Luettelo keskeisistä biologian aiheista

Banaanikärpänen (Drosophila melanogaster) on yleisesti käytetty malliorganismi.

Tämä luettelo antaa yleiskatsauksen biologian keskeisistä aiheista.

Biologia on elollisen luonnon ilmiöitä ja lainalaisuuksia tutkiva luonnontiede.

Biologian osa-alueet

• Aerobiologia – ilmavirtauksien mukana kulkeutuvien orgaanisten aineiden tutkimus

• Anatomia – kasvien, eläinten ja muiden eliöiden muodon ja toiminnallisuuden tutkimus
  • Ihmisen anatomia – ihmisten morfologian tieteellinen tutkimus

• Bioinformatiikka – tietotekniikan käyttö perimätiedon ja muun biologisen tiedon keräämiseen, varastoimiseen ja tutkimiseen
• Biomekaniikka – pidetään usein lääketieteen haarana; eliöiden mekaniikan tutkimus, jossa painotetaan proteesien tai ortoosien sovellusta
• Biosemiotiikka – semiotiikan kautta tapahtuvien biologisten prosessien tutkimus

• Biotekniikka – uusi ja joskus kiistanalainen biologian haara, joka tutkii eliöiden manipulointia (mukaan lukien geenimuuntelua ja synteettistä biologiaa)
  • Synteettinen biologia – tutkimusala joka yhdistää biologian ja tekniikan; sellaisten biologisten funktioiden ja järjestelmien suunnittelua ja rakentamista, joita ei tavata luonnossa

• Ekologia – eliöiden välillä olevien vuorovaikutussuhteiden sekä eliöiden ja näiden elottoman ympäristön välillä olevien vuorovaikutussuhteiden tutkimus

• Eläintiede – eläinten tutkimus, johon kuuluu myös niiden luokitus ja fysiologian, kehityksen ja käyttäytymisen tutkimus. Sen alahaaroja:
  • Artropodologia – niveljalkaisten eliöiden tutkimus
    • Akarologia – punkit ja puutiaiset sisältävän taksonin tutkimus
    • Araknologia – hämähäkkieläinten tutkimus, johon sisältyy hämähäkkien lisäksi skorpionien, pseudoskorpionien ja lukkien tutkimus
    • Entomologia – hyönteisten tutkimus
      • Koleopterologia – kovakuoriaisten tutkimus
      • Lepidopterologia – yöperhoset ja perhoset sisältävän lahkon tutkimus
      • Myrmekologia – muurahaisten tutkimus
    • Karcinologia – äyriäisten tutkimus
    • Myriapodologia – juoksujalkaisten, kaksoisjalkaisten ja muiden tuhatjalkaisten tutkimus
  • Etologia – eläinten käyttäytymisen tieteellinen ja objektiivinen tutkimus, yleensä keskittyen käyttäytymiseen luonnollisissa olosuhteissa
    • Eläinten kognitio
    • Eläinten seksuaalisuus
    • Työkalujen käyttö eläinten keskuudessa
  • Helmintologia – matojen tutkimus, erityisesti loismatojen tutkimus
  • Herpetologia – sammakkoeläinten ja matelijoiden tutkimus
    • Batrakologia – herpetologian alahaara, joka keskittyy vain sammakkoeläinten tutkimiseen
  • Iktyologia – kalojen tutkimus
  • Malakologia – selkärangattomia tutkivan eläintieteen haara, joka keskittyy nilviäisten tutkimiseen
  • Mammalogia – nisäkkäiden tutkimus
    • Biologinen antropologia – ihmislajin fyysisen kehityksen tutkimus
    • Ketologia – merinisäkkäiden tutkimus
  • Nematologia – sukkulamatojen tutkimus
  • Ornitologia – lintujen tieteellinen tutkimus

• Epidemiologia – tärkeä osa kansanterveyden tutkimusta; populaatioiden terveyteen vaikuttavien tekijöiden tutkimus

• Evoluutio – sukupolvien myötä tapahtuvat muutokset biologisten populaatioiden periytyvissä ominaisuuksissa
  • Evoluutiobiologia – lajien alkuperän ja ajan myötä tapahtuvan polveutumisen tutkimus
    • Evolutiivinen kehitysbiologia – vertaa eri eliöiden kehitysprosesseja määrittääkseen niiden esi-isiltä perityt suhteet ja selvittääkseen miten kehitysprosessit kehittyivät ajan myötä
  • Paleobiologia – yhdistää biologian menetelmät ja havainnot geotieteisiin lukeutuvan paleontologian menetelmiin ja havaintoihin
    • Paleontologia – fossiilien ja joskus esihistoriallisen elämän maantieteellisten todisteiden tutkimus

• Farmakologia – lääkkeiden ja synteettisten valmisteiden valmistuksen, käytön ja vaikutuksien tutkimus

• Fysiologia – eliöiden, näiden elinten ja eliöiden osien toiminnan ja toimintamekanismien tutkimus
  • Histologia – kasvien ja eläinten solujen ja kudosten anatomian tutkimus mikroskooppilla
  • Immunologia – eliöiden immuunijärjestelmien tutkimus
  • Kinesiologia – ihmisen liikkeiden tutkimus
  • Neurobiologia – hermostojen tutkimus, johon sisältyy hermostojen anatomian, fysiologian ja patologian tutkimus
    • Neurotiede – poikkitieteellinen ala, joka tutkii hermostoja
      • Biologinen psykologia – biologian (erityisesti neurobiologian) periaatteiden soveltaminen ihmisten ja muiden eläinten käyttäytymisen fysiologisten, geneettisten ja kehityksellisten mekanismien tutkimiseen. Se tutkii tätä yleensä neuronien, välittäjäaineiden ja aivopiirien tasolla ja keskittyy biologisiin perusprosesseihin, jotka ovat normaalin ja epänormaalin käyttäytymisen taustalla.

• Hematologia – veren ja verta tuottavien elinten tutkimus
• Iknologia – eliöiden käyttäytymisestä johtuvien jälkien tutkimus, kuten kolojen ja jalanjälkien tutkimus
• Kasvipatologia – kasvitautien tutkimus

• Kasvitiede – kasvien tutkimus
  • Fykologia – levien tutkimus
  • Kasvifysiologia – kasvitieteen alahaara, joka tutkii kasvien toimintaa eli fysiologiaa

• Kehitysbiologia – tutkii prosesseja, joiden kautta eliökehittyy tsygootista täysikasvuiseksi
  • Embryologia – alkion kehityksen tutkimus (hedelmöittymisestä syntymään)
  • Gerontologia – ikääntymisen ja vanhenemisprosessin tutkimus

• Kronobiologia – tutkii määräajoin tapahtuvia (syklisiä) ilmiöitä, jotka ilmenevät eliöissä
• Limnologia – sisävesien tutkimus

• Lääketieteellinen tutkimus – terveyden ja sairauden tutkimus
  • Farmakologia – lääkkeiden ja synteettisten valmisteiden valmistuksen, käytön ja vaikutuksien tutkimus

• Maatalous – tiettyjen kasvien ja eläinten kasvattamisen tutkimus (painottaa käytännön sovelluksia)
• Matemaattinen biologia – biologisten prosessien kvantitatiivinen tai matemaattinen tutkimus (painottaa mallintamista)
• Meribiologia – valtamerten ja muiden merialueiden ekosysteemien ja eliöstöjen tutkimus
• Meritiede – merten tutkimus, mukaan lukien merissä olevan elämän, merten elinympäristöjen, maantieteen, sään ja muiden meriin vaikuttavien tekijöiden tutkimus
• Mikrobiologia – mikroskooppisten eliöiden (mikro-organismien) tutkimus
  • Bakteriologia – bakteerien tutkimus
  • Parasitologia – loisten ja loisimisen tutkimus
  • Virologia – virusten ja joidenkin virusten kaltaisten asioiden tutkimus

• Molekyylibiologia – biologian ja biologisten prosessien tutkimus molekyylitasolla
  • Rakennebiologia – molekyylibiologian, biokemian ja biofysiikan haara, joka tutkii biologisten makromolekyylien rakenteita

• Morfologia – biotieteiden haara, joka tutkii eliöiden rakenteiden muotoa ja rakennetta
• Neurotiede – hermoston toiminnan ja rakenteen tutkimus
• Onkologia – syöpäsairauksien tutkimus
• Paleontologia – fossiilien ja joskus esihistoriallisen elämän maantieteellisten todisteiden tutkimus
• Palynologia – nykyaikaisen ja fossiilisen siitepölyn, itiöiden ja muiden orgaanisten hiukkasten tutkimus
• Parasitologia – loisien ja loisimisen tutkimus
• Patologia – tautien aiheuttajien, prosessien, luonteiden ja kehittymisen tutkimus

• Perinnöllisyystiede – geenien ja perinnöllisyyden tutkimus
  • Epigenetiikka – muista kuin DNA-sekvensseissä tapahtuvista muutoksista johtuvien periytyvien geneettisten ilmenemisien tai solujen fenotyyppien tutkimus
  • Genomiikka – eliöiden genomien tutkimus
  • Populaatiogenetiikka – eliöistä koostuvissa populaatioissa tapahtuvien geenifrekvenssien muutoksien tutkimus
  • Proteomiikka – proteiinien tutkimus, erityisesti niiden rakenteiden ja toiminnan näkökulmasta

• Populaatiobiologia – samaan lajiin kuuluvien eliöiden muodostamien ryhmien tutkimus
  • Populaatioekologia – populaatioiden dynamiikan ja sukupuuttojen tutkimus
  • Populaatiogenetiikka – eliöistä koostuvissa populaatioissa tapahtuvien geenifrekvenssien muutoksien tutkimus

• Radiobiologia – tutkii ionisoivan säteilyn vaikutuksia eläviin eliöihin
• Rakennebiologia – molekyylibiologian, biokemian ja biofysiikan haara, joka tutkii biologisten makromolekyylien rakenteita
• Sienitiede – sienten tutkimus
• Solubiologia – tutkii soluja kokonaisina yksikköinä; tutkii myös elävissä soluissa tapahtuvia molekyläärisiä ja kemiallisia vuorovaikutuksia
• Systeemibiologia – monimutkaisten biologisten järjestelmien tietokoneellinen ja matemaattinen mallintaminen

• Systematiikka – tutkii sekä nykyisten että menneiden eliöiden monimuotoistumista ja elävien eliöiden välisiä vuorovaikutussuhteita
  • Fylogenetiikka – tutkii eliöryhmien (kuten lajien ja populaatioiden) välisiä evolutiivisia suhteita, joita löydetään sekvenssoinnin ja morfologisten mittausten kautta
  • Kladistiikka – lajien luokittelumenetelmä, jossa eliölajit luokitellaan ainoastaan niiden esivanhempien perusteella
  • Taksonomia – tieteenhaara, jossa tunnistetaan lajeja, nimetään uusia lajeja ja luokitellaan lajeja

• Valobiologia – tutkii valon (ei-ionisoivan säteiln) vaikutuksia eläviin eliöihin
• Ympäristötiede – tutkii ympäristöä ja ympäristöongelmia

Poikkitieteelliset osa-alueet:

• Astrobiologia – tutkii maailmankaikkeudessa olevan elämän evoluutiota, jakautumista ja tulevaisuutta
• Biofysiikka – tutkii biologisia prosesseja fysiikan mallein ja menetelmin
• Biokemia – tutkii elämän olemassaoloon ja toimintaan tarvittavia kemiallisia reaktioita; keskittyy yleensä solutason tapahtumiin
• Bioklimatologia – tutkii biosfäärin ja ilmakehän välisiä vuorovaikutussuhteita
• Biologinen psykologia – tutkii aivotoiminnan ja käyttäytymisen välisiä suhteita
• Eliömaantiede – tutkii lajien ja sitä korkeampien taksonien maantieteellistä levinneisyyttä
• Sosiobiologia – tutkii yhteisöllisten ilmiöiden biologisia perusteita

Biologian historia

Biologian historia

• Anatomian historia
• Biokemian historia
• Biotekniikan historia
• Ekologian historia
• Evoluutioteorian historia
  • Molekyylievoluution historia
  • Synteettinen evoluutioteoria
• Kasvisystematiikan historia
• Luonnonhistoria
• Lääketieteen historia
• Malliorganismien historia
• Molekyylibiologian historia
• Perinnöllisyystieteen historia

Ekologia

• Ekologia:
  • Ekosysteemit: Biodiversiteetti — Biomi — Elinympäristö — Hiilen kiertokulku — Mätäneminen — Plankton — Ravintoketju — Saprotrofit — Termokliini — Trofiataso — Typen kierto luonnossa — Veden kiertokulku
  • Populaatioekologia: Akklimatisaatio — Dispersaali — Ekolokero — Homeostaasi — Kantokyky — Kasvukäyrä — Kilpailu — Kotoperäisyys — Käyttäytyminen — Parittelu — Populaatio — Sisäinen kello — Talvihorros — Tasalämpöisyys – Toisenvaraisuus — Tuottaja — Vaihtolämpöisyys
  • Yhteisö (ekologia): Avainlaji — Haitalliset vieraslajit – Kommensalismi — Loinen — Mimikry — Mutualismi — Pölytys — Reunavaikutus — Saalistus — Symbioosi – Yhteisö

Evoluutio

• Elämä: Biologinen hierarkia – Elämän alkuperä — Ureyn–Millerin koe
• Evoluutiobiologia (Evoluutio):
  • Makroevoluutio: Endosymbioositeoria — Fossiili — Geologinen ajanlasku — Gondwana — Joukkosukupuutto — Konvergentti evoluutio — Laattatektoniikka — Mannerliikunnot — Pangea — Sopeutumislevittäytyminen — Sukupuutto — Tafonomia — Vikarianssi
  • Mikroevoluutio: Adaptaatio — Alleelifrekvenssi — Geneettinen ajautuminen — Hardyn–Weinbergin laki – Laji — Lajiutuminen — Luonnonvalinta — Molekyylievoluution neutraali teoria — Populaatiogenetiikka — Seksuaalivalinta — Suuntaava valinta — Suvullinen lisääntyminen — Suvuton lisääntyminen — Yhdyskunta
  • Systematiikka: Evoluutiopuu — Fylogenetiikka — Homologia — Kladistiikka — Molekyylikello — Synapomorfia – Taksoni — Taksonomia

Eliökeskeinen biologia

(tunnetaan myös nimityksellä funktionaalinen biologia)

• Ei-elävät eliöt
  • Virukset : DNA-virukset — Retrovirukset — RNA-virukset

• Elävien eliöiden ryhmät
  • Aitotumaiset (domeeni):
    • • Alkueliöt (kunta)
      • Eläinkunta
        • Nilviäiset — Niveljalkaiset — Nivelmadot — Polttiaiseläimet — Selkärankaiset — Sienieläimet
      • Kasvikunta
      • Sienet (kunta)
  • Esitumalliset
    • Arkeonit (domeeni) ja Bakteerit (domeeni)

• Kehitysbiologia : Sukupuolisolu — Siittiösolu — Munasolu — Tsygootti — Alkio — Solujen erilaistuminen — Morfogeneesi — Homeoboksi
  • Eläin kehitys: Kantasolu — Blastula — Gastrulaatio — Muna — Sikiö — Istukka
  • Kasvi kehitys: Siemen — Sirkkalehti — Meristeemi — Jälsi

• Morfologia, Anatomia ja Fysiologia:
  • Menetelmät: Elektrofysiologia — Elektronimikroskooppi
  • Kudos — Elin

• • Kasvi järjestelmät: Juuri — Verso — Varsi — Lehti — Kukka
    • Johtosolukko — Casparyn vyö — Turgorpaine — Puusolukko — Nila — Transpiraatio — Puuaines
    • Sukupolvenvuorottelu — Gametofyytti — Siittiöpesäke — Munapesäke — Sporofyytti — Itiö — Itiöpesäke
    • Tropismi — Suuntausliike

• • Eläin järjestelmät: Iho
    • Luuranko — Luu — Rustokudos — Nivel — Lihas — Jänne — Aktiini — Myosiini — Refleksi
    • Verenkierto — Hengitys — Keuhkot — Sydän — Valtimo — Laskimo — Hiussuoni — Veri — Verisolu
    • Ruoansulatus — Mahalaukku — Ruoansulatuskanava — Maksa — Ravinto — Aineenvaihdunta — Munuainen — Erite
    • Hermosto: Limbinen järjestelmä — Tasapainoelin — Hermosolu — Viejähaarake — Tuojahaarake — Aivot — Silmä — Näköaisti — Kuuloaisti — Asentoaisti — Hajuaisti — Muisti
    • Hermojen signalointi: Aktiopotentiaali — Signaalitransduktio — Synapsi — Reseptori
    • Umpieritysjärjestelmä — Hormoni
    • Lisääntyminen — Kives — Munasarja — Raskaus
    • Imusuonisto — Imusolmuke
    • Immuunijärjestelmä: Vasta-aine — Isäntäeliö — Rokote — Valkosolu — AIDS — T-imusolu

• Lääketiede:
  • Sairaudet: Syöpä — Diabetes — Verisuonitauti
  • Lääkkeet: Antibiootti — Barbituraatit — SSRI
  • Menetelmät: Magneettikuvaus — Tietokonetomografia — Verikoe

Solu- ja molekyylibiologia

• Solubiologia: Robert Hooken löytämät solut
  • Menetelmät: Soluviljely — Mikroskooppi — Elektronimikroskooppi
  • Solujen rakenneosat:
    • Soluelimet: Solulima — Solunesterakkula — Peroksisomi — Plastidi
      • Tuma
        • Tumalima — Tumajyvänen — Kromatiini — Kromosomi
      • Endomembraanijärjestelmä
        • Tumakotelo — Solulimakalvosto — Golgin laite — Kalvorakkula — Lysosomi
      • Energiantuottajat: Mitokondrio ja Viherhiukkanen
    • Biologiset kalvot:
      • Solukalvo — Mitokondrion kalvot — Viherhiukkasen kalvot
    • Muita solutason piirteitä: Soluseinä — Valejalka — Solun tukiranka — Sukkularihmasto — Siima — Värekarva
  • Solujen prosessit:
    • Solukuljetus: Diffuusio — Osmoosi — Toonisuus — Aktiivinen kuljetus — Fagosytoosi
    • Energiareitit: Käyminen
      • Soluhengitys
        • Glykolyysi — Pyruvaattidehydrogenaasikompleksi — Sitruunahappokierto
      • Yhteyttäminen
        • Valoreaktiot — Pimeäreaktiot
    • Proteiinisynteesi — Ribosomit
    • Solujen lisääntyminen: Sytokineesi — Sentromeeri — Meioosi
    • Tuman jakautuminen: Mitoosi — Solusykli
    • Apoptoosi — Solujen vanheneminen

• Biokemia:
  • Biomolekyylit:
    • Pienet: Aminohapot — Adenosiinitrifosfaatti — Rasva — Lipidi — Öljy — Fosfolipidi — Prioni — Sokerit — Vitamiinit — Aivojen välittäjäaine — Vaha
    • Keskikokoiset:
      • Pigmentit: Lehtivihreä — Karotenoidit — Ksantofylli — Melaniini
    • Biopolymeerit/Makromolekyylit
      • Proteiinit: Proteiinin rakenne — Natiivi tila — Proteiinilaskos — Entsyymi — Reseptori — Ionikanava — Kalvoproteiini— Kollageeni — Silkki
      • DNA — RNA
      • Polysakkaridit: Selluloosa — Hiilihydraatti — Kitiini — Glykogeeni — Tärkkelys
  • Biokemialliset mekanismit: Proteolyysi — Kooperatiivisuus
  • Menetelmät: Elektroforeesi — Proteiinimarkkeri —Affiniteettikromatografia — Röntgenkristallografia — Proteomiikka — Massaspektrometri

• Molekyylibiologia:
  • Geneettinen rakenne: DNA — Replikaatio — Nukleosomi — Geneettinen koodi — Kodoni — Transkriptiotekijä — Transkriptio — Translaatio — RNA — Histoni — Telomeeri
  • Geenin ilmentyminen — Heterokromatiini — Promoottori — Tehostaja-alue — Operoni
  • Mutaatio — Pistemutaatio — Tekijäinvaihdunta — Rekombinaatio — Plasmidi — Hyppiö
  • Molekyyligenetiikka: DNA-profilointi — Mikrosatelliitti — Geeninpoisto— Leimautuminen — RNA-interferenssi
  • Genomiikka: Bioinformatiikka
  • Molekyylitason menetelmät: Geelielektroforeesi — Transformaatio — Polymeraasiketjureaktio — Fokusoitu mutageneesi — Aluke — DNA:n katkoskirjo — Restriktioentsyymi — Sekvensointi — Kloonaus — Mikrobiviljely — DNA-siru

• Perinnöllisyystiede:
  • Perinnöllisyys — Mendelin perinnöllisyyssäännöt — Geeni — Lokus — Fenotyyppi — Alleeli — Polymorfismi — Homotsygootti — Heterotsygootti — Risteymä — Dihybridiristeytys — Punnetin ruudukko
  • Genotyypin ja fenotyypin välinen ero: Genotyyppi — Fenotyyppi — Dominoiva ominaisuus — Resessiivinen ominaisuus
  • Epistaasi — Geneettinen mosaiikki — Maternaaliefekti — Penetranssi — Komplementaatio — Suppressio — Geneettinen kytkentä
  • Kromosomien vaikutukset: Kromosomi — Ploidia — Polyploidia — Sisäsiittoisuus
  • Malliorganismit: Banaanikärpänen — Lituruoho — Caenorhabditis elegans — Hiiri — Leivinhiiva — Kolibakteeri — Lambdafaagi — Xenopus — Kana — Seeprakala — Ciona intestinalis
  • Menetelmät: Geeniseulonta — Isyystutkimus — Kytkentäkartta — Geneettinen kartta

Biologit

Pääartikkeli: Biologi

• Charles Darwin
• Alfred Russel Wallace
• Jean-Baptiste Lamarck
• Gregor Mendel
• Hugo de Vries
• Aristoteles
• Carl von Linné
• Konrad Lorenz
• Robert Hooke
• Louis Pasteur
• Robert Koch
• Marcello Malpighi
• Ernst Haeckel
• Alexander Fleming
• Sydney Brenner
• Linus Pauling
• Frederick Sanger
• Hans Adolf Krebs
• Kary Mullis
• Ernst Mayr
• Theodosius Dobzhansky
• Stephen Jay Gould
• Francis Galton
• Thomas Henry Huxley
• James D. Watson
• Francis Crick
• Lynn Margulis
• Ronald Fisher
• Sewall Wright
• J. B. S. Haldane
• Thomas Hunt Morgan
• François Jacob
• Jacques Monod
• Christiane Nüsslein-Volhard
• Eric F. Wieschaus
• Alexander von Humboldt
• Luigi Luca Cavalli-Sforza
• Jacques Cousteau
• Jane Goodall

Luettelot biologeista

• Luettelo biologeista
  • Luettelo eläintieteilijöiden auktorilyhenteistä
  • Luettelo kasvitieteilijöiden auktorilyhenteistä
  • Luettelo lintutieteilijöistä
  • Luettelo Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinnon saaneista
  • Luettelo sienitieteilijöiden auktorilyhenteistä