Dejiny biológie 20. storočia priniesli zásadné prevraty v poznaní živých organizmov, od správania zvierat cez pochopenie dedičnosti až po odhalenie molekulárnych základov života. Tieto objavy nielenže transformovali biologické vedy, ale položili aj základy pre ich ďalší rozvoj v 21. storočí. Medzi kľúčové oblasti patrí vznik etológie, genetiky a molekulárnej biológie, ktoré formovali moderné chápanie života.
Vznik etológie link
Etológia má svoje korene v zoopsychológii 19. storočia. Táto vedná disciplína sa sformovala na myšlienkovom základe nemeckého ornitológa OSKARA HEINROTHA (1871–1945), ktorý sa venoval štúdiu správania európskych vtákov (fenoménu imprintingu), z ktorých väčšinu vychoval od vajíčka až po dospelého jedinca. Pre počiatky etológie bolo typické sledovanie správania sa zvierat v prirodzených, nie laboratórnych podmienkach.
Trojica najznámejších zakladateľov etológie je tvorená Rakúšanmi KONRADOM LORENZOM (1903–1989), KARLOM VON FRISCHOM (1886–1982) a Holanďanom NIKOLAASOM TINBERGENOM (1907–1991). Lorenz sa venoval vzniku a pôvodu agresívneho správania, Frisch rozpracoval etológiu a spôsob orientácie včiel a Tinbergen študoval správanie hmyzu a vtákov.
Vznik genetiky link
Za zakladateľa genetiky je považovaný GREGOR JOHANN MENDEL (1822–1884). Prvýkrát vo svojich prácach na hrachu prepojil štatistické metódy so štúdiom dedičnosti. Mendel je autorom termínu dominantné a recesívne znaky a je formulovateľom Mendelových zákonov dedičnosti.
Pojem „genetika” zaviedol v roku 1907 WILLIAM BATESON (1871–1926). Bateson je taktiež autorom termínov heterozygot, homozygot, F1 a F2 generácia. Pojem „mutácia” zaviedol HUGO DE VRIES (1848–1935) vo svojej mutačnej teórii, v ktorej poukazuje na množstvo náhlych zmien fenotypu a dedičných vlôh organizmu. Gén, genotyp a fenotyp sú termíny pochádzajúce od WILHELMA JOHANNSENA (1857–1927). Autor pojmu „chromozóm” je WILHELM WALDEYER (1836–1921), ktorý opísal pochody v jadre bunky súvisiace s oplodnením a delením bunky (karyokinéza). THEODOR BOVERI (1862–1915) preštudoval redukčné delenie – meiózu. Zakladateľom eugeniky je FRANCIS GALTON (1822–1911).
Práce experimentálneho zoológa THOMASA HUNTA MORGANA (1866–1945) sú základom modernej genetiky. Prvýkrát použil drozofily ako modelové objekty. Za nositeľa dedičnosti považoval gény uložené na chromozómoch, ktoré prostredníctvom gamét prechádzajú do ďalších generácii. Skoncipoval Morganove pravidlá o väzbe génov na chromozómoch. Medzi jeho najdôležitejšie práce patrí Génová teória (The theory of the gene).
Vznik molekulárnej biológie link
Predtým, ako bola opísaná štruktúra DNA, musela veda prejsť dlhú cestu. Samotnú molekulu izoloval švajčiarsky biológ JOHANN FRIEDRICH MIESCHER už v roku 1869 z bielych krviniek a spermií rýb, no pripisoval jej len konzervačný význam. Až experimenty, ktoré uskutočnil FREDERICK GRIFFITH v roku 1928 a neskôr ALFRED HERSHEY a MARTHA CHASEOVÁ v roku 1952, definitívne potvrdili, že nositeľom genetickej informácie je molekula DNA, a nie bielkoviny.
Štruktúra DNA (dvojitá skrutkovica) bola definitívne objavená a opísaná v roku 1953. Zaslúžili sa o to FRANCIS CRICK (1916–2004), JAMES WATSON (nar. 1928), MAURICE WILKINS (1916–2004) a ROSALIND FRANKLINOVÁ (1920–1958), ktorá vytvorila kľúčové röntgenové snímky. Prví traja menovaní dostali v roku 1962 za tento prelomový objav Nobelovu cenu.
Objav štruktúry DNA a nové poznatky genetiky tak podmienili vznik novej biologickej disciplíny – molekulárnej biológie. V roku 1958 Francis Crick sformuloval centrálnu dogmu molekulárnej biológie, ktorá definuje tok genetickej informácie v bunke (DNA sa prepisuje do RNA a z nej následne vzniká bielkovina).
Odvtedy boli spravené viaceré významné kroky k pochopeniu fungovania genetickej informácie:
- objav DNA polymerázy – v roku 1956 bol identifikovaný tento kľúčový enzým potrebný pre syntézu DNA
- produkcia inzulínu – od roku 1982 sa pomocou DNA technológií začal vyrábať syntetický ľudský inzulín
- metóda PCR – v roku 1983 vznikla revolučná technika umožňujúca rýchle namnoženie úsekov DNA, čím sa extrémne zrýchlil molekulárny výskum
- klonovanie – v roku 1996 sa stala vedeckou senzáciou naklonovaná ovca Dolly zo somatickej bunky dospelej ovce
Prelom 20. a 21. storočia sa niesol v znamení génomiky a masívneho sekvenovania. Medzinárodný projekt zameraný na mapovanie ľudského genómu (angl. Human Genome Project) bol úspešne dokončený v roku 2003. Priniesol prekvapivé zistenie, že človek má len približne 21 000 génov. Od roku 2005 je tak známa kompletná nukleotidová sekvencia ľudskej DNA (3,2 miliardy bázových párov), ktorá je nám však bez poznania funkcie jednotlivých úsekov viac-menej zbytočná.
Dnešná molekulárna biológia je silne prepojená s ďalšími odbormi, ako sú biochémia, biofyzika a bioinformatika. Výskum sa upriamuje na génovú terapiu, nanotechnológie a kmeňové bunky. Nepochybne ide o smer, ktorým sa bude uberať celá veda, a preto sa 21. storočie právom označuje ako „storočie biológie“.
