La biologie est la science naturelle qui se concentre sur l’étude de la vie et des organismes vivants, y compris leur structure, leur fonction, leur développement, leurs interactions, leur évolution, leur répartition et leur taxonomie. La portée du domaine est étendue et divisée en plusieurs disciplines spécialisées, telles que l’anatomie, la physiologie, l’éthologie, la génétique, et bien d’autres.
Tous les êtres vivants partagent quelques traits essentiels : l’organisation cellulaire, le matériel génétique héréditaire et la capacité d’adaptation/d’évolution, le métabolisme pour réguler les besoins énergétiques, la capacité d’interagir avec l’environnement, de maintenir l’homéostasie, de se reproduire et la capacité de grandir et de changer.
Malgré sa complexité, la vie est organisée et structurée. La théorie cellulaire en biologie stipule que tous les organismes vivants sont composés d’une ou de plusieurs cellules. La cellule est l’unité de base de la vie, et toutes les cellules proviennent de cellules qui existaient auparavant. Même les organismes unicellulaires, comme les bactéries, ont des structures qui leur permettent d’effectuer des fonctions essentielles, comme interagir avec l’environnement, et d’effectuer des réactions chimiques qui maintiennent la vie, ou le métabolisme. Dans les organismes multicellulaires, les cellules agissent ensemble pour former des tissus, des organes, des systèmes d’organes et, enfin, des organismes entiers. Cette organisation hiérarchique peut s’étendre davantage aux populations, aux communautés, aux écosystèmes et à la biosphère.
Le matériel génétique d’un organisme, le “ plan ” biologique codé dans son ADN, est transmis à sa progéniture. Au cours de plusieurs générations, le matériel génétique est façonné par l’environnement biotique (vivant) et abiotique (non vivant). Ce processus s’appelle l’adaptation. Les descendants de parents bien adaptés ont une forte probabilité de survivre dans des conditions semblables à celles dans lesquelles leurs parents vivaient.
Le processus par le biais duquel les traits hérités augmentent la survie et la reproduction s’appelle la sélection naturelle. La sélection naturelle est le mécanisme central de l’évolution. Par exemple, certains rats-kangourous vivent dans des zones chaudes et sèches avec peu de précipitations. Pour éviter la chaleur étouffante et conserver l’eau, ils creusent dans le sol où il fait plus frais et abaissent leur taux métabolique pour ralentir l’évaporation. De cette façon, la génétique du rat-kangourou, encodant ce comportement et transmise à travers les générations, permet à l’animal de survivre dans des conditions environnementales aussi extrêmes.
Les organismes doivent également être capable de réussir à interagir avec leur environnement. Cela inclut la possibilité de se guider dans le monde qui les entoure à la recherche de ressources ou de partenaires potentiels, mais inclut également la régulation de leurs environnements internes. L’homéostasie est la capacité d’un organisme à maintenir des conditions internes stables. Par exemple, les humains maintiennent une température corporelle constante. S’ils ont froid, ils frissonnent ; s’ils ont trop chaud, ils commencent à transpirer. Les êtres vivants maintiennent également le métabolisme : les processus chimiques qui régulent les besoins énergétiques. Par exemple, les plantes transforment la lumière du soleil en sucre et stockent l’énergie chimique dans l’adénosine triphosphate.
Bien que “ Qu’est-ce que la biologie ?” et “ Qu’est-ce que la vie ” peuvent sembler des questions de base, elles sont importantes à comprendre et sont nécessaires pour poser des questions plus compliquées. Par exemple, sans comprendre les principes de base de la vie, comme la façon dont les cellules se divisent et se reproduisent, il serait difficile d’étudier ce qui provoque le cancer. Ces connaissances permettent également aux scientifiques de mettre au point les outils et les méthodes nécessaires pour étudier les processus biologiques.