Biyoloji
(yun. bios, hayat ve logos söz’den, fr. biologie). Canlıları inceleyen bilim. Biyoloji bugün yaşayan canlılarla sadece fosilleri bulunan eski çağlarda yaşamış canlı varlıkları inceler.
(yun. bios, hayat ve logos söz’den, fr. biologie). Canlıları inceleyen bilim. Biyoloji bugün yaşayan canlılarla sadece fosilleri bulunan eski çağlarda yaşamış canlı varlıkları inceler. Biyolojinin; botanik, zooloji ve tıp gibi birçok dalı eskidir. Ancak, bunları tek bir kategori altında toplayan "biyoloji", ancak 19. yüzyılda ortaya çıkmıştır. Bu bilmin gelişmesiyle, bilimadamları, bütün yaşayan varlıkların, ortak bazı özellikler taşıdıklarını anlamışlardır. Bu nedenle de varlıkların bir bütün içerisinde incelenmesinin yararlarını kavramışlardır. Biyoloji, günümüzde, en önemli bilim dallarından biridir: Tüm yeryüzündeki biyoloji ve tıp dergilerde, yıllık bir milyon makaleden fazla yayımlanmaktadır. Aynı zamanda, biyoloji, yeryüzündeki tüm okullarda öğretilen ana derslerden biridir.
Biyoloji, bu kadar fazla konuyu kendi kapsamı altında topladığı için birçok dallara bölünmüştür. Organizma türüne göre bu bilimdalını bölen yöntem; bitkileri inceleyen botanik, hayvanları inceleyen zooloji ve son olarak da mikroorganizmaları inceleyen mikrobiyolojiyi ana dallar olarak alır. Bazı bölme yöntemleri ise, incelenen organizmaların derecesine göre bu ayrımı yapmaktadır: Bu sistem; hayatın temel kimyasını inceleyen moleküler biyolojiyi, hayatın temel yapı taşları olan hücreleri inceleyen hücre biyolojisini, organizmaların iç organlarının çalışmasını inceleyen fizyolojiyi, organizmaların dış görünüşlerini inceleyen morfolojiyi ve organizmaların birbirleri ve çevreyle ilişkilerini inceleyen ekolojiyi, biyolojinin anaimesi, Yunanca hayat anlamına gelen βίος (bios)'la, 'incelemesi' anlamına gelen λόγος (logos)'un, birleşmesiyle oluşmuştur. Göründüğü kadarıyla kelime, günümüzde kullanılan anlamıyla ilk defa, Gottfried Reinhold Treviranus'un Biologie oder Philosophie der lebenden Natur'unda (Biyoloji ya da yaşayan Doğanın Felsefesi) (1802) ve Jean-Baptiste Lamarck'ın Hydrogéologie'sinde (Hidroloji) (1802) kullanılmıştır. Kelimenin kendisi ise 1800'de Karl Friedrich Burdach'a atfedilse de, kelime Michael Christoph Hanov'un 1766'da basılan Üçüncü Cilt'inde, Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia, phytologia generalis et dendrologia başlığıyla yer bulmuştur.
Tarihçe
Eski Yunanlılarda Biyoloji
Biyolojinin genel hatları, kabaca, I.Ö. 500 yıllarında, Eski Yunan uygarlığının yükselme devrinde çizilmiştir.Örneğin, kan dolaşımı sistemini yöneten organın kalp olduğunu ilk olarak ileri süren biyolog bu devirde yaşamış olan Sicilyalı Empedokles'dir. İlk biyologlardan ikisi de cenin gelişimini (spermin ana rahmine düşmesinden doğuma kadar olan süredeki gelişimi) inceleyen Krotonalı Alkmaon ve Karistuslu Diokles'dir. ,
Eski Yunanlı biyoloji uzmanlarının çalışmaları görsel incelemelere dayandığından sık sık yanılgıya düşüyorlardı. Biyolojik gözlemlerni felsefi fikirlere dönüştüren Empedokles, kanın ısısının tanrı vergisi olduğunu ve kendiliğinden sağlandığını ileri sürdü, bu apaçık bir hataydı.Bununla birlikte yaşayan dünyayı anlamaya yönelik bu girişimler araştırmacıları cesaretlendirerek hala sürdürülen bilimsel çalışmaların başlatılmasını sağlamıştır.
İnsan ve keçi beyinlerini karşılaştıran Hipokrat’ın öğrencilerinin bu girişimi karşılaştırmalı morfoloji dalında yapılan ilk çalışmalardandır. Morfoloji, balinadan tek hücrelilere kadar bütün canlıların dış şekillerini inceleyen bilim dalıdır, aynı zamanda biyolojinin de temel taşlarından birisidir. Gelişim (development) dalı ise belirli bir zaman süresince canlının şeklindeki değişmeleri inceler, bu konuda eski embriyoloji uzmanları da oldukça bilgiliydiler.
Biyoloji Uzmanı Aristo
İ.Ö. 384 yılında doğan Aristo hep büyük bir filozof olarak tanınmıştır, oysa onun biyoloji konusundaki başarıları şaşılacak derecede çoktur, onun başarıları modern biyolojinin temeli îuştur. Onun çalışmaları bazı biyoloji dallarının doğmasına da neden olmuştur.bunların. arasında etoloji (hayvan davranışlarını inceler), taksonomi (canlıları doğal ilişkilerine göre sınıflandırma bilimi) ve hatta evrim (bütün canlıların yavaş yavaş fakat sürekli olarak ilkel şekillerden daha gelişmiş şekillere doğru yönelimini inceler) bile vardır.
Bir doğa bilgisi uzmanı (bitki ve hayvanların doğrudan inceleyen kimse) olarak Aristo, herhangi bir biyoloji uzmanında bulunması gereken iki özelliğe, yani, iyi gözlem yapabilme ve gözlemlerinden doğru sonuçlar çıkarabilme yeteneklerine sahipti. Çalışmalarını, hayvanların tarihi, hayvan nesli üzerine ve hayvan vücutlarının kısımları üzerine adlı kitaplarında topladı, bu kitaplar özellikle hayvanların tarihi, naturalizmin (doğacılık) dev eserlerindendir.
Aristo, felsefe konusundaki çalışmaları arasında, balıkların, kuşların, memeli deniz hayvanlarının davranışlarını ve nasıl oluştuklarını anlamaya çalışmış ayrıca ahtapotların üremelerini ve gelişmeleîlfci de incelemiştir. İyi donatılmış bir laboratuvarın ve gelişmiş aletlerin yardımlarından yoksun olarak çalışan Aristo'yu bugünün amatör biyoloji meraklılarına benzetebiliriz. Fakat şunu hatırlatmakta yarar var; 20. yüzyıldan önce doğadaki yaşamı incelemek için ellerinde merak ve sabırdan başka hiçbir aletleri olmayan bu "amatör biyologlar” biyoloji konusundaki bilgilerimizin bugünkü seviyeye ulaşmasında çok önemli bir rol oynamışlardır.Aristo'nun çalışmaları. kendisinden sonra gelen binlerce doğa bilimcisine rehberlik etmiştir.
Aristo'nun biyolojiye yaptığı en önemli katkılardan birisi de inorganik maddelerle başlayıp basit organizmalara geçen daha sonra da gelişmiş organizmalara ulaşan canlılar merdivenidir. Filozofik bir tanımlama yapan Aristo, canlıların “özünün" ya bitkisel (sadece büyüme ve üreme yeteneği olan) ya hayvansal (büyüme ve üreme yeteneklerinden başka isteğe bağlı olarak hareket edebilme yetenekleri olan) ya da rasyonel (büyüme, üreme, hareket etme yeteneklerinden başka düşünme ve sonuç çıkarma yetenekleri de olan) olduğunu söylemiştir. Aristo' nun konuya bu şekilde yaklaşımı biyolojinin en önemli konularından ikisini ortaya çıkarmıştır: Sınıflandırma ve evrim.
Aristo’nun, canlıları ortak özelliklerine göre gruplandırdığı açıktır. Daha önemlisi, tüm bitkilerin ve hayvanların daha karışık ve gelişmiş yapılara giden evrim yolunda birleştiklerini söyler. cansız, cisimlerden sonra bitkiler meydana geldi... bitkilerinşe zaman içinde sürekli olarak hayvanlaşmaya yönelik eğilimleri vardır. Böylece doğa, cansız nesnelerden hayvanlara uzanan bozulmaz bir geçiş köprüsü oluşturmuştur, bu köprünün üzerindeki komşu gruplar arasındaki farklar çok azdır.Aristo’nun, aslında,sınıflandırmaya yönelik olan bu görüşleri evrim kavramını da beraberinde getirmektedir. Bu uzak görüşlülük, meyvasını, yirmi iki asır sonra evrim teorisi olarak vermiştir.
Sonraki Dönemlerde Biyoloji
Aristo’nun ölümünden (I.Ö. 322) Avrupa’da Rönesans devrinin başlamasına kadar olan süre içinde biyoloji konusundaki bilgiler pek çoğalmadı, bununla birlikte birkaç önemli gelişme kaydedildi.
Örneğin, Yunanlı doktor Galen, canlıların organlarıyla bu organların görevlerini inceleyen fizyoloji biliminin doğmasını sağladı. Galen, "ruh” teorisi adını verdiği yanlış bir teori geliştirdi fakat teorisi İ.S. 200 yılındaki ölümünden sonra bile uzun süre tutuldu, ona önem kazandıran, fizyolojik olaylar hakkında daha fazla bilgi edinebilmek amacıyla, özellikle kalbin ve omuriliğin işlevleri konusunda yaptığı deneylerdir.
Deney ve gözlem birlikte yürür. Doğayı incelemeyi bir tür “pasif gözlem olarak kabul edersek, deneyi de “kontrollü” gözlem olarak düşünebiliriz. Bir biyoloji uzmanı, veya herhangi bir bilimadamı, işe önce, bir varsayım ortaya koyarak başlar, örneğin bu varsayım bir organizmanın çalışmasıyla ilgili olabilir.
Ortaya atılan varsayımın temelinde bilgiler, gözlemler ve doğru olma “olasılığı” yatar. Eğer biyolog varsayımının doğruluğunu uygun gözlem koşulları altında görebilirse varsayımının doğruluğunu kanıtlamış olur. Doğruluğu her an için kanıtlanabilen bir varsayım, bir doğa kanunu haline gelir.
Galen, bir ineğir omuriliğini, görenlerini öğrenebilmek için, metodlu bir şekilde incelendi. Omuriliği oluşturan omurgaları çeşitli yerlerden kopararak vücudun hangi bölgelerine felç indiğini gözledi, İ.S. 2. yüzyılda yapılan bu deney, merkezi sinir sistemiyle çeşitli kasların görevleri arasındaki 'ilişkiyi ortaya çıkardı.Dahası, inek omuriliğiyle insan omuriliğinin, kabaca, aynı görevleri üstlendikleri anlaşıldı ve bu durum karşılaştırmalı fizyolojinin temel prensiplerinden birisi olarak kabul edildi. Her nr kadar hayvanlar, biyolojik incelemeler için dahi önce de kullanılmışlarsa da ilk “laboratuvar hayvanları” Galen’in kullandığı inekler ve Kısa kuyruklu maymunlardır.
Üniversitelerin özellikle tıp okullarının kurulmasıyla biyoloji deneyleri değişik bir anlam kazandı, yarı resmileşti. İlk tıp okulu. 10. yüzyılda, İtalya’nın Salerno şehrinde kuruldu. Bundan önce bilimciler, kraliyet sarayının Bimadamları ve birkaç zengin arastırmacıyla sınırlıydı. Üniversiteler sadece bilimsel bilgilerin halka yayılmasını sağlamakla kalmayp bilimsel araştırmaların daha büyük bir kitle tarafından yürütülmesini de sağladılar. 20. yüzyıldaki çoğu biyolojik araştırmanın temelinde bu gerçek, vardır, bugün çeşitli bilim dallarındaki araştırmacıların çoğu ya bir öğretim kurumunun üyesidir ya da bir kurum tarafından görevlendirilmiştir. Biyoloji ve tıp konusundaki araştırmaların Hipokrat zamanından beri birlikte yürütüldüğünü belirtmek gerekir, bu gelenek, günümüz de, üniversiteler tarafından sürdürülmektedir. Tıp. basit bir tanımlamayla, biyoloji bilgilerinin insan sağlığı yararına pratikte uygulanmasıdır.
Üniversiteler, 16. ve 17. yüzyıllarda birçok önemli konuda eğitim vermeye başladılar.Kuzey İtalya’daki Padua Üniversitesinde anatomi, fizyoloji botanik ve zooloji gibi bilimdalları öğretiliyordu, bu üniversiteden Andreas Vesalius,16.yüzyılda, anatomi üzerine önemli hir kitap yazdı. Kitaptaki bilgilerin çoğu teşrihle (disseçtion) ilgiliydi. Teşrih, biyolojik araştırmaların temel unsurlarından birisi olup, bir organizmayı incelemek için keserek parçalara ayırma işlemidir, incelenecek kısımlar, doğal olarak, iskelet, salgı bezleri, iç organlar, kas ve sinir sistemleridir.İnsan kadavralarının (cesetlerinin) teşrihi dini baskılar yüzünden 1000 yılı aşkın bir süre yasaklanmıştı fakat işlem üniversitelerce yeniden yapılmaya başlandı.Padua Üniversitesi’nden William Harvey adlı bir öğrenci, 1628 yılında yayınlanan meşhur bilimsel tezinde açıkladığı insan vücudunun dolaşım sistemini öğrenebilmek için teşrih yolunu kullanmıştı. Gene bu .üniversitenin bir öğrencisi olan G.A. Borelli. kas mekaniği konusundaki incelemelerini 1680 yılında yayınladı.
15. ve 16. yüzyıllarda yaygınlaşmaya başlayan basılı yayıncılık dünyanın çeşitli yerlerinde bulunan biyoloji uzmanları arasındaki bilgi alıç verişinin sağlanmasında çok yararlı oldu. Çok sayıda yayınlanan bilimsel dergiler aracılığıyla, örneğin Tokyo veya New York’da yapılan bir genetik deneyinin sonuçları bir iki ay içinde dünyanın çeşitli yerlerindeki bilimadamlarına ulaşıyordu bu tür haberleşmeler modern biyolojiyi olumlu yönde etkileyerek kendi içinde birçok dala ayrılmasına ve 17.yüzyılda gerçekleştirilen bir devrim de, ışığı cam merceklerden geçirerek cisimlerin görüntülerini birçok defa büyüten ilk mikroskobun yapılmasıdır.
Biyolojinin bir “gözlem” bilimi olduğunu hatırlarsak,daha önceleri çıptek gözle göremediğimiz ufacık organizmaları ve yapıları görmemizi sağlayan mikroskobun biyolojinin gelişmesinde ne kadar büyük bir rolü olduğunu anlarız.
İlk mikroskobu takdim etme mutluluğuna. 1610 yılında, o zamanlar Padua Üniversitesinde öğretim görevlimi oan Galile erişti, fakat mikroskobik canlıların görülebilmesi ancak yarım yüzyıl sonra yapılan başka bir mikroskopla gerçekleşti. Bir mikroskop kullanarak spermatozidleri (menide bulunan ve kendiliğinden hareket edebilen hücreler) ve bakterileri ilk kez gören kişi Anton Van Leeuwenhoek’dir, böylece mikrobiyoloji (mikroskobik canlıları inceleyen bilim dalı) bilimi de doğmuş oldu. İlk mikroskobik incelemeleri yapanlardan Mârcello Malpighi, kurbağalarda kılcallık olayına rastlayınca, William Harvey’in dolaşım teorisindeki bir boşluğu da doldurmuş oldu. Fakat mikroskopla yapılan en önemli buluş, 1665 yılında, Robert Hooke tarafından gerçekleştirildi. Hooke, ünlü bilimsel incelemesinde, bir mantar kesitinin mikroskop altında nasıl göründüğünü açıklarken, cellulae yani, hücreler dediği tuhaf yapılardan bahseder, Mütevazi görünüşlü bu buluş bilimadamlarının iki yüz yıl boyunca kafa yorup, deneyler yapmasından sonra modern hücre teorisinin kurulmasıyla sonuçlandı, bu teoriye Röre bitkilerin ve hayvanların temel yapı taşları hücrelerdir.
Hücreler modern biyolojinin odak noktasıdır. Sürekli geliştirilen aletlerle yapılan deneyler sonucunda sitoloji (hücre bilimi) uzmanlan, hücrelerin kendi sınırları (zar), kendi kontrol merkezleri (çekirdek), kendi iç organları (organeller), kendi metabolizma ortamları (stoplazma) ve kendi enerji kaynakları (hayvan hücrelerinde mitokondriler, bitki hücrelerinde ise kloro plastlar ve mitokondriler) olduğunu keşfettiler. Tek hücreli bir bakteriden 100 trilyon hücreli insana kadar bütün canlılar hücrelerden oluşur, her bir hücre kendi başına ayrı bir birimdir.
Hücre biyolojisi iki nedenden ötürü çok önemli bir bilim dalıdır. Birincisi, hücrelerde bulunan canlı maddelerle ilgili sorulan yanıtlar. İkincisi, çoğu hastalık hücrenin görevini yerine getirememesinden kaynaklandığı için hücrenin daha iyi anlaşılması hastalıkların önlenmesini ve tedavi edilebilmesini kolaylaştıracaktır.
Hücre araştırmalarından elde edilen sonuçlar pratikte bir çok uygulama alanı bulmaktadır.
Nasıl ki atom kimyanın, kuantum da enerjinin ( ve belki de fiziğin) temel birimiyse, canlıların yapı taşı olan hücre de biyolojinin temel birimidir. Bilimadamları hücrenin içine girdikçe fizik ve kimya,hücreyle hücreyi oluşturan kısımların yapılarının ve görevlerinin anlaşılmasında biyoloji kadar önem kazanacaklardır.
Sınıflandırma ve Çevre
Mikroskop dikkatleri küçücük canlılar üzerine çekerken 18. 19 yüzyıllarda, bazı araştırma alanlarından biyoloji bilimini bir bütün olarak etkileyen sonuçlar geldi ve sonunda Aristo’nun canlılar merdiveni sistematik biyolojiyi doğurdu.Sistematik biyoloji, canlıları önce bir aleme (bitkiler veya hayvanlar alemine) sonra da bir kola (temel özellikleri gösteren grup, omurgalılar gibi) sokar ve daha sonra da sırasıyla, sınıflara, takımlara, ailelere, cinslere ve türlere ayırır, isveçli botanikçi Carolus Linnaeus’un bu sistemin kurulmasında çok önemli rolü olmuştur, Linnaeous. organizmaların belirtilmesinde iki kelimeli kavramlar kullanılmasını sağlamıştır. Örneğin Homo sapiens kavramı, cins (homo) ve tür (sapiens) kelimelerinden oluşmuştur. Sistemin düzenini sağlayan temel kurallar hala uygulanmaktadır, bununla birlikte, yeni buluşlar sistemin yeniden gözden geçirilmesini zorunlu kılmaktadır.
Sınıflandırılabilen canlıların zengin çeşitliliği, 19. yüzyılda, ekolojinin (canlıların çevreleriyle olan ilişkilerini inceleyen bilim dalı, çevre bilim) canlı türlerinin gelişmesindeki.rolü anlaşılınca ortaya çıktı.
Sulardaki canlı türlerini belirlemek için sefere çıkarılan H.M.S.Beagle isimli Ingiliz araştırma gemisi. 1831 ile 1836 yılları arasında. Pasifik Okyanusu’nda araştırmalar yaptı ve bitki ve hayvan türlerinin, çevrelerinin jeoloji'; koşullarına ve iklim tipine bağlı olarak farklı şekillerde geliştikleri açığa çıkarıldı. Eagle'ın resmi görevli doğa bilimcisi olan Charles Darwin, evrim hakkındaki düşüncelerini şekillendiren bilgileri bu sefer sırasında topladı.
Bu sıralarda paleontoloji (fosilleri inceleyen bilim dalı) bilimi de karşılaştır malı morfolojinin (şekil bilim) gelişmesine yolaçtı, nesilleri çok eskiden tükenen hayvan kalıntıları incelenmeye başlandı. Canlıların sürekliliği (Paleontolojiden öğrendiğimiz) ve çeşitliliği (farklı çevrelerin farklı türlerin oluşmasına neden olmasıyla), 19. yüzyılın en büyük bilimsel devrimi olan evrim için zemin hazırladı.
Evrim Kalıtım ve Modern Biyoloji
1859 yılında Charles Darwin Türlerin Kökeni adlı kitabını yayınladı. Darwin, bu kitabında evrime neden olan en önemli olgumun "doğal seçim” olduğunu ileri sürdü. Doğal seçim kavramına göre, türlerin çeşitliliği sabit bir üreme faktörüdür ve en yetenekli türler eski türleri çoğaltmak veya yeni türler yaratmak üzere doğa tarafından "seçilir.” Örneğin bazı balıklar uzun evrimsel geçmişleri sırasında akciğer oluşturdular: bu gelişme sayesinde bazı balıklar hem suda hem karada yaşamaya başladılar, daha sonra tamamen karalara uyum sağlayan bu canlılar yaşamı sudan karaya taşımış oldular. Bugün bilimadamlarının çoğu tarafından kabul edilen Darwin Teorisi, tüm canlı türlerinin ilk ortaya çıktıkları günden beri, Linnaeus’un deyişiyle "Yaratanın ellerinden çıktıktan sonra, bugüne kadar hiç değişmeden kaldıkları şeklindeki görüşü reddeder.
Canlılarda meydana gelen değişikliklerin tam mekanizmasını Darwin de bilmiyordu, fakat, belki de son “amatör biyolog” olan Gregor Mendel’in yaptığı deneyler bu konuda çok önemli ilerlemeler sağladı. 1865 yılında, yani Türlerin Kökeni’nin yayılmasından altı yıl sonra, Mendel, canlıların özelliklerinin nesilden nesile kalıtım yoluyla aktarıldığını ileri süren kalıtım kanunlarını ortaya attı. Ayrıca, bu özelliklerde meydana gelebilecek değişikliklerin matematiksel olasılıklarını da açıkladı. Mendel’in çıkardığı sonuçlar bezelye ile yaptığı deneylere dayanmakla birlikte tüm canlılar için geçerli oldukları anlaşılınca, genetik, yani kalıtım biliminin temel kanunları olarak kabul edildiler.
20. yüzyılda yapılan biyolojik araştırmaların çoğu kalıtımsal geçiş mekanizmasıyla ilgilidir. Bugün, kalıtım yoluyla geçen özellikleri (örneğin, saç veya göz rengi) belirleyen faktörlerin genler olduğunu biliyoruz. Genler, kromozonlarda taşınır, bütün hücrelerin çekirdeğinde bulunan kromozonlar hücredeki metabolik olayları kimyasal yönden denetler ve aynı türün ilerki nesilleri için “mavi kopya” denen maddeyi içerirler.
Aynı türden canlıların bile farklı özellikler göstermelerinin nedeni, yeni meydana gelecek canlının kromozonu oluşturan erkek ve dişi genlerinin çok değişik ve şansa kalmış birleşme şekilleridir. Ayrıca mutasyonlar, yani kromozonlardaki değişiklikler de farklılaşmalara neden olarak Darwin’ “doğal seçim” teorisindeki mekanizmanın çalışmasını sağlar. Kromozon teorisi üzerine yapılan çalışmalar sonucunda, genleri oluşturan ve kalıtımsal özellikleri kimyasal yolla nesilden nesile geçiren maddenin çekirdekteki desoksiribonükleik asit (DNA) molekülü olduğu anlaşıldı.Böylece hücrenin keşfinden yaklaşık olarak 300 yıl sonra, biyoloji uzmanlan hücreyi yöneten kimyasal maddeyi de bulmuş oldular.
DNA'nın 1944 yılında, kalıtım elemanı olduğunun anlaşılması, biyoloji ve kimya arasındaki ilişkilerin artarak,sonunda biyolojik olayların kimyasal yönünü inceleyen biyokimya dalının doğmasına yolaçtı. Çok gelişmiş teknikler kullanarak çalışan 20. yüzyıl bilim adamları hücre içi kısımların biyokimyasal yapısını olduğu kadar biyokimyasal görevlerini de ortaya çıkarmaktadırlar (Bu alanda yapılan buluşlarla ilgili olarak Moleküller biyoloji kısmına bakınız). Hücre içi kısımlarla ilgili araştırmaların çoğu hücrenin enerji santralleri olarak bilinen ve yapısı ve işleyişi hayvansal olmaktan çok bakterisel olan mitokondrilere yöneltilmiş bulunuyor.
Elektron mikroskobu ve çok hızlı çalışan santrifüj makinalari, (ultra centrifuge) gibi yeni nesil deney aletleri yeni araştırmalarla yaşama yeni bakış yollarının açılmasını sağlıyorfcr. İlk olarak 1930’larda yapılan âektron mikroskobu sayesinde 20 yıl içinde birçok buluş yapıldı. Elektron mikroskobunda, çok küçük cisimler üzerine elektronlardan yararlanılarak bir televizyon ekranında cismin “görüntüsü’ oluşturulur, bu yolla cisimlerin görüntüsü bir milyon defa büyütülebilir. Virüslerin ve nükleik asit moleküllerini saran protein kılıfının varlığı elektron mikroskobuyla anlaşılabilmiştir.Aristo, virüsleri tanısaydı, kendi mineral bitki hayvan sistemi içinde onlara yer bulmakta herhalde hayli zorluk çekecekti, çünkü virüsler cansız maddeler gibi kristalleşebilmekte ve canlılar gibi de,bitki ve hayvan hücreleri içinde, çoğalabilmektedirler.
Elektron mikroskobu ve hızlı santrifüj ler birbirinin tamamlayıcısıdırlar. Çok yüksek süratle çalışan santrifüj makinası. kimyasal incelemeyi kolaylaştırmak için, hücresel ve diğer ufak yanılan tabakalar halinde kendilerini oluşturan kısımlara ayırır.
Biyolojinin bölümleri
En geniş anlamıyle biyoloji veya en doğru deyimiyle biyolojik bilimler canlı varlıkları inceler ve öteki doğal bilimlerle sıkı ilişkiler kurar (bugün yeryüzünde 350 000’den fazla bitki, bir milyondan fazla hayvan türü tespit edilmiş durumdadır) ve öteki bilimlerle de ilgilenir. Biyoloji, zooloji ve botanik olarak iki büyük bölüme ayrılır. Bunlar da birçok kollara ayrılır: morfoloji, anatomi, sitoloji, histoloji, embriyoloji, fizyoloji, endokrinoloji, patoloji, ekoloji, etoloji, paleontoloji, sistematik, zootekni,tarım.
Fakat dar anlamda biyoloji veya daha doğru bir deyimle genel biyoloji, yalnız organik hayatın temel problemlerini ele alır. Bunlar, canlı varlığın oluşu, türlerin evrimi, hayatın doğuşu, özellikle canlı varlıkların üreme ve büyüme problemleridir.
Bu anlamda biyoloji hücreyi inceleyen hücre biyolojisini başlangıç olarak alır. Hücrenin genel özelliklerini, protoplazmayı ve morfolojik yapısını, paraplazmayı, hücre fizyolojisini (hücresel alışveriş ve metabolizma) hücre solunumunu, hücre hareketlerini ve hücre çoğalmasını inceler.
Canlı varlık, çoğu kere bir yumurtadan başlayarak meydana gelir. Bu yumurtanın kaynağı nedir? Yapısı nasıldır? Nasıl gelişir? Bu sorulara verilecek cevaplar normal eşeysel üremeye ilişkin bütün kavramları (yumurtanın doğuşu, spermanın doğuşu, döllenme, embriyoloji, cinsiyet) kapsar. Eşeysel üreme, bazen özel biçimler gösterir (partenogenez, androgenez, ginogenez, plopoit). Genel üreme şekli eşeysel üreme olmakla beraber eşeysiz üreme şekilleri de az değildir (ikiye bölünerek üreme, tomurcuklanarak üreme, çelikle üreme, sporlanarak üreme). Canlı varlıkların birçoğu arka arkaya eşeysel üreme ve eşeysiz üreme evresi geçirir. Üreme problemleri, organ aşılama, organ yitirme ve yenileme gibi özel durumlarla da ilişkilidir...
Türlerin evrimi çok geniş bir bölümdür. Bu bölüm, evrim olayını, onun çeşitli kanıtlarını, evrimin kural ve etkenlerini (çeşitlenme, değişinim, kalıtım, doğal elenme), çevreye uyumu, türleşme mekanizması ve evreleriyle türlerin meydana gelişini, evrimi açıklayan teorileri (Lamark’çılık, Darvin’cilik, yeni Lamark’çılık, yeni Darvin’cilik, değişinimcilik, karma nazariye) ve bunların eleştirilerini içine alır. Ve nihayet, bizzat hayatın doğuşu, az çok geçerli varsayımlarla açıklanmaya çalışılan sorulardan biridir. Bilgilerimizin bugünkü durumunda bu sorunun henüz bir çözüme kavuşmamış olduğunu ve genel felsefe alanında kaldığını kabul etmek gerekir.
Biyoloji yöntemleri
Biyolojiye has araştırma yöntemlerine gelince bunlar her bilgi dalında (sitoloji, embriyoloji, kalıtım) kullanılan yöntemlerle benzerlik göstermekle beraber deneye özel bir yer vermektedir. Ayrıca, deneysel yöntemin denetleme yolu olarak istatistik yönteme de yer ayırmak gerekir. Bir olayı doğuran nedenlerin karmaşıklığı arttığı zaman baş vurulacak yegane yöntem odur. İstatistik yöntem, kalabalık nedenler arasında bir dereceleme yaparken tüme varımları ve tahminleri kolaylaştıran önemli ilişkileri ortaya çıkarır. İstatistik gözlemler çeşitli diyagramlar ve tekerrür poligonları haline getirilir.
İstatistik sonuçlardan genel kanunlar çıkarılmak istendiği zaman ister istemez ihtimal kavramı işe karışır. Mendel’in kalıtım kanunları büyük sayılar kanunu türündendir. Bütün bir bireyler dizisinde, iki karakterin aynı anda incelenmesi, eğer karakterler nitesel (kalitatif) ise benzerlik düsüncesine, nicesel (kantitatif) ise bağıntı düşüncesine ulaşılır. Bunlar, katsayı ve ilişkilerle belirlenmiş olur. Biyolojinin gelişmesi ile tekniğin ilerlemesi arasında çok sıkı ilişki vardır. Faz kontrastlı mikroskobun, sonra floresanslı mikroskobun ve daha sonra elektronik mikroskobun ortaya çıkışı yeni birer çağ açmıştır, özellikle elektronik mikroskop hücrenin çeşitli unsurlarının yeni yapısal görüntülerini meydana çıkarmaktadır.