지피지기(知彼知己)의 학문, 생물학 - 01.생물학의 정의 및 기초

1. 생물학이란?

생물학(生物學, biology)

생명현상과 살아있는 생명체의 물리적 구조, 생리적 메커니즘, 화학적 과정, 발생 및 진화, 분자적 상호작용에 대해 연구하는 자연과학

 

 

 

 

 

 

 

생물학의 하위분야로는 연구 방법과 목적 등에 따라 아래와 같이 나뉠 수 있습니다.

• 생화학 : 생물에서 일어나는 화학적 현상을 연구
• 분자생물학 : 분자 수준에서 일어나는 생명 현상을 탐구
• 세포생물학 : 세포에서 일어나는 생명 현상을 연구 대상으로 삼음
• 생리학 : 기관이나 조직을 연구하여 주 탐구 소재로 다룸
• 생태학 : 환경에서 다양한 생물 개체들이 맺는 관계를 탐구

이론 생물학은 수학적인 방법을 사용하여 정량적인 모델을 만들지만 실험생물학은 제안된 이론의 타당성을 시험합니다.

그리고 생명체의 메커니즘과 약 40억 년 전 생명체가 어떻게 출현하였는지, 생물 체계의 복잡성이 어떤 방식으로 증가하는 방향으로 진화해왔는지를 이해하기 위한 가설을 세우고 경험적인 실험을 수행하기도 합니다.

 

 

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2. 진화(evolution)

진화에 대한 연구는 종의 기원과 멸종, 시간에 따른 생물 종의 변화를 다룹니다. 

 

진화생물학은 부분적으로 진화의 형태, 속도에 관한 질문에 답하기 위해 화석 기록을 사용하는 고생물학을 기반으로 합니다.

그리고 집단유전학과 같은 분야의 발전에도 기반을 두고 있습니다. 1980년대, 발생생물학은 진화 발생생물학에 대한 연구를 통해 현대종합설로부터 초기에 배제된 후에 진화생물학으로 다시 들어오게 되었다고 합니다.

 

진화학을 간단히 설명하기 위한 예를 든다면, 포유류 학, 조류학, 식물학, 양서 파충류학 등이 있습니다. 해당 학문은 특정 생명체에 대한 특별한 훈련을 받았고 분류학을 지향하는 분야의 과학자들이 각각의 연구에 참여하고 있고, 진화에 관한 보다 일반적인 해답을 찾기 위해 연구 중입니다.

3. 생태계 및 환경

생태학은 많은 하위 분야에서 사용됩니다. 생물의 분포와 개체수. 그리고 생물과 환경 사이의 상호 작용에 대해 연구하는 학문입니다.

 

생물체는 자신뿐 아니라 다른 생물체와의 상호작용 같은 생물적 요소뿐만 아니라 기후와 생태와 같은 비생물적 요소를 포함하는 환경을 공유하며 살아갑니다. 생물학적 시스템이 연구하기 어려울 수 있는 한 가지 이유는 다른 생물들 및 환경과의 다양한 상호 작용이 작은 규모에서도 가능하다는 것입니다. 그에 따른 한 가지 예를 들자면, 당의 농도 기울기에 반응하는 세균의 한 종류는 아프리카에서 사냥감을 찾는 사자만큼이나 환경에 민감하게 반응합니다. 이처럼 어떤 생물 종의 행동은 경쟁, 기생, 공생 중 하나일 수 있다는 것입니다. 결론적으로 생태계에서 두 가지 이상의 종이 서로, 혹은 이차적으로 그 이상의 많은 종과 상호작용을 한다면 문제는 더 복잡해지는 것입니다.

 

생물지리학은 생물학과 연관된 지리학을 다루는데, 하위 항목으로는 판 구조론과 기후 변화, 종의 분산(이주) 분지 학과 같은 주제가 있습니다. 해당 소재들에 초점을 맞추어 지구에 서식하고 있는 생물체의 공간 분포에 대해 연구합니다.

동물행동학은 그 이름에서 알 수 있듯, 동물의 행동에 대해 연구하는 학문입니다.

특히 갯과 동물이나 영장류에 속하는 사회적 동물의 행동을 연구합니다. 동물학의 한 분야로 간주하는 동물행동학의 학자들은 특히 자연선택설의 관점에서 행동의 진화와 행동의 이해에 관심을 가져왔습니다.

 

어떤 의미에서 최초의 동물행동학자는 찰스 다윈이었는데, 그의 수많은 저서 중 하나인 “인간과 동물의 감정표현(The Expression of the Emotions in Man and Animals)”은 많은 동물행동학자에게 영향을 준다고 합니다.

생태계는 개별 생물 개체부터 개체군과 군집, 생태계, 그리고 생물권에 이르기까지 방대한 범위의 다른 수준에서 연구가 이루어집니다. 이해를 위한 설명을 추가하자면, ‘집단 생물학’이라는 용어는 종종 개체군 생태학과 교환할 수 있는 의미로 사용됩니다. 하지만, 집단 생물학은 질병, 바이러스, 미생물의 경우에 더 자주 사용되며 ‘인구 생태학’이라는 용어는 식물과 동물의 연구에 더 일반적으로 적용됩니다.