Βιολογία, μια σύγχρονη επιστήμη με βαθιές ρίζες!

Καλημέρα, καλησπέρα ή και καλό βράδυ! Για να διαβάζετε αυτό το κείμενο, κάτι σας τράβηξε την προσοχή, και αυτό με ευχαριστεί ιδιαίτερα. Ελπίζω μέσω αυτής της προσπάθειας να καταφέρουμε μαζί με τους συνεργάτες/συναδέλφους μου να σας βοηθήσουμε να κατανοήσετε τη σημασία της βιολογίας στην καθημερινότητα μας και στην εξέλιξη του ανθρώπου ως κοινωνικό ον.

Παρότι η βιολογία θεωρείται μια σύγχρονη επιστήμη, οι ρίζες των βιολογικών επιστημών βρίσκονται στην αρχαιότητα. Ένα από τα πρώτα δείγματα ότι ο άνθρωπος καταλάβαινε τον έμβιο κόσμο, αποτελεί η εξημέρωση ζώων και φυτών που ξεκίνησε περίπου πριν από 20000 χρόνια (Εικόνα 1). Από τότε, πολλοί αρχαίοι πολιτισμοί έχουν δείξει δείγματα βιολογικών γνώσεων, αλλά οι βάσεις της βιολογίας όπως τη γνωρίζουμε σήμερα τέθηκαν στην αρχαία Ελλάδα. Ένας από τους «πρωτοπόρους βιολόγους» ήταν ο Αριστοτέλης, που μελέτησε φυτά και ζώα και πρώτος που τα κατέταξε σε ομάδες. Τα έργα των συνεχιστών του, όπως του Θεόφραστου και του Διοσκουρίδη, έφτασαν να χρησιμοποιούνται μέχρι και τον Μεσαίωνα. Κατά την Αναγέννηση, πλήθος επιστημόνων άρχισαν να ενδιαφέρονται για την ανατομία αλλά και τη λειτουργία του σώματος των ανθρώπων και των ζώων. Ορόσημο στην εξέλιξη της Βιολογίας σε αυτό που γνωρίζουμε σήμερα, αποτέλεσε η ανακάλυψη του μικροσκοπίου από τους Χάνς και Ζαχαρία Γιανσσεν το 1590. Το μικροσκόπιο επέτρεψε τη μελέτη του μικρόκοσμου, και μέσω της εξέλιξής του έχει συμβάλει στην ανάπτυξη της βιολογίας όπως τη γνωρίζουμε σήμερα.

Εικόνα 1: Η ιστορία της Βιολογίας.

Τι μελετά όμως αυτή η επιστήμη που φαίνεται να ακολούθησε την εξέλιξη του ανθρώπινου πολιτισμού, θα αναρωτηθεί κάποιος.

Η Βιολογία μελετά τη ζωή, άρα το πρώτο ερώτημα που πρέπει να απαντήσουμε είναι:

---

«Τι είναι η ζωή;»

---

Σύμφωνα με το λεξικό:

ζωή η [zoí] Ο29 : I. (βιολ.) το σύνολο των ιδιοτήτων ή των φαινομένων (όπως ο μεταβολισμός, η ανάπτυξη, η αναπαραγωγή κτλ.), που αποτελούν τα διακριτικά γνωρίσματα των έμβιων όντων, δηλαδή του ανθρώπου, των ζώων, των φυτών κτλ.· το σύνολο των βασικών και κοινών λειτουργιών που παρατηρούνται σε κάθε έμβιο ον (άνθρωπο, ζώο, φυτό κτλ.) από τη γέννησή του ως τον θάνατό του. II. η βασική ιδιότητα του ανθρώπου και των ζώων από τη γέννηση ως τον θάνατό τους.

Ο ορισμός της ζωής σύμφωνα με το λεξικό, αν και σχεδόν πλήρης απαιτεί μερικές διευκρινίσεις.

Οι όροι ανάπτυξη και αναπαραγωγή, είναι ξεκάθαροι, ενώ με τον όρο «μεταβολισμός» αναφερόμαστε σε ένα σύνολο διεργασιών. Αυτές οι διεργασίες περιλαμβάνουν την πρόσληψη τροφής, την αναπνοή, τη μετατροπή της τροφής σε αναγκαία ενέργεια και, τέλος, την απέκκριση των τοξικών προϊόντων που παράγονται. Επίσης, σύμφωνα πάντα με το λεξικό, η ζωή έχει αρχή, τη γέννηση, και τέλος, τον θάνατο. Ως θάνατο ορίζουμε ότι ο ζωντανός οργανισμός δεν μπορεί πλέον να αναπτύσσεται, να αναπαράγεται και να μεταβολίζει. Βέβαια, ο ορισμός της ζωής στο λεξικό έχει μια σημαντική παράλειψη. Οι ζωντανοί οργανισμοί, έχουν τη δυνατότητα να λαμβάνουν ερεθίσματα από το περιβάλλον γύρω τους, και να ανταποκρίνονται σε αυτά είτε με την προσαρμογή στο περιβάλλον, είτε με την αναπροσαρμογή του περιβάλλοντος για να ταιριάζει στις ανάγκες τους.

Λαμβάνοντας υπόψη τον ορισμό της ζωής στο λεξικό η πρώτη λογική ερώτηση κάποιου θα μπορούσε να είναι:

---

«Ποια είναι η μικρότερη μονάδα της ζωής?»

---

Η μικρότερη μονάδα που μπορεί να μεταβολίσει, να αναπτυχθεί και να αναπαραχθεί ονομάζεται κύτταρο και αποτελεί βασικό πεδίο μελέτης της Βιολογίας. Στη φύση τα κύτταρα έχουν πληθώρα σχημάτων και μεγεθών (Εικόνα 2). Ανάλογα με το πόσο οργανωμένο είναι το εσωτερικό τους, τα κύτταρα διακρίνονται σε προκαρυωτικά, που το εσωτερικό τους δεν έχει κάποια διακριτή μορφή οργάνωσης, και ευκαρυωτικά, στο εσωτερικό των οποίων υπάρχουν διακριτές δομές που εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες. Τέλος, τα κύτταρα μπορούν να ζουν αυτόνομα στη φύση ως μονοκύτταροι οργανισμοί, ή να συνδέονται με άλλα όμοια ή διαφορετικά κύτταρα και να σχηματίζουν πολυκύτταρους οργανισμούς (Εικόνα 2).

Εικόνα 2: Οι τομείς μελέτης της βιολογίας.

Το σύνολο των γνωρισμάτων της ζωής συμβαίνει στο εσωτερικό των κυττάρων, και όλοι οι οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα. Η συλλογή αυτών των παρατηρήσεων, διατυπώθηκε για πρώτη φορά 1839 από των Σβαν (Schwann), ονομάζεται κυτταρική θεωρία και αποτελεί μια από τις αρχές, δηλαδή τις βασικές θεωρίες, στις οποίες στηρίζεται η Βιολογία.

Η σύγχρονη Βιολογία, διαιρείται σε επιμέρους κλάδους. Όπως τα κλαδιά ενός δέντρου, έτσι και οι κλάδοι της Bιολογίας συχνά μπλέκονται μεταξύ τους, ή είναι δύσκολο να ξεχωρίσει κάποιος, που βρίσκεται το τέλος του καθενός.

Επειδή όπως καταλαβαίνετε είναι πολύ δύσκολο να βρεθούν ξεκάθαρα όρια μεταξύ των διαφορετικών κλάδων της Βιολογίας, οι διάφοροι κλάδοι ομαδοποιούνται σε τρεις τομείς, ανάλογα με το πόσο μικροσκοπικά ή μακροσκοπικά μελετάμε τη ζωή (Εικόνα 2).

1. Ο πρώτος τομέας μελετά το κύτταρο και ότι συμβαίνει στο εσωτερικό του. Αυτός ο τομέας μελέτης περιλαμβάνει κλάδους όπως η κυτταρική βιολογία, η μοριακή βιολογία, η γενετική, η βιοχημεία και άλλοι.

2. Ο δεύτερος τομέας μελετά τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των κυττάρων. Κλάδοι της Βιολογίας που θα συζητηθούν σε αυτόν τον τομέα αφορούν την ανατομία, τη μορφολογία, την ιστολογία, και τη φυσιολογία, τόσο των φυτών όσο και των ζώων.

3. Στον τρίτο τομέα, θα συζητηθούν θέματα που αφορούν αλληλεπιδράσεις μεταξύ των οργανισμών ή των οργανισμών με το περιβάλλον τους. Αυτός ο τομέας είναι ο τομέας της οικολογίας.

Όπως αναφέρθηκε νωρίτερα, η Βιολογία όπως τη γνωρίζουμε σήμερα βασίστηκε στις ανακαλύψεις της οπτικής. Η σύγχρονη Βιολογία, συνεχίζει να συνεργάζεται με άλλες φυσικές επιστήμες ή συνεχίζει να χρησιμοποιεί εργαλεία από άλλες επιστήμες. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η συνεργασία μεταξύ βιολογίας και πληροφορικής, γνωστή και ως Βιοπληροφορική, που επέτρεψε την ανάλυση μεγάλου όγκου βιολογικών δεδομένων με τη χρήση υπολογιστών.

Σκοπός μας είναι να σας ταξιδέψουμε στην επιστήμη της ζωής, και στόχος μας είναι να σας δείξουμε τη σημασία της Βιολογίας στην καθημερινότητά.

Τι να θυμάσαι:

• Η πιο μικρή μονάδα της ζωής είναι το κύτταρο.

• Ένας ζωντανός οργανισμός/κύτταρο μπορεί να αναπτύσσεται, να αναπαράγεται, και να μεταβολίζει.

• Η ζωή έχει άμεση σχέση με το αβιοτικό περιβάλλον.

• Η ζωή έχει αρχή και τέλος.

Για περισσότερες πληροφορίες:

1. Ribatti D. An historical note on the cell theory. Exp Cell Res. 2018;364(1):1‐4. doi:10.1016/j.yexcr.2018.01.038

2. https://www.microscope.com/education-center/microscopes-101/history-of-microscopes

3. https://www.britannica.com/science/biology/The-history-of-biology#ref48826