La biologia è una scienza naturale che studia la vita e gli organismi viventi, compresa la loro struttura, funzione, sviluppo, interazioni, evoluzione, distribuzione e tassonomia. L'ambito del campo è ampio e suddiviso in diverse discipline specializzate, come l'anatomia, la fisiologia, l'etologia, la genetica e molte altre. Tutti gli esseri viventi condividono alcuni tratti chiave, tra cui l'organizzazione cellulare, il materiale genetico ereditabile e la capacità di adattarsi/evolversi, il metabolismo per regolare il fabbisogno energetico, la capacità di interagire con l'ambiente, mantenere l'omeostasi, riprodursi e la capacità di crescere e cambiare.

La complessità della vita

Nonostante la sua complessità, la vita è organizzata e strutturata. La teoria cellulare in biologia afferma che tutti gli organismi viventi sono composti da una o più cellule. La cellula è l'unità di base della vita e tutte le cellule derivano da cellule precedentemente esistenti. Anche gli organismi unicellulari, come i batteri, hanno strutture che consentono loro di svolgere funzioni essenziali, come interagire con l'ambiente e svolgere reazioni chimiche che mantengono la vita o il metabolismo. Negli organismi pluricellulari, le cellule lavorano insieme per formare tessuti, organi, sistemi di organi e interi organismi. Questa organizzazione gerarchica può estendersi alle popolazioni, alle comunità, agli ecosistemi e alla biosfera.

Genetica e adattamento

Il materiale genetico di un organismo, i "progetti" biologici codificati nel suo DNA, viene trasmesso alla sua prole. Nel corso di diverse generazioni, il materiale genetico è modellato dall'ambiente biotico (vivente) e abiotico (non vivente). Questo processo è chiamato adattamento. La prole di genitori ben adattati ha un'alta probabilità di sopravvivere in condizioni simili a quelle in cui vivevano i loro genitori. La selezione naturale è il processo in cui i tratti ereditari aumentano la sopravvivenza e la riproduzione. La selezione naturale è il meccanismo centrale dell'evoluzione. Ad esempio, alcuni ratti canguro vivono in zone calde e secche con scarse precipitazioni. Per evitare il caldo torrido e conservare l'acqua, si insinuano nel terreno dove fa più freddo e abbassano il loro tasso metabolico per rallentare l'evaporazione. In questo modo, la genetica del ratto canguro, che codifica questo comportamento e viene tramandata di generazione in generazione, consente all'animale di sopravvivere a condizioni ambientali così estreme.

Interazioni ambientali

Gli organismi devono anche essere in grado di interagire con successo con il loro ambiente. Ciò include la navigazione nel mondo che li circonda alla ricerca di risorse o potenziali compagni e la regolazione del loro ambiente interno. L'omeostasi è la capacità di un organismo di mantenere stabili le condizioni interne. Ad esempio, gli esseri umani mantengono una temperatura corporea costante. Se hanno freddo, rabbrividiscono; Se fa troppo caldo, sudano. Gli esseri viventi svolgono anche il metabolismo, i processi chimici che regolano il fabbisogno energetico. Ad esempio, le piante convertono la luce solare in zucchero e immagazzinano energia chimica nell'adenosina trifosfato.

Costruire verso l'alto dai principi di base

Sebbene "Che cos'è la biologia?" e "Che cos'è la vita" possano sembrare domande di base, sono essenziali da capire e sono prerequisiti per porre domande più complicate. Ad esempio, senza comprendere i principi di base della vita, come il modo in cui le cellule si dividono e si replicano, sarebbe difficile indagare su ciò che causa il cancro. Questa conoscenza consente inoltre agli scienziati di sviluppare gli strumenti e i metodi necessari per studiare i processi biologici.