Étymologie
Le terme biologie est la composition des deux mots
grec que
bios (βιος) en français la vie et
logos (λογος) qui signifie l'étude.
Ce mot a été défini à la fin du par le naturaliste français Jean-Baptiste de Lamarck :
Principes fondateurs
Évolution
Bien que l'idée d'une évolution de la vie ne soit pas une idée récente, ce n'est qu'en 1859, avec la parution de L'Origine des espèces de Charles Darwin qu'une explication scientifique a été proposée avec l'introduction du principe de sélection naturelle. Avec le temps, la théorie originelle de Darwin a été affiné avec les résultats des expériences et observations que les biologistes ont effectués. La théorie faisant actuellement consensus est celle de la théorie synthétique de l'évolution.
Le caractère évolutionniste de la vie a pendant très longtemps été discuté et est même encore mis en doute par certaines personnes en dehors de la communauté scientifique, mais aucune de ces objections à la théorie de l'évolution n'est scientifiquement fondée. La communauté scientifique a depuis très largement admis l'évolutionnisme de la vie comme un fait, qui est démontré par l'expérience et l'observation à maintes reprises notamment par :
- l'examen des fossiles en paléontologie montre l'évolution des formes de vie à travers le temps
- l'anatomie comparée qui met en évidence les similitudes morphologiques entre des animaux pourtant différents
- l'hérédité qui explique les variations génétiques d'une génération à une autre
- l'étude comparée du génome de plusieurs organismes, qui montre l'éloignement plus ou moins important dans l'arbre phylogénétique, permettant ainsi de retracer l'évolution et l'éloignement des différentes formes de vie
- la sélection artificielle, qui pratiquée par l'Homme chez les animaux et les plantes qu'il a domestiqué est la mise en application par l'Homme du principe de la sélection naturelle
Diversité
Si la biologie est si vaste, c'est en raison de l'extrême diversité du vivant qui se présente sous tellement de formes que l'on peut avoir du mal à discerner des points communs. Une hiérarchisation du vivant a tout de même été réalisé, qui est le domaine de la
systématique et de la
taxinomie. Toutes les êtres vivants sont classés en trois domaines :
Universalité
Structure 3D de la molécule
d'
ADN
Bien qu'étant si différentes, toutes les formes de vies partagent des caractères communs. Ce qui porte à croire que la vie sur Terre a pour origine une seule et même forme de vie, désigné sous l'acronyme de LUCA (pour Last universal common ancestor), qui serait apparue sur Terre il y a au moins 2,5 milliards d'années.
Les principaux caractères universels du vivant sont :
- le carbone, qui de par ses caractéristiques physiques sert de 'squelette' à tous les composés organiques
- l'ADN et l'ARN, qui servent de support au génome et assure la transmission de ce dernier à la descendance lors de la reproduction
- la cellule qui est la plus petite unité vivante. Ce dernier point est discuté au sein de la communauté scientifique, car les virus sont considérés comme vivants par certains biologistes, or, ils n'ont pas de cellule.
Domaines d'études
En raison du caractère extrêmement vaste du sujet, l'étude de la biologie nécessite un morcellement en domaines d'études. Une approche, un peu 'réductrice', mais ayant l'avantage de clarifier les thèmes, qui consiste à définir des niveaux d'organisation. Dans un souci de parvenir à une compréhension plus globale de la biologie, des ponts se sont naturellement créés entre les différentes disciplines.
Structure du vivant
Les domaines étudiant la structure du vivant sont à l'échelle de l'atome pour la biologie moléculaire et de la cellule pour la biologie cellulaire.
Le domaine de la biologie moléculaire étudie les composés de bases du vivant, comme l'ADN et les protéines. Pendant longtemps on a cru que les lois de la chimie régissant le vivant étaient différentes de celles pour la matière inanimée. Mais depuis la synthèse de nombreux composés organiques, il est clairement admis que les lois chimiques sont les mêmes que pour la matière inorganique. Aucune force vitale n'insuffle la vie à la matière comme on le pensait avant avec la théorie vitaliste.
La mise au point du microscope avec lequel Robert Hooke a découvert les cellules en 1665 a marqué la naissance de la biologie cellulaire et celle d'un monde alors insoupçonné. Cette découverte et les nombreuses qui ont suivis ont permis d'expliquer certains phénomènes comme ce que l'on qualifiait à l'époque de génération spontanée. C'est à cette échelle que l'on rencontre les premiers organismes vivants.
Anatomie et physiologie
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Prise au sens structurelle et fonctionnelle, la biologie recouvre également l'ensemble des disciplines, classiques et modernes, qui étudient des structures comme les tissus avec l'histologie ou les organes avec l'anatomie. La physiologie quant à elle étudie les principes mécaniques, physiques et biochimiques des organismes vivants et est séparée en deux branches : la physiologie végétale et la physiologie animale.
Diversité et évolution
L'extrême diversité du vivant n'empêche en rien le groupement en entités ou
taxons (
Taxinomie), leurs relations les uns par rapport aux autres et leur classement (
Systématique).
Interactions
Les interactions des êtres vivant entre eux et les liens les unissant avec leurs environnement est le domaine de l'écologie. L'éthologie quant a elle étudie le comportement animal dans le milieu naturel.
Niveaux d'observation et disciplines
| Niveau d'observation
| Exemple
| Disciplines
|
| moléculaire
| molécules biologiques : protéines, ADN
| chimie organique, biochimie, biologie moléculaire
|
| microscopique
| composants de la cellule (organites)
| biologie cellulaire, cytologie
|
|
| celluless, organismesss unicellulaire
| microbiologie
|
|
| organes, tissuss
| physiologie, histologie
|
| macroscopique
| organismess, individus
| biologie des organismes, anatomie, éthologie
|
| populationnel
| coloniess, populationss, métapopulation
| biologie des populations, génétique des populations
|
| spécifique
| espèce
| taxinomie, phylogéographie...
|
| supra-spécifique
| groupes d'espèces, écosystèmes, évolution humaine
| systématique, écologie, phylogénie
|
Applications
de
Cologne
Les applications des découvertes en biologie sont nombreuses et très présentes dans le quotidien de l'être humain. Les avancées importantes de ces dernières décennies en médecine ont principalement pour origine les découvertes sur le fonctionnement du corps humain. Le domaine pharmaceutique profite également des avancées en chimie organique.
Plus récemment, la découverte de la structure de l'ADN et une meilleure compréhension de l'hérédité ont permis de modifier finement les êtres vivants et trouvent des applications dans les domaines agricole et agro-alimentaire.
Impacts sur la société
Depuis le développement de la biologie moléculaire et de la physiologie cellulaire dans la seconde partie du 20e siècle, les progrès de la biologie sont devenus quotidiens et ont un impact énorme sur la société. Compréhension des mécanismes moléculaires de plusieurs centaines de maladies, amélioration des traitements contre le cancer, compréhension des mécanismes neurologiques et amélioration des traitement des maladies mentales, dépistage de tares génétiques
in utero. Une meilleure compréhension de l'évolution moléculaire, substrat physique à l'évolution des espèces, permet de transposer à l'homme les découvertes faites sur les animaux inférieurs, y compris des vers comme c. elegans ou la mouche drosophile, dont on a montré que les mécanismes moléculaire de segmentation du corps au cours de l'embryogenèse sont identique à ceux de l'humain, et, de manière générale, à tout le vivant métazoaire.
Toutefois, les progrès très rapides de la biologie suscitent parfois des interrogations philosophiques, de vives inquiétudes, voire une forte opposition de certaines associations ou organisations non gouvernementales (ONG). Citons notamment : l'interruption volontaire de grossesse (IVG), décriée par les catholiques, le clonage, les organismes génétiquement modifiés (OGM), le séquençage et les problèmes de propriété intellectuelles qui en découlent (peut on breveter le vivant, titrait un magazine grand public voilà de cela quelques années). Ces inquiétudes se justifient par le fait que la biologie, pour la première fois, est à deux doigt d'être capable de réaliser le
Voir aussi
Biologi
Biologia
Biologi
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