BIOLOGIJA je nauka koja se bavi proučavanjem živog sveta. Ona proučava osobine i ponašanje organizama (njihov rast, razvoj i razmnožavanje), međusobne veze između različitih organizama, kao i veze između organizama i okoline koja ih okružuje. Mnogi naučnici su svojim otkrićima doprineli razvoju biologije i novih bioloških disciplina.



Robert Huk (Robert Hooke, 1635 - 1703) bio je engleski naučnik koji je 1665. godine otkrio ćeliju. Huk se bavio usavršavanjem raznih uređaja kao što su barometar, teleskop i mikroskop. Posmatrajući ispod mikroskopa tanko isečene režnjeve plute zapazio je šupljine koje su po obliku bile slične šupljinama u pčelinjem saću. Nazvao ih je ćelijama. Huk sa tadašnjim mikroskopom nije mogao da vidi sve delove ćelije. Video je samo prazne ćelijske prostore oivčene ćelijskim membranama, ali je to bilo dovoljno da prikaže ćeliju kao osnovnu strukturnu jedinicu organizma. Pored otkrića ćelije Huk je dokazao da se Zemlja i Mesec okreću oko Sunca u elipsi, da nebeska tela imaju gravitaciju, kao i da se sve materije grejanjem istežu.



Karl fon Line (Carl von Line, 1707 - 1778) je bio švedski botaničar i lekar koji je osnovao sistematiku, jednu od važnih bioloških disciplina. Bio je osnivač prirodnjačkog muzeja u švedskom gradu Upsali i prvi predsednik Švedske akademije nauka, a smatra se i začetnikom ekologije. U sistematici biljaka fon Line je sve biljke svrstao u kategorije po sličnostima i uveo binarnu nomenklaturu po kojoj svaka biljka ima dva naziva (naziv roda i naziv vrste) na latinskom jeziku. Njegov način imenovanja biljaka primenjuje se i kod imenovanja životinja.



Čarls Darvin (Charles Darwin, 1809 - 1882) je bio britanski naučnik koji je postavio temelje moderne teorije evolucije po kojoj se svi životni oblici razvijaju putem prirodne selekcije. 1831. godine se ukrcao na istraživački brod „Bigl“ i sa ekipom prirodnjaka krenuo na naučno putovanju po svetu. Na tom putovanju posmatrao je geološke formacije na različitim kontinentima i ostrvima kao i velik broj fosila i živih organizama. Za razliku od većine geologa koji su zastupali teoriju da su pojedine vrste životinjskog i biljnog sveta nastajale nezavisno jedna od druge i da je svaka prethodna vrsta nestala usled delovanja prirodnih sila Darvin je tvrdio da se različite vrste razvijaju iz jedne vrste. Po njegovoj teoriji čovek nastao evolucijom čovekolikog majmuna, a tome su se najviše protivili predstavnici crkve jer su smatrali da njegova teorija negira uticaj Boga na stvaranje čoveka i da stavlja čoveka na isti nivo sa životinjama



Gregor Mendel (Gregor Mendel, 1822 - 1884) je austrijski botaničar, koji se smatra začetnikom klasične genetike. Ukrštanjem različitih vrsta graška i prećenjem određenih osobina ustanovio je osnovne principe nasleđivanja. Do tada se smatralo da se osobine potomaka ne mogu unapred predvideti. Mendelovi eksperimenti sa graškom trajali su punih osam godina. Proučavao je 34 različite osobine, a za 7 osobina dao je svoje proračun. Tokom svog života Mendel je bio nepriznat od strane naučnika toga doba i potpuno nepoznat za javnost. Tek 16 godina posle smrti, njegov rad dobija priznanje. Tri naučnika su nezavisno jedan od drugog pronašli Mendelov rad i utvrdili da je on već formulisao osnovne zakone nasleđivanja. Ti zakoni su nazvani Prvi i Drugi Mendelov zakon nasleđivanja i oni predstavljaju osnovu za razvoj naučne discipline zvane genetika.



Luj Paster (Louis Pasteur, 1822 - 1895) bio je francuski mikrobiolog i hemičar. Eksperimentalno je potvrdio da su bakterije izazivači bolesti. Proučavanjem bolesti vina ustanovio je da se klice iz kojih nastaju mikroorganizmi mogu uništiti toplotom i razvio je metodu za zaštitu namirnica kojom se uništavaju bakterije u hrani, koja se po njemu zove pasterizacija. Paster je istraživao vakcine protiv mnogih zaraznih bolesti. Unapredio je metode vakcinacije i pronašao vakcinu protiv besnila koristeći osušenu kičmenu moždinu zaraženih zečeva. Vakcina je prvi put upotrebljena 1885. godine na dečaku koga je ugrizao besan pas.



Robert Koh (Heinrich Hermann Robert Koch, 1843 - 1910) je bio nemački lekar i bakteriolog koji je pronašao bacile koji su izazivali najopasnije bolesti tokom 19 veku. Otkrio je uzročnika turbekuloze, štapićasti bacil koji je po njemu nazvan Kohov bacil, pronašao uzročnike kolere, ispitivao malariju i afričku bolest spavanja. Dobio je Nobelovu nagradu za medicinu 1905. godine.



Aleksander Fleming (Alexander Fleming, 1881 - 1955) je bio škotski mikrobiolog i farmakolog koji je otkrio gljivu Penicillium notatum. Proučavajući bakterije stafilokoke slučajno je otkrio da gljivice plesni sprečavaju rast i razvoj ovih bakterija. 1928 godine, pre odlaska na godišnji odmor 1928. godine Fleming je u svojoj laboratoriji ostavio kolonije stafilokoka. Na povratku sa odmora primetio je da se jedna kolonija ubuđala i da su sve stafilokoke oko buđi uništene. Ostale kolonije su izgledale normalno. Dvanaest godina nakon otkrića gljive Penicillium notatum počela je proizvodnja Penicilina, antibiotika koji je spasio život mnogim ljudima širom planete. 1945. godine je dobio Nobelovu nagradu.

Boske

Lamark 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.

Teodor 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.

Biologija se 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

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.

Tipovi mikroskopa





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.

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.