Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

1.1: Wat is Biologie?
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
What is Biology?
 
TRANSCRIPT

1.1: What is Biology?

1.1: Wat is Biologie?

Overview

Biology is the natural science that focuses on the study of life and living organisms, including their structure, function, development, interactions, evolution, distribution, and taxonomy. The scope of the field is extensive and is divided into several specialized disciplines, such as anatomy, physiology, ethology, genetics, and many more.

All living things share a few key traits: cellular organization, heritable genetic material and the ability to adapt/evolve, metabolism to regulate energy needs, the ability to interact with the environment, maintain homeostasis, reproduce, and the ability to grow and change.

The Complexity of Life

Despite its complexity, life is organized and structured. The cell theory in biology states that all living organisms are composed of one or more cells. The cell is the basic unit of life, and all cells arise from previously existing cells. Even single-celled organisms, such as bacteria, have structures that allow them to carry out essential functions, such as interacting with the environment and carry out chemical reactions that maintain life, or metabolism. In multicellular organisms, cells work together to form tissues, organs, organ systems, and finally, entire organisms. This hierarchical organization can extend further into populations, communities, ecosystems, and the biosphere.

Genetics and Adaptation

An organism’s genetic material, the biological “blueprints” encoded in their DNA, is passed down to their offspring. Over the course of several generations, the genetic material is shaped by the biotic (living) and abiotic (non-living) environment. This process is called adaptation. Offspring of well-adapted parents have a high likelihood to survive in conditions that are similar to those that their parents lived in.

The process in which inherited traits increase survival and reproduction is called natural selection. Natural selection is the central mechanism of evolution. For example, some kangaroo rats live in hot and dry areas with little rainfall. To avoid the blistering heat and conserve water, they burrow into the soil where it is cooler and lower their metabolic rate to slow down evaporation. In this way, the kangaroo rat’s genetics—encoding this behavior and passed down through generations—enables the animal to survive in such extreme environmental conditions.

Environmental Interactions

Organisms must also be able to successfully interact with their environment. This includes being able to navigate the world around them in search of resources or potential mates but also includes regulating their internal environments. Homeostasis is the ability of an organism to keep steady internal conditions. For example, humans maintain constant body temperature. If they get cold, they shiver; if they are too hot, they start to sweat. Living things also maintain metabolism—the chemical processes that regulate energy needs. For instance, plants convert sunlight into sugar and store chemical energy in adenosine triphosphate.

Building Upwards from Basic Tenets

While “What is biology?” and “What is life” may seem like basic questions, they are important to understand and are prerequisites to asking more complicated questions. For example, without understanding the basic tenets of life—such as how cells divide and replicate—it would be difficult to investigate what causes cancer. This knowledge also allows scientist to develop the required tools and methods to study biological processes.

Overzicht

Biologie is de natuurwetenschap die zich richt op de studie van leven en levende organismen, inclusief hun structuur, functie, ontwikkeling, interacties, evolutie, verspreiding en taxonomie. De reikwijdte van het veld is uitgebreid en is onderverdeeld in verschillende gespecialiseerde disciplines, zoals anatomie, fysiologie, ethologie, genetica en nog veel meer.

Alle levende wezens hebben een paar belangrijke eigenschappen gemeen: cellulaire organisatie, erfelijk genetisch materiaal en het vermogen om zich aan te passen / evolueren, metabolisme om de energiebehoeften te reguleren, het vermogen om te communiceren met de omgeving, de homeostase te behouden, zich voort te planten en het vermogen om te groeien en te veranderen.

De complexiteit van het leven

Ondanks zijn complexiteit is het leven georganiseerd en gestructureerd. De celtheorie in de biologie stelt dat alle levende organismen zijn samengesteld uit een of meer cellen. De cel is de basiseenheid van het leven en alle cellen komen voort uit eerder bestaande cellen. Zelfs eencellige organismen, zoals bacteriën, hebben structuren diehen in staat stellen essentiële functies uit te voeren, zoals interactie met de omgeving en chemische reacties uit te voeren die het leven in stand houden, of metabolisme. In meercellige organismen werken cellen samen om weefsels, organen, orgaansystemen en tenslotte hele organismen te vormen. Deze hiërarchische organisatie kan verder reiken tot populaties, gemeenschappen, ecosystemen en de biosfeer.

Genetica en aanpassing

Het genetisch materiaal van een organisme, de biologische 'blauwdrukken' die in hun DNA zijn gecodeerd, wordt doorgegeven aan hun nakomelingen. Het genetisch materiaal wordt in de loop van meerdere generaties gevormd door de biotische (levende) en abiotische (niet-levende) omgeving. Dit proces wordt aanpassing genoemd. Nakomelingen van goed aangepaste ouders hebben een grote kans om te overleven in omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die waarin hun ouders leefden.

Het proces waarbij erfelijke eigenschappen de overleving en reproductie vergroten, wordt natuurlijke selectie genoemd. Natuurlijke selectie is thHet centrale mechanisme van evolutie. Sommige kangoeroe-ratten leven bijvoorbeeld in hete en droge gebieden met weinig regen. Om de zinderende hitte te vermijden en water te besparen, graven ze zich in de grond waar het koeler is en verlagen ze hun stofwisseling om de verdamping te vertragen. Op deze manier stelt de genetica van de kangoeroe-rat - coderend voor dit gedrag en doorgegeven van generatie op generatie - het dier in staat om te overleven in zulke extreme omgevingsomstandigheden.

Omgevingsinteracties

Organismen moeten ook succesvol kunnen communiceren met hun omgeving. Dit omvat het kunnen navigeren door de wereld om hen heen op zoek naar middelen of potentiële partners, maar omvat ook het reguleren van hun interne omgeving. Homeostase is het vermogen van een organisme om stabiele interne omstandigheden te behouden. Mensen handhaven bijvoorbeeld een constante lichaamstemperatuur. Als ze het koud krijgen, huiveren ze; als ze het te warm hebben, beginnen ze te zweten. Levende wezens houden ook het metabolisme in stand - de chemische stofprocessen die de energiebehoefte regelen. Planten zetten bijvoorbeeld zonlicht om in suiker en slaan chemische energie op in adenosinetrifosfaat.

Voortbouwend op basisprincipes

Terwijl "Wat is biologie?" en "Wat is leven" lijken misschien fundamentele vragen, ze zijn belangrijk om te begrijpen en zijn een eerste vereiste om meer gecompliceerde vragen te stellen. Zonder de basisprincipes van het leven te begrijpen - zoals hoe cellen zich delen en repliceren - zou het bijvoorbeeld moeilijk zijn om te onderzoeken wat kanker veroorzaakt. Deze kennis stelt wetenschappers ook in staat om de vereiste tools en methoden te ontwikkelen om biologische processen te bestuderen.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter