Biologické vedy skúmajú život v celej jeho rôznorodosti – od vnútornej stavby organizmov cez ich funkcie a vývoj až po vzťahy s okolitým prostredím. Keďže je variabilita živých sústav obrovská, biologické vedy sa postupne vyprofilovali do viacerých disciplín. Ich delenie odráža rôzne aspekty štúdia: systematiku, tvar a funkciu, predmet štúdia, časové a priestorové kritériá, genetickú variabilitu, ako aj aplikované a hraničné disciplíny.
Systematika, tvar a funkcia link
Tieto vedecké disciplíny sa zameriavajú na klasifikáciu, vnútornú i vonkajšiu stavbu a fungovanie živých systémov na rôznych úrovniach:
- systematická biológia (taxonómia) – zaoberá sa klasifikáciou organizmov do taxonomických systémov na základe podobnosti, respektíve odlišnosti ich fylogenetických znakov a evolučnej príbuznosti
- morfologické vedy – popisujú tvar a stavbu tiel živých organizmov; možno ich rozdeliť podľa toho, na akej štrukturálnej úrovni organizmus študujú:
- morfológia – skúma vonkajšie tvary a stavbu organizmov
- anatómia – zaoberá sa makroskopickou stavbou orgánov a organizmu ako celku
- histológia – skúma mikroskopickú štruktúru tkanív a pletív, z ktorých sú zložené mnohobunkové organizmy
- cytológia – študuje tvar a štruktúru buniek ako základných stavebných jednotiek života
- fyziologické vedy – študujú základné životné funkcie a procesy (napríklad dýchanie, trávenie či fotosyntézu) prebiehajúce v orgánových sústavách a jednotlivých orgánoch; patria sem napríklad:
- imunológia – štúdium obranných procesov organizmu, vrodenej a získanej imunity
- neurobiológia – štúdium nervovej sústavy
- hematológia – štúdium krvi a krvotvorných orgánov
Okrem štúdia normálnych tvarov a procesov existujú vedy, ktoré sa zameriavajú na chorobne zmenené, takzvané patologické formy. Označujeme ich ako patologická anatómia alebo patologická fyziológia (patofyziológia).
Niekedy nemožno nájsť presnú hranicu medzi morfologickým a fyziologickým kritériom. Platí to najmä pre najnižšie úrovne štruktúry organizmu, kde klesá význam tvaru a dôležitejšou sa stáva samotná funkcia. Príkladom je bunková biológia, ktorá študuje bunku ako komplexnú jednotku, jej tvar, fyziologické procesy a ich molekulárnu podstatu. Ide v podstate o modernú cytológiu.
Predmet štúdia link
Mnohé základné biologické vedy sú zamerané na konkrétnu skupinu živých organizmov. Tieto taxonomické vedy sa ďalej členia na špeciálne poddisciplíny zamerané na užšie skupiny.
Zoológia sa zaoberá štúdiom živočíchov. Je to rozsiahly odbor, ktorý sa delí na desiatky špecializácií:
- akarológia – štúdium roztočov a kliešťov
- arachnológia – štúdium pavúkovcov
- entomológia – štúdium hmyzu
- etológia – veda o vrodených aj naučených formách správania živočíchov
- felinológia – štúdium mačiek a mačkovitých šeliem
- helmintológia – štúdium červov
- herpetológia – štúdium obojživelníkov a plazov (z gréckeho herpeton – plazivý tvor)
- batrachológia – štúdium výhradne obojživelníkov
- serpentológia (ofiológia) – štúdium hadov
- ichtyológia – štúdium rýb
- malakológia – štúdium mäkkýšov
- myrmekológia – štúdium mravcov
- ornitológia – štúdium vtákov
- parazitológia – štúdium parazitických skupín živočíchov (napríklad hlístovce)
- teriológia (mamológia) – štúdium cicavcov
Botanika je zameraná na štúdium rastlín a ich ekologických vlastností. K jej poddisciplínam patria:
- algológia – štúdium rias a siníc
- bryológia – štúdium machorastov
- dendrológia – náuka o stromoch a drevinách
- graminológia – štúdium tráv (najmä lipnicovitých rastlín)
Mikrobiológia skúma mikroskopické organizmy. Podľa presného zamerania sa delí na:
- bakteriológia – štúdium baktérií
- virológia – štúdium submikroskopických organizmov – vírusov (niekedy sa vníma ako samostatná veda, inokedy sa zaraďuje do mikrobiológie v širšom zmysle)
- protozoológia (protistológia) – štúdium jednobunkových organizmov
Mykológia je samostatná disciplína, ktorá sa venuje výlučne štúdiu húb. Úzko s ňou súvisí lichenológia (štúdium lišajníkov). Keďže sú lišajníky podvojné organizmy (zložené z huby a riasy alebo sinice), veda o nich sa prelína s mykológiou aj botanikou.
Medzi ďalšie významné vedy vyčlenené na základe predmetu štúdia patria:
- antropológia – zameriava sa špecificky na človeka
- paleontológia – skúma vyhynuté formy života na základe fosílií
Časové kritérium link
Skúmaniu vývinu (ontogenéza), vývoja organizmov (fylogenéza) a celých spoločenstiev v čase sa venujú viaceré disciplíny:
- embryológia – štúdium embryonálneho vývinu živočíchov a človeka (od zygoty po fetálne štádium)
- vývinová biológia – štúdium procesov vývinu organizmu počas celého obdobia ontogenézy; jej odvetvie, porovnávacia vývinová biológia, zdôrazňuje evolučný aspekt vývinu rôznych skupín a využíva ho na systematické zatrieďovanie druhov
- evolučná biológia – zaoberá sa dlhodobým historickým vývojom živých organizmov a pôvodom druhov; jedným z hlavných predmetov jej skúmania je konštrukcia fylogenetických stromov
Priestorové kritérium link
Tieto disciplíny okrem biologických poznatkov využívajú aj geografické vedy (meteorológia, hydrológia) a zaoberajú sa priestorovým rozložením života a vzťahmi v rôznych biotopoch:
- aerobiológia – študuje mikroskopický život vo vzduchu
- biológia mora a oceánografia – študujú život v moriach a oceánoch
- astrobiológia – skúma podmienky na iných planétach, ktoré by mohli byť vhodné pre existenciu života; na Zemi študuje extrémofily a extrémne biotopy
Genetická variabilita link
Po objave dedičnosti znakov a ich molekulárnej podstaty postupne vzniklo niekoľko disciplín zameraných na bunkovú a molekulárnu úroveň:
- genetika – štúdium dedičnosti a variability znakov; z experimentálnych metód využíva predovšetkým kríženie (hybridizáciu) a štatistickú analýzu prejavov u potomstva (klasická genetika)
- molekulárna biológia – vysvetľuje životné procesy, štruktúru a funkciu buniek na molekulárnej úrovni (DNA, RNA, bielkoviny)
- molekulárna genetika – v mnohom sa prelína s genetikou, avšak kladie väčší dôraz na analýzu štruktúry a funkcie génov a proteínov zodpovedných za vznik daného prejavu (fenotypu); využíva metódy ako polymerázová reťazová reakcia (PCR), hybridizácia nukleových kyselín a sekvenovanie
- populačná genetika – študuje distribúciu dedičných znakov v rámci populácií
- epigenetika – skúma genetickú variabilitu fenotypu, ktorej mechanizmus nie je založený na priamej zmene sekvencie DNA (epigenetické zmeny)
- evolučná biológia – v kontexte genetiky sa zaoberá štúdiom genetických mechanizmov, ktoré riadia evolúciu a premenlivosť druhov
Hraničné vedy link
Hraničné biologické disciplíny vznikajú prepojením biológie s inými vednými odbormi (fyzika, chémia, geografia, psychológia) pri riešení zložitých problémov:
- biofyzika – štúdium biologických dejov pomocou experimentálnych metód a princípov využívaných vo fyzike
- biochémia – štúdium biomakromolekúl (hlavne proteínov) a biologických procesov na úrovni chemických reakcií prebiehajúcich v živých systémoch
- biogeografia – štúdium rozmiestnenia (distribúcie) druhov a populácií v priestore a čase; syntetizuje poznatky ekológie, evolučnej biológie, geológie a fyzickej geografie
- biopsychológia – oblasť neurobiológie skúmajúca biologické aspekty správania živočíchov a ľudí na úrovni nervových dráh a chemických prenášačov (neurotransmiterov)
- sociobiológia – štúdium spoločenského správania z pohľadu jeho evolučnej výhody pri rozvoji spoločnosti
- kozmická biológia – štúdium podmienok života vo vesmíre pomocou kozmických sond a pozorovania organizmov v extrémnych podmienkach
Aplikované vedy link
Aplikované biologické vedy využívajú teoretické poznatky v praxi s cieľom zlepšiť život ľudí, ich zdravie alebo pre hospodárske účely:
- humánna a veterinárna medicína – lekárske vedy zamerané na klasifikáciu chorôb, poznanie ich príčiny a následnú liečbu ľudí alebo zvierat
- poľnohospodárska biológia (agrobiológia) – študuje hospodársky významné rastliny a živočíchy s cieľom zefektívniť poľnohospodársku produkciu
- biotechnológie – aplikácia biologických poznatkov na výrobu produktov; využívajú aj techniky rekombinantných DNA na cielenú manipuláciu s organizmami (tvorba geneticky modifikovaných organizmov – GMO) pre zlepšenie vlastností plodín, chovu alebo na liečbu chorôb
- bionika – aplikácia a napodobňovanie biologických princípov z prírody pri vývoji nových technológií, napríklad v robotike alebo materiálovom inžinierstve
