اطلاعات عمومی
زیست شناسی چیست؟ و زیست شناس کیست؟
زیست شناسی مطالعه علمی زندگی و موجودات زنده است و می تواند بر بسیاری از چیزها متمرکز شود – چگونه یک موجود زنده به وجود آمده است، چگونه ساخته شده است، چگونه رشد می کند، چگونه عمل می کند، چه کاری می کند و یا کجا زندگی می کند.
زیست شناس کیست و چه می کند؟
زیست شناس دانشمندی است که موجودات زنده و ارتباط آن ها با محیط خود را مطالعه می کند.
زیست شناسان انسان ها، حیوانات، گیاهان و باکتری ها را مطالعه می کنند تا درک بهتری از نحوه عملکرد بدن و طبیعت و نحوه تأثیر عوامل خارجی بر هر موجود زنده، داشته باشند. مطالعه این موارد می تواند بسیار پیچیده و فوق العاده متنوع باشد زیرا میلیون ها موجود زنده برای مطالعه و راه برای مطالعه آن ها وجود دارد.
غیر ممکن است که در کل حوزه زیست شناسی متخصص باشید. به همین دلیل، زیست شناسان اغلب تخصص در یک زمینه خاص را انتخاب می کنند و این حوزه را با جزئیات پیچیده مطالعه می کنند. آن ها از روش های پایه ای و پیشرفته تحقیق برای جمع آوری داده ها برای اثبات یا رد نظریه ها در مورد نحوه عملکرد یک موجود زنده استفاده خواهند کرد.
زیست شناسان می توانند در حوزه زیست شناسی ماکروسکوپی یا میکروسکوپی فعالیت کنند. زیست شناسی ماکروسکوپی شامل اجسامی است که قابل اندازه گیری بوده و با چشم غیر مسلح قابل مشاهده هستند. از سوی دیگر، زیست شناسی میکروسکوپی برای مشاهده اجسام مورد مطالعه خود نیاز به میکروسکوپ دارد. زیست شناسان می توانند در هر مرحله به هر دو نوع تحقیق بپردازند و این امری رایج است.
زیست شناسانی که تحقیقات بنیادی انجام می دهند به دنبال درک پاسخ این سوال هستند که چه مکانیسم هایی عملکرد ماده زنده را کنترل می کنند. زیست شناسان درگیر در تحقیقات کاربردی سعی در توسعه یا بهبود فرایند ها در زمینه هایی مانند پزشکی و صنعت دارند.
هر نوع زیست شناس شغل خاصی دارد. درست مانند هر حیوان، گیاه یا موجودات دیگر در این جهان که نقش مهمی در اکوسیستم مورد مطالعه دارند. ده زیر شاخه اصلی زیست شناسی وجود دارد که می توانید برای کاوش انتخاب کنید. در این زیر شاخه ها انواع مختلفی از مشاغل زیست شناسی وجود دارند که می توانید در آن ها تخصص پیدا کنید:
آناتومی
آناتومی شاخه ای از زیست شناسی (و پزشکی) است که به مطالعه ساختارهای داخلی موجودات زنده می پردازد. قدمت آن به بیش از 2000 سال قبل از یونانیان باستان برمی گردد و به سه حوزه تقسیم می شود: آناتومی انسان، آناتومی حیوانات (زوتومی) و آناتومی گیاهی (فیتوتومی).
آناتومی انسان ساختارهای بدن انسان را مطالعه می کند و در نحوه تعامل قسمت های داخلی بدن انسان ها با یکدیگر برای ایجاد یک واحد عملکردی تحقیق می کند. این شاخه از زیست شناسی کلید درک سلامت و مراقبت های بهداشتی است.
آناتومی انسان را می توان به آناتومی ناخالص (یا آناتومی ماکرو) – که به ساختار هایی که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده هستند، مربوط می شود – و آناتومی میکروسکوپی (یا بافت شناسی) – که به سلول ها و بافت هایی اشاره دارد که بسیار کوچک بوده و با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیستند – تقسیم کرد.
آناتومی حیوانات ساختارهای بدن حیوانات را به منظور درک و تشخیص طبیعی و تعیین غیرطبیعی مورد مطالعه قرار می دهد. این امر در تشخیص بیماری ها، تعیین صدمات، درک مراحل رشد و محدودیت های فیزیکی برخی از گونه های حیوانی بسیار مهم است.
آناتومی حیوانات هنگام کار با حیوانات در هر زمینه ای ضروری بوده و پایه و اساس هرگونه مطالعه بیشتر بر روی حیوانات است.
آناتومی گیاهی ساختارهای داخلی گیاهان را معمولاً در سطح سلولی مطالعه می کند و اغلب شامل برش بافت ها و میکروسکوپ است.
یک سلول گیاهی دارای یک دیواره قوی از سلولز است که به آن شکل محکمی می دهد. سلول های گیاهی از این نظر که دارای کلروپلاست اند، متفاوت از سلول های جانوری هستند. (کلروپلاست ها نور و انرژی خورشید را جذب کرده و آن را به مواد مغذی تبدیل می کنند.) سلول های تخصصی به بافت هایی تقسیم می شوند که عملکرد های خاصی دارند. آوند های گیاه از توزیع آب، مواد مغذی و مواد معدنی در سراسر گیاه اطمینان حاصل می کنند.
آناتومی گیاهی به دسته های ساختاری زیر تقسیم می شود: آناتومی گل، آناتومی برگ، آناتومی ساقه، آناتومی میوه/بذر، آناتومی چوب و آناتومی ریشه.
مورفولوژی
مورفولوژی شاخه ای از زیست شناسی است که ساختار موجودات زنده، روابط بین ساختارهای آن ها و ویژگی های ساختاری خاص را مورد مطالعه قرار می دهد. این شاخه شامل ظاهر بیرونی یا مورفولوژی خارجی (شکل، ساختار، رنگ، الگو، اندازه) و همچنین ساختار داخلی (مورفولوژی داخلی) مانند استخوان ها و اندام ها می شود.
مورفولوژی شامل مطالعه ساختارهای بیولوژیکی از ماکروسکوپی تا مولکولی است. این امر برای پزشکان، دام پزشکان و آسیب شناسان گیاهی بسیار مهم است زیرا همه آن ها با علل و انواع تغییرات ساختاری ناشی از بیماری های خاص سر و کار دارند.
بافت شناسی (هیستولوژی)
بافت شناسی (یا میکروآناتومی) شاخه ای از زیست شناسی است که به مطالعه میکروسکوپی بافت های گیاهی و جانوری می پردازد. مطالعه اندام ها (ارگانولوژی) و مطالعه سلول ها (سیتولوژی) نیز تحت نظر بافت شناسی قرار می گیرند.
هیستوپاتولوژی شاخه ای از بافت شناسی است که شامل شناسایی میکروسکوپی و مطالعه بافت بیمار است. تشخیص صحیح سرطان و سایر بیماری ها به بررسی بافت شناسی نمونه های بافتی گرفته شده، توسط پزشکان و آسیب شناسان بستگی دارد.
اطلاعات تشخیصی بر اساس آن چه این افراد مشاهده می کنند، تعیین می شود.
هیستوتکنولوژی حوزه ای از بافت شناسی است که شامل آماده سازی بافت ها برای بررسی میکروسکوپی است. تکنسین های بافت شناسی، هیستوتکنولوژیست ها و تکنسین های آزمایشگاهی پرسنلی هستند که برای تهیه این نمونه ها آموزش دیده اند.
بوم شناسی (اکولوژی)
بوم شناسی شاخه ای از زیست شناسی است که به مطالعه رابطه و تعامل موجودات زنده بین خود و با محیط اطراف خود می پردازد. به بیان ساده، اکولوژی به ما کمک می کند تا وابستگی متقابل بین مردم و جهان طبیعی را درک کنیم.
بوم شناسان در مورد روابط بین موجودات زنده و محیط آن ها و همچنین عواقبی که این روابط می تواند بر محیط زیست داشته باشد، مطالعه می کنند. آن ها همچنین می توانند با آموزش جوامع محلی در مورد مسائل زیست محیطی و اکوسیستم های منطقه خود، به آن ها یاد دهند که جهان طبیعی که در آن زندگی می کنیم را درک و از آن قدردانی کنند.
فیزیولوژی
فیزیولوژی شاخه ای از زیست شناسی است که مکانیسم ها و عملکرد موجودات زنده که در یک سیستم زنده عمل می کنند را مورد مطالعه قرار می دهد. این رشته را می توان به فیزیولوژی حیوانات (از جمله انسان)، فیزیولوژی گیاه، فیزیولوژی سلولی و فیزیولوژی میکروبی تقسیم کرد. در همه زمینه ها، تمرکز بر این است که چگونه اندام ها، موجودات زنده، سیستم های اندام، سلول ها و مولکول های زیستی موجود در یک سیستم زنده، قادر به انجام وظایف شیمیایی و فیزیکی خود هستند.
رشته فیزیولوژی برخی از فعال ترین حوزه های علوم زیستی امروزی مانند علوم اعصاب، غدد درون ریز و ایمونولوژی را به وجود آورده است.
سیتولوژی
سیتولوژی شاخه ای از زیست شناسی است که به مطالعه ساختار، عملکرد و ترکیب سلول ها می پردازد. این شاخه تحت نظر آسیب شناسی است زیرا این تخصص می تواند با بررسی نمونه های بافتی بدن، بیماری ها و شرایط خاصی را تعیین کرده و تشخیص دهد. معاینه را می توان با بررسی خون، ادرار و مایع نخاعی انجام داد – نمونه هایی که با مکش توسط سرنگ بیرون کشیده می شوند (تنفس می شود) و یا خراشیده یا شسته شده اند. (به عنوان مثال: اسمیر دهانه رحم.)
برای انجام ارزیابی سیتولوژیکی، مواد مورد بررسی باید روی یک اسلاید شیشه ای پخش شده و سپس رنگ آمیزی شوند. سپس پاتولوژیست با استفاده از میکروسکوپ تک تک سلول های نمونه را بررسی می کند.
جنین شناسی
جنین شناسی شاخه ای از زیست شناسی و پزشکی است که به مطالعه رویان ها و تغییرات تکاملی آن ها قبل از تولد و پس از تشکیل زیگوت می پردازد. (زیگوت یک سلول تخم بارور شده است که از لقاح تخمک ماده با اسپرم نر ایجاد می شود). جنین شناسی تراتولوژی را نیز شامل می شود که مطالعه اختلالات مادرزادی قبل از تولد است.
اصطلاح جنین (در انسان) اشاره به موضوع تقسیم سلول ها از زمان اتصال زیگوت به دیواره رحم تا پایان هفته هشتم پس از لقاح دارد. در هفته هشتم پس از لقاح، انسان در حال رشد را جنین می نامند.
جنین شناسان می توانند در حوزه تحقیقات بالینی کار کنند یا همراه با پزشکان در جهت کمک به بیماران مبتلا به مسائل سلامت باروری یا بیمارانی که نیاز به حمایت باروری دارند، همکاری کنند. جنین شناسان بالینی به لقاح آزمایشگاهی کمک کرده و مسئول بازیابی تخمک ها و انجام آزمایشات روی آن ها هستند. برخی از جنین شناسان با تبدیل شدن به محققان باروری، جنین شناسان ارشد، پروفسور و آندرولوژیست ها، حرفه خود را ادامه می دهند.
طبقه بندی (تاکسونومی)
طبقه بندی شاخه ای از زیست شناسی است که شامل شناسایی، توصیف، طبقه بندی و نامگذاری موجودات زنده بر اساس ویژگی های مشترک است. موجودات زنده با هم گروه بندی شده و رتبه بندی می شوند. این گروه بندی ها از یک مرتبه خاص را می توان در کنار هم قرار داد و آن ها را تبدیل به یک گروه بزرگ با رتبه بالاتر کرده و در نتیجه یک سلسله مراتب طبقه بندی ایجاد کرد.
تاکسونومیست یک زیست شناس است که موجودات را به دسته هایی دسته بندی می کند. وظایف وی ممکن است شامل مطالعه ساختار یک گونه، نقشه برداری DNA آن، عکاسی یا ترسیم آن، جمع آوری نمونه ها و بررسی و کالبد شکافی نمونه در زیر میکروسکوپ باشد.
اگرچه بیش از یک میلیون گونه گیاهی و جانوری قبلاً توسط تاکسونومیست ها کشف و شناسایی شده اند اما محققان تخمین می زنند که در حال حاضر بیش از دو میلیارد گونه در جهان وجود دارد. این تلاش تاکسونومیست است که تا آن جا که ممکن است بسیاری از این گونه های گیاهی و جانوری را کشف کرده و یافته های خود را با جهان به اشتراک بگذارد.
ژنتیک
ژنتیک شاخه ای از زیست شناسی است که به بررسی انتقال ویژگی های ارثی از نسلی به نسل دیگر می پردازد. واحد اصلی وراثت ژن است و هر موجود زنده حاوی مواد ژنتیکی است که مولکول های DNA را تشکیل می دهند. ژن ها مانند دستورالعمل هایی هستند که به بدن شما می گویند چگونه همه چیزهایی را که برای زنده ماندن و رشد نیاز دارد، بسازد. این ماده ژنتیکی هنگام تکثیر موجودات زنده منتقل می شود.
متخصصان ژنتیک، بیماران مبتلا به بیماری های ارثی یا ناهنجاری های مادرزادی را ارزیابی، تشخیص و مدیریت می کنند و همچنین به بیماران مبتلا به اختلالات ژنتیکی مشاوره می دهند.
آن ها امیدوارند بتوانند از این اطلاعات ژنتیکی برای فهمیدن این که چه اتفاقی می افتد که ژن ها درست کار نمی کنند، استفاده کنند. آن ها همچنین امیدوارند از این اطلاعات ژنتیکی برای تشخیص، درمان و پیشگیری بسیاری از بیماری ها در آینده استفاده کنند. این دانش همچنین می تواند به داروها و درمان های موثرتری منجر شود.
دیرینه شناسی
دیرینه شناسی شاخه ای از زیست شناسی است که به بررسی فسیل ها برای تعیین تکامل یک موجود می پردازد. این مطالعه علمی حیات قبل از دوران هولوسن (تقریباً 11700 سال قبل از امروز) وجود داشته است.
دیرینه شناسی تلاقی بین زیست شناسی و زمین شناسی است و از تکنیک های برگرفته از بیوشیمی، ریاضیات و مهندسی استفاده می کند. این امر به دیرینه شناسان این امکان را داده است که تاریخ حیات (فسیل های بدنی و شواهد فسیلی ردیابی شده) را تقریباً در حدود 8/3 میلیارد سال پیش کشف کنند.
چندین حوزه مطالعاتی در زمینه دیرینه شناسی وجود دارد که می توان یکی از آن ها را انتخاب کرد:
Biostratigraphy – مطالعه توزیع عمودی فسیل ها در سنگ ها
دیرینه شناسی بی مهرگان – مطالعه فسیل های حیوانات بدون ستون فقرات
Paleobotany – مطالعه فسیل های گیاهی
Micropaleontology – مطالعه فسیل موجودات تک سلولی
دیرینه شناسی مهره داران – مطالعه فسیل حیوانات دارای ستون فقرات
Paleoecology – مطالعه اکوسیستم های باستانی و نحوه توسعه آنها
Taphonomy – مطالعه نحوه شکل گیری و حفظ فسیل ها
بیوتکنولوژی
بیوتکنولوژی شاخه ای از زیست شناسی است که به مطالعه کاربردهای فرایندهای بیولوژیکی به نفع بشر و کره زمین می پردازد. بیوتکنولوژی به دنیای مدرن ما، محصولات و فناوری های پیشرفته ای داده است که ما را در مبارزه با بیماری ها، تغذیه گرسنگان و همچنین استفاده از انرژی پاک تر، کاهش اثرات زیست محیطی و فرآیندهای تولیدی کارآمدتر، ایمن تر و تمیزتر کمک می کند.
در حال حاضر بیش از 250 واکسن بیوتکنولوژی و محصولات مراقبتی سلامت در دسترس مردم است. بسیاری از این محصولات برای بیماری هایی هستند که قبلاً قابل درمان نبوده اند.
به گفته سازمان نوآوری بیوتکنولوژی: «بیش از 3/13 میلیون کشاورز در سراسر جهان از بیوتکنولوژی کشاورزی برای افزایش عملکرد، جلوگیری از آسیب حشرات و آفات و کاهش تأثیر کشاورزی بر محیط زیست استفاده می کنند. بیش از 50 پالایشگاه زیستی در سراسر آمریکای شمالی برای آزمایش و اصلاح فن آوری هایی برای تولید سوخت های زیستی و مواد شیمیایی از زیست توده تجدید پذیر در حال ساخت است که می توانند به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای کمک کند.»
محل کار یک زیست شناس چگونه است؟
اکثر زیست شناسان در آژانس های دولتی، دانشگاه ها یا آزمایشگاه های صنعت خصوصی مشغول به کار هستند. بسیاری از زیست شناسان در دانشگاه ها نیز استاد هستند و بیشتر وقت خود را صرف آموزش روش های تحقیقاتی به دانشجویان و توسعه پروژه های آن ها کرده و همچنین به پروژه های خود می پردازند.
دانشمندان زیست شناسی که در صنایع خصوصی و دولت به کار گرفته می شوند، می توانند بیشتر بر پروژه های شخصی خود و پروژه های تعیین شده توسط مافوق خود تمرکز کنند. برخی از نمونه های زیست شناسانی که احتمالاً در صنایع خصوصی مشغول به کار هستند، جانور شناسان و بوم شناسان هستند که می توانند در باغ وحش ها و سازمان های محیط زیست استخدام شوند.
حوزه زیست شناسی که فرد در آن مشغول به کار است تعیین می کند که آیا زمان بیشتری از وی در آزمایشگاه صرف شود یا خارج این محیط و در طبیعت. برای مثال، متخصصین بافت شناسی در محیط آزمایشگاهی کار می کنند زیرا کار آن ها شامل آماده سازی بافت ها برای بررسی میکروسکوپی است. از سوی دیگر گیاه شناسان، بوم شناسان و جانورشناسان زمان زیادی را در طبیعت صرف کرده و گیاهان و حیوانات را در اقلیم ها و زیستگاه های مختلف و اغلب در شرایط اولیه مطالعه می کنند.
به طور کلی، اکثر دانشمندان زیست شناسی تجربه چندانی از شرایط خطرناک ندارند. کسانی که در مورد موجودات خطرناک یا سمی مطالعه می کنند، یک سری اقدامات احتیاطی ویژه را برای جلوگیری از آلودگی و هرگونه احتمال انتشار ویروس ها یا باکتری ها انجام می دهند.
مطالعه صدها مطلب علمی در حوزه بیولوژی
آرشیو جدیدترین خبرهای روز دنیای بیولوژی
مترجم: فاطمه فریادرس
