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La mwegbiologia (neologismo scientifico del mwewXVIII secolo, composto dalle parole mwfagreche βίος, mwfqmwfgbìos = "vita" e λόγος, mwfwlògos = "studio") è la mwgascienza che studia la mwgqvita, ovvero i processi mwggfisici e mwgwchimici dei mwhafenomeni che caratterizzano i mwhqsistemi viventi, inclusa la loro mwhgbiochimica, mwhwmeccanismi molecolari, mwiagenetica, mwiqanatomia, mwigfisiologia, nonché processi mwiwemergenti come mwjaadattamento, mwjqsviluppo, mwjgevoluzione, mwjwinterazione tra gli organismi e mwkacomportamento. È una mwkqscienza naturale con un'ampia portata ma ha diversi temi unificanti che la legano insieme come un campo unico e coerente.

Nonostante l'elevata complessità della disciplina, vi sono alcuni concetti unificanti all'interno di essa che ne regolano lo studio e la ricerca: la biologia riconosce infatti la mwkwcellula come l'unità di base della vita, i mwlageni come la struttura di base dell'mwlqereditarietà e l'mwlgevoluzione mwlwdarwiniana per mwmaselezione naturale come il processo che regola la mwmqnascita e l'mwmgestinzione delle mwmwspecie. Tutti gli mwnaorganismi viventi, sia mwnqunicellulari che mwngpluricellulari, sono mwnwsistemi aperti che sopravvivono trasformando l'mwoaenergia e diminuendo l'mwoqentropia locale del mwogsistema per regolare il loro ambiente interno e mantenere una condizione stabile e vitale definita mwowomeostasi. La biologia conduce ricerche utilizzando il mwpametodo scientifico per testare la validità di una teoria in modo razionale, imparziale e riproducibile che consiste nella formazione di ipotesi, nella sperimentazione e nell'analisi dei dati per stabilire la validità o l'invalidità di una teoria scientifica.

Le sottodiscipline della biologia sono definite dall'approccio d'indagine e dal tipo di mwpgsistema studiato: la mwpwbiologia teorica utilizza metodi mwqamatematici per formulare modelli quantitativi mentre la mwqqbiologia sperimentale effettua mwqgesperimenti empirici per testare la validità delle teorie proposte ed avanzare la conoscenza umana riguardo ai meccanismi alla base della vita e come questa sia mwqwcomparsa e si sia mwraevoluta da materia non vivente circa 4 miliardi di anni fa mediante un graduale aumento della complessità del sistema. Vedi mwrqsettori della biologia.

• Storia della biologia

• Fondamenti della biologia moderna

• Scale di indagine della biologia

• Teoria cellulare

• Evoluzione

• Genetica

• Omeostasi

• Energia

• Studio e ricerca

• Strutture

• Fisiologia

• Evoluzione

• Sistematica

• Ecologia e ambiente

• Principali settori della biologia

• Categorizzazione per organismi studiati

• Note

• Bibliografia

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Il termine biologia deriva dalla parola mwuagreca βιολογία, composto da βίος, mwuqmwugbìos = "vita" e λόγος, mwuwlògos = studio.cite-ref-1[1]cite-ref-onlineetdict-2-0[2] La forma mwxalatina del termine fece la sua prima apparizione nel 1736, quando mwxqLinneo (Carl von Linné) utilizzò "mwxgbiologi" nella sua mwxwBibliotheca botanica. Tale termine fu nuovamente utilizzato trent'anni dopo, nel 1766, in un'opera intitolata mwyaPhilosophiae naturalis sive physicae: tomus III, continens geologian, biologian, phytologian generali, scritta da Michael Christoph Hanov, un discepolo di mwygChristian Wolff. Il primo uso in mwywtedesco, mwzaBiologie, è stato utilizzato in una traduzione del 1771 del lavoro di Linneo. Nel 1797, Theodor Georg August Roose utilizzò tale termine nella prefazione del libro mwzqGrundzüge der Lehre van der Lebenskraft. mwzgKarl Friedrich Burdach lo utilizzò nel 1800 con un senso più ristretto allo studio degli esseri umani da un punto di vista morfologico, fisiologico e psicologico (mwzwPropädeutik zum Studien der gesammten Heilkunst). Il termine è quindi entrato nell'uso moderno grazie al trattato di sei volumi mwaaBiologie, oder Philosophie der lebenden Natur (1802-1822) di mwaqGottfried Reinhold Treviranus, che così sentenziavacite-ref-richards-3-0[3]:

«Gli oggetti della nostra ricerca saranno le diverse forme e manifestazioni della vita, le condizioni e le leggi in base alle quali si verificano questi fenomeni e le cause attraverso i quali sono stati effettuati. La scienza che si occupa di questi oggetti viene indicata con il nome di biologia [Biologie] o dottrina della vita [Lebenslehre].»

Sebbene la biologia moderna si sia sviluppata relativamente di recente, le scienze collegate e comprese al suo interno furono studiate fin dai tempi antichi. Lo studio della filosofia naturale fu affrontato a partire dalle antiche civiltà della mwcqMesopotamia, dell'mwcgEgitto, del subcontinente mwcwindiano e della mwdaCina. Tuttavia, le origini della biologia moderna e il suo approccio allo studio della natura sono spesso riconducibili all'mwdqantica Greciacite-ref-4[4], mentre lo studio formale della mwegmedicina risale a mwewIppocrate di Coo (circa 460 a.C. - 370 a.C. Circa). Il filosofo e matematico mwfaTalete (624 a.C. - 548 a.C.) fu il primo ad intuire che molti fenomeni non avevano origine divina. I filosofi della scuola ionica, di cui proprio Talete è ritenuto il fondatore, sostenevano che ogni evento avesse una causa, senza che una volontà esterna al mondo potesse intervenire. Ma fu mwfqAristotele (384 a.C. - 322 a.C.) a contribuire maggiormente allo sviluppo di questa disciplina.

Particolarmente importanti sono la sua "storia degli animali" e altre opere in cui ha mostrato interesse verso la natura. Successore di Aristotele al mwfwLyceum, mwgaTeofrasto dedicò una serie di libri alla mwgqbotanica che rappresentarono il più importante contributo dell'antichità alle scienze vegetali fin dopo il mwggMedioevo.cite-ref-eb1911-5-0[5] Gli studiosi appartenuti al mondo mwhwislamico medievale che si occuparono di biologia inclusero: mwiaal-Jāḥiẓ (781-869), Al-Dinawari (828-896) che si occupò di botanicacite-ref-fahd-815-6-0[6] e mwjgRhazes (865-925) che scrisse riguardo all'anatomia e alla fisiologia. La medicina fu ben approfondita dagli studiosi islamici che lavorarono a traduzioni dei testi greci e il pensiero aristotelico influì molto sulla storia naturale, soprattutto nel sostenere una gerarchia fissa della vita.

Il mwlqRinascimento fu un periodo florido per gli studi biologici. mwlgWilliam Harvey dimostrò la mwlwcircolazione del mwmasangue umano, mentre mwmqLeonardo da Vinci si dedicò, tra l'altro, allo studio dell'anatomia umana. Di Leonardo ci sono rimaste tavole anatomiche molto dettagliate, frutto delle mwmgautopsie che egli, contro la legge, svolgeva. Un altro importante personaggio di quest'epoca fu mwmwParacelso (1493 - 1541). Egli era un chimico o, più precisamente, un alchimista, conoscitore dei principi curativi di vegetali e minerali. Una grande svolta nello studio della biologia, come di tante altre scienze, fu data da mwnaGalileo Galilei (1564 - 1642), che introdusse il metodo scientifico, basato su osservazione, descrizione e riproduzione in laboratorio dei fenomeni naturali. In mwnqFrancia, mwngCartesio formulò la teoria del mwnwmeccanicismo, paragonando l'uomo ad una macchina e sostenendo quindi che potessero essere studiate e riprodotte le singole parti del corpo; mwoaGeorg Ernst Stahl, con la "teoria del vitalismo", si contrappose a Cartesio affermando che le parti che compongono l'uomo sono indivisibili e irriproducibili perché tenute insieme da un'anima.

La biologia incontrò un notevole sviluppo grazie alla scoperta del mwogmicroscopio da parte di mwowAnton van Leeuwenhoek. Per mezzo di esso gli studiosi scoprirono gli mwpaspermatozoi, i mwpqbatteri e le diversità della vita microscopica. Le indagini di mwpgJan Swammerdam portarono a sviluppare un certo interesse verso l'mwpwentomologia e contribuirono al progresso delle tecniche di base della mwqadissezione microscopica e della colorazione.cite-ref-7[7]

I progressi nella microscopia hanno prodotto un profondo impatto sul pensiero biologico. Nel XIX secolo, un certo numero di biologi sottolineava l'importanza centrale della mwrgcellula. Nel 1838, mwrwSchleiden e mwsaSchwann iniziarono a promuovere le idee ormai universali che: (1) l'unità di base di tutti gli organismi era la cellula e che (2) le singole cellule hanno tutte le caratteristiche proprie di una forma di vita, anche se si opposero all'idea (3) che esse provenissero tutte dalla divisione di altre cellule. Grazie al lavoro di mwsqRobert Remak e mwsgRudolf Virchow, tuttavia, nel 1860 la maggior parte dei biologi accettava tutti e tre i principi che divennero noti come mwswteoria cellulare.cite-ref-8[8]cite-ref-9[9]

Nel frattempo, la mwwgtassonomia e la classificazione diventarono il mwwwfocus degli storici naturalistici. mwxaLinneo, nel 1735, pubblicò una tassonomia di base per il mondo naturale (la quale, seppur con variazioni, è tuttora in uso) e nel 1750 introdusse i nomi scientifici per tutte le mwxqspecie da lui conosciute.cite-ref-10[10] mwygGeorges-Louis Leclerc de Buffon, in un suo lavoro, rilevò le somiglianze tra l'uomo e la scimmia e la possibilità di una genealogia comune. L'attenzione che Buffon accordava all'anatomia interna lo pone tra gli iniziatori dell'anatomia comparativa. Anche se era contrario alla teoria dell'evoluzione, Buffon fu una figura chiave nella storia del pensiero evoluzionistico; il suo lavoro influenzò le teorie evolutive sia di mwywLamarck che di mwzaCharles Darwin.cite-ref-11[11]

Il pensiero evoluzionistico ebbe origine con le opere di mw0gJean-Baptiste Lamarck che fu il primo a presentare una teoria coerente dell'evoluzione.cite-ref-gould-2002-187-12-0[12] Egli postulò che l'evoluzione fosse il risultato di una pressione ambientale sulle proprietà degli animali, il che significa che una maggior frequenza e importanza nell'uso di un organo o di un apparato lo avrebbe fatto diventare più complesso ed efficiente, adattando così l'animale al suo ambiente. Lamarck credeva che questi tratti acquisiti potessero poi essere trasmessi alla mw1wprole che poi li avrebbe ulteriormente sviluppati e perfezionati. Tuttavia, il naturalista inglese mw2aCharles Darwin, che correlò l'approccio biogeografico di mw2qAlexander von Humboldt, l'mw2guniformitarismo di mw2wCharles Lyell, gli scritti di mw3aThomas Robert Malthus sulla crescita demografica e la sua esperienza proveniente da estese osservazioni naturali, permisero di forgiare in lui una teoria evoluzionistica di maggior successo, basata sulla mw3qselezione naturale. Un simile ragionamento portò mw3gAlfred Russel Wallace a raggiungere le medesime conclusioni in modo indipendente.cite-ref-13[13]cite-ref-14[14] Anche se tale teoria è stata oggetto di polemiche (che continuano ancora oggi), essa si diffuse rapidamente attraverso la comunità scientifica e presto divenne un mw5wassioma basilare della biologia.

La scoperta della dimostrazione fisica dell'ereditarietà genetica è arrivata con i principi evolutivi e genetica delle popolazioni.

Negli anni 1940 e primi anni 1950, i vari esperimenti hanno indicato il mw6gDNA come la componente dei mw6wcromosomi che conteneva le unità base della ereditarietà genetica, oggi noti come mw7ageni. L'inquadramento di nuovi tipi di organismi, come virus e batteri, insieme alla scoperta della struttura a doppia elica del DNA nel 1953, furono eventi che segnarono la transizione verso l'era della mw7qgenetica molecolare. Dal 1950 a oggi, la biologia è notevolmente cresciuta nell'ambito molecolare. Il mw7gcodice genetico è stato decifrato da mw7wHar Gobind Khorana, mw8aRobert W. Holley e mw8qMarshall Warren Nirenberg e nel 1990 è iniziato il mw8gProgetto Genoma Umano con l'obiettivo di mappare tutto il genoma umano. Questo progetto è stato sostanzialmente completato nel 2003cite-ref-15[15], con ulteriori analisi, al 2014, ancora in corso di pubblicazione. Tale progetto è stato il primo passo di un impegno globalizzato di incorporare tramite una definizione funzionale e molecolare del corpo umano e degli altri organismi la conoscenza accumulata della biologia.

La biologia studia la vita a molteplici livelli di scala:

• su scala mw-amolecolare con la mw-qbiologia molecolare e la mw-gbiochimica;

• su scala cellulare con la mwaqacitologia;

• su scala multi-cellulare con l'mwaqiistologia;

• su scala sistemica con le mwaqqneuroscienze, l'mwaquimmunologia ecc.;

• su scala di processi chimici e fisici dell'organismo con la mwaqcfisiologia;

• su scala dello sviluppo di un organismo mediante la mwaqkbiologia dello sviluppo;

• su scala di singolo organismo con la mwaqszoologia, mwaqwbotanica, mwaq0microbiologia ecc.;

• su scala di mwaq8popolazione di organismi con l'mwaraecologia, ed esame delle interazioni fra di essi con l'mwareetologia e la mwaripsicobiologia;

• su scala evoluzionistica con la mwarqsistematica e la mwarubiologia evoluzionistica.

La mwauoteoria cellulare afferma che la mwauscellula sia l'unità fondamentale della vita e che tutti gli esseri viventi siano composti da una o più cellule o prodotti secreti di queste cellule (ad esempio le mwauwconchiglie, i mwau0peli, le mwau4unghie, ecc). Tutte le cellule derivano da altre cellule attraverso la mwau8divisione cellulare. Negli organismi multicellulari, ogni cellula del corpo di un organismo deriva, definitivamente, da una singola cellula in un mwavauovo mwavefecondato. La cellula è anche considerata l'unità di base di molti processi patologici.cite-ref-16[16] Inoltre, le funzioni di trasferimento dell'energia avvengono all'interno della cellula grazie a processi noti come mwavymetabolismo. Infine, la cellula contiene le informazioni genetiche ereditarie (nel mwavcDNA) che viene trasmesso da cellula a cellula durante la divisione cellulare (mwavgmitosi).

Un concetto centrale della biologia è che le modifiche degli organismi viventi si verificano attraverso l'mwawievoluzione e che tutte le forme di vita conosciute hanno una origine comune. La teoria dell'evoluzione postula che tutti gli organismi sulla mwawmTerra, sia vivi che mwawqestinti, discendono da un antenato comune o da un mwawupool genico ancestrale. Quest'ultimo antenato comune universale di tutti gli organismi si crede sia apparso circa 3,5 miliardi di anni fa.cite-ref-17[17] I biologi generalmente considerano l'universalità e l'ubiquità del codice genetico come prove definitive a favore della teoria della discendenza comune universale per tutti i mwawobatteri, gli mwawsarcheobatteri e gli mwawweucarioti (vedere: l'mwaw0origine della vita).cite-ref-futuyma-18-0[18]

Introdotta nel lessico scientifico da mwaxmJean-Baptiste de Lamarck nel 1809,cite-ref-p15-19-0[19] la teoria dell'evoluzione è stata formulata per la prima volta da mwaxgCharles Darwin cinquant'anni dopo quando propose un modello scientifico valido: la mwaxkselezione naturale.cite-ref-20[20]cite-ref-21[21]cite-ref-22[22] (mwayyAlfred Russel Wallace è riconosciuto come il co-scopritore di tale teoria).cite-ref-23[23] L'evoluzione è oggi utilizzata per spiegare le grandi variazioni di vita presenti sulla Terra.

Darwin teorizzò che le specie e le mwaywrazze si sviluppino attraverso processi di selezione naturale o mway0genealogica.cite-ref-24[24] Anche la dottrina della mwazideriva genetica è stata accettata come un ulteriore meccanismo che spieghi lo sviluppo evolutivo nella mwazmsintesi moderna della teoria evoluzionistica.cite-ref-ggs-25-0[25]

La storia evolutiva della specie - che descrive le caratteristiche delle diverse specie da cui discendono - insieme alla relazione mwazkgenealogica di ogni altra specie, è conosciuta come la sua "mwazofilogenesi". Diverse metodiche sono in grado di generare informazioni su di essa. Queste includono i confronti delle sequenze di DNA e confronti tra i mwazsfossili o altre documentazioni mwazwpaleontologiche di organismi antichi.cite-ref-26[26] I biologi organizzano e analizzano le relazioni evolutive attraverso vari metodi, tra cui la filogenesi, le mwaaefenetica e la mwaaicladistica.

I mwaa4geni sono le unità mwaa8ereditarie fondamentali di tutti gli organismi. Un gene corrisponde ad una regione del mwabaDNA e che influenza la forma o la funzione di un organismo in modi specifici. Tutti gli organismi, dai batteri agli animali, condividono lo stesso meccanismo di base che copia e traduce il DNA in mwabeproteine. La cellula è in grado di mwabitrascrivere un gene contenuto nel DNA in una copia del gene in mwabmRNA e il mwabqribosoma (un mwabuorganulo cellulare) mwabytraduce l'RNA in una mwabcproteina, ovvero una sequenza di mwabgamminoacidi. Il mwabkcodice genetico che codifica un amminoacido è lo stesso per la maggior parte degli organismi, ma leggermente diverso per alcuni. Ad esempio, una sequenza di DNA che codifica per l'mwaboinsulina nell'uomo, codifica per l'insulina anche quando viene inserito in altri organismi, come le piante.cite-ref-27[27]

Il DNA di solito è contenuto in mwacacromosomi lineari negli mwaceeucarioti e in cromosomi circolari nei procarioti. Un cromosoma è una struttura organizzata costituita da DNA e da mwaciistoni. Negli eucarioti, il DNA genomico è situato nel mwacmnucleo della cellula, con piccole quantità anche nei mwacqmitocondri e nei mwacucloroplasti. Nei procarioti, il DNA si trova all'interno di un corpo di forma irregolare posto nel mwacycitoplasma e chiamato mwaccnucleoide.cite-ref-28[28] Il set completo di tali informazioni relative ad un organismo, prende il nome di mwacwgenotipo.cite-ref-29[29]

L'mwaduomeostasi è la capacità di un mwadysistema aperto di regolare il suo ambiente interno al fine di mantenere condizioni stabili grazie a molteplici adattamenti di mwadcequilibrio dinamico controllati da meccanismi interconnessi di regolazione. Tutti gli organismi viventi, sia mwadgunicellulari che mwadkpluricellulari, mostrano capacità di omeostasi.cite-ref-30[30]

Per mantenere l'equilibrio dinamico e svolgere efficacemente alcune funzioni, un sistema deve essere in grado di rilevare e rispondere a eventuali perturbazioni. Dopo il rilevamento di una perturbazione, un sistema biologico normalmente risponde attraverso mwad8feedback negativo. Ciò significa che, in base alla perturbazione, il sistema riduce o aumenta l'attività di un organo o di un sistema al fine di neutralizzare la perturbazione stessa. Un esempio può essere il rilascio di mwaeaglucagone quando i livelli di mwaeezucchero nel mwaeisangue risultano troppo bassi.

La sopravvivenza di un organismo vivente dipende dal continuo ingresso di mwaeoenergia. Le mwaesreazioni chimiche che sono responsabili per la sua struttura e la sua funzione sono deputate all'estrazione di energia da sostanze, come il mwaewcibo, e alla loro trasformazione in elementi utili alla formazione di nuove cellule o al loro funzionamento. In questo processo, le mwae0molecole delle sostanze chimiche che costituiscono gli alimenti compiono due ruoli: il primo è quello di contenere l'energia necessaria per le reazioni chimiche biologiche e per secondo di essere la base per sviluppare nuove strutture molecolari.

Gli organismi responsabili dell'introduzione di energia in un mwae8ecosistema sono conosciuti come produttori o mwafaautotrofi. Quasi tutti questi organismi traggono l'energia dal mwafesole.cite-ref-bryantfrigaard-31-0[31] Le piante e altri mwafyfototrofi sono in grado di utilizzare l'energia solare attraverso un processo noto come "mwafcfotosintesi", al fine di convertire le materie prime in molecole organiche come l'mwafgATP, i cui legami possono essere rotti per liberare l'energia.cite-ref-32[32] Alcuni mwaf0ecosistemi, tuttavia, dipendono interamente dall'energia estratta per mwaf4chemiotrofia dal mwaf8metano, dai mwagasolfuri o da altre fonti di energia non-mwageluminali.cite-ref-33[33]

I processi più importanti per convertire l'energia intrappolata nelle sostanze chimiche in energia utile per sostenere la vita sono il mwagcmetabolismocite-ref-34[34] e la mwagwrespirazione cellulare.cite-ref-colvard-2009-35-0[35]

La mwahobiologia molecolare consiste nello studio della biologia a livello mwahsmolecolare.cite-ref-36[36] Questo campo si sovrappone ad altre aree della biologia, in particolare con la mwaiagenetica e la mwaiebiochimica. La biologia molecolare principalmente si occupa di comprendere le interazioni tra i diversi sistemi presenti in una cellula, compresa l'interrelazione tra mwaiiDNA, mwaimRNA e mwaiqsintesi proteica e quindi apprendere come queste interazioni siano regolate.

La mwaiybiologia cellulare studia le proprietà strutturali e fisiologiche delle cellule, inclusi i loro comportamenti, le interazioni e l'ambiente. Ciò avviene sia a livello microscopico che molecolare, sia per gli organismi unicellulari (come i mwaicbatteri) che per le cellule specializzate degli organismi multicellulari (come gli mwaigesseri umani). Essere in grado di comprendere la struttura e la funzione delle cellule è fondamentale per tutte le scienze biologiche. Le somiglianze e le differenze tra i tipi di cellule sono particolarmente rilevanti per chi occupa di biologia molecolare.

L'mwaioanatomia considera le forme di strutture macroscopiche, quali mwaisorgani e mwaiwsistemi di organi.cite-ref-37[37]

La mwajigenetica è la scienza dei geni, dell'ereditarietà genetica e della variazione degli organismi.cite-ref-griffiths2000sect60-38-0[38]cite-ref-hartl-and-jones-39-0[39] I geni codificano le informazioni necessarie per sintetizzare le proteine che a sua volta giocano un ruolo centrale nell'influenzare il fenotipo finale dell'organismo. Nella ricerca moderna, la genetica fornisce strumenti importanti per stabilire la funzione di un particolare gene o per comprendere le interazioni genetiche. All'interno degli organismi, le informazioni genetiche sono generalmente conservate nei mwajscromosomi, formati da molecole di DNA.

La mwaj0biologia dello sviluppo studia il processo attraverso il quale gli organismi crescono e si sviluppano. A partire dall'mwaj4embriologia, la moderna biologia dello sviluppo studia il controllo genetico sulla crescita cellulare, sulla differenziazione e sulla "mwaj8morfogenesi" che è il processo che dà progressivamente luogo ai mwakatessuti, agli organi e agli apparati. Gli organismi modello per la biologia dello sviluppo sono il verme tondo mwakemwakiCaenorhabditis elegans,cite-ref-40[40] la mosca della frutta mwakcmwakgDrosophila melanogaster,cite-ref-encyclopedia-of-genetics-41-0[41] il pesce zebra mwak0mwak4Danio reriocite-ref-42[42], il topo mwalmmwalqMus musculuscite-ref-43[43] e la pianta mwalkmwaloArabidopsis thaliana.cite-ref-44[44]cite-ref-45[45] Questi organismi modello sono particolari specie che sono state studiate ampiamente al fine di comprendere particolari fenomeni biologici, con l'obiettivo che le scoperte fatte su questi dati organismi possano fornire una conoscenza del funzionamento di altri organismi.cite-ref-46[46]

La mwanmfisiologia studia i processi meccanici, fisici e biochimici degli organismi viventi, tentando di ricostruire tutte le funzioni nel loro complesso. Il tema della "struttura di funzione" è centrale per la biologia. Gli studi fisiologici sono stati tradizionalmente divisi in fisiologia vegetale e fisiologia animale, tuttavia alcuni principi della fisiologia sono universali e non dipendono pertanto da quale organismo viene analizzato. Ad esempio, quello che si è appreso al riguardo alla fisiologia delle cellule di mwanqlievito può valere anche per le cellule umane. Il campo della fisiologia animale estende gli strumenti e i metodi della fisiologia umana a specie non umane. La fisiologia vegetale prende in prestito le tecniche di entrambi i campi di ricerca.cite-ref-47[47]

Studi di fisiologia come per esempio del mwanosistema nervoso, del mwanssistema immunitario, del mwanwsistema endocrino, del mwan0sistema respiratorio e mwan4circolatorio si occupano sia della funzione che della loro interazione. Lo studio di questi sistemi è condiviso con le discipline mediche orientate, quali la mwan8neurologia, l'mwaoaendocrinologia e l'mwaoeimmunologia. La fisiologia si occupa anche di nuove discipline come la mwaoivolabolomica, ovvero lo studio dei gas emessi con la respirazione e frutto del metabolismo denominati generalmente Composti Organici Volatili (VOCs), questa nuova branca consente di investigare le omeostasi del corpo e di conseguenza lo stato di malattia.

La ricerca evolutiva è interessata a comprendere l'origine e la discesa della mwaouspecie, così come il cambiamento nel tempo. Il suo studio comprende scienziati provenienti da molte discipline orientate alla mwaoytassonomia, ad esempio scienziati con una specifica formazione in organismi particolari come la mwaocmammologia, l'mwaogornitologia, la mwaokbotanica o l'mwaooerpetologia, ma che utilizzano tali organismi come sistemi per rispondere alle domande generali sull'evoluzione.

La biologia evolutiva si basa in parte sulla mwaowpaleontologia, che fa uso dei reperti fossili per rispondere alle domande circa il modo e il tempo dell'evoluzionecite-ref-jablonski-48-0[48] e in parte sugli sviluppi della genetica delle popolazioni.cite-ref-49[49] Branche di studio correlate e spesso considerate parte della biologia evolutiva sono la mwapufilogenesi, la mwapysistematica e la mwapctassonomia.

Eventi multipli di mwaqespeciazione creano un sistema strutturato ad albero di relazioni tra le specie (mwaqialbero filogenetico). Il ruolo della mwaqmsistematica è quello di studiare queste relazioni e quindi individuare le differenze e le somiglianze tra le specie e i gruppi di specie.cite-ref-50[50] Tuttavia, prima che la teoria evolutiva divenisse di pensiero comune, la sistematica faticava a trovare una corretta metodologia di ricerca.cite-ref-51[51]

Prima del 1990, gli esseri viventi erano suddivisi in cinque mwareregni: mwariRegno delle monere, mwarmRegno dei protisti, mwarqRegno dei funghi, mwaruRegno delle piante, mwaryRegno degli animalicite-ref-52[52].

Dagli anni novanta del Novecento i regni dei mwarwprotisti e quello delle mwar0monere sono stati abbandonati perché mwar4parafiletici, cioè raccolgono organismi che non hanno storia evolutiva in comune e conseguentemente non hanno la caratteristica fondamentale per costituire una categoria tassonomica. Inoltre, sempre a partire dagli stessi anni, è stata introdotta una nuova categoria: il mwar8dominio, che è sovraordinato rispetto al regno. Il sistema di mwasaThomas Cavalier-Smith, del 2004, comprende due domini e sette regnicite-ref-53[53]: il dominio mwasuprocarioti, con i regni mwasydei funghi, mwascdelle piante, mwasgdegli animali, mwaskdei cromisti e mwasodei protozoi e il dominio mwasseucarioti, con i regni mwaswdei batteri e mwas0degli archeobatteri.

Altri diffusi sistemi di classificazione comprendono ugualmente un sistema a tre domini identico a quello di Cavalier-Smith: mwas8archeobatteri, mwatabatteri ed mwateeucarioticite-ref-domain-54-0[54] Questi domini si distinguono per differenze a livello di mwatycellule: la presenza o l'assenza del mwatcnucleo cellulare e differenti biomolecole fondamentalicite-ref-domain-54-1[54].

Inoltre, ogni regno è ripartito in modo ricorsivo finché ogni specie sia classificata separatamente. L'ordine è: mwat4dominio, mwat8regno, mwauaphylum, mwaueclasse, mwauiordine, mwaumfamiglia, mwauqgenere, mwauuspecie.

Al di fuori di queste categorie, vi sono i mwaucparassiti intracellulari obbligati che sono "sul bordo della vita"cite-ref-55[55] in termini di attività metabolica, il che significa che molti scienziati non classificano effettivamente queste strutture come forme di vita per via della loro mancanza di almeno una o più delle funzioni o caratteristiche fondamentali che definiscono la vita. Essi sono classificati come mwauwvirus, mwau0viroidi, o satelliti.

Il nome scientifico di un organismo è un binomio composto dal nome del genere e dal nome della specie a cui appartiene. Ad esempio, gli esseri umani sono elencati come mwavamwaveHomo sapiens, in cui mwaviHomo è il genere e mwavmsapiens la specie. Quando si scrive il nome scientifico di un organismo, il nome del genere deve avere l'iniziale maiuscola, mentre il nome della specie avrà l'iniziale minuscolacite-ref-56[56]. Inoltre, l'intero nome può essere in corsivo o sottolineato.cite-ref-57[57]

Il sistema di classificazione dominante è la mwav0tassonomia di Linneo. Esso comprende i ranghi e la mwav4nomenclatura binomiale. Come gli organismi debbano essere chiamati viene disciplinato da accordi internazionali come il mwav8codice internazionale per la nomenclatura delle alghe, funghi e piante (ICN), il mwawacodice internazionale di nomenclatura zoologica (ICZN) e il mwawecodice internazionale per la nomenclatura dei batteri (ICNB). La classificazione dei virus, dei viroidi e tutti gli altri agenti sub-virali che dimostrano caratteristiche biologiche, è condotto dal mwawiComitato Internazionale per la Tassonomia dei Virus (ICTV) ed è noto come mwawmInternational Code of Viral Classification and Nomenclature (ICVCN).cite-ref-58[58]cite-ref-ictvdbpopsi-59-0[59]cite-ref-ictvdbprions-60-0[60]cite-ref-ictvdbsatel-61-0[61] Tuttavia, esistono molti altri sistemi di classificazione dei virus.

Un progetto di fusione, mwaxuBioCode, è stato pubblicato nel 1997 nel tentativo di standardizzare la nomenclatura in questi tre settori ma ancora deve essere adottato formalmente.cite-ref-62[62] Il progetto di BioCode ha ricevuto una scarsa attenzione e la data di esecuzione inizialmente previsto del 1º gennaio 2000 è passata inosservata. Una rivisitazione del BioCode che, invece di sostituire i codici esistenti, fornisca un contesto unificato è stato proposto nel 2011.cite-ref-63[63]cite-ref-64[64]cite-ref-65[65] Tuttavia, il mwayyCongresso botanico internazionale del 2011 ha rifiutato di prenderlo in considerazione.

L'mwa2qecologia studia la distribuzione e l'abbondanza degli organismi viventi e le interazioni tra essi e il loro ambiente.cite-ref-66[66] L'mwa2khabitat di un organismo può essere descritto come i mwa2ofattori abiotici locali quali il mwa2sclima e l'ecologia, oltre agli altri organismi e ai mwa2wfattori biotici che condividono il loro ambiente.cite-ref-habitats-of-the-world-67-0[67] I sistemi biologici possono risultare difficili da studiare per via delle tante interazioni differenti possibili con gli altri organismi e con l'ambiente, anche su piccola scala. Un batterio microscopico in un locale gradiente di zucchero risponde al suo ambiente tanto quanto un mwa3eleone alla ricerca di cibo nella mwa3isavana mwa3mafricana. Per qualsiasi specie, i comportamenti possono essere cooperativi, competitivi, mwa3qparassitari o mwa3usimbiotici. Questi studi diventano più complessi quando due o più specie interagiscono in un mwa3yecosistema.

I sistemi ecologici sono studiati a vari livelli, dagli individui alle popolazioni e alla mwa3gbiosfera. Il termine "biologia delle popolazioni" è spesso usato in modo intercambiabile con "ecologia della popolazione", anche se il primo è più frequentemente utilizzato per lo studio delle malattie (provocate da virus e microbi) mentre il secondo termine è più comune quando si studiano le piante e gli animali. L'ecologia attinge a molte sotto-discipline.

La mwa3obiogeografia studia la distribuzione spaziale degli organismi sulla Terra, concentrandosi su temi come la mwa3stettonica delle placche, i mwa3wmutamenti climatici, la mwa30dispersione biologica, la mwa34migrazione e la mwa38cladistica.

L'mwa4eetologia studia il comportamento degli animali (in particolare gli animali sociali, come i mwa4iprimati e i mwa4mcanidi) ed è a volte considerata una branca della mwa4qzoologia. Gli etologi sono interessati ad analizzare l'evoluzione dei comportamenti e la loro comprensione nei termini della teoria della selezione naturale. In un certo senso il primo etologo moderno fu Charles Darwin, il cui libro mwa4umwa4yThe Expression of the Emotions in Man and Animals ha influenzato molti etologi a venire.cite-ref-black-68-0[68]

In ordine alfabeticocite-ref-69[69]cite-ref-70[70]:

• Anatomia - studio della struttura dell'organismo

• Anatomia comparata - studio evoluzionistico delle strutture biologiche

• Astrobiologia - studio dell'evoluzione, della distribuzione e del futuro della vita nell'universo

• Biochimica - studio dei fenomeni chimici che caratterizzano gli esseri viventi

• Biofisica - studio dei fenomeni biologici con metodi tradizionalmente utilizzati in fisica

• Bioinformatica - raccolta, archiviazione e analisi delle informazioni biologiche

• Biologia cellulare - studio della cellula come unità completa e dei processi all'interno di essa

• Biologia dei sistemi - approccio olistico all'interazione dei sistemi biologici

• Biologia dello sviluppo - studio dei processi di formazione di un organismo, dallo zigote all'organismo completo

• Biologia evolutiva - studio dell'origine e della variazione delle specie nel tempo

• Biologia forense - studio di dati e di metodi biologici in ambito forense

• Biologia marina - studio degli organismi e degli ecosistemi marini

• Biologia molecolare - studio dei fenomeni biologici a livello molecolare

• Biologia popolare - studio delle modalità di classificazione del mondo organico

• Biologia quantistica - studio dei meccanismi quantistici nei sistemi biologici

• Biologia sintetica - studio di funzioni biologiche non esistenti in natura

• Biologia strutturale - studio delle strutture che caratterizzano gli esseri viventi e in particolare le biomolecole

• Biologia teorica - studio matematico dei fenomeni biologici

• Biomeccanica - studio degli aspetti meccanici dei sistemi biologici

• Biotecnologia - studio della manipolazione della materia vivente, compresa la manipolazione genetica

• Botanica - studio delle piante

• Criobiologia - studio degli effetti delle basse temperature negli esseri viventi

• Cronobiologia - studio dei cicli di tempo negli esseri viventi

• Ecologia - studio delle interazioni degli organismi viventi tra loro e con gli elementi non viventi del loro ambiente

• Ecoacustica - studio dei suoni degli ecosistemi

• Ecologia applicata - studio delle applicazioni pratiche dei principi fondamentali dell'ecologia

• Ecotossicologia - studio degli effetti di agenti inquinanti sugli ecosistemi

• Farmacologia - studio dell'interazione tra le molecole fisiologicamente attive e l'organismo

• Fisiologia - studio del funzionamento degli organismi viventi

• Genetica - studio dei geni e dell'eredità

• Genetica molecolare - studio dei geni dal punto di vista molecolare

• Igiene - studio della prevenzione delle malattie acute e croniche, dei vaccini e della profilassi

• Immunologia - studio del sistema immunitario

• Istologia - studio dei tessuti viventi

• Micologia - studio dei funghi

• Microbiologia - studio degli organismi microscopici e delle loro interazioni con gli altri esseri viventi

• Microbiologia ambientale - studio delle relazioni tra microorganismi e ambiente

• Virologia - studio dei virus

• Morfologia - studio della forma negli esseri viventi

• Nanobiologia - studio dell'organizzazione nell'ordine dei nanometri nei sistemi biologici

• Neuroscienze - studio del sistema nervoso, compresa la fisiologia, l'anatomia, la biochimica e le funzioni cognitive emergenti

• Parassitologia - studio degli organismi parassitari

• Psicobiologia - studio delle basi biologiche delle funzioni comportamentali

• Sistematica - studio della classificazione degli esseri viventi

• Zoologia - studio degli animali

• Etologia - studio del comportamento animale

La tabella seguente riporta in ordine alfabetico le branche della biologia che si occupano dello studio di particolari tipi di organismi:

| Branca della biologia | Organismi studiati | Classificazione scientifica degli organismi studiati |

|---|---|---|

| Algologia | Alghe | gruppo Algae (appartenente al regno Protista ) |

| Antropologia | Uomo | genere Homo |

| Aracnologia | Aracnidi | classe Arachnida |

| Batracologia | Anfibi | classe Amphibia |

| Batteriologia | Batteri | regno Bacteria |

| Botanica | Piante | regno Plantæ |

| Entomologia | Esapodi | superclasse Hexapoda |

| Erpetologia | Rettili e anfibi | classe Reptilia e classe Amphibia |

| Ittiologia | Pesci | gruppo Pisces |

| Mammologia | Mammiferi | classe Mammalia |

| Micologia | Funghi | regno Fungi |

| Microbiologia | Microrganismi | organismi appartenenti a vari regni, tra cui Bacteria , Archaea , Fungi (solo alcuni di essi) e Protista |

| Ornitologia | Uccelli | classe Aves |

| Primatologia | Primati | ordine Primates |

| Protistologia | Protisti | regno Protista |

| Virologia | Virus | dominio Acytota (classificazione discussa) |

| Zoologia | Animali e Protozoi | regno Animalia e gruppo Protozoa |

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