βιολογία

Επιστήμη που ερευνά τους γενικούς νόμους που διέπουν τη ζωή. Ο όρος χρησιμοποιείται άλλοτε με την έννοια της επιστήμης που ερευνά τις σχέσεις μεταξύ των ζωντανών οργανισμών και του περιβάλλοντός τους και άλλοτε με την έννοια της επιστήμης που ερευνά τις συνθήκες ζωής ζωικών και φυτικών οργανισμών, αλλά συχνότερα και ορθότερα χρησιμοποιείται για να υποδηλώσει την επιστήμη των γενικών νόμων της ζωής. Στην πρώτη περίπτωση είναι πιο σωστό να μιλάμε για οικολογία, στη δεύτερη για βιονομία· και οι δύο είναι επιστήμες που περιλαμβάνονται στην καθαυτό β. Ο όρος εισήχθη από τον Γκότφριντ Τρεβιράνους (1776-1837), αλλά τα προβλήματα της β. αποτελούσαν ήδη από αιώνες αντικείμενο συζητήσεων. Οι πρώτες ερμηνείες του φαινόμενου της ζωής ανάγονται πράγματι στις πιο παλιές φιλοσοφικές αντιλήψεις, των οποίων αποτελούν αναπόσπαστο μέρος. Κατά τον Θαλή τον Μιλήσιο (7ος αι. π.Χ.) η βασική αρχή της ζωής ήταν το νερό και είναι χαρακτηριστικό το σχετικό σχόλιο του Αριστοτέλη, που υποστήριζε ότι η σκέψη του Θαλή ξεκινούσε από την παρατήρηση που είχε κάνει σχετικά με τη γεωργία, ότι δηλαδή όπου υπάρχει νερό υπάρχει ζωή και όπου αυτό λείπει κυριαρχεί o θάνατος. Κατά τη σχολή του Ιπποκράτη (5ος−4ος αι. π.Χ.), η αρχή της ζωής ήταν το πνεύμα που ενυπήρχε στα τέσσερα στοιχεία που σχηματίζουν το σώμα:αέρας, νερό, γη και φωτιά. Οι καλύτερα συστηματοποιημένες βιολογικές γνώσεις ήταν του Αριστοτέλη, ο οποίος εντάσσοντας στις στέρεες βάσεις της φιλοσοφικής του σκέψης προσεκτικές και βαθιές παρατηρήσεις σε ζώα και φυτά, οι οποίες ασφαλώς συνοδεύονταν από μελέτες που είχαν τον χαρακτήρα της αυτοψίας, κατάφερε να κάνει βοτανικές και ζωολογικές ταξινομήσεις με κριτήρια που ακόμα και σήμερα είναι μέχρι ένα σημείο αξιοπρόσεκτα. Θαυμάσια είναι η φυσική του κλίμακα, που ξεκινώντας από τα κατώτερα ζώα φτάνει στον άνθρωπο διαμέσου των μαλακίων, των αρθροπόδων, των καρκινοειδών, των ερπετών και των θηλαστικών. Η ρωμαϊκή σκέψη στη μακρόχρονη πορεία της εξαρτήθηκε κατά μεγάλο μέρος από την ελληνική σκέψη και κανείς Λατίνος δεν έφτασε σε βιολογικές αντιλήψεις τόσο πλατιές όπως εκείνες του Ιπποκράτη και του Αριστοτέλη. Πρέπει ωστόσο να αναφερθεί ο Λουκρήτιος Κάρος (99-55 π.Χ.) για το ενδιαφέρον του στα προβλήματα της ζωής. Τo ιπποκράτειο σύστημα συνεχίστηκε και κατά ένα μέρος τροποποιήθηκε από τη φιλοσοφική διδασκαλία του Γαληνού (2ος αι. μ.Χ.), μεγάλου γιατρού, ο οποίος παρατήρησε και πειραματίστηκε με μεγαλοφυΐα και καθαρότητα σκέψης, αλλά προικισμένος με εξαιρετικά αναλυτική σκέψη, επιχείρησε να οργανώσει την εμπειρία του σε ένα τελολογικό (a priori) σύστημα κι έφτασε έτσι πολύ συχνά στη διατύπωση λανθασμένων αρχών. Και για τον Γαληνό επίσης το πνεύμα είναι η ουσία της ζωής, αλλά διέκρινε τρεις κατηγορίες του: το πνεύμα της ψυχής, το πνεύμα της ζωής και το φυσικό πνεύμα, που δίνουν τις διαφορετικές λειτουργίες του σώματος: την ψυχική, τη ζωική και τη φυτική. Στους επόμενους αιώνες το ενδιαφέρον για τα προβλήματα της β. μειώθηκε μαζί με όλες τις άλλες επιστημονικές δραστηριότητες. Το αριστοτελικό σύστημα εξακολούθησε να θεωρείται έγκυρο και δεν παρουσίασε καμιά εξέλιξη, ούτε με την προσεκτική μελέτη στην οποία το υπέβαλε ο αραβικός πνευματικός πολιτισμός. Στο ιατρικό πεδίο κυριάρχησαν οι αντιλήψεις του Γαληνού. Με την Αναγέννηση επανήλθαν στο προσκήνιο η παρατήρηση και η μελέτη της φύσης και εμφανίστηκε μια κριτική επανεκτίμηση της αρχικής σκέψης του Αριστοτέλη, έλειπε όμως ακόμα το ενδιαφέρον για το πείραμα, που ήδη ο Γαληνός το είχε χρησιμοποιήσει με επιτυχία, αλλά οι μεσαιωνικές απριοριστικές αντιλήψεις είχαν προκαλέσει την εγκατάλειψή του. Τον 16o αι. συνεπώς, σχεδόν όλη η β. αντιπροσωπευόταν από τη μορφολογία. Ο Λεονάρντο ντα Βίντσι μελέτησε την ανθρώπινη ανατομία και τη συγκριτική ανατομία, αναγνώρισε την επιστημονική αξία των απολιθωμάτων, αλλά εξακολουθούσε ακόμα να διατηρεί την αναλογία μεταξύ του ανθρώπινου σώματος και του εξωτερικού κόσμου, θεωρώντας το ανάμειξη αέρα, νερού, γης και φωτιάς. Πάντως, χάρη στις μελέτες του και κυρίως στις μελέτες του Αντρέα Βεσάλιου (1514-1564) και του Γκαμπριέλε Φαλόπια (1523-62), η ανθρώπινη ανατομία απομακρύνθηκε οριστικά από τις αντιλήψεις του Γαληνού. Την ίδια εποχή, ο Έντουαρντ Γουότον (1492-1555) μελέτησε τα έντομα και ταξινόμησε τα τότε γνωστά ζώα για πρώτη φορά μετά τον Αριστοτέλη. Ο Κόνραντ Γκέσνερ (1516-1565) δημοσίευσε μια συλλογή παρατηρήσεων σε ζώα κάθε είδους, καταχωρημένα κατ’ αλφαβητική σειρά. Ο Ουλίσε Αλντροβάντι (1522-1605) δημοσίευσε τους περίφημους τόμους για τα έντομα και τα πτηνά. Έτσι ξεκίνησε η ζωολογία και, μαζί με αυτήν, η βοτανική. Ο Αντρέα Τσεζαλπίνο (1519-1603) στο έργο του De plantis προσπάθησε να πραγματοποιήσει μια ταξινόμηση των φυτών ανάλογα με τα όργανα της καρποφορίας τους, δηλαδή με βιολογικό κριτήριο. Στον επόμενο αιώνα, μια νέα επιστημονική εξόρμηση έδωσε ζωή στο σύνολο των μορφολογικών δεδομένων. Ο Γαλιλαίος πρότεινε την πειραματική μέθοδο και με το έργο απέδειξε την αξία της. Παρά τη σφοδρή αντίδραση που συνάντησαν οι ιδέες του, ο κόσμος του πνεύματος, ώριμος ήδη για να τον καταλάβει, δέχτηκε τη μέθοδό του και από τότε άρχισε η νέα βιολογική επιστήμη. Ο ίδιος ο Γαλιλαίος ενδιαφέρθηκε για ορισμένα προβλήματα των ζωντανών οργανισμών· διατύπωσε μια αρχή σχετικά με τα όρια του μεγέθους των ζώων και των φυτών κατά τους νόμους της μηχανικής και παρατήρησε ότι η δομή των μακρών οστών επέτρεπε τη μεγαλύτερη αντίσταση, επειδή μπορούσε να αναχθεί στη μηχανική των στερεών κενών. Τον 17o αι. είχαν στο μεταξύ ιδρυθεί οι πρώτες Ακαδημίες και έτσι δημιουργήθηκαν μεγαλύτερες επαφές μεταξύ των μελετητών. Από τις νέες φιλοσοφικές αντιλήψεις προέκυπταν νέες θεωρητικές κατευθύνσεις και οι επιστημονικές ανακαλύψεις επηρέαζαν με τη σειρά τους τις μεταφυσικές μελέτες. Από την πειραματική μέθοδο γεννήθηκαν δύο μεγάλα ρεύματα, που για πολλά χρόνια επηρέασαν σε μεγάλο βαθμό τις βιολογικές επιστήμες και ιδιαίτερα την ιατρική: η ιατρομηχανική και η ιατροχημεία. Η πρώτη προσπαθούσε να εξηγήσει τα φυσιολογικά φαινόμενα με τους νόμους της μηχανικής· υπέρμαχοι της ιατρομηχανικής υπήρξαν οι Σαντόριο Σαντόρι (1561-1636) και Τζαν Αλφόνσο Μπορέλι (1602-1679). Κατά την ιατροχημεία τα ίδια φαινόμενα ερμηνεύονταν σύμφωνα με τις αντιδράσεις της ζύμωσης και του αναβρασμού. Ιδρυτής της ιατροχημείας ήταν ο Φρανσουά ντε λα Μπόε (1614-1672), μολονότι πολλές ιδέες σχετικές με το θέμα είχαν ήδη διατυπωθεί στο έργο του Γιοχάνες Μπαπτίστ Βαν Χέλμοντ (1577-1644). Τότε αναπτύχθηκαν οι πρώτες βάσεις μιας επιστημονικής εμβρυολογίας με τον Τζιρόλαμο Φαμπρίτσι ντ’ Ακουαπεντέντε (1533-1619), ο οποίος περιέγραψε τα έμβρυα των θηλαστικών και των νεοσσών, και με τον Γουίλιαμ Χάρβεϊ (1578-1657), ο οποίος διατύπωσε την αρχή omne vivum ex ονο (κάθε ζωντανό από ζωντανό). Την ίδια περίοδο παρουσιάστηκαν οι πρώτες προσπάθειες της πειραματικής εμβρυολογίας. Ο Φραντσέσκο Ρέντι (1626-1698) μελέτησε το δηλητήριο των εχιδνών και τις γεννήσεις των κατώτερων ζώων, εγκαινιάζοντας έτσι τα πρώτα πειράματα που αναιρούν την αρχή της αυτόματης γένεσης. Ο ίδιος ο Ρέντι θεωρείται θεμελιωτής της παρασιτολογίας με τις μελέτες που έκανε σχετικά με τα παράσιτα των ζώων. Ο 17ος αι. είναι επίσης ο αιώνας του μικροσκοπίου, οργάνου με το οποίο ο Μαρτσέλο Μαλπίγκι (1628-1694) πέτυχε θεμελιώδεις ανακαλύψεις. Σε ό,τι αφορά τη β., ο Μαλπίγκι ανανέωσε τη βοτανική με τη μελέτη της μικροσκοπικής ανατομίας των φυτών, αποσαφήνισε ορισμένες αναλογίες μεταξύ της ζωής των ζώων και της ζωής των φυτών, μελέτησε την ανάπτυξη του ωαρίου και υποστήριξε ότι το κύτταρο είναι η βασική μονάδα κάθε οργανισμού. Ως προς την αναπαραγωγή, ο Μαλπίγκι υποστήριξε ότι το άτομο υπάρχει προσχηματισμένο μέσα στο ωό. Μαζί με τον Μαλπίγκι πρέπει να αναφέρουμε τον Άντονι Βαν Λέβενχουκ (1632-1723), ο οποίος κατασκεύασε το πρώτο σύνθετο μικροσκόπιο και έδωσε τα πρώτα στοιχεία της μικροβιολογίας ανακαλύπτοντας τα εγχυματόζωα. Για το πρόβλημα της αναπαραγωγής o Λέβενχουκ διατύπωσε τη θεωρία του ανιμαλκουλισμού, κατά την οποία το άτομο βρίσκεται προσχηματισμένο στο animalculum,δηλαδή στο σπερματοζωάριο, το οποίο μελέτησε προσεκτικά ο ίδιος. Μεταξύ των μεγάλων επιστημόνων που χρησιμοποίησαν το μικροσκόπιο για τις έρευνές τους συμπεριλαμβάνεται και ο Ρόμπερτ Χουκ (1635-1703), με τις παρατηρήσεις (υποδειγματικές για την εποχή του) που έκανε στη δομή των κυττάρων. Τον 18ο αι. είχε ήδη συσσωρευτεί σημαντικός όγκος επιστημονικών γνώσεων και οι μελετητές, υπό την επίδραση των νέων φιλοσοφικών ιδεών, προσπαθούσαν να διατυπώσουν γενικές θεωρίες. Κυρίως αναπτύχθηκε η διαμάχη μεταξύ της μηχανικής θεωρίας (μηχανοκρατία) και της ζωτικοκρατίας (βιταλισμός). Οι οπαδοί της πρώτης υποστήριζαν ότι όλα τα βιολογικά φαινόμενα μπορούν να εξηγηθούν με τους νόμους της φυσικής, ενώ οι βιταλιστές δέχονταν την ύπαρξη ειδικών ζωικών δυνάμεων και υποστήριζαν ότι τα ζωικά φαινόμενα δεν μπορούν να αναχθούν σε χημικά ή φυσικά. Βιταλιστική ήταν η βιολογική θεωρία του Αριστοτέλη και μηχανοκρατική πολλών επιστημόνων της Αναγέννησης. Η διαμάχη μεταξύ των δύο ρευμάτων εξελίχθηκε σε διαμάχη μεταξύ υποστηρικτών της θεωρίας της επιγένεσης και υποστηρικτών του προσχηματισμού. Από τους τελευταίους, ο Σαρλ Μπονέ (1720-1793) διατύπωσε τη θεωρία των φακέλων, σύμφωνα με την οποία όλα τα άτομα μιας γενετικής σειράς βρίσκονται τυλιγμένα το ένα μέσα στο άλλο, στο εσωτερικό του σπέρματος. Την κυριότερη θεωρία των εσωγενετιστών διατύπωσε o Κάσπαρ Φρίντριχ Βολφ (1733-94), ο οποίος ερμήνευσε τα βιολογικά φαινόμενα με την ύπαρξη μιας ιδιάζουσας ζωτικής δύναμης, η οποία όμως δεν ταυτίζεται με την ψυχή ή το πνεύμα των φιλοσόφων. Συγχρόνως με τις συζητήσεις προχωρούσαν οπωσδήποτε και οι έρευνες και οι ανακαλύψεις. Ο Μπονέ παρατήρησε την παθογένεση των αφίδων, ενώ ο Βολφ ενδιαφέρθηκε κυρίως για την εμβρυολογία, της οποίας θεωρείται θεμελιωτής. Ο Φελίτσε Φοντάνα (1730-1805) ανακάλυπτε στο μεταξύ τον κυτταρικό πυρήνα και o Άλμπρεχτ φον Χάλερ (1708-1777), ποιητής, βοτανολόγος, φιλόσοφος και γιατρός, συγκέντρωνε όλες τις μέχρι τότε γνώσεις της φυσιολογίας και ανέπτυσσε τη θεωρία της ερεθιστικότητας της οργανικής ύλης, θεωρία που είχε ήδη διαπυπώσει ο Φράνσις Γκλίσον (1597-1677), ο οποίος είχε διαπιστώσει τις σχέσεις μεταξύ περιβάλλοντος, ερεθίσματος και ζωντανού οργανισμού. Ιδιαίτερη σημασία για τη β. είχε και η εργασία του Λατσάρο Σπαλαντσάνι (1729-1799), ο οποίος κατόρθωσε να αποδείξει την ανυπαρξία της αυτόματης γένεσης, απέδειξε ότι για τη γένεση είναι απαραίτητο να έρθουν σε επαφή το σπέρμα του άρρενος με του θήλεος και πραγματοποίησε την πρώτη τεχνητή γονιμοποίηση. Σύγχρονος ήταν και ο Καρλ φον Λινέ ή Λιναίος (1707-1778),Σουηδός γιατρός και βοτανολόγος, ο οποίος πραγματοποίησε μια μεγάλη ταξινόμηση των ζωντανών οργανισμών, στην οποία καθιέρωσε τον όρο βιονομία και ανέλυσε την έννοια του είδους, για το οποίο στην αρχή υποστήριξε ότι είναι μοναδικό και αμετάβλητο, αλλά αργότερα αναγνώρισε τη δυνατότητα κοινής προέλευσης για όλα τα είδη που ανήκουν στο ίδιο γένος. Από την Αναγέννηση έως τον 18o αι. είχαν θεμελιωθεί πολλοί βιολογικοί κλάδοι: εμβρυολογία, παρασιτολογία, βοτανική, ζωολογία, φυσιολογία κλπ. Συγχρόνως και η φυσική είχε σημειώσει τεράστιες προόδους με τους νόμους της οπτικής και της δυναμικής των υγρών και των αερίων. Στις τελευταίες δεκαετίες του 18ου αι. ανακαλύφθηκε ο ηλεκτρισμός και η χημεία κατόρθωσε να αποδείξει το ταυτόσημο αναπνοής και οξείδωσης. Ο 19ος αι. μπόρεσε έτσι να προχωρήσει γρηγορότερα στις επιστημονικές κατακτήσεις και στη διατύπωση ολοένα και πιο γενικών νόμων. Ο Τέοντορ Σβαν (1810-1882) διατύπωσε την κυτταρική θεωρία: το κύτταρο είναι το βασικό στοιχείοκάθε ζωντανού οργανισμού. Ο Καρλ Ερνστ Τέοντορ Ζίμπολντ (1804-1885) διαπίστωσε την ύπαρξη μονοκύτταρων ζώων, των πρωτοζώων, και o Ρούντολφ Άλμπερτ φον Κέλικερ (1817-1905) απέδειξε την κυτταρική καταγωγή των σπερματοζωαρίων και συνέγραψε το πρώτο δοκίμιο εμβρυολογίας. Την ίδια περίοδο άρχισαν να διατυπώνονται οι πρώτες βιοχημικές έννοιες. Η σύνθεση της ουρίας από τον Βέλερ και η επαλήθευση της αρχής της διατήρησης της ενέργειας και στους ζωντανούς οργανισμούς έδειξαν να ανατρέπουν μια για πάντα τη βιταλιστική θεωρία. Μια άλλη κριτική της θεωρίας αυτής ήταν η διατύπωση της αρχής της εξέλιξης του Καρόλου Δαρβίνου (1809-1882), ο οποίος δεν δεχόταν το αμετάβλητο των ειδών, υποστηρίζοντας αντίθετα ότι η εξέλιξή τους εξαρτάται από τη φυσική επιλογή. Στην εμβρυολογία, η δαρβινιστική φυλογενετική θέση υποστηρίχθηκε από τον Ερνστ Χάινριχ Χέκελ (1834-1919) με τον νόμο της βιογενετικής, σύμφωνα με τον οποίο ο σχηματισμός του ατόμου (οντογένεση) επαναλαμβάνει τη φυλογένεσή του, επαναλαμβάνει δηλαδή τον σχηματισμό του είδους στο οποίο ανήκει. Η μηχανιστική θεωρία, με την επίδραση και των θετικιστικών θεωριών που άρχισαν τότε να εμφανίζονται, αποκτούσε συνεχώς περισσότερους υποστηρικτές, αλλά από υπερβολική εμμονή στη θεωρία ήταν υποχρεωμένη συχνά να υποστηρίζει θέσεις μη παραδεκτές, όπως εκείνη της αυτόματης γένεσης, την οποία οι μελέτες του Παστέρ απέδειξαν τελεσίδικα εσφαλμένη. Μηχανιστική επίσης ήταν και η θεωρία του Βίλχελμ Ρου (1856-1924), ιδρυτή της πειραματικής εμβρυολογίας και δημιουργού της εμβρυολογικής θεωρίας της ψηφιδωτής ανάπτυξης. Ο Ρου υποστήριξε ότι στο γονιμοποιημένο ωάριο μπορούν να διακριθούν διάφορες ζώνες, οι οποίες προορίζονται να σχηματίσουν τα διάφορα μέρη του ατόμου με αυτοδιαφοροποίηση και με αμοιβαία αλληλεπίδραση. Από την ίδια όμως την πειραματική εμβρυολογία προέκυψαν παρατηρήσεις, οι οποίες έτειναν να αποδείξουν τη σχετική σταθερότητα του είδους, ερχόμενες έτσι σε αντίθεση με τον μηχανιστικό συλλογισμό του Δαρβίνου. Συγχρόνως, ένας μεγάλος μελετητής της ίδιας επιστήμης, ο Χανς Ντρις (1867-1941), μπόρεσε να συγκεντρώσει μια σειρά πειραματικών δεδομένων που ενίσχυαν την εμβρυολογική του θεωρία της ρυθμιζόμενης ανάπτυξης. Κατά τον Ντρις, ο οποίος εξήγησε τα αποτελέσματα της έρευνάς του και των ερευνών άλλων μελετητών με βάση μια βιταλιστική αρχή, κάθε μέρος του ωαρίου είναι ικανό να παραγάγει ολόκληρο το έμβρυο. Στο διάστημα αυτό και η βοτανική επίσης είχε προχωρήσει: ο Βίλχελμ Χόφμαϊστερ (1824-1877), μεταξύ άλλων, είχε ανακαλύψει την εναλλαγή των γενών στα φυτά και είχε κάνει τις πρώτες μελέτες εμβρυολογίας των φυτών. Το δεύτερο μισό του 19ου αι. έγιναν οι μεγάλες ανακαλύψεις της φυσιολογίας του ανθρώπου και –πράγμα που ενδιαφέρει ιδιαίτερα τη γενετική β.– οι μεγάλες κυτταρολογικές ανακαλύψεις. Έγιναν συζητήσεις πάνω στο θέμα της δομής του κυτταροπλάσματος και ανακαλύφθηκε η πυρηνική χρωματίνη, o Βάλτερ Φλέμινγκ (1843-1906) περιέγραψε την καρυοκίνηση, ο Έντουαρντ Βαν Μπένεντεν (1846-1910) τη μείωση, ενώ ο Όσκαρ Χέρτβιγκ (1849-1922) μελέτησε τη γονιμοποίηση. Ο Τζούλιο Μπιτσοτσέρο (1846-1901) απέδειξε ότι ακόμα και τα κύτταρα που δεν έχουν πυρήνα, όπως τα ερυθρά αιμοσφαίρια, είχαν στην πραγματικότητα, κατά τη διάρκεια της ανάπτυξής τους. Ο Καμίλο Γκόλτζι (1843-1926) ανακάλυψε το μορφολογικό χαρακτηριστικό του κυττάρου, που σήμερα είναι γνωστό σε όλο τον κόσμο με το όνομά του και το οποίο επιβεβαιώθηκε και από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Στα τελευταία χρόνια του 19ου αι. και στις αρχές του 20ού αι. σημείωσε επίσης μεγάλη ανάπτυξη η μικροβιολογία, με τον Λουί Παστέρ (1822-1895) στη Γαλλία και τον Ρόμπερτ Κοχ (1843-1910) στη Γερμανία και η ανοσοβιολογία με τον Καρλ Λαντστάινερ (1868-1943), Αμερικανό φυσιολόγο, του οποίου οι μελέτες οδήγησαν στην ανακάλυψη των ομάδων του αίματος και επομένως έγιναν δυνατές οι μεταγγίσεις αίματος ως μέθοδοι θεραπείας στην ιατρική. Επίσης σημείωσε ανάπτυξη η βιοχημεία, ενώ αντίθετα η θεωρία του κυττάρου και ολόκληρη η μορφολογία του αντιμετώπισε πρόσκαιρη κρίση, εξαιτίας των νέων ιδεών, οι οποίες χαρακτήριζαν πολλές μικροσκοπικές παρατηρήσεις ως τεχνάσματα της τεχνικής. Στην ίδια περίοδο, και κυρίως από τις μελέτες του Μέντελ (1822-1884), αναπτύχθηκε ένας νέος κλάδος της β., η γενετική, που θα προοδεύσει ταχύτατα στις πρώτες δεκαετίες του 20ού αι. με τις μελέτες του Τόμας Μόργκαν (1866-1945), Αμερικανού γενετιστή, ο οποίος απέδειξε ότι στους ζωντανούς οργανισμούς μεταδίδονται οι χαρακτήρες από τη μία γενιά στην άλλη, με το ενδιάμεσο των γονιδίων. Ήδη ο Βάισμαν (1843-1914) είχε εισαγάγει τον όρο του σπερματικού πλάσματος και η μελέτη της κατασκευής και της συμπεριφοράς των γεννητικών κυττάρων και ιδιαίτερα του πυρήνα, οδήγησε στη διαπίστωση ότι αυτός ακριβώς ήταν o φορέας των κληρονομικών ιδιοτήτων και ότι οι επίκτητοι χαρακτήρες δεν κληρονομούνται. Η πυρηνική διαίρεση των γεννητικών κυττάρων υπήρξε αντικείμενο προσεκτικών μικροσκοπικών αναλύσεων και οδήγησε στη διάκριση του γονότυπου από τον φαινότυπο. Ένας άλλος Αμερικανός, o Χέρμαν Τζόζεφ Μάλερ (1890-1967), απέδειξε ότι οι ακτίνες Χ μπορούν να προκαλέσουν απότομες αλλαγές στους γενετικούς χαρακτήρες (μεταλλάξεις). Τον 20ό αι., η β. επωφελήθηκε από τις νέες μεθόδους έρευνας, όπως η καλλιέργεια ιστών, η υιοθέτηση του στατιστικού υπολογισμού για τη βιομετρία και η τελειοποίηση των παλαιοντολογικών μεθόδων. H χρήση των ραδιενεργών ισοτόπων μετά το 1945 πλούτισε τις βιολογικές γνώσεις σε ό,τι αφορά τις ανοσοποιητικές διαδικασίες. Σε όλους τους τομείς αναγνωρίστηκε πλέον η κυρίαρχη επίδραση της βιοχημείας, ιδίως στα τελευταία χρόνια, κατά τα οποία οι ερευνητές αφιέρωσαν τις προσπάθειές τους στους ιούς, για να μπορέσουν να φτάσουν στην πλήρη κατανόηση των ζωικών φαινομένων. Η ζωική ύλη μπορεί να υποδιαιρεθεί σε τελευταία μόρια, τα κβάντα (quanta), που μπορούν να παραβληθούν με τα quanta της κληρονομικότητας (Μέντελ) και τα quanta της ενέργειας (Πλανκ). Η β. μπήκε σε ένα στάδιο στο οποίο είχε φτάσει η χημεία με τη μοριακή θεωρία. Στο μοριακό επίπεδο, πράγματι, η β. έλαβε τη μεγαλύτερή της ώθηση με τις έρευνες σχετικά με τη δομή και τις λειτουργίες των ουσιωδών για τη ζωή μεγαλομοριακών πρωτεϊνών και νουκλεϊκών οξέων. Αυτά περιέχουν τον απαραίτητο για την ανάπτυξη όλων των γενετικών κυττάρων γενετικό κώδικα. Με τη βοήθεια του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, μετά τον Β’ Παγκόσμιο πόλεμο προχώρησαν σε βάθος οι γνώσεις της υπερμικροσκοπικής δομής της ζωντανής ύλης, της δομής των κυττάρων και, μαζί με αυτήν, της δομής του πυρήνα, που περιέχει δεοξυριβονουκλεϊνικό οξύ (DNA) σε μεγάλο βαθμό, πολυμερισμένο, ενωμένο με πρωτεΐνες για να σχηματίσει τις νουκλεοπρωτεΐνες και του οποίου έχει προσδιοριστεί ο σημαντικός ρόλος στη διατήρηση και μεταβίβαση των κληρονομικών χαρακτήρων και στον έλεγχο των μεταβολικών διεργασιών του κυτταροπλάσματος. Η ανακάλυψη της εσώτατης δομής του δεοξυριβονουκλεϊνικού οξέος, κυριότερου συστατικού των γονιδίων, αποτέλεσε μία από τις σπουδαιότερες προόδους της μοριακής β. Ο Αμερικανός Τζέιμς Γουότσον και ο Άγγλος Φράνσις Χ. Κρικ περιέγραψαν με ακρίβεια τη δομή αυτή, εξηγώντας έτσι τους νόμους της κληρονομικότητας σε χημική βάση. Επίσης, οι μελέτες της μοριακής β. σχετικά με το γονίδιο και την εσώτατη δομή του DNAαπέδειξαν πως αυτό δρα ως καλούπι, πρότυπο, πάνω στο οποίο οικοδομούνται ειδικά ένζυμα, οι πρωτεΐνες και άλλες ουσίες. Οι έρευνες αυτές ολοκληρώνονται με την κυτταρική διαφοροποίηση, με τις ανοσοβιολογικές αντιδράσεις, με τα προβλήματα της αποβολής των μοσχευμάτων και με τις έρευνες για τον καρκίνο σε μοριακό επίπεδο. Η μορφολογία των κυττάρων, όπως εμφανίζεται στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, πρέπει να εξηγηθεί με τη φυσιολογία, τη φυσική, τη β., έτσι ώστε κάθε νέα ανακάλυψη να προέρχεται από μια σύνθεση περισσότερων μελετών από πολλές κατευθύνσεις, οι οποίες συγκλίνουν στο ίδιο σημείο. Σήμερα, η β. συμπεριλαμβάνει τη ζωολογία ή β. των ζώων, τη βοτανική ή β. των φυτών, την παλαιοντολογία, η οποία μελετά τους οργανισμούς που έχουν εκλείψει, και, κατά τη γνώμη μερικών, τη μικροβιολογία, αφού ερευνά μια ομάδα οργανισμών που συχνά βρίσκονται στα όρια μεταξύ του κόσμου των ζώων και του κόσμου των φυτών. Καθεμία από τις επιστήμες αυτές περιλαμβάνει τη μορφολογία, τη φυσιολογία και την παθολογία των όντων. Βιολογικές μορφολογικές επιστήμες είναι η συγκριτική ανατομία, η κυτταρολογία, η ιστολογία, η εμβρυολογία και η γενετική. Στη φυσιολογία συμπεριλαμβάνεται η οικολογία ή μελέτη της αλληλεξάρτησης των ζώντων οργανισμών από φυσική, φυσιολογική και βιολογική άποψη. Η μελέτη αυτή αποτελεί σήμερα έναν από τους κύριους στόχους για το ενδιαφέρον που παρουσιάζει στην έρευνα του προβλήματος του πληθυσμού, προβλήματος που έχει ανθρωπιστική και πρακτική σημασία, επιστημονική και θεωρητική. Η οικολογία εξετάζει τα άτομα στις σχέσεις τους με το περιβάλλον τους και επομένως συνδέεται με τη γενετική στη μελέτη του ατόμου και εξηγεί πολλές διαφοροποιήσεις και τρόπους ενεργείας των οργανισμών. Και στη φυσιολογία επίσης υπάρχουν οι κλάδοι της ηθολογίας ή μελέτης των συνηθειών των ζωντανών οργανισμών (για μερικούς συγγραφείς ηθολογία και βιονομία είναι το ίδιο πράγμα), βιοχημείας, βιοφυσικής και ανοσοβιολογίας. Η παθολογία περιλαμβάνει την παρασιτολογία, τη μικροβιολογία και την ιολογία. Μαζί με τους κλάδους αυτούς, τους καθαρά θεωρητικούς, πρέπει να αναφερθούν οι κλάδοι της εφαρμοσμένης β., των οποίων όλοι αναγνωρίζουν την πρακτική σημασία: η γεωπονία, η δασοκομία, η ανθοκομία, η φυτοπαθολογία, η ιχθυολογία κλπ. Τέλος, η β. του ανθρώπου περιλαμβάνει την ανθρωπολογία, την ανθρωπομετρία, την ευγονική, την ανατομία, την κοινωνιολογία καθώς και το σύνολο των ιατρικών επιστημών. βιολογικές κινήσεις (κινήσεις των οργανισμών). Αντιδράσεις των οργανισμών που οφείλονται σε ενδογενείς αιτίες ή σε ερεθίσματα του περιβάλλοντος, όπως το φως, η θερμοκρασία, η υγρασία, η βαρύτητα, η παρουσία άλλων οργανισμών. Οι οργανισμοί μετακινούνται προκειμένου να εξασφαλίσουν τροφή, να αποφύγουν τους εχθρούς τους, να αναπαραχθούν, να επικοινωνήσουν, να αναζητήσουν ευνοϊκότερες συνθήκες διαβίωσης. Ορισμένοι κινούνται παθητικά με τη βοήθεια του μέσου που τους περιβάλλει (αέρας, νερό). Κινήσεις παρατηρούνται επίσης στο εσωτερικό των οργανισμών αλλά και των κυττάρων τους, κατά τις διάφορες λειτουργίες (π.χ. κυκλοφορία ουσιών) και την ανάπτυξή τους. Η μετακίνηση σε ορισμένα πρωτόζωα, όπως η αμοιβάδα, αλλά και στα φαγοκύτταρα και λευκοκύτταρα, επιτυγχάνεται με ροή του κυτταροπλάσματος που οδηγεί στον σχηματισμό των ψευδοποδίων (αμοιβαδοειδής κίνηση). Άλλα πρωτόζωα κινούνται με συστολή και διαστολή ειδικών πρωτεϊνών που εντοπίζονται στο κυτταρόπλασμά τους. Πολλά βακτήρια, ορισμένα πρωτόζωα, όπως το paramecium, καθώς και κύτταρα διαφόρων ιστών, όπως τα επιθηλιακά, φέρουν πολυάριθμες μικρού μήκους τριχοειδείς προεξοχές, τις βλεφαρίδες. Παρόμοιες κατασκευές με μεγαλύτερο μήκος είναι και τα μαστίγια. Ένα ή περισσότερα μαστίγια συναντώνται σε ορισμένα βακτήρια, σε πρωτόζωα καθώς και σε κύτταρα που ανήκουν σε πολυκύτταρους οργανισμούς, όπως τα σπερματοζωάρια. Οι κινήσεις των βλεφαρίδων και των μαστιγίων οδηγούν στη δημιουργία ρεύματος. Το αποτέλεσμα είναι είτε η προώθηση του ίδιου του κυττάρου μέσα στο υγρό μέσο (σπερματοζωάρια) είτε η μετακίνηση του υγρού μέσου και των περιεχομένων του (σωματιδίων ή άλλων κυττάρων) στην επιφάνεια του κυττάρου (επιθηλιακά κύτταρα). Στα ζώα, οι κινήσεις πραγματοποιούνται με τη βοήθεια εξειδικευμένων οργάνων, των μυών. Ο μυϊκός ιστός αποτελείται από συσταλτά, επιμήκη κύτταρα, τις μυϊκές ίνες, που διακρίνονται σε γραμμωτές, λείες και καρδιακές. Στο εσωτερικό των μυϊκών ινών εντοπίζονται οργανωμένες δομές από νημάτια των πρωτεϊνών ακτίνης και μυοσίνης. Η ολίσθηση των νηματίων της ακτίνης πάνω στα νημάτια της μυοσίνης οδηγεί στη συστολή και διαστολή των μυϊκών ινών και κατά συνέπεια των αντίστοιχων μυών. Οι γραμμωτοί ή σκελετικοί μυς συνδέονται με μέρη του σκελετού και τα κινούν κατά τη λειτουργία τους. Οι κινήσεις των ζώων είναι το αποτέλεσμα της συστολής και της διαστολής διαφόρων μυών υπό τον έλεγχο και τον συντονισμό του νευρικού συστήματος. Μικρότερες και πιο αργές κινήσεις παρατηρούνται σε διάφορα τμήματα των φυτικών οργανισμών. Διακρίνονται σε τροπισμούς και ναστίες και είναι συνήθως αποκρίσεις σε ερεθίσματα του περιβάλλοντος. Tροπισμοί ονομάζονται κυρίως οι κινήσεις που σχετίζονται με την αύξηση τμημάτων του φυτού, όπως ο βλαστός (φωτοτροπισμός) και η ρίζα (βαρυτροπισμός). Στις ναστίες περιλαμβάνονται αντιδράσεις σε μηχανικά ερεθίσματα, όπως αυτές των φύλλων της μιμόζας (mimosa pudica) και της διωναίας (dionaea muscipula). Ορισμένα από τα κινητικά φαινόμενα που παρατηρούνται στα φυτά οφείλονται σε χαρακτηριστικά των κυτταρικών τοιχωμάτων. Είναι κυρίως αποτέλεσμα μηχανισμών κάμψης και στρέψης που σχετίζονται με πρόσληψη ή αποβολή νερού και μεταβολή της πίεσης μέσα στα φυτικά κύτταρα. Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, στα καταφρακτικά κύτταρα, με τη βοήθεια των οποίων ανοίγουν και κλείνουν τα στόματα των φύλλων. Σε ορισμένα φυτικά όργανα, όπως για παράδειγμα στους έλικες, είναι δυνατόν να προκληθούν κινήσεις καθώς ένα τμήμα τους αυξάνεται με διαφορετική ταχύτητα από ένα άλλο. Στην περίπτωση αυτή παίζουν σημαντικό ρόλο ουσίες που προάγουν τη διαίρεση των κυττάρων, όπως οι αυξίνες. Ορισμένα μικροσκοπικά φύκη, καθώς επίσης τα σπόρια και οι γαμέτες ορισμένων φυτών, διαθέτουν μηχανισμούς που τους επιτρέπουν να μετατοπίζονται ελεύθερα. βιολογική συσσώρευση ή μεγέθυνση. Βλ. λ. βιοσυμπύκνωση. βιολογικό ρολόι. Βλ. λ. βιορυθμοί. βιολογικός έλεγχος.Τρόπος επέμβασης του ανθρώπου για να προκληθεί η αναστολή της ανάπτυξης ή και ο αφανισμός ακόμα κάποιου άλλου είδους. Μπορεί όμως να χρησιμοποιηθεί και για να πετύχει ακριβώς το αντίθετο. Είναι γενικά παραδεκτό στα πλαίσια της οικολογίας ότι κάθε οικοσύστημα ρυθμίζεται ώστε να διατηρείται στα άριστα για τις συνθήκες επίπεδα. Οικοσυστήματα στα οποία η ποικιλομορφία των οργανισμών είναι μικρή, ρυθμίζονται συνήθως από φυσικούς παράγοντες όπως o καιρός, τoνερό ή η ρύπανση. Σε οικοσυστήματα όμως με μεγάλη ποικιλομορφία οργανισμών, που συνήθως δεν υποβάλλονται σε μεγάλες εξωτερικές πιέσεις, οι πληθυσμοί τείνουν να ελέγχονται βιολογικά. Ο άνθρωπος, συνεπώς, κατά τα πρότυπα της φύσης, σκέφτηκε να χρησιμοποιήσει οργανισμούς που να παρεμβάλλονται στην οικολογική πυραμίδα με τρόπο τέτοιο ώστε να βοηθούν ή να εκδιώκουν άλλους ωφέλιμους οργανισμούς ή άχρηστους και επιβλαβείς αντίστοιχα. Για παράδειγμα, αναφέρουμε ότι στις τεχνητές λίμνες που κατασκευάζονται εξοχικά σπίτια, επιβάλλεται η τοποθέτηση ψαριών. Ο λόγος είναι ότι τα ψάρια τρέφονται με τα αβγά ή τις προνύμφες των κουνουπιών, που διάλεξαν τα ήσυχα νερά για να πολλαπλασιαστούν. Συνεπώς, ο πληθυσμός των κουνουπιών παραμένει σε όσο το δυνατόν χαμηλότερα επίπεδα. Για τον ίδιο λόγο θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και βάτραχοι. Οι λόγοι που ώθησαν στην εφαρμογή του β.ε. έχουν σχέση με τα προβλήματα που διαπιστώθηκε ότι προκύπτουν, τόσο για το οικοσύστημα όσο και για τον άνθρωπο ειδικότερα, με τη χρήση εντομοκτόνων, ζιζανιοκτόνων κλπ. Είναι ωστόσο γεγονός ότι, μέχρι σήμερα, μόνο σε λίγες περιπτώσεις εφαρμόστηκε με επιτυχία ο β.έ. Στο μέλλον, όμως, η σωστή χρήση του θα προσφέρει πολλά στον άνθρωπο, ιδίως με την ανάπτυξη και την εφαρμογή της βιοτεχνολογίας στο περιβάλλον. βιολογικός κύκλος.Το σύνολο των φαινομένων αύξησης και διαίρεσης, με τις οποίες από έναν οργανισμό προκύπτουν άλλοι όμοιοι. Με άλλα λόγια, μπορούμε να ταυτίσουμε τον β.κ. με τον κύκλο της αναπαραγωγής. Το απλούστερο παράδειγμα β.κ. είναι αυτό που προσφέρουν οι μονοκύτταροι οργανισμοί, όπως π.χ. τα μικρόβια: ο οργανισμός χωρίζεται σε δύο ταυτόσημα άτομα τα οποία, φτάνοντας στο μεγαλύτερο σημείο αύξησης, διαιρούνται εκ νέου με τη σειρά τους κ.ο.κ. Η διάρκεια του κύκλου μπορεί να είναι πολύ σύντομη και να κλείσει μέσα σε είκοσι λεπτά. Άλλος τύπος β.κ. σε μονοκύτταρα όντα είναι ο σχιζογονικός: ένας οργανισμός φτάνει σε σημαντικές διαστάσεις και έπειτα σχίζεται σε πολυάριθμα θυγατρικά άτομα, τα οποία ξαναρχίζουν τον ίδιο κύκλο αναπαραγωγής. Ελάχιστη διαφορά παρουσιάζει ο εκβλαστικός τύπος, κατά τον οποίο ο οργανισμός βγάζει εκβλαστήσεις, οι οποίες όταν φτάσουν σε μια ορισμένη φάση αύξησης αποσπώνται αποτελώντας τα νέα άτομα. Οι αγαμικοί αυτοί τύποι αναπαραγωγής χαρακτηρίζουν και πολλούς πολυκύτταρους οργανισμούς, όπως μερικά σκουλήκια, φύκια, μύκητες. Στους περισσότερους όμως πολυκύτταρους οργανισμούς, ο β.κ. είναι αμφιγονικός. Οι οργανισμοί αυτοί είναι εφοδιασμένοι με γεννητικά κύτταρα, προορισμένα αποκλειστικά για μια τέτοια λειτουργία, τα οποία διαφέρουν από τα υπόλοιπα σωματικά κύτταρα σε πολλά σημεία. βιολογικός πόλεμος. Έτσι ονομάζεται η στρατιωτική χρήση μικροοργανισμών, με σκοπό την εξουδετέρωση ή τον αφανισμό πληθυσμών στη διάρκεια πολεμικής αναμέτρησης. Τα πρώτα ψήγματα β.π. είχαν εμφανιστεί την περίοδο κατάκτησης της Αμερικής, με τη χρήση ιών κατά των ιθαγενών της ηπείρου. Το 1925, στη Διάσκεψη της Γενεύης, απαγορεύτηκε η χρήση των αποκαλούμενων βιολογικών όπλων, χωρίς όμως αυτό να ανακόψει τις έρευνες προς αυτή την κατεύθυνση. Το 1972 υπεγράφη μια συμφωνία ανάμεσα στις ΗΠΑ και την πρώην Σοβιετική Ένωση, την οποία αργότερα προσυπέγραψαν άλλα 140 κράτη-μέλη του ΟΗΕ, για την καταστροφή όλων των αποθεμάτων βιολογικών όπλων και την απαγόρευση ανάπτυξής τους στο μέλλον, ακόμα και στην περίπτωση αμυντικής χρήσης τους (αντίδοτα). Τα τελευταία χρόνια έχουν κατηγορηθεί οργανώσεις ή και κράτη ολόκληρα για ανάπτυξη βιολογικών όπλων (Ιράκ), ενώ η περιβόητη υπόθεση της αποστολής φακέλων μέσω ταχυδρομείου με τον βάκιλο του άνθρακα στις ΗΠΑ θεωρήθηκε μορφή β.π. Τα σύμβολα των τεσσάρων στοιχείων από τα οποία οι πρώιμοι «βιολόγοι» της σχολής του Ιπποκράτη πίστευαν πως αποτελείται το σώμα του ανθρώπου: γη, νερό, αέρας και φωτιά. Απεικόνιση του αψινθίου σε μια μεσαιωνική έκδοση του έργου "Περί ύλης ιατρικής" του Διοσκουρίδη. Ζωολογικό σχέδιο σε περγαμηνή του 18ου αι., όπου απεικονίζονται μια γαλάζια και μια κόκκινη άρα. Οι μικροσκοπικές έρευνες διευκόλυναν σημαντικά την εξέλιξη των βιολογικών μελετών. Στη φωτογραφία, ένα μικροσκόπιο του 19ου αι. (φωτ. Igda). Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, με τη βοήθεια του οποίου διεξάγονται οι περισσότερες βιολογικές έρευνες (φωτ. Igda). Συσκευή για τη μελέτη της κατανάλωσης του οξυγόνου στα ψάρια, σε εργαστήριο βιολογίας (φωτ. CNRS). Αντιασφυξιογόνος μάσκα που χρησιμοποιείται για την προστασία από τα επιβλαβή αέρια του βιολογικού πολέμου. Βιομηχανία τσιμέντων στο Δρέπανο Αχαϊας.

* * *

η ευρύτατη περιοχή γνώσης που ασχολείται με όλες τις φυσικοχημικές όψεις της ζωής.

[ΕΤΥΜΟΛ. Ελληνογενές < βίο- (< βίος) + -λογία (πρβλ. γερμ. Biologie). Η ελληνική λ. βιολογία μαρτυρείται από το 1836 στον Δημήτριο Α. Μαυροκορδάτο].