Biyoloji veya canlı bilimi, canlıları inceleyen bilim dalı. Biyoloji ile ilgilenen bilim insanına biyolog denir.
Biyologlar, tüm canlıları; tüm gezegeni kaplayan küresel boyuttan, hücre ve molekülleri kapsayan mikroskobik boyuta kadar onları etkileyen önemli dinamik olaylarla birlikte inceleyen, biyoloji bilimiyle uğraşan kişilerdir. Birçok süreci bünyesinde barındıran hayati süreçlerden bazıları; enerji ve maddenin işlenmesi, vücudu oluşturan maddelerin sentezlenmesi, yaraların iyileşmesi ve tüm organizmanın çoğalmasıdır.
Biyoloji, bilgiye ulaşmak için bilimsel metodu kullanır. Bilimsel teoriler, bilimsel gözlemlere dayanır ve bu teoriler, yeni araştırmalarla bazen geliştirilirler. Bilimsel teoriler aynı zamanda, daha gözlenmemiş bir fenomenin tahmin edilebilmesi için de kullanılabilirler. Biyolojik sistemler, bazen sistematik olarak modellenirler; ancak yine de – diğer bilim dallarında da olduğu gibi – teoriler sadece matematik kullanarak açıklanmazlar.
Biyolojik bilimler, birkaç temel ilkenin altında toplanılabilirler: evrensellik, evrim, çeşitlilik, devamlılık, genetik, homeostasis, ve etkileşimler.
1- Evrensellik
Organizmalar; görüntüde, doğal ortamında ve davranışlarında fazlaca farklılık göstermelerine rağmen, aslında tüm canlılar bazı evrensel temelleri paylaşırlar. Bütün canlı yaşamının karbon bazlı bir biyokimyası vardır: Karbon, tüm canlıları oluşturan temel yapı taşıdır. Aynı şekilde, su da, temel çözendir. Dünya’daki tüm organizmalar, genetik bilgiyi depolamak için DNA ve RNA-bazlı mekanizmalar kullanırlar. Bir diğer evrensel ilke ise, virüslerin dışındaki tüm canlıların hücrelerden oluştuğudur. Aynı şekilde, tüm organizmalar, benzer büyüme süreçleri geçirirler.
Tüm bu sayılanlar, Dünya’daki tüm organizmalar için geçerli olsa da, teoride alternatif bir yaşam türü de varolabileceğinden, bilim insanları, alternatif bir biyokimyayı araştırmaktadırlar.
2- Evrim
Biyolojideki temel düzenleyici içerik, tüm canlıların aynı kökten gelip, değişik süreçler sonrasında değişip geliştiğini savunan evrimdir. Burada, yukarda da anlatılan, canlılar arasındaki etkileyici benzerliklere yol açar. Charles Darwin, evrimin sürmesine sebebiyet veren doğal seleksiyonu açıklayarak, evrimi, geçerli bir teori olarak kılmıştır (Alfred Russel Wallace’ın bu içeriğin keşfedilmesinde büyük rol oynadığı da belirtilmelidir). Modern sentez teorisinde, genetik çeşitlilik de bu mekanizmada önemli rol oynar.
Bir türün, ürediği tür hakkındaki bilgileri, onların özelliklerini ve türün son halinin diğer türlerle ilişkisini inceleyen bilim dalına filogeni denir. Biyolojiye birbirinden farklı birçok yaklaşım türü, filogeniyi ilerletir: Moleküler biyoloji, DNAzincirlerinin karşılaştırılmalarını yaparken fosillerin karşılaştırmalarını da paleontoloji yapar. Bilim insanları, evrim ilişkilerini, birkaç metotla inceleyip düzenlerler. Bu metotlar; filogenetik, fenetik ve kladistik olarak üç dalda toplanılabilir.
Evrim teorisi, Darwin ve Wallace tarafından açıklanmasından beri, bu fikir, sonuçlara ya da açıklamalara karşı olanlar tarafından sürekli kötülenmiştir. Genellikle, bu açıklamaların karşısında dini açıklamalar kullanılmıştır. Ancak, profesyonel biyologların neredeyse hepsi, evrim teorisinin kullanılabilir ve geçerli bir teori olduğunu kabul etmişlerdir.
3- Çeşitlilik
Sistematik ve taksonominin ilgi alanı olan sınıflandırma, birbirinden farklı yöntemler izler. Taksonomi, organizmaları, taxa adı verilen gruplarda sınıflandırırken, sistematik, organizmaların birbirleriyle ilişkilerini inceler. Bu bilim dalları, kladistik ve genetik dallarında da geliştirmişlerdir.
Geleneksel olarak, canlılar beş büyük aleme bölünürler:
Monera — Protista — Fungi — Plantae — Animalia
Ancak, çoğu bilim insanı, bu sistemi demode bulmakta ve de modern alternatifler getirmektedirler. Modern sistemler, üç-âlemli bir sistem kullanırlar:
Archaea — Bacteria — Eukaryota
Bu âlemler, hücrelerin çekirdeklerinin olup olmamasına ve hücrelerin iç yapılarının farklılıklarına göre bölünmüştür.
Aynı zamanda, metabolik anlamda, daha az canlı olan bazı hücreiçi parazitler de biyolojide ayrı bir alem olarak incelenirler:
Virüsler — Viroidler — Prionlar.
Daha da ileri gidildiğinde, bütün âlemler, tüm türler ayrı ayrı sınıflandırılıncaya kadar bölünürler. Bu sıralama, şu sırayla gider: Alem, Filum, Sınıf, Takım, Cins, Tür ve Alt türdür. Bir organizmanın bilimsel adı, onun cinsi ve türüne göre belirlenir. Mesela, insanlar Homo sapiens olarak adlandırılırlar. Homo cinsi, sapiens ise türüdür. Bilimsel tür isimlerini yazarken, organizmanın cinsinin ilk harfini büyük yazıp türünü küçük harflerle yazmak gerekir. Ayrıca tüm adın da yana yatık yazılması bir kuraldır. Sınıflandırma için kullanılan terim, taksonomidir.
4- Devamlılık
19. yüzyıla kadar, yaşamsal formların bazı şartlarda aniden ortaya çıkabileceği düşünülüyordu. William Harvey, bu yanlış kavramı, “tüm yaşam bir yumurtadan gelir” (Latince’de Omne vivum ex ovo) sözüyle düzeltmiş ve modern biyolojinin temellerini atmıştır. Kısaca anlatmak gerekirse, bu söz, hayatın bir kaynaktan kırılmayan bir devamlılıkla geldiğini söyler.
Aynı ataya sahip birkaç organizma benzer özellikler gösterirler. Dünya’daki tüm organizmalar, ortak bir atadan ya da ortak bir gen havuzundan gelirler. Tüm dünyanın en son ortak atasının 3.5 milyar yıl önce ortaya çıktığı düşünülmektedir. Biyologlar, genetik kodun evrenselliğini; bacteria, archaea ve eukaryotun hepsinin aynı atadan geldiğinin önemli bir kanıtı olarak düşünmektedirler.
5- Homeostazi (Homeostasis)
Homeostazi (denge), açık bir sistemin, bağlantılı kontrol mekanizmaları tarafından kontrol edilen dinamik eşitlikler aracılığıyla, kendi iç ortamının sabit bir hal sağlayabilmesidir. Tek hücreli ya da çok hücreli tüm organizmalar, homeostasis gösterir: Hücresel düzeyde pH değerinin ayarlanması, organizma düzeyinde vücut sıcaklığının sabit tutulması ve ekosistem düzeyinde bitkilerin karbondioksitfazlalığında daha hızlı büyümesi buna örnek olarak gösterilebilir. Doku ve organlar da homeostasis sergilerler.
6- Etkileşimler
Her şey diğer organizmalar ve çevreyle etkileşim içerisindedir. Biyolojik sistemleri incelemenin bir zor kısmı da, incelenen organizmanın diğer faktörlerle çok sayıda etkileşim içerisinde olmasıdır. Mikroskobik bir bakterinin lokal şeker eğimine tepkide bulunması, aslında, bir aslanın Afrika savanasında yemek aramasından farklı değildir. Herhangi bir tür için, davranışlar; agresif, yardımcı, parazitsel ya da simbiyotik olabilir. İşler, herhangi bir ekosistemde, birden fazla tür etkileşime girdiğinde karışır. Bu türdeki çalışmalar, ekolojinin çalışma alanındadır.
