Biologie: Einführung

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Das Wort Biologie kommt aus dem griechischen bios (βίος) = Leben und logos (λόγος) = Lehre; Biologie ist also die Lehre vom Leben. Sie untersucht, beschreibt und analysiert die Struktur und Funktion der Lebewesen.

Aber was ist eigentlich Leben? Wie können wir es definieren?

Alle Lebewesen sind aus Zellen aufgebaut, die durch Membranen von der Außenwelt abgegrenzt sind. Die Unterschiede zwischen Lebewesen und der unbelebten Natur sind so offensichtlich, daß man alleine durch Beobachtungen den Begriff Leben erklären kann.

Man findet, dass Lebewesen einen Stoffwechsel haben, wachsen, sich fortpflanzen, sich bewegen und auf Reize aus ihrer Umwelt reagieren. Oder, in einem Satz (McKay, 1991): Leben ist ein materielles System, das sich fortpflanzt, sich verändert und der natürlichen Auslese unterliegt.

Ordnung	Fortpflanzung	Wachstum und Entwicklung	Stoffwechsel	Ausscheidung
Auch wenn sie auf den ersten Blick nicht immer sichtbar ist, spielt Ordnung in allen Ebenen der Biologie eine wichtige Rolle. Zum Beispiel unterliegt die Anordnung der Samen einer Sonnenblume mathematischen Gesetzen (Fibonaccizahlen)	Die Biogenese, das Grundprinzip, dass Leben nur aus Leben hervor geht. Dabei wird das in der DNA enthaltene Erbgut an die nachfolgende Generation weitergegeben.	Die Entwicklung und das Wachstum eines Organismus wird von seiner DNA gesteuert. So entwickeln sich diese Kaulquappen zu Fröschen.	Ein Bussard verschlingt ein Beutetier, welches dann in körpereigene Stoffe umgewandelt wird.	Stoffe, welche vom Körper nicht mehr benötigt werden oder giftig sind, werden über entsprechende Organe oder Organellen ausgeschieden.
Regulationsfähigkeit	Evolutionäre Anpassung	Reizbarkeit	Wechselbeziehung	Sterben
Die Homöostase hält das innere Milieu eines Organismus innerhalb bestimmter Grenzen aufrecht. Mit den großen Ohren regulieren Elefanten ihre Körpertemperatur, indem sie mehr oder weniger Blut durch sie hindurchfließen lassen.	Lebewesen passen sich ihrer Umwelt an, wenn sie einen Vorteil davon haben. So hat sich der Baumpython im Laufe der Zeit grün gefärbt, damit ist er im dichten Dschungel optimal getarnt.	Lebewesen reagieren auf äußere Reizeinflüsse, eine Spinne reagiert auf das Signal einer Beute damit, diese einzuspinnen.	Alle Lebewesen interagieren miteinander auf verschiedene Art und Weise, hier z.B. reagiert eine Buche auf einen Parasiten, indem sie ihn mit baulichen Veränderungen einschließt.	Alle Lebewesen müssen Sterben.

Heute definiert man Lebewesen auch als Naturkörper, die Nucleinsäuren und Proteine besitzen und fähig sind, solche Moleküle selber zu synthetisieren. Die Lebenserscheinungen sind also regulierte Reaktionen der Biomoleküle.

Bis ins Mittelalter beruhte die Biologie ausschließlich auf Beobachtungen der Natur. Mit der Erfindung des Mikroskops im 16. und 17. Jahrhundert erhielten die Wissenschaftler viele neue Erkenntnisse über die Anatomie – im Großen und im Kleinen.

Der Begriff Biologie wurde vermutlich das erste Mal von Karl Friedrich Burdach um 1800, Gottfried Reinhold Treviranus um 1802 und Jean-Baptiste Lamarck, ebenfalls 1802, im Zusammenhang mit der Erforschung der Natur verwendet. Das Wort selbst tauchte 1766 in dem Werk "Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia, phytologia generalis et dendrologica" von Michael Christoph Hanov auf. Vorher bezeichnete man die Beobachtung von Tieren und Pflanzen als Naturgeschichte oder Naturphilosophie.

Die Entwicklung der Chemie beeinflusste auch die weitere Entwicklung der Biologie. Man begann experimentelle Methoden auf biologische Systeme anzuwenden, was dann auch zur Entdeckung der Fermentation und der Photosynthese führte.

Im Laufe der nächsten Jahrhunderte wurden neue Aspekte der Biologie erschlossen. Als Beispiel seien genannt die Evolutionstheorie, die Genetik und die Molekularbiologie.

Die moderne Biologie ist eine äußerst vielfältige Wissenschaft, die in viele verschiedene Fachgebiete (z.B. Zellbiologie, Genetik, Zoologie, Botanik, Physiologie u.v.a.m.) unterteilt ist und sich der Erkenntnisse und Methoden aus Physik und Chemie bedient. Sie gewinnt wie diese ihre Erkenntnisse aus strukturiertem Beobachten, Dokumentation der Ergebnisse, Hypothesenbildung und der Testung der Hypothesen im Experiment (wissenschaftliche Methodik, engl.: scientific method). Als Bindeglieder zwischen Physik und Biologie bzw. zwischen Chemie und Biologie haben sich Biophysik und Biochemie als selbstständige Disziplinen entwickelt.

Heute beginnt man, die Erkenntnisse der biologischen Forschung zur Veränderung der Natur bzw. Umwelt zu benutzen. Die Biologie hat sich von einer rein beobachtenden Wissenschaft zu einer angewandten Wissenschaft gewandelt, die ungeahnte Möglichkeiten für Medizin, Biotechnologie und andere Anwendungsgebiete hat. Nicht immer im positiven Sinne. Denn mit der so errungenen Macht über die Schöpfung ist auch eine gewaltige Verantwortung verbunden. Dies bedeutet, dass man sich immer fragen muss, ob man das, was möglich ist, auch tun darf.

Die Ergebnisse der Forschung finden vielfältige Anwendung u.a. in der Medizin (z.B. Erkennen von Ursachen und Auswirkungen von Krankheiten), in der Pharmazie (z.B. Erzeugung von Medikamenten durch genetisch veränderte Mikroorganismen) und in der Landwirtschaft (z.B. Züchtung von Nutzpflanzen, die an bestimmte Lebensbedingungen besser angepasst sind).

Über die zukünftige Entwicklung und Bedeutung der Biologie kann man nur spekulieren. Dafür scheint es zwei mögliche Wege zu geben: Entweder orientiert sich die Forschung immer stärker an den Bedürfnissen der Industrie und Gesellschaft und führt zu einer immer stärkeren Spezialisierung der einzelnen Fachgebiete, oder sie besinnt sich auf ihre ursprüngliche Aufgabe, die Natur möglichst umfassend zu verstehen und zu beschreiben.

Wir werden sehen, was die Zukunft bringt.