La biologie
La biologie est l'ensemble des sciences qui étudie la vie, les êtres vivants (biotes) avec leurs cellules, et des lois qui régissent la vie. L'étude biologique porte sur l'origine, l'évolution et les propriétés du vivant : nutrition, reproduction, habitat, morphologie...
La biologie a plusieurs subdivisions : phytobiologie ou botanique (plantes), zoologie (animaux), bactériologie (bactéries), biologie cellulaire (cellules), etc.
La biologie étudie la vie :
La biologie, c'est la vie étudiée en SVT (Sciences de la Vie et de la Terre).
Généralités
La biologie traite à la fois la description des caractéristiques et des comportements des organismes individuels, comme les espèces dans leur ensemble, ainsi que la reproduction des êtres vivants et les interactions entre-eux et l'environnement, à l'intérieur d'un biome par exemple.
Les diverses biologies regroupent l'ensemble des caractéristiques essentielles d'un groupe systématique, du fonctionnement d'un organisme ou d'un de ses organes.
La vie regorge aux quatre coins du globe, des arctiques gelés au Sahara brûlant. Et avec plus de 8,7 millions d'espèces recensées à ce jour, la Terre est la seule planète de l'univers où la vie est connue.
Saviez-vous que le carbone est le deuxième élément le plus abondant chez l'Homme (environ 18 % de la masse) après l'oxygène (eau) ?
Organisation selon le type d'être
Ces différentes sciences étudient les êtres vivants selon :
- forme (morphologie, biométrie),
- organisation (anatomie, organographie, histologie),
- cellules (cytologie, caryologie, physiologie cellulaire, ectobiologie),
- fonctionnement (physiologie du mouvement, neurophysiologie, neurobiologie, physiologie des sens, esthésiologie, physiologie du métabolisme, endocrinologie, électrophysiologie, ergologie),
- développement (biologie du développement, embryologie),
- constituants chimiques (biochimie, biologie moléculaire, bioénergétique, enzymologie),
- génome (génétique, cytogénétique, génétique moléculaire, génétique des populations),
- relations avec leur environnement (écologie, biogéographie, bioclimatologie, édaphologie, phénogénétique, phénologie, phytosociologie, phytocinétique),
- milieu de vie (hydrobiologie, potamobiologie, aérobiologie, limnobiologie, phréatobiologie),
- répartition (chorologie, géonémie),
- comportements (éthologie, sociobiologie),
- rythmes (chronobiologie),
- évolution (biologie de l'évolution),
- formes fossiles (paléontologie),
- maladies (pathologie).
Une plante (lobélie aquatique) est un organisme étudié en biologie :
La biologie étudie tous les êtres du vivant (organismes, végétaux, animaux et micro-organismes) comme ces lobélies aquatiques (des plantes aquatiques).
Terminologie spécifique selon le groupe
On distingue aussi :
- Selon le groupe des organismes étudiés :
- zoologie (animaux) ou zoobiologie : arachnologie (arachnides), carcinologie (crustacés), chélonographie (tortues), conchyliologie (coquillages), entomologie (insectes), herpétologie (reptiles et amphibiens), helminthologie (vers), ichtyologie (poissons), mammalogie (mammifères), ornithologie (oiseaux), ostracologie (coquillages), primatologie (Primates), teuthologie (céphalopodes);
- botanique ou phytobiologie (végétaux) : agrostologie (Poacées), bryologie (bryophytes), cryptologie (cryptogames), phycologie (algues), phanérologie (phanérogames);
- mycologie (champignons) et lichénologie (lichens);
- microbiologie : bactériologie (bactéries), protistologie (protistes), virologie (virus).
- zoologie (animaux) ou zoobiologie : arachnologie (arachnides), carcinologie (crustacés), chélonographie (tortues), conchyliologie (coquillages), entomologie (insectes), herpétologie (reptiles et amphibiens), helminthologie (vers), ichtyologie (poissons), mammalogie (mammifères), ornithologie (oiseaux), ostracologie (coquillages), primatologie (Primates), teuthologie (céphalopodes);
- Selon le type d'organismes :
- Selon la structure étudiée :
- carpologie (graines, fruits),
- palynologie (pollen),
- oologie (oeufs).
Voir aussi l'agrobiologie.
Une discipline utilise tous les critères que l'on vient d'énumérer : la systématique (ou taxonomie), dont le but est de classer tous les êtres vivants. Le spécialiste de la biologie est le biologiste.
La biologie théorique est une branche de la biologie qui englobe des modèles mathématiques pour étudier certains principes qui affectent la vie.
La biologie quantique traite des processus biologiques de nature mécanique quantique, tels que la conversion de l'énergie en des formes plus utilisables
Divisions de biologie :
La biologie répond à ces aspects intrigants à travers diverses sous-disciplines ou branches. Certaines branches sont étroitement liées à d'autres disciplines scientifiques.
Au sens large, la biologie est l'ensemble des sciences de la vie, du biotique : zoologie, botanique, paléontologie, physiologie, voire médecine et agronomie. Au sens strict, c'est l'étude du reproductif des espèces : gamétogenèse, sexualités, génétique, embryologie, croissance et métamorphose, vieillissement et mort, l'étude de la transformation des espèces (évolution, accommodats), enfin l'étude des relations entre espèces.
Elle tente ainsi d'étudier la structure et la dynamique fonctionnelle communes à tous les êtres vivants, afin d'établir les lois générales qui régissent la vie organique et ses principes. Elle participe à la compréhension de la biomasse, mais aussi les origines de la nécromasse.
Classifications
Les classifications des êtres vivants sont très nombreuses. Elles sont proposées à partir de la division traditionnelle en deux royaumes établis par Charles Linné au 17ème siècle, entre les animaux et les plantes, aux propositions actuelles pour les systèmes cladistiques avec trois domaines comprenant plus de 20 royaumes.
On peut distinguer principalement la biologie animale, ou zoobiologie, qui porte sur l'étude des organismes animaux et la biologie végétale, ou phytobiologie, qui étudie les organismes végétaux. Un nouveau domaine d'étude est l'astrobiologie (ou xénobiologie), qui étudie la possibilité de la vie au-delà de la Terre.
Contrairement à la physique, la biologie ne décrit généralement pas les systèmes biologiques en termes d'objets qui obéissent à des lois immuables décrites par les mathématiques.
Cependant, elle est caractérisée en suivant certains principes et concepts de grande importance, parmi lesquels : l'universalité, l'évolution, la diversité, la continuité, l'homéostasie et les interactions.
L'actinobiologie étudie les effets des rayonnements et des radiations sur les êtres vivants. La photobiologie étudie l'action de la lumière sur les êtres vivants.
Biologie humaine
La biologie humaine offre une approche interdisciplinaire pour comprendre les êtres humains du point de vue biologique, comportemental, social et culturel. Elle permet d'identifier des liens et des parallèles avec d'autres domaines tout en apprenant à formuler et à évaluer des questions de santé, d'environnement et d'autres politiques publiques qui influent sur le bien-être humain.
La biologie humaine :
La biologie humaine polyvalente permet de découvrir l'anatomie humaine, sa physiologie, la microbiologie et ses pathologies.
Apprendre la biologie humaine autorise les étudiants à se lancer dans des carrières axées sur la santé ainsi qu'à entrer dans des études supérieures, pour des programmes tels que des études d'assistant médical ou des programmes de maîtrise en sciences infirmières à entrée directe.
La biologie humaine est étroitement liée à la biologie des primates (primatologie) et à un certain nombre d'autres domaines. En tant qu'espèce, les humains sont étroitement liés aux autres primates. La principale différence entre les humains et les autres primates est le cerveau et le comportement humains plus évolués.
Un humain adulte de 75 kg se compose d'environ 60 000 milliards de cellules. La masse moyenne d'une cellule est alors de 1,25 ng (nanogramme). L'ovule est l'une des plus grosses cellules du corps humain, avec un diamètre compris entre 100 et 200 µm, et est donc visible à l'oeil nu. Les spermatozoïdes humains ont une tête mesurant 5 × 3 µm et un flagelle mesurant 50 µm de long.
Bien que l'homme soit un organisme multicellulaire, de nombreux processus vitaux sont fondamentalement les mêmes que ceux des organismes unicellulaires simples.
Un être humain n'est initialement qu'une cellule, mais contrairement aux organismes unicellulaires, cette cellule ne se divise pas en de nouveaux organismes indépendants, mais se divise pour former un embryon.
L'embryon précoce est composé de cellules souches. Au cours du processus de différenciation cellulaire, certains gènes sont activés tandis que d'autres sont désactivés. Ce processus est compliqué.
En conséquence, une cellule particulière développera des structures spécifiques et remplira certaines fonctions. La différenciation peut entraîner des changements dans de nombreux aspects de la physiologie cellulaire; la taille, la forme, la polarité, l'activité métabolique et la réceptivité aux signaux peuvent tous changer au cours de la différenciation.
Une fois développé, le corps humain est composé de nombreux types de cellules différentes. Les groupes de cellules qui remplissent une fonction similaire sont des tissus. C'est ainsi que les cellules musculaires fabriquent le tissu musculaire.
Les groupes de tissus qui remplissent certaines fonctions forment des organes et les groupes d'organes apparentés forment des systèmes d'organes. Le corps humain dépend de tous les systèmes organiques pour sa survie et sa reproduction.
Histoire
Il est impossible de déterminer précisément le moment où les premières notions de notre compréhension moderne de la biologie ont émergé. Les premières explications de la formation du monde et des êtres vivants trouvent leur origine dans l'ancienne région de Sumer en Asie.
Dans l'analyse de l'histoire de la biologie dans l'Antiquité, la première période, dite présocratique, intéresse peu. Bien que Pythagore (580–495 av. J.-C.) et Empédocle (490–435 av. J.-C.) aient tenté de fournir des explications globales du monde, leurs contributions à la biologie furent limitées. L'influence des colonies grecques périphériques, en contact avec les civilisations du Moyen-Orient et de l'Inde, fut importante à ces premiers stades du développement d'une vision scientifique du monde. Dans le domaine des sciences de la vie, deux noms méritent d'être mentionnés : Anaximandre (que nous aborderons plus loin) et Alcméon de Crotone, qui, vers 500 av. J.-C., pratiqua des dissections et des vivisections, décrivit les nerfs optiques et la trompe d'Eustache, et établit le lien entre la formation de la pensée et le cerveau. Des cadres conceptuels furent élaborés qui, sans apporter beaucoup de substance à nos connaissances biologiques, furent repris par les auteurs ultérieurs et façonnèrent leur façon de concevoir le monde. Ces connaissances comprenaient la nature et le nombre des éléments et leurs qualités essentielles, ainsi que l'idée que des âmes animaient les êtres vivants.
Aristote (384–322 av. J.-C.) est sans conteste le père de la biologie. En effet, ce n'est qu'au IIème siècle de notre ère que Galien, médecin grec exerçant à Rome, compléta et, dans certains cas, corrigea les travaux physiologiques d'Aristote et les ouvrages médicaux d'Hippocrate et de ses disciples. Les travaux d'histoire naturelle d'Aristote furent repris et déformés par Pline l'Ancien au Ier siècle de notre ère. Néanmoins, c'est grâce à ce dernier que ces travaux furent transmis et ont survécu jusqu'à nos jours.
Les atomistes développèrent leurs idées de manière parallèle, à commencer par Leucippe et Démocrite au Vème siècle av. J.-C., suivis par Épicure au IIIème siècle av. J.-C. Au Ier siècle av. J.-C., Lucrèce exposait les principes de l'atomisme dans son poème De rerum natura (De la nature des choses), qui est le seul témoignage de l'atomisme de cette période qui nous soit parvenu.
Hippocrate (460–370 av. J.-C.) et ses disciples empruntèrent le concept des quatre éléments – terre, air, feu et eau – et des quatre qualités, en paires opposées – humide et sec, chaud et froid. Il étendit ces divisions aux humeurs et différencia le sang (produit par le foie), le flegme (produit par les poumons), la bile jaune (produite par la vésicule biliaire) et la bile noire (produite par la rate). La prédominance de l'une ou l'autre de ces humeurs donnait naissance à quatre tempéraments différents, et un déséquilibre était source de maladie.
Platon (428–348 av. J.-C.) n'a guère apporté de nouveauté à l'oeuvre de ses prédécesseurs, associant la vie à la présence d'âmes multiples et considérant la maladie comme le résultat de déséquilibres. Il considérait l'univers entier comme un être vivant.
Les travaux d'histoire naturelle d'Aristote ont toujours été considérés comme secondaires et subordonnés à ses travaux de philosophe et de physicien. Plus récemment, cependant, les historiens ont reconsidéré ce point de vue et certains ont suggéré que les travaux d'histoire naturelle et de physiologie d'Aristote ont en réalité inspiré ses travaux de physicien et de philosophe. Les travaux d'Aristote en physique et en philosophie trouvent leur meilleure illustration dans le monde vivant, et sans ce contexte, ils sont souvent difficiles à comprendre.
En rapport avec "biologie"
La biologie cellulaire est une discipline de la biologie qui traite des cellules sous tous leurs aspects.
La biologie de l'évolution est une subdivision de la biologie, la biologie évolutive, qui étudie l'origine et la descendance des espèces.
La biologie évolutive est une partie de la biologie qui étudie l'origine et la descendance des espèces avec leur évolution dans le temps géologique.
La biologie humaine est une partie de la biologie avec une approche interdisciplinaire pour comprendre les êtres humains d'un point de vue biologique...