Pratite nas na facebook-u
trazim posao

 

Preporučujemo

Sajt za nastavnike biologije Biologija za osnovce Božanstvena biologija
Violetina biologija
Riznica znanja
Volim biologiju
Ekoblogomanija

 

 

 

Biologija

 

 

Biologija je prirodna nauka o životu, karakteristikama živih organizama, njihovom ponašanju i poreklu, razvoju jedinki, a takođe i o njihovoj povezanosti sa životnom sredinom. Ime joj potiče od grčke reči bios što znači život i logos što znači nauka.

Izraz biologija prvi put je upotrebio Karl Fridrih Burdah(1776-1847). Terminu biologija su 1802. god. dati šira definicija i veći značaj od strane Treviranusa i Lamarka. Treviranusova studija, nazvana Biologie (1802-1822) definisala je biologiju kao "nauku o životu". Lamark je u svojoj Hydrogeologie (1802) definisao biologiju kao disciplinu "terestralne fizike koja uključuje "sve što je vezano za živa tela". I Treviranus i Lamark su mislili da su upotrebom novog termina identifikovali novo polje istarživanja, a ne da su samo dali ime starom. Obojica su se protivila preokupiranosti prirodnjaka 18 veka praksom katalogizacije različitih životinja, biljaka i minerala u prirodi. Nova biologija je trebalo da se bavi fenomenom života, tj. funkcionisanjem živih bića

Neki od naučnika koji su doprineli razvoju biologije i njenih disciplina ukratko su predstavljeni u sledećoj tabeli.

 

 

  • L. Paster
  • Č. Darvin
  • J.B. Lamark
  • G.Mendel
  • T. Švan
  • R. Huk
  • K. Line
  • R. Koh
  • A. Fleming
PasterLuj Paster (1822-1895) rođenje u mestu Dol u departmanu Jura u istočnoj Francuskoj. Bio je mikrobiolog i hemičar. Njegovo prvo istraživanje odnosilo se na optička svojstva vinske kiseline te je jedan od osnivača stereohemije.Bavio se problemima alkoholne i mlečne fermentacije, što ga je odvelo na proučavanje bolesti vina. Eksperimentalno je potvrdio da su bakterije izazivači bolesti.Spoznaja da se klice iz kojih nastaju mikroorganizmi mogu uništiti uticajem toplote bila je temelj postupka sterilizacije nazvanog po njemu pasterizacijom. Pronašao je vakcinu protiv besnila. Postavio je teoriju da su mikroorganizmi odgovorni za pojavu bolesti kod ljudi, što je kasnije dovelo do razvoja antiseptičkih metoda u hirurgiji.
DarvinČarls Darvin (1809-1882) je je bio britanski naučnik koji je postavio temelje moderne teorije evolucije po kojoj se životni oblici razvijaju putem prirodne selekcije. Prirodnu selekciju predstavljaju faktori koji eliminišu odredene genotipove i na taj način remete genetičku ravnotežu populacije. Rođen je kao peto dete dobrostojeće engleske porodice. Njegov deda Erazmus Darvin je bio filozof, prirodnjak, pesnik i lekar. Otac mu je takođe bio lekar. Majka mu je umrla kada je njemu bilo nešto malo više od osam godina. Još od detinjstva je voleo da pravi zbirke raznih stvari: ljuštura, pečata, metalnog novca i minerala.Darvin je svoju teoriju prvi put objavio 1858. godine u jednom časopisu a u celosti objavljena 1859. godine pod naslovom „O poreklu vrsta".Nazvana „knjigom koja je šokirala svet“, knjiga je rasprodata već prvog dana te je naknadno štampano još šest izdanja.
LamarkLamark je je francuski prirodnjak koji je ziveo od 1744 - 1829.godine. Bio je kustos botaničke zbirke a kasnije profesor zoologije. Njegova teorija evolucije je u sustini teorija “aktivnog prilagodjavanja”. Objavio 1801. "Sistem životinja bez kičme" gde je izneo ideju o zajedničkom poreklu organizama i njihovom postupnom razvoju, koju je 1809. u poznatom delu "Filozofija zoologije" razradio u prvu celovitu evolucionu teoriju.Po Lamarku postoji u prirodi polagan,neprekidan proces preobraze vrsta. Po Lamarku su te promene adekvatne uslovima sredine, a roditelji ih prenose na potomstvo.Tako su npr. krtici reducirane oči, jer ih pod zemljom ne upotrebljava .Ta prilagođavanja nastaju zbog volje životinje,težnje da zadovolji svoje potrebe i navike. Pred kraj života je oslepio i umro u bedi.
mendelGregor Mendel (1822-1884) je bio sveštenik, biolog, botaničar i matematičar koji se smatra začetnikom klasične genetike .Punih osam godina radio je eksperimente na baštenskom grašku, na kome je izučavao nasleđivanje čitavog niza osobina. Umesto da proučava celokupni izgled biljke, on je odabrao nekoliko različitih osobina čije je promene pratio. Pritom je izabrao osobine koje se ispoljavaju u dva lako uočljiva, različita oblika. Naime, Mendel je pratio grašak osam godina, posmatrajući više od 30 000 jedinki. Neke je biljke pratio čak kroz sedam generacija. On nije samo pasivno posmatrao promene koje su se pojavljivale iz generacije u generaciju, već je uvek nastojao izbrojati broj jedinki koje su posedovale određenu osobinu. Nakon toga je koristeći matematičke formule nastojao otkriti pravila po kojima se osobine nasleđuju. Zbog toga Mendela smatramo jednim od prvih naučnika koji je koristio statistiku prilikom interpretacije rezultata istraživanja. Tek 16 godina posle Mendelove smrti, njegov rad dobija priznanje, a njegovi zaključci ime koje im sa pravom pripada: Prvi i Drugi Mendelov zakon nasleđivanja
ŠvanTeodor Švan je je nemački citolog, histolog, fiziolog i zoolog. Najveće zasluge Teodora Švana su zasnivanje ćelijske teorije i otkriće ćelija mijelinskog omotača nerava. Zajedno sa kolegom botaničarem Matijasom Šlajdenom, 1839. godine, Švan je uspostavio osnove ćelijske teorije, koju je iste godine objavio u čuvenom radu „Mikroskopska istraživanja slaganja struktura i rasta kod biljaka i životinja". Prema ovoj teoriji su sva tkiva i svi živi organizmi sastavljeni iz ćelija. Švan je otkrio ćelije koje u perifernom nervnom sistemu kičmenjaka oko aksona obrazuju mijelinski omotač. Ove ćelije su po njemu dobile naziv Švanove ćelije i neophodne su za funkcionisanje nervnog sistema. Švan je otkrio i izučavao pepsin, enzim za varenje proteina. Uveo u upotrebu termin metabolizam.
HukRobert Huk (1635-1703) bio je fizičar i sekretar Kraljevskog društva u Londonu. Usavršio je barometar, teleskop i mikroskop i prvi otkrio ćelijsku strukturu biljaka. Dokazao je okretanje Zemlje i gravitaciju nebeskih tela i autor je zakona o istezanju elastičnih tela - "Hukov zakon". Huk je prvi dokazao da se svi materijali pri zagrevanju šire, a od svega priznat mu je jedino Zakon o elasticitetu 1670. On je dokazao da su deformacije tela direktno srazmerne primenjenoj sili. On je, takodje, prvi primenio izraz ćelija u svom radu "Micrographica" (Sitno crtanje). U ovom radu objasnio je i sagorevanje, kristalnu strukturu snežnih pahuljica i studiju o fosilima (davno izumrlim stvorenjima).
LinneCarl von Linné (1707- 1778), švedski botaničar i liječnik. Osnivač i prvi predsednik švedske Akademije nauke i prirodnjačkoga muzeja. Linné je jedan od najvećih deskriptivnih botaničara svih vremena. Stvorio je osnovu botaničke nomenklature, uvevši binarnu nomenklaturu, tako da svaka biljka ima dva imena - roda i vrste.Njegov način imenovanja primjenjuje se i na životinje. Sve biljke i životinje je svrstao u kategoriju po sličnostima, i to : vrsta -> rod -> porodica -> red -> klasa -> kolo. Linné je poznat kao otac savremene taksonomije, a smatra se i jednim od začetnika ekologije.
KohHajnrih Herman Robert Koh (1843-1910) je bio nemački lekar i mikrobiolog. Otkrio je bacil antraksa i tuberkuloze. Na teorijskom planu, razvio je Kohove postulate. Dobitnik je Nobelove nagrade za medicinu i fiziologiju 1905. Uz Luja Pastera, smatra se osnivačem bakteriologije. Prva Kohova istraživanja su se ticala antraksa. Otkrio je metode da izdvoji čiste kulture bacila iz uzorka krvi. Zaključio je da antraks gradi endospore da bi dugo opstao u spoljnoj sredini. Prisustvo ovih endospora u zemljištu, bilo je uzrok, do tad neobjašnjivih, epidemija antraksa. Koh je objavio ove rezultate istraživanja 1876, i kasnije dobio posao u Carskom ministarstvu zdralja. Koh je počeo da koristi napredne tehnike za analizu bacila, kao što su agar medijum za rast bacila i Petri posude. Ovo ga je dovelo do otkrića bacila tuberkuloze (Mycobacterium tuberculosis), koje je objavio 24. marta 1882. To je bilo izuzetno značajno otkriće, jer tada, sredinom 19-og veka, tuberkuloza je bila uzrok svake sedme smrti. Međutim, njegovi učenici, koristeći njegove metode, pronašli su organizme izazivače difterije, tifusa, pneumonije, gonoreje, meningitisa, lepre, bubonske kuge, tetanusa, sifilisa i drugih bolesti. Umro je u Baden-Badenu, u Nemačkoj, 1910.
FlemingAleksandar Fleming (1881-1955) je bio škotski mikrobiolog. Otkrio je penicilin i njime spasao milione ljudskih života. Otkriće penicilina slučajno je koliko i naučno. Flemingovo otkriće plesni penicilium datira od 1928, a proizvodnja penicilina počela je tek od 1940. Aleksadar Fleming je sin farmera, koji je dobivši nasledstvo odlučio da studira medicinu. Tokom rada najviše ga je interesovala bakteriologija, nastojeći da otkrije prirodno sredstvo protiv rasta bakterija, pa ga je tražio čak i u suzama, pljuvački i sluzi. Godine 1922. doživeo je prvi uspeh, napravivši prirodni enzim Rysozym, a 1928. na posudju je otkrio bakterije stafilokokusa. Slučajno ih je ostavio izložene vazduhu i tom prilikom su inficiane peniciliumom. Tokom Flemingovog godišnjeg odmora plesni su se razvile i on ih je uzeo na ispitivanje. Primetio je da je penicilium uništio stafilokokus, što je dovelo do otkrića spasonosnog penicilina.

 

 

 

Biologija je usko povezana i sa drugim naukama, hemijom, fizikom i geografijom. Kao bazična nauka, izuzetno je važna za medicinu, farmaciju, stomatologiju, veterinu i poljoprivredu.

 

Kako definisati život?

     Karakteristike života su

  • organizacija
  • protok energije i materije
  • razmnožavanje, rast i razvoj
  • odgovor jedinke
  • adaptacija



Složena organizacija živih bića započinje sa ćelijom,koja je osnovna jedinica života.

atomi  --> molekuli   --> ćelije   --> tkiva   --> organi   --> organski sistemi   --> organizam   --> populacije   --> životne zajednice   --> ekosistemi


organizacija živih bića


Svi oblici života (osim virusa) se sastoje od ćelija. Svi organizmi svoje nasledne karakteristike prenose na potomke putem genetskog materijala, koji se zasniva na nukleinskim kiselinama, kao što su DNK i RNK.

   Za održavanje organizacije i odvijanje životnih aktivnosti, živim bićima su neophodni materija i energija. Hrana osigurava hranljive molekule koji se koriste kao gradivni blokovi ili za energiju. Glavni izvor energije na Zemlji je sunčeva energija.

 

 

   Za odvijanje metaboličkih procesa živa bića moraju održavati stalne optimalne uslove kao što su temperatura, koncentracija soli, pH i drugih fizioloških cinilaca. Živa bica održavaju konstantnost unutrašnje sredine što se naziva homeostaza.

 









  

 

 Živi organizmi pronalaze energiju i hranu u interakciji sa okolinom koju naseljavaju. Odgovor jedinke na spoljšnje nadražaje osigurava joj preživljavanje. Jedinke svojim ponašajem odgovaraju na spoljašnje nadražaje.

 









  

 

 Život proizilazi iz drugog života a uputstva o stvaranju i održavanju novog života zapisana su u genetskom kodu. Vrste se adaptiraju sredini kroz vreme, kako bi povećale svoje šanse za preživljavanje. Svaka vrsta je jedinstveno prilagođena svom načinu života.







.

Sada se biologija izučava kao predmet u školama i univerzitetima širom sveta,a više od milion radova godišnje se objavi u širokoj lepezi bioloških i medicinskih casopisa. Biologija je tako široko polje koje obuhvata minute delovanja hemijskih mašina unutar naših ćelija,pa do širokih razmera koncepte ekosistema i globalnih klimatskih promena. Biologiju čine sledeće usko povezane nauke i naučne discipline:

  • Anatomija
  • Citologija
  • Histologija
  • Fiziologija
  • Genetika
  • Embriologija
  • Mikrobiologija
  • Algologija
  • Lihenologija
  • Mikologija
  • Botanika
  • Zoologija
  • parazitologija
  • arahnologija
  • malakologija
  • entomologija
  • ihtiologija
  • batrahologija
  • herpetologija
  • ornitologija
  • mamalologija
  • Ekologija
  • Hidrobiologija
  • Biogegrafija
  • Astrobiologija
  • Biohemija
  • Molekularna biologija
  • Sistematika
  • Taksonomija
  • Teorija evolucije
Razvoj i mnogobrojna dostignuća ove nauke ne bi bila moguća da nije otkriven mikroskop, čemu su prethodili dugotrajni napori i pokušaji, a koji se zatim sve više usavršavao.

Mikroskop (grčki: micron = mali i scopos = ciljanje) je instrument za posmatranje predmeta koji su previše mali da bi mogli da se vide golim okom. Još je Euklid (300 god. p. n. e.) znao za neka optička svojstva krivih površina, a slično znanje imali su Ptolomej (127-151. naše ere) i Alhazan (pocetak XI veka). Leonardo da Vinči pocetkom XVI veka objašnjava značaj upotrebe sočiva pri posmatranju sitnijih predmeta. U međuvremenu, 1590. g., holandski optičar Zaharias Jansen iz Midelburga pronalazi mikroskop što predstavlja svakako jedan od najznačajnijih, doduše sada vec skoro zaboravljenih, događaja. Jansen je otkrio da upotrebom dva dvojno konveksna sočiva, postavljena na odredenu daljinu dolazi do povecanja lika. Kombinovao je ta dva sočiva u unutrašnjosti jedne cevi te tako napravio prvi mikroskop (gr. micros=sitan, mali; scopein= gledam).

     Prvo posmatranje nečeg vidljivog pod mikroskopom obavio je 1625. god. F. Steluti koji je nacrtao glavu pčele uvećanu pet puta. Kroz vekove se ovaj prvi mikroskop usavršavao, napredovao tako da danas osim optičkog postoje i mikroskopi kao što su elektronski, fazni, polarizacioni,fluorescentni i dr. Tokom XVIII, a naročito početkom XIX veka, izgrađeni su vrlo složeni mikroskopi čija se primena zasniva na korišćenju prirodne ili veštačke svetlosti. Danas klasični mikroskopi mogu da uvećavaju posmatrani objekat i do 1000 puta, a sa nekim pridodatim delovima i više. Glavni princip za konstrukciju elektronskog mikroskopa otkrio je nemački fizičar Hans Buš 1924. god, a prvi mikroskop je napravljen vec 1930.g.

Levenhuk Levenhukov mikroskop Jedan od prvih koje se bavio radom na mikroskopu bio je Anton van Levenhuk (1632- 1723) po zanimanju brusač stakla. Bio je praktičan čovek i bavio se trgovinom platnima, čiji je kvalitet kontrolisao pomoću lupe. Imao je dosta vremena da se u zaleđu svoje trgovine počne baviti sočivima. Iako je prvi mikroskop otkrio Englez Robert Huk, mogućnosti takvog mikroskopa su bile veoma ograničene, on je uvećavao samo 30 puta. Posebnom tehnikom i kombinacijom malih sočiva Levenhuk je uspeo konstruisati mikroskop sa uvećavajucom moći 500 puta. U tajnosti je počeo praviti biljne i životinjske preparate i gledati ih pod svojom spravom. Svoja zapažanja je u obliku pisama slao Engleskom kraljevskom društvu (Royal Society). Tokom života poslao je preko 300 pisama.
U početku je ta saradnja bila dobra, a onda su njegova otkrića, koja su uzdrmala neke od postojećih teorija nastanka novih organizama (spontana generacija), pa mu uglednici iz Engleske više nisu verovali. Poslali su visoku delegaciju naučnika i sveštenika u Delft da se uvere u Levenhukove nalaze. Posle su svi njegovi nalazi priznati, a u nauci je odbačena teorija spontane generacije. Leeuwenhoek je krio svoj pronalazak, i nije dao da niko sazna kako ga je napravio, niti da ga upotrebljava, osim njega. Način na koji je on spojio sočiva je ostao nepoznanica i dugo nakon njegove smrti.

     Tek 1950 se uspelo po njegovom principu formirati identican aparat. Smatra se prvim istraživačem protozoa, ljudskih spermatozoida, bakterija i crvenih krvnih celija (eritrocita). Nakon svoje smrti svetu je ostavio 247 mikroskopa (od kojih se sedam i danas koristi), ali ne i tajnu pravljenja sočiva.

     Do toga su budući naučnici morali da dodu sami. Zanimljivo je da je slao pisma u Englesku neposredno do svoje smrti, i da je čak i u samrtničkom krevetu opisivao detaljno svoju bolest i opis poslao u London. Pretpostavlja se da je prvi mikroskop napravio Zaharije Jansen, holandski zabavljač još 1590. godine.

 

Hukov mikroskop Celije plute

Robert Huk se jedno vreme bavio i usavršavanjem mikroskopa. Posmatrao je preseke plute pod mikroskopom i u delu "Mikrografija" objavljenom 1665. godine objavio rezultate tog posmatranja. Uočio je veliki broj komorica ,koje podsećaju na pčelinje saće i koje su odvojene međusobno tankim pregradama. Komorice naziva ćelija (cells) i taj naziv se zadržava i do danas. Huk je ustvari, naziv dao celijama koje su mrtve i od kojih je on video samo zidove.



veliki događaji u istoriji ćelije



Tipovi mikroskopa



svetlosni mikroskop

     Najuobičajeni tip mikroskopa - ujedno i prvi koji je pronađen - je optički ili svetlosni mikroskop. Ovo je optički instrument koji sadrži jedno ili više sočiva koja proizvode uvećanu sliku predmeta postavljenog u žižnu ravan sočiva. Gornji sistem sočiva u cevi se naziva okular i kroz njega se posmatra dati objekat. Ukoliko mikroskop ima dva okulara, tada je binokularni. Donji sistem sočiva je objektiv i okrenut je prema objektu koji se posmatra. Ogledalo se nalazi ispod objekta i prima svetlosne zrake. Neki mikroskopi u tu svrhu mogu imati lampicu. Svetlosni mikroskop uvećava do 4.000 puta.

     Poseban tip je minerološki mikroskop koji se koristi za identifikaciju minerala i sličan je prethodnom. Razlikuje se po nekim sastavnim delovima kao što su polarizacioni filteri. Od minerala se iseče veoma tanka pločica i kroz nju se propusti svetlosni zrak. Taj propušteni zrak se polarizuje po prolasku kroz filtere. Pošto svaki mineral poseduje različite polarizacione osobine, na ovaj način je moguće identifikovati mineral u sklopu aglomerata ili stene.

 





transmisioni mikroskop

     Od ostalih mikroskopa treba pomenuti još i elektronski mikroskop čije uvećanje može biti i jedan i po miliona puta. Ovakav mikroskop je veoma skup i koristi se u naučnim laboratorijama, a za rukovanje njime potrebna je obuka. Umesto vidljive svetlosti i optičkih sočiva elektronski mikroskop koristi snop elektrona, koju usmerava fokusirajući elektromagnetsko polje. Iz razloga što je talasna dužina elektrona znatno kraća od one fotona vidljive svetlosti, granica razaznavanja elektronskog mikroskopa je puno manja od one svetlosnog mikroskopa: oko 0,1-0,2 nm elektronskog mikroskopa u poređenju sa oko 200-350 nm kod svetlosnog mikroskopa. Međutim, za biološke uzorke stvarna granica razaznavanja obično nije niža od 2 nm ili je viša, zbog problema s pripremom preparata i kontrastom. Elektronski mikroskop ima oko 100 puta veću moć razaznavanja od svetlosnog mikroskopa.

Elektronske mikroskope nalazimo u dva osnovna oblika: transmisijski elektronski mikroskop(TEM) i skenirajuci elektronski mikroskop(SEM). Transmisijski i skenirajuci elektronski mikroskopi su slični po tome što oba koriste snopove elektrona, no za stvaranje slike koriste različite mehanizme. TEM sliku oblikuje pomoću elektrona koji se odašiljaju kroz preparat. SEM, skenira površinu preparata te sliku oblikuje pomoću elektrona koji se odbijaju od spoljne površine preparata. Skenirajuča elektronska mikroskopija je veoma neobična tehnika zbog dojma dubine koji se stiče posmatranjem prikazanih bioloških struktura.

     Elektronska mikroskopija je, ostvarujući detaljna ultrastrukturna istraživanja, iz temelja preinačila naše razumevanje građe ćelije. Neke se organele (poput jedra ili mitohondrija) dovoljno dobro vide i upotrebom svetlosnog mikroskopa, ali se uz pomoć elektronskog mikroskopa mogu vršiti mnogo detaljnija istraživanja. Pored toga, elektronska mikroskopija je otkrila ćelijske strukture koje su premalene da bi se mogle uočiti svetlosnim mikroskopom. One uključuju ribozome, membrane, mikrotubule, i mikrofilamente.

 

 

 

 

 

Naredne fotografije su snimljene na svetlosnom mikroskopu