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:

II fase: VERIFICA SPERIMENTALE 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….)