Biologia

La biologia (dal greco bios "vita" e logos , "discorso") è la scienza del vivere . Copre parte delle scienze naturali e della storia naturale degli esseri viventi.

Poiché la vita assume molte forme ea scale molto diverse, la biologia si estende dal livello molecolare , a quello della cellula , poi dell'organismo , al livello della popolazione e dell'ecosistema .

Etimologia

Il termine biologia è formato dalla composizione delle due parole greche bios (βιος) in francese "vita" e logos (λογος) che significa "discorso, parola".

Questo neologismo è stato creato alla fine del XVIII °  secolo e l'inizio del XIX °  secolo e in modo indipendente:

• in tedesco da Theodor Georg August Roose nel 1797, Karl Friedrich Burdach nel 1800 e Gottfried Reinhold Treviranus nel suo libro Biologie oder Philosophie der lebenden Natur , pubblicato a Göttingen nel 1804;
• in francese dal naturalista francese Jean-Baptiste de Lamarck nella sua Ricerca sull'organizzazione dei corpi viventi nel 1802:

“Tutto ciò che è generalmente comune alle piante e agli animali, come tutte le facoltà che sono proprie di ciascuno di questi esseri senza eccezione, deve costituire l'oggetto unico e vasto di una scienza particolare che non è ancora fondata, che non esiste. anche un nome, e al quale darò il nome di biologia. "

In Lamarck trova, per la prima volta, una concezione dell'essere vivente che riconosce l'originalità rispetto agli oggetti inanimati senza far derogare alle leggi della fisica, contrariamente a quanto tendevano a fare vitalisti e fissisti .

Lo stesso Lamarck, molto prima di dare lezioni di biologia nel 1819, nella sua opera Idrogeologia , pubblicata anch'essa nel 1802, separa la fisica terrestre in tre parti:

• la meteorologia (lo studio dell'atmosfera);
• l' idrogeologico (studio della crosta inorganica);
• biologia (studio dei corpi viventi).

Gli scienziati tedeschi, su invito di Treviranus, avviano i meticolosi inventari di flora e fauna, effettuati da quelli che, rispettivamente, si chiameranno botanici e zoologi. Entro la metà del XIX °  secolo, l'interesse per le funzioni di ricerca biologica vivente diretto verso la fisiologia .

Storia

Principi fondanti

Definizione dell'oggetto

L'oggetto della biologia è l'essere vivente e la vita nel suo insieme e il suo funzionamento. Ma cos'è un essere vivente? In cosa differisce dagli oggetti e dalle macchine inanimati  ? E cos'è la vita? A queste domande i biologi attualmente non hanno una risposta precisa e unanime nella comunità scientifica . Alcuni di loro, e non meno importanti, pensano addirittura che queste domande siano controverse.

Così Claude Bernard , nella prima delle Lezioni sui fenomeni di vita comuni ad animali e piante (1878), dichiara esplicitamente che non si deve definire a priori la nozione di vita, perché la biologia deve essere una scienza sperimentale; questa sarebbe una definizione a priori e «il metodo che consiste nel definire e dedurre tutto da una definizione può essere adatto alle scienze della mente, ma è contrario allo spirito stesso delle scienze sperimentali» . Di conseguenza, «basta che siamo d'accordo sulla parola vita per usarla» ed «è illusorio e chimerico, contrario allo spirito stesso della scienza, cercare una definizione assoluta» .

La biologia sembra essere rimasta fedele a questa concezione, poiché continua a non definire con precisione la nozione di vita per limitarsi all'analisi di "cose ​​naturali" o talvolta in parte create dall'uomo (attraverso la selezione e poi l'ingegneria genetica) che comune senso designa come vivente. Questa analisi consente di evidenziare un certo numero di caratteristiche comuni a questi oggetti di studio, e quindi di applicare questo qualificatore dell'abitare ad altri oggetti che presentano le stesse caratteristiche. Questo metodo, che è esclusivamente analitico e sperimentale , ha notevolmente rafforzato l'efficienza e la scientificità del lavoro del biologo, rispetto alle concezioni spesso speculative di prima di Claude Bernard . Tuttavia, ha determinato una “fisicizzazione” tale che a volte si ha l'impressione che, per rendere scientifica la biologia, fosse necessario negare ogni specificità al suo oggetto.

In effetti, alcuni biologi arrivano ad affermare che “non esiste una cosa come la vita! » , O più esattamente che sarebbe un processo fisico-chimico tra gli altri.

Il primo di questi è probabilmente Albert Szent-Györgyi , premio Nobel per la medicina nel 1937 , che disse:

“La vita in quanto tale non esiste, nessuno l'ha mai vista. "

Il più noto è François Jacob  :

“Oggi non mettiamo più in discussione la vita nei laboratori. Non cerchiamo più di definirne i contorni. […] Oggi la biologia è interessata agli algoritmi del mondo vivente. "

Più recentemente, questa è anche la posizione di Henri Atlan  :

“L'oggetto della biologia è fisico-chimico. Non appena facciamo biochimica e biofisica, e quando comprendiamo i meccanismi fisico-chimici che spiegano le proprietà degli esseri viventi, allora la vita svanisce! Oggi, un biologo molecolare non deve usare la parola "vita" nel suo lavoro. Questo può essere spiegato storicamente: si tratta di una chimica che esiste in natura, in un certo numero di particolari sistemi fisico-chimici, con proprietà specifiche, e chiamati animali o piante, tutto qui! "

Quest'ultima citazione illustra la confusione tra lo studio della vita e quello della materia degli esseri viventi , dove la tentazione di ridurre la biologia alla sola biologia molecolare si manifesta negando agli esseri viventi, grazie al livellamento che la chimica permette , ogni specificità. non una semplice differenza fisico-chimica. In altre parole, si è tentati, riducendo la biologia alla biologia molecolare, di differenziare il vivente dall'inanimato solo mediante i criteri con cui la biologia molecolare si differenzia dal resto della chimica.

Questa negazione della specificità dei viventi deriva da una concezione in cui non è ammessa alcuna discontinuità tra vivente e inanimato per mantenere un universo coerente e unificato. Ammettiamo quindi una graduale gradazione tra l'inanimato e il vivente, sia nelle forme attuali (virus, supposti al limite del vivente e dell'inanimato) sia nell'apparizione della vita sulla Terra (questa comparsa è intesa come una fase prebiotica progressiva senza marcata discontinuità). Infatti, questa negazione della specificità del vivente, che vuole essere materialista , confonde semplicemente il materialismo epistemologico e le scienze della materia. Le scienze, compresa la biologia, devono essere materialiste, nessuno dirà il contrario. Ma per tutto ciò dovrebbero essere solo le scienze della materia? La fisica è stata a lungo la scienza modello per tutte le altre, tanto da essere confusa con l'ideale del materialismo epistemologico.

Parlare della nozione di vita, della specificità dell'essere vivente, è, in biologia, esporsi a qualificarsi come vitalisti , anzi animisti , perché ciò che si discosta un po' dalla fisico-chimica dovrebbe derivare dal materialismo epistemologico . Tanto che oggi si ha l'impressione che ciò che la biologia mira non sia tanto lo studio della vita (o del vivente in quanto ha di specifico rispetto all'oggetto inanimato) quanto la sua pura e semplice negazione, il livellamento e l'unificazione di l'universo dalla chimica fisica. Come se per unificare fosse meglio negare le soluzioni della continuità che comprenderle.

Un altro approccio è più sistemico come riassunto da Jacob (1970): “Qualsiasi oggetto considerato dalla Biologia rappresenta un sistema di sistemi; essa stessa parte di un sistema di ordine superiore, obbedisce talvolta a regole che non possono essere dedotte dalla sua stessa analisi”  ; è una delle basi dell'ecologia scientifica e del suo “approccio ecosistemico”.

Il problema della specificità degli esseri viventi non è quindi ancora risolto dalla biologia moderna, che quindi non ha una definizione chiara ed esplicita del suo oggetto. Questo problema è solo oscurato in vari modi, che tendono tutti a riportare, in mancanza di meglio, la concezione di Cartesio dell'essere vivente come più o meno come una macchina molto complessa. Pochi biologi non sono d'accordo con questa approssimazione avanzando una concezione degli esseri viventi più precisa e più vicina alla realtà. Tuttavia, un certo numero di lavori di biologia teorica mirano a superare questi limiti, come quelli di Francisco Varela , Robert Rosen o Stuart Kauffman. La posta in gioco è quindi spesso la differenza tra biologia e fisica.

Evoluzione

La prima teoria dell'evoluzione degli esseri viventi fu avanzata da Jean-Baptiste Lamarck nel suo libro Philosophie Zoologique nel 1809 . Come suggerisce il titolo, assume la forma di un sistema filosofico, sebbene ponga le basi essenziali per la comprensione degli esseri viventi e della loro evoluzione. Cinquant'anni dopo, nel 1859 , con la pubblicazione de L'origine delle specie , Charles Darwin offrì una spiegazione scientifica dell'evoluzione, sotto forma di un semplice meccanismo , con il principio della selezione naturale . Nel corso del tempo, la teoria originale di Darwin è stata perfezionata con i risultati di esperimenti e osservazioni eseguiti dai biologi. L'attuale teoria del consenso è quella della teoria sintetica dell'evoluzione , detta anche neodarwinismo.

Il carattere evolutivo della vita è stato discusso per molto tempo ed è ancora messo in discussione da alcuni al di fuori della comunità scientifica, ma nessuna di queste obiezioni alla teoria dell'evoluzione è scientificamente fondata. Da allora la comunità scientifica ha ampiamente accettato l'evoluzionismo della vita come un fatto dimostrato dall'esperienza e dall'osservazione in numerose occasioni, in particolare da:

• l'esame dei fossili in paleontologia che mostra l'evoluzione delle forme di vita nel tempo;
• l' anatomia comparata che mette in evidenza le somiglianze morfologiche tra animali ancora diversi;
• l' eredità che spiega le variazioni genetiche da una generazione all'altra;
• lo studio comparativo del genoma di più organismi che mostra la maggiore o minore distanza nell'albero filogenetico , permettendo così di tracciare l'evoluzione e la distanza delle diverse forme di vita;
• la coltivazione selettiva delle piante e l' addomesticamento degli animali sono l'applicazione da parte dell'uomo del principio della selezione naturale.

Diversità

Se la biologia è così vasta, è a causa dell'estrema diversità degli esseri viventi, che si presenta in così tante forme che è difficile discernere i punti comuni. È stata tuttavia realizzata una gerarchia di esseri viventi, che è il dominio della sistematica e della tassonomia . Tutti gli esseri viventi sono classificati in tre aree:

• i batteri  ;
• gli archei  ;
• gli eucarioti .

Universalità

Sebbene diverse, tutte le forme di vita condividono alcune caratteristiche comuni. Il che porta a credere che la vita sulla Terra abbia origine da un'unica e medesima forma di vita, designata con l' acronimo di LUCA (per l' inglese  : Last universal common ancestor ), che sarebbe apparsa sulla Terra almeno da 2,5 miliardi di anni.

Le principali caratteristiche universali degli esseri viventi sono:

• il carbonio che per le sue caratteristiche fisiche, fa da "scheletro" a tutti i composti organici;
• il DNA e l' RNA , che supportano il genoma e assicurano la trasmissione di quest'ultimo alla prole durante la riproduzione  ;
• la cellula che è la più piccola unità vivente. Quest'ultimo punto è discusso all'interno della comunità scientifica, perché i virus sono considerati vivi da alcuni biologi, mentre non sono fatti di cellule.

Campi di studio

A causa della natura estremamente vasta della materia, lo studio della biologia richiede una divisione in campi di studio. Un approccio un po' "riduttivo" ma che ha il vantaggio di chiarire i temi consiste nel definire i livelli di organizzazione. Nel tentativo di raggiungere una comprensione più completa della biologia, sono stati naturalmente creati dei ponti tra le diverse discipline. Consente l'esplorazione di diverse materie originali come biologia molecolare, biotecnologia, tossicologia, scienze biomediche, ecc.

Struttura dell'abitare

I campi che studiano la struttura degli esseri viventi sono su scala atomica per la biologia molecolare e su scala cellulare per la biologia cellulare.

Il campo della biologia molecolare studia i composti di base degli esseri viventi, come il DNA e le proteine . Per molto tempo si è creduto che le leggi della chimica che governano gli esseri viventi fossero diverse da quelle della materia inanimata. Ma poiché la sintesi di molti composti organici, è chiaramente accettato che le leggi chimiche sono le stesse della materia inorganica. Nessuna forza vitale infonde vita alla materia come si pensava in precedenza con la teoria vitalista .

Lo sviluppo del microscopio con cui Robert Hooke scoprì le cellule nel 1665 segnò la nascita della biologia cellulare e quella di un mondo allora insospettato. Questa scoperta e le tante che seguirono permisero di spiegare alcuni fenomeni come quella che all'epoca si chiamava generazione spontanea . È su questa scala che incontriamo i primi organismi viventi.

Anatomia e fisiologia

Intesa in senso strutturale e funzionale, la biologia comprende anche tutte le discipline, classiche e moderne, che studiano strutture come i tessuti con l'istologia o gli organi con l'anatomia. La fisiologia studia i principi meccanici, fisici e biochimici degli organismi viventi ed è divisa in due rami: fisiologia vegetale e fisiologia animale.

Diversità ed evoluzione

L'estrema diversità degli esseri viventi non impedisce in alcun modo il raggruppamento in entità o taxa ( Tassonomia ), le loro relazioni reciproche e la loro classificazione ( sistematica ).

Interazioni

Le interazioni degli esseri viventi tra loro ei legami che li uniscono con il loro ambiente sono il dominio dell'ecologia. L'etologia studia il comportamento animale nell'ambiente naturale.

Livelli di osservazione e discipline

Le Scienze della Vita comprendono molte discipline e sotto-discipline più o meno interconnesse e talvolta sovrapposte. Queste discipline sono organizzate o per livello di osservazione, o per approccio metodologico, o per tipo di organizzazione studiata.

Applicazioni

Le applicazioni delle scoperte in biologia sono numerose e molto presenti nella vita quotidiana dell'essere umano. I maggiori progressi della medicina negli ultimi decenni sono dovuti principalmente alle scoperte sul funzionamento del corpo umano. Anche il settore farmaceutico sta beneficiando dei progressi della chimica organica.

Più recentemente, la scoperta della struttura del DNA e una migliore comprensione dell'ereditarietà hanno permesso di modificare finemente gli esseri viventi E trovare applicazioni in campo agricolo e agroalimentare .

La biologia può anche avere applicazioni in criminologia . Nella Revue française de criminologie et de droit penal , Laurent Lemasson presenta tre correlazioni tra biologia e criminalità evidenziate da vari ricercatori: la presenza dei geni MAOA e HTR2B in un'ampia percentuale di criminali; funzionamento anomalo delle regioni frontale e temporale del cervello; infine, uno stato di sottoeccitazione fisiologica nei recidivi.

Impatti sulla società

Dal momento che lo sviluppo della biologia molecolare e fisiologia cellulare, nella seconda metà del XX °  secolo, i progressi nel campo della biologia sono diventati ogni giorno e avere un enorme impatto sulla società: la comprensione dei meccanismi molecolari di centinaia di malattie, migliorando trattamenti contro il cancro, meccanismi neurologici comprensione, miglioramento del trattamento per le malattie mentali e screening per i difetti genetici nell'utero . Una migliore comprensione dell'evoluzione molecolare, substrato fisico per l'evoluzione delle specie, consente di trasporre all'uomo le scoperte fatte sugli animali, compresi i vermi come C. elegans o la mosca Drosophila , i cui meccanismi si sono dimostrati essere la segmentazione molecolare del corpo durante l' embriogenesi sono identiche a quelle dell'uomo e, in generale, a tutti i metazoi viventi .

Tuttavia, i rapidissimi progressi della biologia a volte suscitano interrogativi filosofici , serie preoccupazioni e persino una forte opposizione da parte di alcune associazioni o organizzazioni non governative (ONG) . Questi includono: clonazione , organismi geneticamente modificati (OGM) , sequenziamento e problemi di proprietà intellettuale correlati .

• Animalia - Bos primigenius taurus

• Planta - Tritico

• Funghi - Morchella esculenta

• Stramenopila / Chromista - Fucus serratus

• Batteri - Gemmatimonas aurantiaca (- = 1 micrometro)

• Archea - Alobatteri

• Virus - Fago gamma

Note e riferimenti

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Vedi anche

Articoli Correlati

• Storia della biologia
• Biologi famosi
• Biologia digitale
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• Nascita dei vivi
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Bibliografia