La biologia
(da bios = vita e logos = conoscenza, studio)
è la scienza sperimentale che studia
gli esseri viventi
da vari punti di vista:
della struttura (come sono fatti),
delle funzioni che avvengono al loro interno,
delle relazioni tra loro e con l’ambiente in cui vivono,
dei rapporti evolutivi,
della classificazione
Le scienze sperimentali e il metodo scientifico
sperimentale
Introdotto da Galileo Galilei nel 1600 (XVII secolo), rappresenta
il metodo ovvero la procedura di lavoro seguita dagli scienziati nei
vari ambiti (chimica, fisica, astronomia,
biologia, medicina…).
Con la sua applicazione (particolarmente significativa a partire dal
1700) nascono le SCIENZE SPERIMENTALI, grazie alle quali i fenomeni
naturali vengono indagati in modo diverso rispetto a quanto accaduto
in antichità, quando ad occuparsi dello studio della natura erano
filosofi (es. Aristotele) e non scienziati veri e propri.
Le fasi del metodo scientifico sperimentale
• Prima di applicare il metodo scientifico sperimentale, bisogna
porsi delle domande ed individuare il problema da studiare
(es. come avviene un certo fenomeno naturale).
• Quindi si cerca di dare una risposta al problema applicando il
metodo scientifico sperimentale che è articolato in 4 fasi:
I fase: OSSERVAZIONE
può essere:
- Qualitativa: osservare e descrivere tutto quello che si vede, concentrandosi
sugli aspetti più significativi.
- Quantitativa: misurare, raccogliere dei dati.
• Diretta: con l’uso dei propri sensi
• Indiretta: con l’uso di strumenti di misura e di osservazione.
II fase: FORMULAZIONE DI UN’IPOTESI
Sulla base delle osservazioni fatte e dei numerosi dati raccolti, lo scienziato
deve interpretare le informazioni e collegarle per giungere a fornire una
probabile spiegazione del problema (ipotesi)
II fase: VERIFICA SPERIMENTALE
Lo scienziato deve verificare l’ipotesi sperimentalmente, cioè attraverso la
realizzazione di un esperimento ad hoc.
• Se l’ipotesi è verificata: si passa alla quarta ed ultima fase.
• Se l’ipotesi non è verificata: si torna alla prima o seconda fase.
IV fase: ELABORAZIONE DI UNA TEORIA oppure di una LEGGE o
di un MODELLO
A secondo del problema che lo scienziato deve affrontare potrà
essere formulata una teoria scientifica o una legge e potrà
essere proposto un modello
• Teoria: insieme di affermazioni (ipotesi) verificate, riunite in
un’unica ipotesi più complessa, in grado di spiegarle e
collegarle tra loro logicamente
• Legge: generalmente è una sola affermazione che contiene
una relazione, anche di tipo matematico, tra
grandezze/proprietà…
• Modello: rappresentazione semplificata di una realtà più
complessa, che può essere molto più grande o molto più
piccola del modello stesso.
VALIDITA’ DI UNA TEORIA /LEGGE E DI UN MODELLO
• Prima di ritenere valida una teoria/legge, questa deve essere comunicata a
tutta la comunità scientifica (mediante pubblicazione su riviste
specializzate) e portata alla conoscenza di tutti gli scienziati che si
occupano di quel settore, perché possa essere verificata anche da altri
scienziati.
• Teorie, leggi e modelli si possono ritenere validi fin tanto che non saranno
effettuato nuove scoperte, che sono in contraddizione con esse. Spesso
nuove scoperte sono dovute a progressi in ambito tecnologico che
portano alla costruzione di strumenti di misura o di osservazione più
sofisticati.
• Nuove conoscenze possono portare a rivedere teorie precedentemente
formulate, integrandole, correggendole o sovvertendole completamente.
.
Vista la complessità dei viventi e
il loro elevato numero (milioni di specie),
negli ultimi secoli (dal 1700 in poi) si sono sviluppate varie
discipline (scienze) ciascuna delle quali studia un particolare
aspetto dei viventi (es. struttura, classificazione, relazione con
altri viventi….)
L’insieme di tutte queste scienze costituisce
le scienze biologiche.
Sarebbe, quindi, meglio parlare scienze biologiche e non di
biologia come di un’unica scienza.
Le scienze biologiche
Ciascuna di queste discipline possiede:
un proprio campo di indagine
(es. cellula, ecosistemi, biomolecole)
un proprio metodo di studio e propri strumenti di indagine
(es. microscopio, binocolo, retino, spettrofotometro)
proprie finalità (scopi)
(es. conoscere la struttura delle cellule, le popolazioni presenti in un certo ecosistema, le reazioni chimiche che
avvengono in un vivente )
proprie applicazioni
riconducibili a 3 ambiti:
la difesa della salute dell’uomo, degli animali, delle piante,
la difesa della biodiversità e dell’ambiente,
le biotecnologie
( = tecniche e procedure che sfruttano altri viventi al fine di ottenere prodotti utili
all’uomo in campo medico, farmaceutico, agroalimentare, investigativo)
Alcune scienze biologiche e relativi campi di indagine
CITOLOGIA:
studia le cellule vegetali e animali (può essere vegetale o animale).
ISTOLOGIA:
studia i tessuti vegetali e animali (può essere vegetale o animale).
ANATOMIA:
studia la forma e la struttura degli organi e apparati presenti negli organismi pluricellulari
(può essere vegetale o animale).
FISIOLOGIA:
studia il funzionamento degli organismi viventi, ovvero tutti i processi metabolici che avvengono all’interno di
cellule, organi, apparati.
GENETICA:
studia i geni e la trasmissione dei caratteri ereditari negli organismi viventi.
ECOLOGIA:
studia l’ecosfera e le relazioni tra i diversi viventi e tra i viventi e il loro ambiente.
.
SISTEMATICA:
studia la classificazione degli esseri viventi.
TASSONOMIA:
studia l’insieme dei criteri su cui si basa la classificazione degli organismi.
MICROBIOLOGIA:
studia i microrganismi (batteri, protisti, virus).
MICOLOGIA:
studia il regno dei funghi (funghi propriamente detti, muffe e lieviti).
BOTANICA:
studia le forme di vita del mondo vegetale (piante e alghe).
ZOOLOGIA:
studia le forme di vita del mondo animale e i protozoi (organismi unicellulari).
ETOLOGIA:
studia il comportamento degli animali nel loro ambiente naturale.
FILOGENETICA:
studia l’evoluzione degli esseri viventi e i rapporti evolutivi tra i vari esseri viventi.
Le scienze biologiche di frontiera
In alcuni casi l’ambito di studio di una disciplina si interseca con
quello di un’altra scienza come nel caso della
PALEONTOLOGIA:
studia gli esseri viventi vissuti nel passato e ormai scomparsi, analizzando i
loro resti (FOSSILI) conservati nelle rocce studiate dai geologi.
BIOCHIMICA:
studia le molecole che formano i viventi (BIOMOLECOLE) e le reazioni
chimiche complesse che avvengono negli esseri viventi.
BIOETICA:
studia le questioni morali collegate alla ricerca biologica e alla medicina
(quali la manipolazione del DNA, clonazione, l’uso di O.G.M., di cellule staminali, di embrioni, la
vivisezione….)
