmesi gibi fikirlere sıcak
bakmaya başladı. Embriyoloji ve paleontoloji gibi yeni alanlarla bu tarz
tutumlar birleşince Charles Darwin'in doğal seleksiyon yoluyla meydana
gelen evrim teorisi ortaya çıktı. 19. yüzyılın sonu; hayatın kaynağı ve
hastalıklara mikroorganizmaların neden olması konularında tartışmalar,
sitoloji, bakteriyoloji ve fizyolojik kimya gibi alanlara şahitlik
yaptı. Ancak yine de kalıtım konusu tamamiyle bir gizemdi.
20. yüzyılın başında, Gregor Mendel'in çalışmaları, Thomas Hunt Morgan
ve öğrencileri tarafından genetiğin hızla gelişmesini sağladı. 1930'lara
gelindiğinde nüfus genetiği ve doğal seleksiyonun birleşimi, modern
evrim sentezinin ve evrim biyolojisinin ortaya çıkmasını sağladı.
Özellikle de James D. Watson'la Francis Crick'in DNA'yı 1953'te
keşfetmesinin ardından birçok dal gelişti. Genetik kodun kırılmasının ve
merkezi dogmanın (central dogma) kurulmasının ardından, biyoloji;
ekoloji, etoloji, sistematik paleontoloji, evrimsel biyoloji, gelişim
biyolojisi ve diğer organizmalarla ilgili dalları kapsayan organizma
biyolojisi ile hücre biyolojisi, biyofizik, biyokimya, nörobiyoloji,
immünoloji ve birçok benzer dalı kapsayan moleküler biyoloji olarak
ikiye ayrıldı. 21. yüzyılın başına gelindiğinde bu kadar ayrı parçanın
oluşturduğu karışıklık ve anlaşmazlık geçmeye başladı. Organizmal
biyologlar moleküler teknik ve fikirlere, moleküler biyologlar da genler
ve doğal çevre arasındaki fikirlerle genetik kalıtımla ilgili fikirlere
önem vermeye başladı.
Biyoloji, bilgiye ulaşmak için bilimsel metodu kullanır. Bilimsel
teoriler, bilimsel gözlemlere dayanır ve bu teoriler, yeni
araştırmalarla bazen geliştirilirler. Bilimsel teoriler aynı zamanda,
daha gözlenmemiş bir fenomenin tahmin edilebilmesi için de
kullanılabilirler. Biyolojik sistemler, bazen sistematik olarak
modellenirler; ancak yine de - diğer bilim dallarında da olduğu gibi -
teoriler sadece matematik kullanarak açıklanmazlar.
Biyolojik bilimler, birkaç temel ilkenin altında toplanılabilirler:
evrensellik, evrim, çeşitlilik, devamlılık, genetik, homeostasis, ve
etkileşimler.
Organizmalar; görüntüde, doğal ortamında ve davranışlarında fazlaca
farklılık göstermelerine rağmen, aslında tüm canlılar bazı evrensel
temelleri paylaşırlar. Bütün canlı yaşamının karbon bazlı bir
biyokimyası vardır: Karbon, tüm canlıları oluşturan temel yapı taşıdır.
Aynı şekilde, su da, temel çözendir. Dünya'daki tüm organizmalar,
genetik bilgiyi depolamak için DNA ve RNA-bazlı mekanizmalar
kullanırlar. Bir diğer evrensel ilke ise, virüslerin dışındaki tüm
canlıların hücrelerden oluştuğudur. Aynı şekilde, tüm organizmalar,
benzer büyüme süreçleri geçirirler.
Tüm bu sayılanlar, Dünya'daki tüm organizmalar için geçerli olsa da,
teoride alternatif bir yaşam türü de var olabileceğinden, bilim
adamları, alternatif bir biyokimyayı araştırmaktadırlar.
Biyolojideki temel düzenleyici içerik, tüm canlıların aynı kökten
gelip, değişik süreçler sonrasında değişip geliştiğini savunan evrimdir.
Burada, yukarda da anlatılan, canlılar arasındaki etkileyici
benzerliklere yol açar. Charles Darwin, evrimin sürmesine sebebiyet
veren doğal seleksiyonu açıklayarak, evrimi, geçerli bir teori olarak
kılmıştır (Alfred Russel Wallace'ın bu içeriğin keşfedilmesinde büyük
rol oynadığı da belirtilmelidir). Modern sentez teorisinde, genetik
çeşitlilik de bu mekanizmada önemli rol oynar.
Bir türün, ürediği tür hakkındaki bilgileri, onların özelliklerini ve
türün son halinin diğer türlerle ilişkisini inceleyen bilim dalına
filogeni denir. Biyolojiye birbirinden farklı birçok yaklaşım türü,
filogeniyi ilerletir: Moleküler biyoloji, DNA zincirlerinin
karşılaştırılmalarını yaparken fosillerin karşılaştırmalarını da
paleontoloji yapar. Bilimadamları, evrim ilişkilerini, birkaç metotla
inceleyip düzenlerler. Bu metodlar; filogenetik, fenetik ve kladistik
olarak üç dalda toplanılabilir.
Evrim teorisi, Darwin ve Wallace tarafından açıklanmasından beri, bu
fikir, sonuçlara ya da açıklamalara karşı olanlar tarafından sürekli
kötülenmiştir. Genellikle, bu açıklamaların karşısında dini açıklamalar
kullanılmıştır. Ancak, profesyonel biyologların nerdeyse hepsi, evrim
teorisinin kullanılabilir ve geçerli bir teori olduğunu kabul
etmişlerdir.
Sistematik ve taksonominin ilgi alanı olan sınıflandırma, birbirinden
farklı yöntemler izler. Taksonomi, organizmaları, taxa adı verilen
gruplarda sınıflandırırken, sistematik, organizmaların birbirleriyle
ilişkilerini inceler. Bu bilim dalları, kladistik ve genetik dallarında
da geliştirmişlerdir.
Geleneksel olarak, canlılar beş büyük aleme bölünürler:
Monera -- Protista -- Fungi -- Plantae -- Animalia
Ancak, çoğu bilim adamı, bu sistemi demode bulmakta ve de
modern alternatifler getirmektedirler. Modern sistemler, üç-âlemli bir
sistem kullanırlar:
Archaea -- Bacteria -- Eukaryota
Bu âlemler, hücrelerin çekirdeklerinin olup olmamasına ve
hücrelerin iç yapılarının farklılıklarına göre bölünmüştür.
Aynı zamanda, metabolik anlamda, daha az canlı olan bazı hücreiçi
parazitler de biyolojide ayrı bir alem olarak incelenirler:
Virüsler -- Viroidler -- Prionlar.
Daha da ileri gidildiğinde, bütün âlemler, tüm türler ayrı ayrı
sınıflandırılıncaya kadar bölünürler. Bu sıralama, şu sırayla gider:
Âlem, Filum, Sınıf, Takım, Cins, Tür ve Alt türdür. Bir organizmanın
bilimsel adı, onun cinsi ve türüne göre belirlenir. Mesela, insanlar
Homo sapiens olarak adlandırılırlar. Homo cinsi, sapiens ise türüdür.
Bilimsel tür isimlerini yazarken, organizmanın cinsinin ilk harfini
büyük yazıp türünü küçük harflerle yazmak gerekir. Ayrıca tüm adın da
yana yatık yazılması bir kuraldır. Sınıflandırma için kullanılan terim,
taksonomidir.
19. yüzyıla kadar, yaşamsal formların bazı şartlarda aniden ortaya
çıkabileceği düşünülüyordu. William Harvey, bu yanlış kavramı, "tüm
yaşam bir yumurtadan gelir" (Latince'de Omne vivum ex ovo) sözüyle
düzeltmiş ve modern biyolojinin temellerini atmıştır. Kısaca anlatmak
gerekirse, bu söz, hayatın bir kaynaktan kırılmayan bir devamlılıkla
geldiğini söyler.
Aynı ataya sahip birkaç organizma benzer özellikler gösterirler.
Dünya'daki tüm organizmalar, ortak bir atadan ya da ortak bir gen
havuzundan gelirler. Tüm dünyanın en son ortak atasının 3.5 milyar yıl
önce ortaya çıktığı düşünülmektedir. Biyologlar, genetik kodun
evrenselliğini; bacteria, archaea ve eukaryotun hepsinin aynı atadan
geldiğinin önemli bir kanıtı olarak düşünmektedirler.
Homeostazi (denge), açık bir sistemin, bağlantılı kontrol mekanizmaları
tarafından kontrol edilen dinamik eşitlikler aracılığıyla, kendi iç
ortamının sabit bir hal sağlayabilmesidir. Tek hücreli ya da çok hücreli
tüm organizmalar, homeostasis gösterir: Hücresel düzeyde pH değerinin
ayarlanması, organizma düzeyinde vücut sıcaklığının sabit tutulması ve
ekosistem düzeyinde bitkilerin karbondioksit fazlalığında daha hızlı
büyümesi buna örnek olarak gösterilebilir. Doku ve organlar da
homeostasis sergilerler.
Herşey diğer organizmalar ve çevreyle etkileşim içersindedir. Biyolojik
sistemleri incelemenin bir zor kısmı da, incelenen organizmanın diğer
faktörlerle çok sayıda etkileşim içersinde olmasıdır. Mikroskobik bir
bakterinin lokal şeker eğimine tepkide bulunması, aslında, bir aslanın
Afrika savanasında yemek aramasından farklı değildir. Herhangi bir tür
için, davranışlar; agresif, yardımcı, parazitsel ya da simbiyotik
olabilir. İşler, herhangi bir ekosistemde, birden fazla tür etkileşime
girdiğinde karışır. Bu türdeki çalışmalar, ekolojinin çalışma
alanındadır.
Biyoloji o kadar büyük bir araştırma sahası haline gelmiştir ki,
genellikle bir dal olarak değil de, birbirine geçmiş birçok alt dal
olarak görülür. Bu madde, dört ana grubu incelemektedir. İlk grup;
hücre, gen, vb. temel yapı taşlarını inceleyen dallardan oluşmaktadır.
İkincisi; doku, organ ve vücut düzeyindeki yapıları inceleyen dallardan
oluşmaktadır. Üçüncüsü, organizmalar ve onların geçmişlerini incelerken,
sonuncusu da onların etkileşimlerini inceler. Bu sınırların,
gruplamaların ve açıklamaların sadece biyolojik araştırmanın
basitleştirilmiş bir betimlemesi olduğu unutulmamalıdır. Gerçekte, bu
dallar arasındaki sınırlar belirli değildir ve birçok dal, birbirinin
yöntemlerini kullanırlar. Mesela, evrimsel biyoloji, DNA zincirlerini
belirlemede moleküler biyolojiden fazlaca etkilenir. Başka bir örnek
vermek gerekirse, fizyoloji, organ sistemlerinin görevlerini açıklarken
hücre biyolojisinden oldukça yararlanır. Bunun dışında, etoloji ve
karşılaştırmalı psikoloji, hayvan davranışlarının incelenmesi ve
düşünsel özelliklerini incelemesiyle biyolojinin sınırlarını
genişletirler. Nitekim, evrimsel psikoloji, psikolojinin de bir biyoloji
dalını savunmaktadır.
Moleküler biyoloji, biyolojinin moleküler düzeyde yapılanıdır. Genetik
ve biyokimya başta gelmek üzere, bu dal, birçok dalla iç içe geçmiştir.
Moleküler biyolojinin ilgi alanı hücrenin değişik sistemleri - DNA, RNA
ve protein sentezini de kapsayarak - ve bu etkileşimlerin nasıl kontrol
edildiğidir.
Hücre biyolojisi ise hücrenin fizyolojik, davranışsal - etkileşimleri
ve hareketleri de dahil - özelliklerini inceler. Bu işlem, hem
mikroskobik hem de moleküler düzeyde yapılır. Hücre biyolojisi, hem
bacteria gibi tek hücreli hem de insan gibi çok hücreli organizmaları
inceler.
Hücre oluşumu ve görevinin anlaşılması, tüm biyolojik bilimler için
hayati değer taşır. Hücre türleri arasındaki benzerlik ve farklılıkların
ortaya çıkarılması ise özellikle hücresel ve moleküler biyolojinin
konusudur. Bu farklar ve benzerlikler, birleştirici bir fikir
oluşturmada kullanılırlar.
Genetik, genlerin, kalıtımın ve organizmaların değişkenliğinin
bilimidir. Modern araştırmalarda, belirli bir genin ne işe yaradığı
konusunda önemli bilgiler verir. Genetik bilgi, genellikle, DNA
moleküllerinin kimyasal yapılarının ifade edildiği kromozomlarda
taşınır. Genler, protein sentezi için gerekli bilgiyi kodlarlar.
Dolayısıyla da bir bireyin fenotipinin belirlenmesinde büyük görev
alırlar.
Gelişim biyolojisi, organizmaların büyüyüp gelişmesini inceler.
Embriyolojiden ortaya çıkan bu dal, hücre büyümesinin genetik
kontrolünü, hücresel farklılaşmayı ve değişimi inceler. Gelişim
biyolojisinde kullanılan model organizmalardan bazıları Caenorhabditis
elegans, Drosophila melanogaster, Brachydanio rerio, Mus musculus ve
Arabidopsis thaliana'dır.
Organizmaların fizyolojisi
Fizyoloji, tüm yapıların birlikte nasıl çalıştığını anlamaya
çalışarak, organizmaların mekanik, fiziksel ve biyokimyasal süreçlerini
inceler. "Yapıdan göreve" anlayışı, biyoloji için çok önemlidir.
Fizyolojik çalışmalar genellikle, bitki fizyolojisi ve hayvan
fizyolojisi olarak ikiye ayrılırlar; ancak fizyolojinin ilkeleri
evrenseldir ve her tür organizma üzerinde incelenilebilir. Mesela, maya
hücresi hakkında öğrenilen bir özellik, insan hücresi üzerinde de
incelenilebilir. Hayvan fizyolojisi, insan fizyolojisinin method ve
araçlarını insan olmayan türlere taşır. Bitki fizyolojisi bile, bu
türlerden bazı fikirleri ödünç alır..
Anatomi, fizyolojinin önemli bir dalıdır ve sinir, bağışıklık, hormon,
dolaşım ve solunum gibi organ sistemlerini inceler. Bu daldan
öğrenilenler, tıbbın nöroloji ve immünoloji gibi dallarına büyük yarar
sağlar.
Organizmaların çeşitliliği ve evrimi
Evrimsel biyoloji, organizmaların zamanla değişmeleri de dahil,
onların kökleriyle ilgilenir ve birçok taksonomiyle ilintili bilim
adamını bünyesinde bulundurur. Mesela, genellikle belirli bir organizma
hakkında eğitim almış - mammaloji, ornitoloji ya da herpetoloji gibi -
birçok bilim adamını içine alıp, evrim hakkındaki daha genel sorulara
cevap arar. Evrimsel biyoloji, fosil kalıntılarını inceleyerek evrimin
hızı ve türünü inceleyen paleontoloji üzerine kurulmuştur. 1990larda,
daha önceden modern sentezden dışlanmış olan gelişim biyolojisi, evrim
biyolojisinin sahasına, evrimsel-gelişimsel biyolojinin çalışmalarıyla
tekrar girdi. Evrimsel biyolojiyle alakalı dalların bazıları;
filojenetik, sistematik ve taksonomidir.
Taksonomik açıdan ilintili iki büyük geleneksel bölüm, botanik ve
zoolojidir. Botanik, bitkilerin bilimidir. Bu bilim dalı, bitkilerin
gelişim, üreme, metabolizma, gelişim, hastalık ve evrimlerini inceleyen
birçok daldan oluşmaktadır. Zooloji ise hayvanlarla ilgilidir. Bu bilim
dalı, anatomi ve embriyolojinin dalları olan fizyolojiyi de kapsar.
Hayvanların ve bitkilerin genel genetik ve gelişimsel mekanizmaları;
moleküler biyoloji, moleküler genetik ve gelişim biyolojisi altında
yapılır. Hayvanların ekolojisi ise davranışsal ekoloji ve diğer dallarla
incelenilir.
Ekoloji, yaşayan organizmaların dağılım ve sıklığıyla birlikte
organizmaların aralarındaki ve çevreleriyle ilişkilerini de inceler. Bir
organizmanın çevresi, hem onun doğal ortamını hem de iklim ve jeoloji
gibi abiotik faktörlerin toplamını kapsar. Ekolojik sistemler, birçok
düzeyde incelenirler: birey, nüfus, topluluk, ekosistem ve biyosfer.
Tahmin edilebileceği gibi ekolojinin de birçok alt bilim dalı vardır.
Etoloji, hayvan davranışını (özellikle de primatlar ve canidae
familyaları gibi sosyal hayvanları) incelemekle beraber, bazen
zoolojinin bir alt bilimdalı olarak görülür. Etyologlar, özellikle,
davranışın evrimi ve doğal seleksiyon gözüyle davranışı anlamakla
ilgilidirler. Bir anlamda, Charles Darwin ilk etyologtur ki kitabı The
expression of the emotions in animals and men'le (Hayvan ve insanlarda
duyguların gösterilmesi) birçok etyologu etkilemiştir. Biyocoğrafya,
plaka tektoniği, iklim değişimleri, göç ve yer değiştirme gibi konulara
özel bir yer vererek organizmaların Dünya'ya yayılışını inceler.
|
> Anahtar Kelimeler:
Biyoloji Hakkında Her Şey Nedir,
Etimoloji Nedir,
Tarihi
Nedir,
Biyolojinin İlkeleri Nelerdir,
Evrensellik Nedir,
Evrim
Nedir,
Çeşitlilik Nedir,
Devamlılık Nedir,
Homeostasis Nedir,
Etkileşimler Nedir,
Çalışma Alanları Nedir,
Hayatın Yapısı
Nedir,
Organizmaların Fizyolojisi Nedir,
Organizmaların
Çeşitliliği ve Evrimi Nedir,
Hayatın Sınıflandırılması Nedir,
Organizmaların Etkileşimleri Nedir... |
|
