Zoologi - Zoology

Zoology ( / z ɒ l ə i / ) er den gren av biologi at studier av dyreriket , inklusive struktur , embryologiske , evolusjon , klassifisering , vaner , og distribusjon av alle dyr, både levende og utdødd , og hvordan de samhandle med deres økosystemer . Begrepet er avledet fra antikkgresk ζῷον , zōion ('dyr') og λόγος , logoer ('kunnskap', 'studie').

Selv om mennesker alltid har vært interessert i naturhistorien til dyrene de så rundt dem, og benyttet seg av denne kunnskapen for å tamme visse arter, kan den formelle studien av zoologi sies å ha sin opprinnelse hos Aristoteles . Han så på dyr som levende organismer, studerte deres struktur og utvikling, og vurderte deres tilpasninger til omgivelsene og funksjonen til deres deler. Den greske legen Galen studerte menneskelig anatomi og var en av de største kirurger i den antikke verden, men etter det vestromerske imperiets fall og begynnelsen av tidlig middelalder gikk den greske tradisjonen for medisin og vitenskapelige studier i tilbakegang i vestlig Europa, selv om det fortsatte i den middelalderske islamske verden . Moderne zoologi har sin opprinnelse under renessansen og tidlig moderne periode, med Carl Linné , Antonie van Leeuwenhoek , Robert Hooke , Charles Darwin , Gregor Mendel og mange andre.

Studiet av dyr har i stor grad gått videre til å håndtere form og funksjon, tilpasninger, forhold mellom grupper, atferd og økologi. Zoologi har i økende grad blitt delt inn i disipliner som klassifisering , fysiologi , biokjemi og evolusjon . Med oppdagelsen av strukturen av DNA av Francis Crick og James Watson i 1953, åpnet området for molekylærbiologi seg, noe som førte til fremskritt innen cellebiologi , utviklingsbiologi og molekylær genetikk .

Historie

Conrad Gessner (1516–1565). Hans Historiae animalium regnes som begynnelsen på moderne zoologi.

Zoologiens historie sporer studiet av dyreriket fra gammel til moderne tid. Forhistorisk menneske trengte å studere dyrene og plantene i sitt miljø for å utnytte dem og overleve. Det er hulemalerier, graveringer og skulpturer i Frankrike som dateres tilbake til 15 000 år og viser bison, hester og rådyr i nøye gjengitte detaljer. Lignende bilder fra andre deler av verden illustrerte mest dyrene som ble jaktet på mat, men også de ville dyrene.

Den neolitiske revolusjonen , som er preget av domesticering av dyr, fortsatte over antikken. Eldgammel kunnskap om dyreliv er illustrert av de realistiske skildringene av ville og husdyr i Midtøsten, Mesopotamia og Egypt, inkludert oppdrettspraksis og teknikker, jakt og fiske. Oppfinnelsen av skriving gjenspeiles i zoologien av tilstedeværelsen av dyr i egyptiske hieroglyfer.

Selv om begrepet zoologi som et enkelt sammenhengende felt oppstod mye senere, kom de zoologiske vitenskapene fra naturhistorien og nådde tilbake til de biologiske verkene til Aristoteles og Galen i den gamle gresk-romerske verden . Aristoteles, i det fjerde århundre f.Kr., så på dyr som levende organismer, og studerte deres struktur, utvikling og vitale fenomener. Han delte dem i to grupper, dyr med blod, tilsvarende vårt konsept om virveldyr og dyr uten blod (virvelløse dyr). Han tilbrakte to år på Lesbos , observerte og beskrev dyrene og plantene, med tanke på tilpasninger av forskjellige organismer og funksjonen til deres deler. Fire hundre år senere dissekerte den romerske legen Galen dyr for å studere deres anatomi og funksjonen til de forskjellige delene, fordi disseksjon av menneskelige kadavere var forbudt på den tiden. Dette resulterte i at noen av konklusjonene hans var falske, men i mange århundrer ble det ansett som kjettersk å utfordre noen av hans synspunkter, så studiet av anatomi forstyrret.

I løpet av den postklassiske tiden var vitenskap og medisin i Midtøsten den mest avanserte i verden, og integrerte konsepter fra antikkens Hellas, Roma, Mesopotamia og Persia, samt den gamle indiske tradisjonen med Ayurveda , mens de gjorde mange fremskritt og nyvinninger. På 1200 -tallet produserte Albertus Magnus kommentarer og omskrivninger av alle Aristoteles verk; bøkene hans om emner som botanikk, zoologi og mineraler inkluderte informasjon fra eldgamle kilder, men også resultatene av hans egne undersøkelser. Hans generelle tilnærming var overraskende moderne, og han skrev: "For det er [naturvitenskapens oppgave] ikke bare å akseptere det vi blir fortalt, men å undersøke årsakene til naturlige ting." En tidlig pioner var Conrad Gessner , hvis monumentale 4.500-siders leksikon over dyr, Historia animalium , ble utgitt i fire bind mellom 1551 og 1558.

I Europa forble Galens arbeid med anatomi stort sett uovertruffen og uimotsagt frem til 1500 -tallet. Under renessansen og den tidlige moderne perioden ble den zoologiske tanken revolusjonert i Europa av en fornyet interesse for empiri og oppdagelsen av mange nye organismer. Fremtredende i denne bevegelsen var Andreas Vesalius og William Harvey , som brukte eksperimentering og nøye observasjon i fysiologi , og naturforskere som Carl Linnaeus , Jean-Baptiste Lamarck og Buffon som begynte å klassifisere mangfoldet av liv og fossilopptegnelser , samt studere utviklingen og oppførselen til organismer. Antonie van Leeuwenhoek gjorde pionerarbeid innen mikroskopi og avslørte mikroorganismenes tidligere ukjente verden og la grunnlaget for celleteori . van Leeuwenhoek sine observasjoner ble godkjent av Robert Hooke ; alle levende organismer var sammensatt av en eller flere celler og kunne ikke generere spontant. Celleteori ga et nytt perspektiv på livets grunnleggende grunnlag.

Etter å ha tidligere vært herrenes naturforskere, på 1700-, 1800- og 1900 -tallet, ble zoologien en stadig mer profesjonell vitenskapelig disiplin . Utforsker-naturforskere som Alexander von Humboldt undersøkte samspillet mellom organismer og deres miljø, og måtene dette forholdet avhenger av geografi, og la grunnlaget for biogeografi , økologi og etologi . Naturalister begynte å avvise essensialisme og vurdere viktigheten av utryddelse og artens mutabilitet .

Denne utviklingen, så vel som resultatene fra embryologiske og paleontologi , ble syntetisert i 1859 publikasjon av Charles Darwin teori om evolusjon ved naturlig utvalg ; i dette satte Darwin teorien om organisk evolusjon på en ny fot, ved å forklare prosessene den kan forekomme, og gi observasjonsbevis for at den hadde gjort det. Darwins teori ble raskt akseptert av det vitenskapelige samfunnet og ble snart et sentralt aksiom for den raskt utviklende vitenskapen om biologi. Grunnlaget for moderne genetikk begynte med arbeidet til Gregor Mendel på erter i 1865, selv om betydningen av arbeidet hans ikke ble realisert den gangen.

Darwin ga en ny retning til morfologi og fysiologi , ved å forene dem i en felles biologisk teori: teorien om organisk evolusjon. Resultatet var en rekonstruksjon av klassifiseringen av dyr på slektsgrunnlag , ny undersøkelse av dyrs utvikling og tidlige forsøk på å bestemme deres genetiske forhold. På slutten av 1800 -tallet falt den spontane generasjonen og fremveksten av kimteorien om sykdom , selv om arvsmekanismen forble et mysterium. På begynnelsen av 1900 -tallet førte gjenoppdagelsen av Mendels arbeid til den raske utviklingen av genetikk , og på 1930 -tallet skapte kombinasjonen av populasjonsgenetikk og naturlig utvalg i den moderne syntesen evolusjonær biologi .

Forskning innen cellebiologi er sammenkoblet med andre felt som genetikk, biokjemi , medisinsk mikrobiologi , immunologi og cytokjemi . Med sekvensering av DNA -molekylet av Francis Crick og James Watson i 1953, åpnet området for molekylærbiologi seg, noe som førte til fremskritt innen cellebiologi , utviklingsbiologi og molekylær genetikk . Studien av systematikk ble transformert ettersom DNA -sekvensering belyste graden av affinitet mellom forskjellige organismer.

omfang

Zoologi er grenen av vitenskap som omhandler dyr . En art kan defineres som den største gruppen organismer der to individer av det riktige kjønnet kan produsere fruktbare avkom; Omtrent 1,5 millioner dyrearter er beskrevet, og det er anslått at så mange som 8 millioner dyrearter kan eksistere. En tidlig nødvendighet var å identifisere organismer og gruppere dem i henhold til deres egenskaper, forskjeller og forhold, og dette er taksonomens felt . Opprinnelig ble det antatt at arter var uforanderlige, men med ankomsten av Darwins evolusjonsteori ble kladistikkfeltet til og studerte forholdet mellom de forskjellige gruppene eller kladene . Systematikk er studiet av diversifisering av levende former, evolusjonshistorien til en gruppe er kjent som fylogeni , og forholdet mellom kladene kan vises diagrammatisk i et kladogram .

Selv om noen som har gjort en vitenskapelig undersøkelse av dyr historisk sett ville ha beskrevet seg selv som en zoolog, har begrepet kommet til å referere til de som arbeider med individuelle dyr, mens andre beskriver seg selv mer spesifikt som fysiologer, etologer, evolusjonsbiologer, økologer, farmakologer, endokrinologer eller parasittologer.

Grener av zoologi

Selv om studiet av dyreliv er gammelt, er dets vitenskapelige inkarnasjon relativt moderne. Dette gjenspeiler overgangen fra naturhistorie til biologi på begynnelsen av 1800 -tallet. Siden Hunter og Cuvier har komparativ anatomisk studie blitt assosiert med morfografi , som har formet de moderne områdene innen zoologisk undersøkelse: anatomi , fysiologi , histologi , embryologi , teratologi og etologi . Moderne zoologi oppstod først ved tyske og britiske universiteter. I Storbritannia var Thomas Henry Huxley en fremtredende skikkelse. Hans ideer var sentrert om dyrenes morfologi . Mange anser ham som den største komparative anatom i siste halvdel av 1800 -tallet. I likhet med Hunter , var kursene hans sammensatt av forelesninger og praktiske laboratorietimer i motsetning til det forrige forelesningsformatet.

Klassifisering

Vitenskapelig klassifisering i zoologi , er en metode der zoologer grupperer og kategoriserer organismer etter biologisk type , for eksempel slekt eller art . Biologisk klassifisering er en form for vitenskapelig taksonomi . Moderne biologisk klassifisering har sin rot i arbeidet til Carl Linné , som grupperte arter etter delte fysiske egenskaper. Disse grupperingene har siden blitt revidert for å forbedre konsistensen med det darwinistiske prinsippet om felles avstamning . Molekylær fylogenetikk , som bruker nukleinsyresekvens som data, har drevet mange nyere revisjoner og vil trolig fortsette å gjøre det. Biologisk klassifisering tilhører vitenskapen om zoologisk systematikk .

Linnés bord over dyreriket fra den første utgaven av Systema Naturae (1735)

Mange forskere anser nå systemet med fem riker som utdatert. Moderne alternative klassifiseringssystemer starter vanligvis med systemet med tre domener : Archaea (opprinnelig Archaebacteria); Bakterier (opprinnelig Eubacteria); Eukaryota (inkludert protister , sopp , planter og dyr ) Disse domenene reflekterer om cellene har kjerner eller ikke, samt forskjeller i den kjemiske sammensetningen av celleens eksteriør.

Videre brytes hvert rike rekursivt til hver art er klassifisert separat. Ordren er: Domene ; rike ; fylum ; klasse ; rekkefølge ; familie ; slekt ; arter . Det vitenskapelige navnet på en organisme er generert fra dens slekt og art. For eksempel er mennesker oppført som Homo sapiens . Homo er slekten, og sapiens den spesifikke epitet, som begge utgjør artens navn. Når du skriver det vitenskapelige navnet på en organisme, er det riktig å bruke den første bokstaven i slekten og sette hele det spesifikke epitetet i små bokstaver. I tillegg kan hele begrepet være kursiv eller understreket.

Det dominerende klassifikasjonssystemet kalles Linnés taksonomi . Den inkluderer rekker og binomial nomenklatur . Klassifiseringen, taksonomien og nomenklaturen til zoologiske organismer administreres av International Code of Zoological Nomenclature . Et sammenslått utkast, BioCode, ble utgitt i 1997 i et forsøk på å standardisere nomenklaturen, men har ennå ikke blitt formelt vedtatt.

Virveldyr og virvelløse dyreliv

Vertebrat zoologi er den biologiske disiplinen som består av studier av virveldyr , det vil si dyr med ryggrad , som fisk , amfibier , reptiler , fugler og pattedyr . De forskjellige taksonomisk orienterte fagene som pattedyr , biologisk antropologi , herpetologi , ornitologi og iktologi søker å identifisere og klassifisere arter og studere strukturene og mekanismene som er spesifikke for disse gruppene. Resten av dyreriket blir behandlet av virvelløse zoologier , en stor og svært mangfoldig gruppe av dyr som inkluderer svamper , pighuder , tunikaer , ormer , bløtdyr , leddyr og mange andre phyla , men encellede organismer eller protister er vanligvis ikke inkludert .

Strukturell zoologi

Cellebiologi studerer de strukturelle og fysiologiske egenskaper av celler , inkludert deres oppførsel , interaksjoner og miljø . Dette gjøres på både mikroskopiske og molekylære nivåer for encellede organismer som bakterier så vel som de spesialiserte cellene i flercellede organismer som mennesker . Å forstå cellers struktur og funksjon er grunnleggende for alle biologiske vitenskaper. Likhetene og forskjellene mellom celletyper er spesielt relevante for molekylærbiologi.

Anatomi vurderer former for makroskopiske strukturer som organer og organsystemer. Den fokuserer på hvordan organer og organsystemer fungerer sammen i menneskers og dyrs kropper, i tillegg til hvordan de fungerer uavhengig. Anatomi og cellebiologi er to studier som er nært beslektede, og kan kategoriseres under "strukturelle" studier. Komparativ anatomi er studiet av likheter og forskjeller i anatomi til forskjellige grupper. Det er nært knyttet til evolusjonsbiologi og fylogeni ( artens utvikling ).

Fysiologi

Animalsk anatomisk gravering fra Handbuch der Anatomie der Tiere für Künstler .

Fysiologi studerer de mekaniske, fysiske og biokjemiske prosessene til levende organismer ved å prøve å forstå hvordan alle strukturene fungerer som en helhet. Temaet "struktur for å fungere" er sentralt i biologien. Fysiologiske studier har tradisjonelt blitt delt inn i plantefysiologi og dyrefysiologi , men noen fysiologiske prinsipper er universelle, uansett hvilken bestemt organisme som studeres. For eksempel kan det som er lært om fysiologien til gjærceller også gjelde for menneskelige celler. Dyrefysiologiens område utvider verktøyene og metodene for menneskelig fysiologi til ikke-menneskelige arter. Fysiologi studerer hvordan for eksempel nervøse , immun- , endokrine , respiratoriske og sirkulasjonssystemer fungerer og samhandler.

Utviklingsbiologi

Utviklingsbiologi er studiet av prosessene som dyr og planter reproduserer og vokser. Disiplinen inkluderer studier av embryonal utvikling , celledifferensiering , regenerering , aseksuell og seksuell reproduksjon , metamorfose og vekst og differensiering av stamceller i den voksne organismen. Utvikling av både dyr og planter vurderes videre i artiklene om evolusjon , populasjonsgenetikk , arvelighet , genetisk variabilitet , mendelsk arv og reproduksjon .

Evolusjonær biologi

Evolusjonær biologi er biologiens underfelt som studerer de evolusjonære prosessene (naturlig utvalg, vanlig nedstigning, spesiering) som produserte mangfoldet av liv på jorden. Evolusjonær forskning er opptatt av opprinnelsen og nedstigningen til arter , samt deres endring over tid, og inkluderer forskere fra mange taksonomisk orienterte disipliner. For eksempel involverer det generelt forskere som har spesiell opplæring i bestemte organismer som pattedyr , ornitologi , herpetologi eller entomologi , men bruker disse organismer som systemer for å svare på generelle spørsmål om evolusjon.

Evolusjonær biologi er delvis basert på paleontologi , som bruker fossilopptegnelsen til å svare på spørsmål om evolusjonens modus og tempo, og delvis på utviklingen på områder som populasjonsgenetikk og evolusjonsteori. Etter utviklingen av DNA -fingeravtrykksteknikker på slutten av 1900 -tallet, har anvendelsen av disse teknikkene i zoologi økt forståelsen av dyrepopulasjoner. På 1980-tallet kom utviklingsbiologien inn på evolusjonsbiologien igjen fra den første ekskluderingen fra den moderne syntesen gjennom studiet av evolusjonsutviklingsbiologi . Beslektede felt som ofte regnes som en del av evolusjonsbiologi er fylogenetikk , systematikk og taksonomi .

Etologi

Måkeunger hakker på rød flekk på mors nebb for å stimulere den oppstøtende refleksen.

Etologi er den vitenskapelige og objektive studien av dyrs oppførsel under naturlige forhold, i motsetning til atferdisme , som fokuserer på atferdsresponsstudier i laboratorier. Etologer har vært spesielt opptatt av utviklingen av atferd og forståelse av atferd når det gjelder teorien om naturlig seleksjon . På en måte var den første moderne etologen Charles Darwin , hvis bok, The Expression of the Emotions in Man and Animals , påvirket mange fremtidige etologer.

En delfelt av etologi er atferdsøkologi som forsøker å besvare Nikolaas Tinbergen 's fire spørsmål med hensyn til dyrs atferd: hva er proximate årsakene til atferd, den utviklingshistorie av organismen, den overlevelsesverdi og fylogeni av atferden? Et annet studieområde er dyrekognisjon , som bruker laboratorieeksperimenter og nøye kontrollerte feltstudier for å undersøke et dyrs intelligens og læring.

Biogeografi

Biogeografi studerer den romlige fordelingen av organismer på jorden , med fokus på emner som platetektonikk , klimaendringer , spredning og migrasjon og kladistikk . Det er et integrert fagområde som forener konsepter og informasjon fra evolusjonsbiologi , taksonomi , økologi , fysisk geografi , geologi , paleontologi og klimatologi . Opprinnelsen til dette fagområdet er bredt akkreditert av Alfred Russel Wallace , en britisk biolog som hadde noen av hans arbeider i fellesskap publisert med Charles Darwin .

Molekylbiologi

Molekylærbiologi studerer de vanlige genetiske og utviklingsmekanismene til dyr og planter, og prøver å svare på spørsmålene angående mekanismene for genetisk arv og genets struktur . I 1953 beskrev James Watson og Francis Crick strukturen til DNA og interaksjonene i molekylet, og denne publikasjonen satte i gang forskning på molekylærbiologi og økt interesse for emnet. Mens forskere praktiserer teknikker som er spesifikke for molekylærbiologi, er det vanlig å kombinere disse med metoder fra genetikk og biokjemi . Mye av molekylærbiologi er kvantitativt, og nylig har det blitt utført en betydelig mengde arbeid med datatekniske teknikker som bioinformatikk og beregningsbiologi . Molekylær genetikk , studiet av genstruktur og funksjon, har vært blant de mest fremtredende underområdene innen molekylærbiologi siden begynnelsen av 2000-tallet. Andre grener av biologi blir informert av molekylærbiologi, ved enten å studere interaksjoner mellom molekyler i seg selv, for eksempel i cellebiologi og utviklingsbiologi , eller indirekte, hvor molekylære teknikker brukes til å utlede historiske attributter for populasjoner eller arter , som i felt innen evolusjonsbiologi som populasjonsgenetikk og fylogenetikk . Det er også en lang tradisjon for å studere biomolekyler "fra grunnen", eller molekylært, i biofysikk .

Se også

Merknader

Referanser

Eksterne linker