Biologia

La biologia (dal greco βιολογία, composto da βίος, bìos = "vita" e λόγος, lògos = nel senso di "studio") è la scienza che studia tutto ciò che riguarda la vita.

La biologia comprende uno spettro molto ampio di discipline, spesso considerate indipendenti. A proporre il termine biologia furono, Jean-Baptiste de Lamarck agli inizi del XIX secolo, e, separatamente, Gottfried Reinhold Treviranus.

Visione generale della biologia

I biologi studiano la vita a molteplici livelli di scala:

su scala molecolare con biologia molecolare e genetica molecolare (studio di grandi molecole biologiche, della loro struttura, delle loro proprietà e interazioni)
su scala cellulare con citologia
su scala multi-cellulare con istologia
su scala di strutture e processi di un organismo con anatomia, biochimica e fisiologia
su scala dello sviluppo di un organismo con biologia dello sviluppo
su scala di popolazione di organismi con genetica delle popolazioni, ed esame delle interazioni fra di essi con etologia (comportamento e adattabilità)
su scala multi-specie (lignaggio, discendenza) con la sistematica (paragone e classificazione di organismi viventi ed estinti)
su scala ancora maggiore si trova l'ecologia (che studia gli ecosistemi, cioè le interazioni tra gli organismi viventi e il loro ambiente abiotico) e lo studio dell'evoluzione
una recente espansione di scala è rappresentata dall'esobiologia, disciplina ancora largamente speculativa che considera le possibilità di vita extraterrestre.

Biologia a livello molecolare: il DNA
Biologia a livello cellulare: la cellula
Biologia a livello di tessuti: sezione di un muscolo scheletrico
Biologia a livello di organismi: Drosophila melanogaster
Biologia a livello di sistemi: un ecosistema

Storia della biologia

La biologia è una scienza di origine antichissima. Da sempre l'uomo si è dedicato allo studio della biologia, prima in modo elementare, imparando a distinguere le piante commestibili da quelle velenose, poi in modo sempre più approfondito.

I Greci sono stati il primo popolo a lasciare traccia di uno studio approfondito della biologia. Il filosofo e matematico Talete (624 - 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. Essi ritenevano anche che la mente umana potesse comprendere e prevedere i fenomeni naturali. Si racconta infatti che lo stesso Talete abbia previsto un'eclissi di luna suscitando grande stupore tra i suoi contemporanei.

I filosofi della scuola ionica sono considerati i fondatori della speculazione scientifica, che si suddivide in:

Indirizzo filosofico, che cercava di individuare leggi e princìpi della natura.
Indirizzo medico, che studiava l'anatomia e la fisiologia del corpo umano allo scopo di curare i mali.

Il V secolo a.C.

Nacquero allora molte scuole di medicina, tra le quali si ricorda quella di Empedocle d'Agrigento, che considerava il sangue essenza vitale, dotata di un calore innato. Un altro grande medico fu Ippocrate di Coo (460 - 370 a.C.). Egli introdusse il metodo induttivo (un metodo simile a quello scientifico che sarà introdotto da Galileo nel Rinascimento). Ippocrate fu il primo medico a visitare personalmente i malati e a seguire il decorso delle loro malattie. Con Aristotele (384/3 a.C. - 7 marzo 322 a.C.) e i suoi studenti, riuniti in un cortile chiamato Liceo, la biologia si separò definitivamente dalla medicina. Aristotele ordinò più di 500 specie di animali in catene nelle quali incluse anche l'uomo, classificandolo come "animale politico". Aristotele studiò approfonditamente (per i mezzi di cui disponeva) il polpo (animale capace di riconoscere le figure geometriche e, addirittura, di contare), l'apparato digerente dei ruminanti e lo sviluppo degli embrioni di pollo.

Il Rinascimento

William Harvey, che dimostrò la circolazione del sangue umano

Di spicco in questo periodo fu la figura di Leonardo da Vinci (1452 - 1519), il quale si dedicò, tra l'altro, allo studio dell'anatomia umana. Di Leonardo ci sono rimaste tavole anatomiche molto dettagliate, frutto delle autopsie che egli, contro la legge, svolgeva.

Un altro importante personaggio del Rinascimento fu Paracelso (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 Galileo Galilei (1564 - 1642), che introdusse il metodo scientifico, basato su osservazione, descrizione e riproduzione in laboratorio dei fenomeni naturali.

Nel corso del XV - XVI secolo lo studio della biologia fu alimentato da diversi fattori, i cui principali furono:

La traduzione in latino delle opere di Aristotele.
La possibilità di studiare nuove piante ed animali provenienti dall'America appena scoperta.
L'abbassamento del costo dei libri dovuto all'invenzione della stampa.
La legittimazione delle autopsie.

Disegno di Robert Hooke del sughero visto al microscopio

Lo studio delle scienze proseguì per tutto il 1600: William Harvey dimostrò come circola il sangue nel corpo umano. In Francia, Cartesio formulò la teoria del meccanicismo, paragonando l'uomo ad una macchina e sostenendo quindi che potessero essere studiate e riprodotte le singole parti del corpo; Georg 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.

Sempre nel XVII secolo fu inventato il microscopio da Antony van Leeuwenhoek. Grazie a questo nuovo strumento, Robert Hooke, in Inghilterra, riuscì a studiare le cellule, avendo la possibilità di guardarle da vicino.

La teoria della generazione spontanea

Charles Darwin

La teoria della generazione spontanea, basata soprattutto sugli scritti di Aristotele, sosteneva la possibilità che la vita avesse origine da materia inanimata.

Francesco Redi, nel XVII secolo, per dimostrare che si trattava di una teoria sbagliata, prese dell'acqua con pezzi di carne che mise in recipienti, alcuni chiusi e alcuni aperti. Solo in quelli aperti nacquero mosche. L'esperimento non fu ritenuto valido perché Redi non aveva fatto arrivare l'aria, nella quale c'è vita, a contatto con l'acqua. Allora Lazzaro Spallanzani ripeté lo stesso esperimento bollendo i recipienti e chiudendoli con garze. Il suo esperimento, però, non fu ritenuto valido perché, bollendo l'acqua, egli aveva distrutto la vita. Solo nel XIX secolo, con Louis Pasteur, si arrivò a dimostrare l'infondatezza della generazione spontanea.

Il XVIII secolo

Nel XVIII secolo ci si pose il problema di quando si fosse formata la Terra. Un vescovo, Thomas Usher, teorizzò, contando gli anni delle generazioni della Bibbia, che la Terra fosse nata nel 4004 a.C. il 22 ottobre alle 8 di mattina, ma quest'ipotesi fu scartata con lo studio dei fossili, essendo il periodo di formazione di questi molto maggiore.

Il XIX secolo

Con Darwin, nel XIX secolo, iniziò lo studio della biologia moderna, nello stesso periodo Gregor Mendel formulò le sue leggi sull'ereditarietà. Con Theodor Schwann e Matthias Jacob Schleiden si giunse a considerare la cellula il centro di ogni attività vitale, scoprendo che tutti i viventi sono formati da cellule.

Principali settori o specializzazioni della biologia

Categorizzazione per livelli crescenti di organizzazione

Laboratorio biologico

In ordine crescente di organizzazione:

Biologia molecolare
Biologia cellulare
Istologia
Biologia degli organismi (pluricellulari)
Ecologia

Categorizzazione per organismi studiati

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