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Was ist Biologie?

Der Begriff Biologie setzt sich aus den griechischen Wortteilen „bios“ und „logos“ zusammen. „Bios“ bedeutet so viel wie Leben und mit „logos“ ist das Wort, die Kunde, die Lehre oder die Wissenschaft gemeint. Biologie ist also die Lehre des Lebens oder die Wissenschaft der belebten Natur. Sie gehört zu den Naturwissenschaften. Hier arbeiten die Forscher mit empirischen und wiederholbaren Methoden. Die Wissenschaftler untersuchen die Natur, indem sie die unterschiedlichsten Vorgänge beobachten, messen und analysieren.

Die Biologie beschäftigt sich einerseits mit den einzelnen Lebewesen und ihren Besonderheiten und andererseits mit den allgemeinen Gesetzmäßigkeiten des Lebendigen. Es geht um die Entstehung, Vermehrung und Entwicklung genauso wie um die Vielfältigkeit und das Zusammenspiel von allem, was auf unserer Erde lebt. Die Biologen betrachten das Leben von der kleinsten Ebene der Moleküle und Zellen bis zum großen Ganzen, nämlich den Auswirkungen von allem Lebendigen auf unseren Planeten und seine Zukunft.

Die Biologie wird zur Naturwissenschaft

Bereits in der Antike stellten die Gelehrten Überlegungen zum Leben an. Im Mittelalter wurden diese wieder aufgenommen und weiterentwickelt. Vor allem für die Heilkunde war die Biologie der Pflanzen und Tiere von Bedeutung. Allerdings beruhten die Erkenntnisse damals hauptsächlich auf Beobachtungen und dem Ausprobieren und nicht auf geplanten Experimenten. Zudem flossen auch Gedanken zum Übernatürlichen in die Theorien mit ein.

Im 16. und 17. Jahrhundert erweiterten Naturforscher ihr Wissen durch Methoden wie dem Sezieren und Untersuchungen unter den ersten Mikroskopen. Sie machten Tierversuche und erforschten neu entdeckte Pflanzen und Tiere aus Übersee. Entwicklungen in der Chemie brachten auch die Biologie voran und machten Erklärungen wie die der Fotosynthese möglich. Linné fing im 18. Jahrhundert an, Pflanzen und Tiere in ein System einzuteilen. Seine Taxonomie ist heute noch gültig.

Erst im 19. Jahrhundert wird die Biologie jedoch zu einer einheitlichen Disziplin. Verschiedene Wissenschaftler benutzen den Begriff erst unabhängig voneinander. Nun werden Lebewesen als Organismen gesehen. Schwann und Schleiden begründen die Zelltheorie. Erkenntnisse von Mendels zur Vererbungslehre und von Lamarck und Darwin zur Evolution machen die Biologie langsam zu einer richtigen Wissenschaft. Forscher beginnen, sich auf einzelne Gebiete zu spezialisieren. An den Universitäten werden zu unterschiedlichen Disziplinen Lehrstühle geschaffen. Eine neue Naturwissenschaft ist geboren.

Die verschiedenen Bereiche der Biologie

Die Biologie lässt sich in folgende Teilgebiete gliedern:

Systematik

In der Systematik geht es hauptsächlich um die Einteilung, Benennung und Bestimmung der verschiedenen Lebewesen. Auf diese Weise soll eine Übersicht über all die Mikroorganismen, Pflanzen und Tiere gegeben werden, die es auf der Erde gibt. Durch die Systematik wird eine hierarchische Ordnung geschaffen, aus der sich auch die biologische Verwandtschaft der Lebewesen herauslesen lässt.

Evolutionsbiologie

Die Evolutionstheorien beschreiben die Entstehung und Weiterentwicklung der Lebewesen. Es geht um vererbbare Merkmale einer Gruppe von Organismen, die sich von Generation zu Generation langsam verändern. Evolutionsbiologen versuchen, die stammesgeschichtlichen Abläufe der Lebewesen zu rekonstruieren und diese auch in Zusammenhang zur Umwelt zu setzen.

Einerseits geschieht die Weiterentwicklung der Lebewesen durch die Evolution. Dies ist die Phylogenese. Andererseits entwickelt sich jedes Individuum von seiner Zeugung bis zu seinem Tod auf unterschiedlichen Ebenen weiter. Das ist mit Ontogenese gemeint. Die Entwicklungsbiologie erforscht vor allem Prozesse der Ontogenese wie die Selbstorganisation der Zellen, die Eigenschaften von Gewebe und Zellen und die Auswirkungen von Umweltfaktoren auf den Organismus.

Mikrobiologie

In der Mikrobiologie geht es um Mikroorganismen. Dies sind Lebewesen wie Viren, Pilze, Mikroalgen, Bakterien und andere Einzeller, die man von bloßem Auge nicht sehen kann. Um sie zu untersuchen, wird ein Mikroskop benötigt oder es werden Kulturen angesetzt.

Mykologie

Die Mykologie wird auch Pilzkunde genannt. Sie befasst sich mit sämtlichen Pilzen. Dazu gehören vor allem die Schlauchpilze, Ständerpilze, Jochpilze, Töpfchenpilze und Arbuskuläre Mykorrhizapilze. Auch die Flechten werden oft von Mykologen untersucht. Die Mykologie überschneidet sich mit der Mikrobiologie, da viele Pilze gleichzeitig Mikroorganismen sind.

Botanik

Die Botanik wird auch Pflanzenkunde genannt. Sie befasst sich mit den unterschiedlichen Pflanzen, deren Aufbau, Stoffwechsel und Wachstum. Auch Lebensraum, Lebenszyklus und Verbreitung spielen eine wichtige Rolle. Für die Heilkunde sind die Inhaltsstoffe der Pflanzen von Bedeutung und für die Landwirtschaft wird ihr wirtschaftlicher Nutzen untersucht.

Zoologie

Die Zoologie ist die Tierkunde. Sie untersucht vor allem die vielzelligen Tiere von den Weichtieren, Insekten, Fischen und Vögeln über die Amphibien und Reptilien bis zu den Säugetieren. Es geht um ihre Gestalt und ihren Körperbau, ihre Stammesgeschichte, ihre Lebenstätigkeiten und das Erbgeschehen. Wichtig sind auch die Verbreitung der Tierarten, die Beziehungen der verschiedenen Tiere zu ihrer Umwelt und ihr Verhalten.

Anthropologie

In der Menschenkunde geht es um den Aufbau des menschlichen Körpers, die Funktion seiner Organe, die Entwicklung, Vermehrung und Verbreitung des Menschen. Auch die Evolution spielt hier eine wichtige Rolle.

Humanbiologie

Die Humanbiologie entstand aus der Anthropologie. Sie befasst sich mit den Lebensvorgängen im menschlichen Körper und untersucht hier vor allem die physiologischen, biologischen und biochemischen Prozesse. Deswegen ist sie eine wichtige Grundlage für die Humanmedizin.

Molekularbiologie

Die Molekularbiologie beschäftigt sich mit den Molekülen in den Lebewesen. Moleküle sind chemische Verbindungen, die sich aus verschiedenen Atomen zusammensetzen. Wichtige Moleküle in der Biologie sind Proteine, Kohlenhydrate, Lipide und Nukleinsäuren. DNS und RNS sind Nukleinsäuren, in welchen die Erbinformation des Organismus gespeichert ist. Deswegen sind sie für die Forschung von besonderer Bedeutung.

Zellbiologie

Zellen bilden die Struktur und die Grundlage für die unterschiedlichen Funktionen des Organismus. Es gibt Zellen mit und solche ohne Zellkern. Erstere tragen die Erbinformation im Kern. Sie enthalten daneben weitere Zellorganellen wie Mitochondrien, ein endoplasmatisches Retikulum, einen Golgi-Apparat oder Vesikel. Diese sind alle von Membranen voneinander abgetrennt. So können innerhalb von einer Zelle gleichzeitig verschiedene chemische Prozesse ablaufen. Viele Organismen bestehen nur aus einer Zelle und nennen sich deswegen Einzeller.

Morphologie

In der Morphologie werden Struktur und Form der Lebewesen untersucht und beschrieben. Heute befasst sie sich nicht immer nur mit den sichtbaren Merkmalen der Organismen, sondern zum Teil auch mit von bloßem Auge nicht erkennbaren Strukturen wie den Zellen. Die Anatomie als Teilgebiet der Morphologie betrachtet den inneren Aufbau der Lebewesen. Die Eidonomie dagegen beschreibt die äußere Gestalt.

Physiologie

In der Physiologie geht es um die chemischen, biochemischen und physikalischen Prozesse in den Zellen, Geweben und Organen der Lebewesen. Es wird untersucht, welche Funktionen die einzelnen Teile eines Organismus haben und was für Leistungen sie erbringen. Die Physiologie will Voraussagen über das Verhalten eines Systems machen können. Im Vordergrund stehen dabei Dinge wie das Wachstum, die Fortpflanzung und der Stoffwechsel.

Genetik

Die Vererbungslehre untersucht die Gesetzmäßigkeiten, welche für die Weitergabe der Erbanlagen an die Nachkommen von Bedeutung sind. Gleichzeitig interessiert sie sich dafür, welche erblichen Merkmale überhaupt an die nächste Generation weitergegeben werden können. Am wichtigsten ist heute die Molekulargenetik, welche sich mit der Vererbung auf molekularer Ebene befasst. Die Gentechnik ist für die praktische Anwendung der Erkenntnisse aus der Molekulargenetik zuständig.

Verhaltensbiologie

Verhaltensbiologen untersuchen das Verhalten von Tieren und Menschen. Sie beschreiben es und versuchen dieses zu verstehen und zu erklären, um am Schluss Voraussagen für zukünftiges Verhalten machen zu können. Dabei steht der Nutzen eines bestimmten Verhaltens für das Tier oder den Menschen im Vordergrund. Individuen und unterschiedliche Arten werden miteinander verglichen, Gemeinsamkeiten und Unterschiede werden untersucht.

Ökologie

In der Ökologie geht es um die Wechselbeziehungen zwischen den einzelnen Lebewesen untereinander und um die Wechselwirkungen zwischen den Organismen und ihrer unbelebten Umwelt. Die Autökologie untersucht die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Individuen und bestimmten Umwelteinflüssen. In der Populationsökologie geht es um die Anzahl der Individuen innerhalb einer Population, deren Zu- bzw. Abnahme und den daraus folgenden Auswirkungen auf andere Populationen. Die Synökologie betrachtet die Lebensgemeinschaften in der Natur aus ökologischer Sicht.

Synthetische Biologie

Die Synthetische Biologie ist eine neuere Entwicklung der modernen Biologie. Hier geht es um die Herstellung biologischer Systeme mit Eigenschaften, die in der Natur so nicht vorkommen. Diese Systeme sind künstlich lebensfähig und werden wie die natürlichen Systeme aus Molekülen, Zellen und Organen aufgebaut. Sie können in Lebewesen integriert werden, deren Eigenschaften übernehmen oder zur Erzeugung von biologischen Schaltkreisen hergestellt werden.

Theoretische Biologie

In der Theoretischen Biologie werden Modelle entwickelt, welche die Struktur und Dynamik biologischer Phänomene beschreiben sollen. Meist basieren die Modelle auf mathematischen Formeln und Methoden.

Anwendungsgebiete der Biologie

Für die Biologie gibt es eine große Anzahl von Anwendungsbereichen. In sämtlichen oben genannten Teilgebieten wird viel geforscht. Sowohl an Universitäten als auch an staatlichen und privaten Forschungsinstituten werden neue Einblicke gewonnen. Wichtig sind die biologischen Erkenntnisse unter anderem für die Medizin und die Veterinärmedizin, denn sie geben einen Überblick über den Körper von Mensch und Tier, über die Entstehung und den Verlauf von Verletzungen und Krankheiten und deren mögliche Behandlung. Die Pharmaindustrie kann anhand von biologischem Wissen über die unterschiedlichen Lebewesen entsprechende Medikamente herstellen.

Biologen werden in zoologischen und botanischen Gärten gebraucht. Sie kennen sich im Umgang mit Tieren und Pflanzen aus und wissen, wie diese artgerecht gehalten werden. Sie bilden zum Teil die Tierpfleger oder Gärtner aus. Manchmal sind sie auch an der Fortpflanzung und Zucht bestimmter Lebewesen beteiligt oder sorgen für die Nachzucht und spätere Auswilderung seltener Tiere. In Naturkundemuseen kümmern sich Biologen um die Sammlungen und katalogisieren den Bestand. Zusätzlich veröffentlichen sie Artikel in Fachzeitschriften zu ihren Beobachtungen und Erkenntnissen.

Für die Landwirtschaft untersuchen Biologen neue Anbaumethoden. Sie überprüfen Kosten und Nutzen und versuchen, den Ertrag zu optimieren. Gleichzeitig sorgen sie sich um die Landschaftspflege und kümmern sich um die Bewahrung der Natur. Sie betreuen Naturschutzgebiete und arbeiten in Naturschutzzentren, wo sie die Entwicklung und Veränderung bestimmter Vorgänge in der Natur beobachten und messen. Einige stehen für den Umwelt-, Landschafts- oder Klimaschutz ein, andere sorgen für den Schutz bestimmter Tier- und Pflanzenarten oder den Erhalt von ganzen Ökosystemen. So gelangen viele Biologen auch in Planungs- und Gutachterbüros oder an andere Stellen in den Behörden.

Wichtig ist die Biologie auch in der Lebensmittelindustrie. Biologen untersuchen zur Qualitätssicherung Nahrungsmittel und Trinkwasser. Sie beschäftigen sich mit der Herstellung, Verarbeitung, Konservierung, Lagerung und Verteilung von Esswaren und Futtermitteln. Biologen setzen sich in der Bildung, der Politik und der Wirtschaft ein. Oft arbeiten sie mit Menschen aus anderen Berufsgruppen zusammen. Ein Biologe hat in Normalfall Biologie studiert. Oft wird zusätzlich eine Promotion verlangt.

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