Kategorier dette opslag er registreret under:
DatoOpdatering
Indhold
Diskussionsforum
Send
Originalopslag fra pax Leksikon (1978-82)
Læst af: 94.579
: :
Biologi

Biologi er videnskaben eller læren om de levende organismer (af græsk bios: liv). Den inddeles traditionelt i botanik (plantelære) og zoologi (dyrelære). Både planter og dyr er opbygget af de samme grundenheder, celler, der i princippet alle har den samme opbygning og fungerer på samme måde. Planteceller adskiller sig alene fra dyreceller ved, at de har en kraftig cellevæg, der gør dem stivere. Cellerne kan være encellede organismer, som f.eks. bakterier (egentlig planter), eller en integreret del af en flercellet organisme, som nerveceller og blodceller hos mennesket.

Evnen til vækst og formering er karakteristisk for den levende natur. Denne evne beror hovedsageligt på, at cellerne kan dele sig og danne datterceller med de samme egenskaber som modercellen.

Biologisk videnskab kan være henholdsvis beskrivende og eksperimentel.

Beskrivende biologi

Beskrivende biologi undersøger de levende organismer, sådan som de optræder i naturen, hvordan de er opbygget (anatomi), hvad de lever af, hvor og hvordan de lever og formerer sig osv. Den beskrivende biologi er fra gammel tid præget af systematik. Grundinddelingen er selve arten. Individer der tilhører samme art har mange fællestræk, men mest karakteristisk er det, at de kun kan få frugtbart afkom med individer indenfor samme art. Ens arter samles i slægter, som igen samles i familier, ordener, klasser, osv.

Arbejdet med klassificering af arterne gav Darwin grundlag for at fremsætte udviklingslæren - første gang i sin bog om arternes oprindelse i 1859. Udviklingslæren - blot i nogen udstrækning ændret siden Darwin oprindeligt fremsatte den - er i dag det almindelige forklaringsprincip i den beskrivende biologi. Når enkelte arter har store lighedstræk, kan det forklares ved, at de har udviklet sig fra en fælles stamart. Udviklingslæren forklarer endvidere, hvordan de forskellige arter har udviklet sig til at være så fabelagtigt godt tilpassede, eller funktionelle, i deres livsmiljø. Kun funktionelle arter kan producere levedygtigt afkom nok til, at arten kan overleve. Når en biolog derfor skal beskrive en arts biologi, vil han lægge vægt på, hvor hensigtsmæssig dens opbygning og adfærd er, netop i det miljø hvori den lever.

I de senere år har den beskrivende biologi været optaget af økologi, dvs. hvordan de levende organismer på ét sted gensidigt påvirker hinanden, og sammen påvirkes af det ydre miljø som klima, jordbund osv. Det økologiske samspil i naturen er sådan, at en faktor ikke kan ændres, uden at de andre også påvirkes. Med den profitorienterede industrialisering og udnyttelse af naturen der nu er almindelig, må man altid regne med uforudsete forskydninger i naturens balance, fordi næringsgrundlaget ændres, arter af betydning for samspillet forsvinder osv. Man må dog også være opmærksom på, at selv i den uberørte natur hersker der ikke økologisk ligevægt. Der vil altid forekomme svingninger i sammensætningen af arter, klimaet ændres osv.

Videnskabelig økologi er uhyre kompliceret, fordi der i et økologisk system er så mange faktorer at holde rede på. Økologiske biologer kan derfor sjældent eller aldrig med sikkerhed på forhånd forudsige, hvad der kommer til at ske med plante- og dyrelivet på et sted, når en miljøfaktor ændres.

Genetik

Genetik (arvelære) er udviklet fra den beskrivende biologi, men er efterhånden blevet mere eksperimentel. Spørgsmålet om hvordan enkelte specielle egenskaber ved et individ kunne dukke op hos dets efterkommere, var i lang tid genstand for dunkle spekulationer. Også Darwins forestillinger om arvelovene var uklare. Men den moderne udgave af hans teori, udviklingslæren, forudsætter at egenskaber som individet påføres fra miljøet, og som det altså ikke selv har arvet, ikke kan nedarves.

Den modsatte forestilling - at erhvervede egenskaber kunne nedarves - var den almindelige på Darwins tid. Den moderne genetiks grundlægger, Mendel, foretog allerede i 1860 systematiske undersøgelser, der gjorde denne teori usandsynlig. Mendels arvelove blev almindeligt accepteret i begyndelsen af det 20. århundrede. I sovjetsamfundet fik den gamle forestilling om at erhvervede egenskaber kunne nedarves imidlertid en opblomstring under Stalintiden. Biologen Lysenko foretog i 1930'erne enkelte observationer, der kunne indikere, at sædekornet kunne forædles gennem ydre påvirkning. På dette grundlag udformede han sin egen genetik. Den fik politisk støtte og kom til at dominere russisk biologi og landbrugsforskning helt frem til Stalins død. Denne misforståede forskningspolitik havde en lammende virkning på den videnskabelige udvikling indenfor dette område i en periode på mere end tyve år.

Moderne molekylær genetik har gjort det helt klart, at alene forandringer af selve arveanlægget (DNA) kan nedarves. Forandringer af arveanlægget, mutationer, sker kun ved tilfældigheder. Ved bestråling kan hyppigheden af mutationer øges, men det er ikke muligt at styre, hvilke egenskaber der skal rammes af mutationer.

Arv og miljø

Mange nedarvede egenskaber kan i betydelig grad modificeres af miljøet, dvs. påvirkninger som individet udsættes for i løbet af livet. En sådan tilpasning til miljøet der er almindelig hos højerestående dyr, kan gøre det vanskeligt at afgøre, hvilke egenskaber der er nedarvede, og hvilke der skyldes omgivelserne.

Enkelte egenskaber som f.eks. hudpigment bestemmes overvejende af arv, selv om bestråling og solpåvirkning kan påvirke pigmenteringen. Ved mere sammensatte egenskaber som f.eks. alle typer af adfærd er mulighederne for miljømæssig påvirkning store.

Man hører ofte biologiske argumenter for, at forskelle i adfærd eller præstationer mellem forskellige racer eller køn må være medfødte. Det er imidlertid vanskeligt at tage standpunkt til sådanne påstande på en videnskabelig forsvarlig måde. Politisk praksis bør derfor tage udgangspunkt i det vi ved, nemlig at medfødte egenskaber i høj grad kan modificeres eller ændres af omgivelserne.

Eksperimentel biologi

Fysiologi (læren om de levende organismers funktion) blev i løbet af det 19. århundrede i lighed med de andre naturvidenskaber udviklet til en eksperimentel videnskab. Den rivende udvikling i eksperimentel biologi i dette århundrede har affødt flere fysiologiske underdiscipliner som biokemi, biofysik, cellebiologi og molekylærbiologi. Grænsen mellem disse discipliner er flydende, og er ofte bestemt af den metodik der benyttes. I fysiologien undersøges spørgsmål, såsom hvordan blodet pumpes rundt i kroppen, hvorledes en nerveimpuls overføres fra en nervecelle til en anden, eller hvad der får vand til at stige op i træerne og ud i de yderste blade. Det er fysiologiens program er at forklare sådanne processer ved fysiske og kemiske love. Der søges efter årsagssammenhænge, og den hypotetisk-deduktive metode anvendes på samme måde, som i de andre naturvidenskaber. Dette program er reduktionistisk. Det reducerer biologien til fysik og kemi og forudsætter derved, at der ikke findes noget «livsprincip», der er karakteristisk for den levende natur. Mange biologer har haft vanskeligt ved at acceptere dette. Men vitalisterne (af latin: vita - liv) - sådan kaldes de der holder på «livsprincippet» - har endnu tilgode at fremvise et forskningsfelt, hvor «livsprincippet» indgår i en frugtbar hypotese eller rimelig forklaring. I deres forskningspraksis er alle eksperimentalbiologer reduktionister.

Hvor langt er man så kommet med det reduktionistiske program? Det er nu muligt at redegøre for næsten alle de kemiske reaktioner, der finder sted i en bakteriecelle. Men derfra er der langt igen til at forklare, hvordan cellen i et højerestående flercellet dyr fungerer, og specielt hvordan de forskellige celler indvirker på hinanden. Der kan redegøres rimeligt godt for, hvordan en nerveimpuls overføres fra en hjernecelle til en anden. Men med vor nuværende viden og metoder synes det at være en umulig opgave at forklare, hvordan sådanne nerveimpulser samordnes i den menneskelige hjerne, sådan at der opstår tanker og følelser. Fra et fysiologisk synspunkt består vore tanker alligevel bare af elektriske signaler og kemiske processer i nervecellerne.

Mennesket som biologisk væsen

Russisk biologi.
- Var Adam og Eva russere, hr. lærer?
-De har aldrig eksisteret. Menneskene stammer fra aberne, og de var russiske.
(Blix 1949)

Mennesket er et højerestående dyr, der har udviklet sig fra mere primitive forstadier i løbet af flere millioner år. Menneskets fysiologi adskiller sig i princippet ikke fra andre dyrs. Men ved undersøgelser af menneskets adfærd må man alligevel være varsom med at overføre resultater fra dyreforsøg. Mennesket har en så kompliceret og højt udviklet hjerne, at det kan bearbejde sanseindtryk på en betydeligt mere avanceret måde end selv nærtstående dyr som aber. Hvor dyr reagerer med reflekser, kan mennesker foretage overvejelser. Dyr lærer ofte gennem opbygning af reflekser, mens mennesker anvender tidligere erfaring i planer for fremtiden. Vi kan handle strategisk i den forstand, at vi kan påtage os forbigående ubehageligheder for at opnå større goder på langt sigt. Da vi alle er mennesker, kan vi ofte komme længere med at forklare eller forstå menneskelig adfærd ved at prøve at leve os ind i andre menneskers situation, end ved at anvende biologiske adfærdsmodeller.

Biologi og medicin

Den eksperimentelle biologi er grundlaget for moderne medicin. Biologiske sygdomsmodeller har vist sig at være frugtbare, og har ført til betydelige fremskridt både i forebyggelse og behandling. Men sygdom har sjælden kun én enkelt årsag. Selvom organismen bliver udsat for en sygdomsfremkaldende mikrobe, er det slet ikke sikkert, at der opstår en infektion. Kroppen har mange forsvarsmekanismer, og de kan være mere eller mindre effektive, afhængigt af ernæringstilstand, ydre påvirkninger, osv. Miljøfaktorer som fødesammensætning, arbejde og mellemmenneskelige konflikter, kan på den måde være medvirkende sygdomsårsager. Politisk arbejde for at forbedre de sociale forhold, kan derfor være den bedste bekæmpelse af sygdom. Det hindrer dog ikke, at en solid biologisk indsigt er en forudsætning for en fornuftig sundhedspolitik.

Biologisk energiproduktion

Grønne planter kan omsætte solenergi til kemisk energi (fotosyntese) i form af kulhydrater, fedt og proteiner. Disse næringsstoffer er igen energikilde for alle andre levende organismer, der ikke selv kan udnytte solenergien. Den energi der er lagret i én organisme, bliver ofte udnyttet ved at den spises af en anden organisme, der atter spises af en tredje, osv. På den måde opstår en fødekæde, der akkumulerer energien.

Kul og olie er plante- og dyrerester, der er omdannet i jordskorpen. Denne fossile energi, som mennesket nu er i færd med at forbruge, er altså resultatet af tidligere tiders biologiske energiproduktion. I de primære erhverv som fiskeri, landbrug og skovbrug høstes biologisk energi. Hvis man opstiller et energiregnskab for avanceret teknologisk drift i primærerhvervene, kan man komme frem til bizarre resultater. Ved produktion af korn i USA anvendes f.eks. mere energi til kunstgødning og landbrugsmaskiner, end der produceres i form af næring i kornet.

Livets oprindelse

Biologisk liv opstod på jorden for omkring 3 milliarder år siden. Da var jorden 1½ milliard år gammel. Man har i laboratoriet forsøgt at efterligne forholdene, sådan som de var dengang. Det har vist sig, at der af sig selv kan dannes sukker, primitive proteiner og nukleinsyrer ud af uorganisk materiale. Disse stoffer er vigtige bestanddele i cellen. Det er tænkeligt, at de ved tilfældigheder kan have samlet sig i cellelignende strukturer. Men det er ikke så let at forestille sig, hvordan disse cellelignende strukturer har kunnet dele og formere sig, uden at have udviklet en form for arveanlæg - en primitiv genetisk kode - og enzymer for at det hele skulle fungere. Det virker usandsynligt, at alt dette skulle opstå ved en tilfældighed, men det er ikke umuligt. Selv usandsynlige hændelser vil indtræffe, når der blot går lang nok tid, og her taler vi om millioner af år. Når først en selvreproducerende celle er blevet dannet, vil udviklingen gå af sig selv mod stadig mere funktionelle og komplicerede individer - nærmest som en logisk nødvendighed.

J.-G.I.