Introducere în studiul biologiei

Elevii descoperă ce este biologia, ramurile ei și metodele de investigare a lumii vii.

Biologia – știința vieții

Cuvântul biologie vine din limba greacă: „bios” înseamnă viață, iar „logos” înseamnă știință sau vorbire. Deci biologia este știința care studiază viețuitoarele — plantele, animalele, ciupercile și microorganismele — și legăturile dintre ele și mediul în care trăiesc.

Cum ne dăm seama că ceva este viu? Toate viețuitoarele (numite și organisme) au câteva însușiri comune:

• se hrănesc – iau din mediu substanțele de care au nevoie;
• respiră – folosesc oxigen pentru a obține energie;
• cresc și se dezvoltă – de la sămânță la copac, de la pui la animal adult;
• se înmulțesc (se reproduc) – dau naștere la urmași asemănători lor;
• reacționează la mediu – simt lumina, căldura, atingerea și răspund la ele.

Atenție la o confuzie des întâlnită: nu tot ce se mișcă este viu (norii și apa râului se mișcă, dar nu sunt vii) și nu tot ce stă pe loc este neviu — plantele nu se deplasează, dar se hrănesc, respiră, cresc și se înmulțesc, deci sunt organisme vii cu drepturi depline.

Ramurile biologiei

Lumea vie este uriașă, așa că biologia s-a împărțit în mai multe ramuri, fiecare cu domeniul ei de studiu. Cele mai importante ramuri pe care trebuie să le cunoști sunt:

• Botanica – studiază plantele; este ramura pe care o vei parcurge în clasa a V-a;
• Zoologia – studiază animalele;
• Anatomia – studiază alcătuirea internă a organismelor;
• Fiziologia – studiază funcțiile organismelor: cum se hrănesc, cum respiră, cum se înmulțesc;
• Microbiologia – studiază microorganismele, viețuitoare atât de mici încât nu se văd cu ochiul liber, ci doar la microscop;
• Ecologia – studiază relațiile dintre viețuitoare și mediul lor de viață;
• Genetica – studiază felul în care însușirile se transmit de la părinți la urmași.

O greșeală frecventă este confundarea anatomiei cu fiziologia: anatomia răspunde la întrebarea „din ce este alcătuit?”, iar fiziologia la întrebarea „cum funcționează?”. Ține minte perechea: alcătuire → anatomie, funcționare → fiziologie.

Metode de investigare în biologie

Biologii nu ghicesc — ei cercetează. Principalele metode de lucru sunt:

• Observația – privim cu atenție un organism sau un fenomen, fără să intervenim asupra lui. Putem observa cu ochiul liber, cu lupa (mărește de câteva ori) sau cu microscopul (mărește de sute sau mii de ori).
• Experimentul – provocăm noi un fenomen și îl urmărim în condiții controlate. De exemplu, punem boabe de fasole la încolțit: unele cu apă, altele fără, ca să aflăm dacă apa este necesară germinației.
• Măsurarea și înregistrarea datelor – notăm ce am văzut, măsurăm, desenăm, fotografiem, apoi comparăm rezultatele și tragem concluzii.

Diferența dintre observație și experiment este o întrebare clasică: la observație doar privim natura așa cum este ea, iar la experiment intervenim și schimbăm ceva anume, ca să vedem ce efect are. Instrumentul-simbol al biologiei este microscopul, alcătuit din partea optică (ocular — lentila la care punem ochiul — și obiective — lentilele dinspre obiectul cercetat) și partea mecanică (picior, coloană, măsuță și șuruburi de reglare a clarității). Ce punem sub microscop se numește preparat microscopic.

Organizarea lumii vii

Corpul oricărui organism este construit ca o clădire din cărămizi. „Cărămida” lumii vii este celula — cea mai mică parte a unui organism care îndeplinește toate funcțiile vieții.

După numărul de celule, organismele sunt:

• unicelulare – formate dintr-o singură celulă, care face totul singură (de exemplu bacteriile sau drojdia de bere);
• pluricelulare – formate din foarte multe celule, care își împart sarcinile (plantele, animalele, omul).

La organismele pluricelulare, celulele asemănătoare care îndeplinesc aceeași funcție formează țesuturi; mai multe țesuturi alcătuiesc un organ (de exemplu frunza sau rădăcina); organele care lucrează împreună formează sisteme de organe, iar toate împreună formează organismul. Reține ordinea, de la mic la mare: celulă → țesut → organ → sistem de organe → organism.

Viețuitoarele care se aseamănă între ele și se pot înmulți împreună, dând urmași fertili, aparțin aceleiași specii. Fiecare specie trăiește într-un anumit mediu de viață (terestru, acvatic, subteran sau aerian), de care este legată prin adaptări: pești cu înotătoare în apă, cârtițe cu membre-lopată în sol.

Cum lucrăm în laboratorul de biologie

Ora de biologie se desfășoară adesea în laborator, unde există instrumente, substanțe și preparate care cer atenție și grijă. Reguli de bază pe care trebuie să le respecți:

• lucrezi numai la indicația profesorului și nu guști, nu miroși direct și nu atingi substanțele din laborator;
• manevrezi cu grijă obiectele din sticlă (lame, lamele, eprubete) — sunt fragile și te poți tăia;
• microscopul se transportă cu ambele mâini: una ține coloana, cealaltă sprijină piciorul;
• la sfârșitul orei cureți locul de lucru și te speli pe mâini.

Pentru a observa celule la microscop se pregătește un preparat microscopic: pe o lamă de sticlă se pune o picătură de apă, se așază materialul de cercetat (de exemplu o foiță subțire de ceapă), se acoperă cu o lamelă, apoi preparatul se fixează pe măsuța microscopului. Imaginea se clarește cu ajutorul șuruburilor de reglare, întotdeauna privind prin ocular. Așa au descoperit oamenii de știință că toate viețuitoarele sunt alcătuite din celule — o idee pe care o vei verifica singur în capitolul următor.

Test — 6 întrebări ca la examen