علم الأحياء: الفرق بين النسختين

|فروع=[[علم الأحياء التطوري]]، [[كيمياء حيوية|الكيمياء الحيوية]]، [[علم البيئة]]، [[علم الوراثة]]، [[علم النبات]]، [[علم الحيوان]]، [[علم وظائف الأعضاء]]، [[علم الأحياء الخلوي]]، [[علم الأحياء الجزيئي]]

'''علم الأحياء''' هو [[علوم طبيعية|علم طبيعي]] يُعنى بدراسة ال[[حياة]] و[[مخلوق|الكائنات الحية]]، بما في ذلك هياكلها ووظائفها ونموها وتطورها وتوزيعها وتصنيفها.<ref name=aquarenagloss>Based on definition from: {{مرجع ويب |المسارمسار=http://www.bio.txstate.edu/~wetlands/Glossary/glossary.html |مسار الأرشيفأرشيف=https://web.archive.org/web/20040608113114/http://www.bio.txstate.edu/~wetlands/Glossary/glossary.html |تاريخ الأرشيفأرشيف=2004-06-08 |العنوانعنوان=Aquarena Wetlands Project glossary of terms |المؤلفمؤلف=<!--Staff writer(s); no by-line.--> |الناشرناشر=Texas State University at San Marcos| وصلة مكسورة = yes }}</ref> الأحياء الحديثة هي ميدانٌ واسعٌ يتألف من العديد من الفروع والتخصصات الفرعيَّة، لكنها تتضمن بعض المفاهيم العامّة الموحدة التي تربط بين فروعها المُختلفة وتسير عليها جميع الدراسات والبحوث. يُنظر إلى ال[[خلية]] في علم الأحياء عموماً باعتبارها وحدة الحياة الأساسية، وال[[مورثة|جين]] باعتباره وحدة ال[[توريث (توضيح)|توريث]] الأساسية، وال[[تطور]] باعتباره المُحرّك الذي يولد [[نوع (تصنيف)|الأنواع]] الجديدة. ومن المفهوم أيضاً في علم الأحياء في الوقت الحاضر أنّ جميع الكائنات الحيّة تبقى على قيد الحياة عن طريق استهلاك وتحويل ال[[طاقة]]، ومن خلال [[استتباب|تنظيم]] البيئة الداخلية للحفاظ على حالةٍ مُستقرةٍ وحيويّة.

ينقسم علم الأحياء إلى فروع حسب نطاق الكائنات الحيَّة التي تدرسها، وأنواع الكائنات الحيَّة المدروسة، والأساليب المُستخدمة في دراستها. فتدرس [[كيمياء حيوية|الكيمياء الحيوية]] العمليات [[كيمياء|الكيميائية]] المُتعلقة بالكائنات الحيَّة، ويدرس [[علم الأحياء الجزيئي]] التفاعلات المُعقدة التي تحصل بين الجُزيئات البيولوجية، ويُعنى [[علم النبات]] بدراسة حياة النباتات المُختلفة، ويدرس [[علم الأحياء الخلوي]] الخلية التي تُعدّ الوحدة البنائية الأساسية للحياة، ويدرس [[علم وظائف الأعضاء]] الوظائف الفيزيائية والكيميائية [[نسيج حيوي|لأنسجة]] و[[عضو (تشريح)|أعضاء]] و[[نظام احيائيأحيائي|أجهزة]] الكائن الحي، بينما يدرس [[علم الأحياء التطوري]] العمليات التي أدّت إلى تنوّع الحياة، ويُعنى [[علم البيئة]] بالبحث في كيفيّة تفاعل الكائنات الحيَّة مع بيئتها.<ref>{{مرجع ويب|المسارمسار=http://community.weber.edu/sciencemuseum/pages/life_main.asp |العنوانعنوان=Life Science, Weber State Museum of Natural Science |الناشرناشر=Community.weber.edu |تاريخ الوصول=2013-10-02| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20150204131611/http://community.weber.edu/sciencemuseum/pages/life_main.asp | تاريخ الأرشيفأرشيف = 4 فبراير 2015 | وصلة مكسورة = yes }}</ref>

يُشتق مُصطلح علم الأحياء [[لغة لاتينية|اللاتيني]] (Biologia) من [[لغة يونانية|اليونانية]] (bios تعني حياة و logia تعني دراسة أو علم).<ref>{{مرجع ويب |المسارمسار=http://topics.info.com/Who-coined-the-term-biology_716 |العنوانعنوان=Who coined the term biology? |العملعمل=Info.com|تاريخ الوصول=2012-06-03| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20171018165655/http://topics.info.com/Who-coined-the-term-biology_716 | تاريخ الأرشيفأرشيف = 18 أكتوبر 2017 }}</ref><ref name=OnlineEtDict>{{مرجع ويب|العنوانعنوان=biology|المسارمسار=http://www.etymonline.com/index.php?term=biology&allowed_in_frame=0|الناشرناشر=Online Etymology Dictionary| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20170713082526/http://www.etymonline.com/index.php?term=biology&allowed_in_frame=0 | تاريخ الأرشيفأرشيف = 13 يوليو 2017 }}</ref> ظهر هذا المُصطلح للمرة الأولى عام 1736 عندما استخدمه [[كارولوس لينيوس|كارلوس لينيوس]] في أحد كتبه، وتبع ذلك ترجمته [[الألمانيةألمانية (توضيح)|للألمانية]] (Biologie) عام 1771 في ترجمةٍ لعمل لينيوس. دخل هذا المُصطلح حيِّز الاستخدام الحديث في أطروحةٍ من ستة مُجلدات من تأليف العالم [[ألمان|الألماني]] غوتفريد راينولد تريفيرانوس، الذي قال:<ref name=Richards>{{مرجع كتاب|الأخير=Richards|الأول=Robert J.|العنوانعنوان=The Romantic Conception of Life: Science and Philosophy in the Age of Goethe|السنةسنة=2002|الناشرناشر=University of Chicago Press|الرقم المعياري=0-226-71210-9|المسارمسار=http://books.google.com/?id=X7N4_i7vrTUC&printsec=frontcover#v=onepage&q&f=false}}</ref> "سيكون موضوع أبحاثنا هو أشكال الحياة ومظاهرها المُختلفة، والظروف والقوانين التي تحدث بموجبها هذه الظواهر، والأمور والأسباب التي أثرت فيها. وسنُشير إلى العلم الذي يهتم بهذه الأمور باسم علم الأحياء (biologie) أو مبدأ الحياة (Lebenslehre)".

على الرغم من ظهور علم الأحياء بشكله الحالي حديثاً نسبيّاً، إلا أن العلوم التي تتضمنها الأحياء أو تتعلق فيها كانت تُدرس منذ العصور القديمة. فقد كانت [[فلسفة طبيعية|الفلسفة الطبيعية]] تُدرس في [[بلاد الرافدين]] و[[مصر القديمة|مصر]] و[[شبه قارة الهند|شبه القارة الهندية]] و[[الصين]]. بَيْد أنّ أصول علوم الأحياء الحديثة ومنهجها في دراسة الطبيعة تعود إلى [[اليونان القديمة]].<ref>{{مرجع كتاب|المؤلفمؤلف=Magner, Lois N. |العنوانعنوان=A History of the Life Sciences, Revised and Expanded|المسارمسار=http://books.google.com/books?id=YKJ6gVYbrGwC|السنةسنة=2002|الناشرناشر=CRC Press|الرقم المعياري=978-0-203-91100-6}}</ref> فكان [[أبقراط]] بمثابة مؤسس علم [[طب|الطب]]، بالإضافة إلى مُساهمة [[أرسطو]] الكبيرة في تطوير علم الأحياء، حيث كان لكتبه التي أظهر فيها ميوله للطبيعة أهميةٌ خاصةٌ مثل كتاب "تاريخ الحيوانات"، تبع ذلك أعمالٌ أكثر تجريبية ركّزت على السببية البيولوجية وتنوع الحياة. كتب [[ثاوفرسطس|ثيوفراستوس]] بعد ذلك سلسلة من الكتب في [[علم النبات]] اعتُبرت الأهم من نوعها في هذا العلم في العصور القديمة حتى [[العصور الوسطى]].<ref>[http://www.tcd.ie/Botany/tercentenary/origins/theophrastus.php/ Theophrastus] {{Webarchive|url=httphttps://web.archive.org/web/20171201015705/https://www.tcd.ie/Botany/tercentenary/origins/theophrastus.php |date=01 ديسمبر 2017}}</ref>

أسهم العلماء ال[[مسلم|مسلمون]] كذلك إسهاماتٍ مُهمّةٍ في علم الأحياء، مثل [[الجاحظ]]، و[[أبو حنيفة الدينوري]] الذي كتب في علوم النباتات،<ref name=Fahd-815>{{Cite journal|الأخير=Fahd|الأول=Toufic|contribution=Botany and agriculture|الصفحةصفحة=815|ref=harv}}, in {{مرجع كتاب |الأخير1=Morelon |الأول1=Régis |الأخير2=Rashed |الأول2=Roshdi |السنةسنة=1996 |العنوانعنوان=Encyclopedia of the History of Arabic Science |volumeالمجلد=3 |الناشرناشر=Routledge |الرقم المعياري=0-415-12410-7}}</ref> و[[أبو بكر الرازي]] الذي كتب في [[تشريح|علم التشريح]] و[[علم وظائف الأعضاء]]. كما أولى المسلمون الطب اهتماماً خاصاً، فترجموا علوم اليونانيين وأضافوا إليها الكثير. أمّا إسهاماتهم في التاريخ الطبيعي فكانت مُعتمدةً بشكلٍ كبيرٍ على الفكر الأرسطي.

قفز علم الأحياء قفزةً كبيرةً عندما قام [[أنطوني فان ليفينهوك]] بتطوير ال[[مجهر]]، حيث أدى ذلك إلى اكتشاف [[حيوان منوي|الحيوانات المنوية]] و[[بكتيريا|البكتيريا]] ومُختلف الكائنات المجهرية. كما لعب العالم [[هولنديون|الهولندي]] [[جان سوامردام]] دوراً محورياً في تطوير [[علم الحشرات]] وساعد في إرساء التقنيات الأساسية في الترشيح و[[تلوينصبغ (علم أحياء)|التلوين]] المجهري.<ref>{{مرجع كتاب|المؤلفمؤلف=Magner, Lois N. |العنوانعنوان=A History of the Life Sciences, Revised and Expanded|المسارمسار=http://books.google.com/books?id=YKJ6gVYbrGwC|السنةسنة=2002|الناشرناشر=CRC Press|الرقم المعياري=978-0-203-91100-6|الصفحاتصفحات= 133–144}}</ref> كما كان للتقدم في [[مجهرية|الدراسات المهاجرية]] أثرٌ عميقٌ في تفكير الأحيائيين، فأشار عددٌ من علماء الأحياء إلى الأهمية المركزية لل[[خلية]] منذ مطلع [[القرن 19|القرن التاسع عشر]]. وفي عام 1838 بدأ العالمان [[ثيودور شوان|شوان]] وشلايدن في تعزيز فكرة أنّ الوحدة الأساسية في الكائنات الحيَّة هي الخليَّة، وأنّ الخلايا مُنفردةً تملك خصائص الحياة، لكنهما عارضا فكرة أنّ جميع الخلايا تنتج من انقسام خلايا أخرى. لكن بفضل أعمال روبرت ريماك و[[رودلف فيرخوف|رودولف فيرشو]] اتجه العلماء إلى قبول المبادئ الثلاثة السابقة بحلول عقد الستينيّات من القرن التاسع عشر، وهو ما عُرف فيما بعد ب[[نظرية الخلية]].<ref>[[Jan Sapp|Sapp, Jan]] (2003) ''Genesis: The Evolution of Biology'', Ch. 7. Oxford University Press: New York. ISBN 0-19-515618-8</ref><ref>Coleman, William (1977) ''Biology in the Nineteenth Century: Problems of Form, Function, and Transformation'', Ch. 2. Cambridge University Press: New York. ISBN 0-521-29293-X</ref>

وفي الوقت ذاته كانت أهمية [[علم التصنيف (توضيح)|علم التصنيف]] في تزايدٍ مُستمرٍ وباتت موضع تركيز [[تاريخ طبيعي|المؤرخين الطبيعيين]]. نشر [[كارلوسكارولوس لينيوس|لينيوس]] عام 1735 منهاجاً في مبادئ [[تصنيف حيوي|التصنيف]] للعالم الطبيعي، وما زالت بعض المبادئ التي جاء بها قيد الاستخدام مُنذ ذلك الحين. ثم أطلق لينيوس في مُنتصف [[القرن 18|القرن الثامن عشر]] [[تسمية ثنائية|أسماءً علميَّةً]] على جميع الأنواع.<ref>Mayr, ''The Growth of Biological Thought'', chapter 4</ref> وفي القرن ذاته ظهر العالم [[فرنسيون|الفرنسي]] [[جورج دي بوفون]] الذي أشار إلى إمكانيّة وجود [[سلف مشترك]]، وبالرغم من أنّه كان مُعارضاً لنظرية التطور، إلا أنه في الحقيقة كان شخصيةً محوريةً في [[تاريخ الفكر التطوري]]، حيث أثرت أعماله على النظريات التطورية التي جاء بها كُلٌ من [[جان باتيست لامارك]] و[[تشارلز داروين]].<ref>Mayr, ''The Growth of Biological Thought'', chapter 7</ref>

كانت بداية الأخذ ب[[تطور|نظرية التطور]] على محمل الجد بعد صدور أعمال لامارك، الذي كان أول من قدّم [[نظرية|نظريةً]] مُتماسكةً في التطور.<ref name="Gould 2002 187">[[ستيفن جاي غولد|Gould, Stephen Jay]]. ''The Structure of Evolutionary Theory''. The Belknap Press of Harvard University Press: Cambridge, 2002. ISBN 0-674-00613-5. p. 187.</ref> افترض لامارك أنّ التطور كان نتيجةً للضغوط البيئية على خصائص الحيوانات، أي أنه كلما ازداد استخدام العضو والاعتماد عليه بات هذا العضو أكثر كفاءةً وتعقيداً، وبذلك يتمكّن الحيوان من التكيف مع بيئته. اعتقد لامارك أنّ هذه الصفات المُكتسبة يُمكن أن تنتقل عبر النَّسل، وبالتالي تتطور وتُصبح أكثر كمالاً.<ref name=Lam1914>[[#Lamarck1914|Lamarck (1914)]]</ref> ظهر بعد ذلك العالم البريطاني [[تشارلز داروين]] الذي جمع بين النهج البيوجغرافي ل[[ألكسندر فون هومبولت]]، والنهج الجيولوجي المُنتظم الذي اتبعه [[تشارلز لايل]]، ونهج كتابات [[توماس مالتوس]] حول النمو السكاني، بالإضافة إلى خبرته الخاصة ومُلاحظاته للطبيعة، ليؤسس بذلك نظرية تطوريَّةً أكثر نجاحاً تستند إلى [[اصطفاء طبيعي|الانتقاء الطبيعي]]، وهي النتيجة نفسها التي توصل إليها [[ألفرد راسل والاس]] بشكل مُستقل بعد اتباعه ذات المنطق والأدلة.<ref>Mayr, ''The Growth of Biological Thought'', chapter 10: "Darwin's evidence for evolution and common descent"; and chapter 11: "The causation of evolution: natural selection"</ref><ref>{{مرجع كتاب|المؤلفمؤلف=Larson, Edward J. |العنوانعنوان=Evolution: The Remarkable History of a Scientific Theory|المسارمسار=http://books.google.com/books?id=xzLRvxlJhzkC|السنةسنة=2006|الناشرناشر=Random House Publishing Group|الرقم المعياري=978-1-58836-538-5|chapter=Ch. 3}}</ref> وعلى الرغم من أنّ هذا النظرية ما زالت موضعاً للجدل حتى الوقت الحاضر، إلا أنها سرعان ما انتشرت في الأوساط العلمية وباتت جزءاً مُهمّاً من علم الأحياء الحديث.

أشارت التجارب التي أجريت في مُنتصف [[القرن 20|القرن العشرين]] إلى كون [[الحمضحمض النووينووي الريبوزيريبوزي المنقوصمنقوص الأكسجين|الدي إن إيه]] مُكوّنٌ من [[كروموسوم]]ات تحمل الوحدات الحاملة للسمات، والتي عُرفت فيما بعد باسم ال[[جين]]ات. مثّل تركيز العلماء على إيجاد أنواع جديدة من الكائنات الحيَّة الدقيقة مثل ال[[فيروس]]ات وال[[بكتيريا]]، وكذلك اكتشاف الهيكل الحلزوني المُزدوج للمادة الوراثية عام 1953، مثّل المرحلة الانتقالية لعصر [[علم الوراثة الجزيئي]]. وبات علم الأحياء مُمتداً في المجال الجُزيئي بشكلٍ واسع مُنذ الخمسينيّات وحتى الوقت الحاضر. تبع ذلك إطلاق [[مشروع الجينوم البشري]] عام 1990 بهدف معرفة [[مجينمجموع مورثي|الجينوم]] البشري بشكلٍ كامل. اكتمل هذا المشروع مبدئيّاً عام 2003،<ref>{{استشهاد بخبر | المسارمسار=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/2940601.stm | العنوانعنوان=BBC NEWS &#124; Science/Nature &#124; Human genome finally complete | تاريخ الوصول=2006-07-22 | التاريختاريخ=2003-04-14 | العملعمل=BBC News | الأول=Ivan | الأخير=Noble| مسار الأرشيفأرشيف = httphttps://web.archive.org/web/20180311231140/http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/2940601.stm | تاريخ الأرشيفأرشيف = 11 مارس 2018 }}</ref> وما زالت تُنشر التحاليل المُتعلقة به حتى الوقت الحاضر. شكّل مشروع الجينوم البشري الخطوة الأولى في [[عولمة]] ودمج المعارف البشرية المُتراكمة في علم الأحياء للتوصل إلى تعريف وظيفي جُزيئي للجسم البشري وأجسام الكائنات الحيَّة الأخرى.

تنصُّ [[نظرية الخلية]] على أنّ الخليَّة هي وحدة الحياة الأساسيَّة، وأنّ جميع الكائنات الحيَّة تتكون من [[خلية]] واحدة أو أكثر أو من مواد تُفرز من تلك الخلايا (مثل [[هيكل خارجي (أحياء)|الهياكل الخارجية]]). تنشأ جميع الخلايا من خلايا أخرى بوساطة عملية [[انقسام خلوي|الانقسام الخلوي]]، حيث يعود أصل كل خلية في جسم الكائن الحي [[متعددة الخلايا|متعدد الخلايا]] من خلية واحدة في [[بيضة (أحياء)|البيضة]] المُخصبة.<ref>{{cite journal|المؤلف=Mazzarello, P|العنوان=A unifying concept: the history of cell theory|journal=Nature Cell Biology|volume=1|الصفحات=E13–E15|السنة=1999|doi=10.1038/8964|pmid=10559875|issue=1|ref=harv}}</ref> وكذلك تُعد الخليَّة الوحدة الأساسية في العديد من العمليات [[علم الأمراض|المرضيَّة]]. ويتمّ انتقال ال[[طاقة]] في الخلايا بوساطة عمليات تُشكّل جُزءاً من عملية [[أيض|التمثيل الغذائي]]. وأخيراً فإنّ الخلايا تحتوي على المعلومات الوراثية (DNA) التي يتم تمريرها من خلية إلى أخرى أثناء انقسام الخلية.

[[ملف:Mutation and selection diagram-ar.svg|thumb|يسار|250px|[[اصطفاء طبيعي|الانتقاء الطبيعي]] للبشرة الداكنة لمجموعة سكانية.]]

التطور هو أحد مفاهيم علم الأحياء الحديث، ويعني أنّ الحياة تتغير وتتطور، وأنّ أشكال الحياة المعروفة كافة تنحدر من [[سلف مشترك]]. حيث تفترض نظرية التطور أنّ جميع الكائنات الحيَّة على وجه الأرض سواءً كانت حيَّةً أو مُنقرضةً قد انحدرت من أصل مُشترك أو [[تجميعة الجينات|تجميعة جينية]] أولية. يُعتقد أنّ آخر سلف مُشترك لجميع الكائنات الحيَّة كان قد ظهر قبل حوالي 3.5 مليار عام.<ref>{{مرجع كتاب | العنوانعنوان = Life Evolving: Molecules, Mind, and Meaning | المؤلفمؤلف = De Duve, Christian | المكانمكان = New York | الناشرناشر = Oxford University Press | السنةسنة = 2002| الصفحةصفحة = 44 | الرقم المعياري = 0-19-515605-6}}</ref> ويرى العلماء الداعمون لهذه النظرية أنّ تشارك الكائنات الحيَّة في [[شيفرة جينية|الشفرة الجينية]] يُشكّل دليلاً حاسماً لصالح نظريتهم،<ref name="Futuyma">{{مرجع كتاب|المؤلفمؤلف=Futuyma, DJ|العنوانعنوان=Evolution|السنةسنة=2005|الناشرناشر=Sinauer Associates|الرقم المعياري=978-0-87893-187-3|oclc=57311264 57638368 62621622}}</ref> بينما يرى المُعارضون لها عدم صحة العبارة وبالتالي فإنها لا تُشكل دليلاً داعماً للتطور.<ref>[http://www.discovery.org/a/1059/ Reply To Kenneth Miller On The Genetic Code] {{Webarchive|url=httphttps://web.archive.org/web/20170226131126/http://www.discovery.org/a/1059/ |date=26 فبراير 2017}}</ref>

أُدخل مُصطلح التطور إلى المعجم العلمي بوساطة العالم الفرنسي [[جان باتيست لامارك]] عام 1809،<ref name="p15">{{مرجع كتاب |الأخير=Packard |الأول=Alpheus Spring |العنوانعنوان= Lamarck, the founder of Evolution: his life and work with translations of his writings on organic evolution|السنةسنة= 1901 |الناشرناشر= Longmans, Green. |المكانمكان=New York |الرقم المعياري=0-405-12562-3}}</ref> أما البداية الفعلية للنظرية فكانت على يد [[تشارلز داروين]] بعد ذلك بخمسين عاماً لتُصبح نموذجاً علمياً فعلياً، ويُعزى ذلك إلى توضيحه القوة أو الآلية الدافعة للتطور، وهي [[اصطفاء طبيعي|الانتقاء الطبيعي]]<ref>[http://darwin-online.org.uk/biography.html The Complete Works of Darwin Online – Biography.] ''darwin-online.org.uk''. Retrieved on 2006-12-15 {{Webarchive|url=httphttps://web.archive.org/web/20180104180334/http://darwin-online.org.uk/biography.html |date=04 يناير 2018}}</ref><ref>{{cite journal|المسار=http://www.phil.vt.edu/Burian/NothingInBiolChFina.pdf |الأخير1 = Dobzhansky |الأول1 = T. |السنة = 1973 |العنوان = Nothing in biology makes sense except in the light of evolution |journal = The American Biology Teacher |volume = 35 |issue = 3 |الصفحات = 125–129}}</ref><ref>As Darwinian scholar Joseph Carroll of the University of Missouri–St. Louis puts it in his introduction to a modern reprint of Darwin's work: "''The Origin of Species'' has special claims on our attention. It is one of the two or three most significant works of all time—one of those works that fundamentally and permanently alter our vision of the world&nbsp;... It is argued with a singularly rigorous consistency but it is also eloquent, imaginatively evocative, and rhetorically compelling." {{مرجع كتاب |العنوانعنوان=On the origin of species by means of natural selection |المحررمحرر=Carroll, Joseph |السنةسنة=2003 |الناشرناشر=Broadview |المكانمكان= Peterborough, Ontario|الرقم المعياري= 1-55111-337-6|الصفحةصفحة=15}}</ref> (كما يُعد [[ألفرد راسل والاس]] مُساهماً في اكتشاف هذا المفهوم، بالإضافة إلى مُساهمته بالأبحاث والتجارب المُتعلقة بالتطور).<ref>Shermer p. 149.</ref> قال داروين في نظريته إنّ الأنواع والسلالات تتطور خلال عمليات الانتقاء الطبيعي و[[اصطفاء اصطناعي|الانتقاء الاصطناعي]]،<ref>Darwin, Charles (1859). ''On the Origin of Species'', John Murray.</ref> بالإضافة إلى [[انحراف وراثي|الانحراف الوراثي]] الذي شكّل آليةً تطوريةً أخرى في توليفة النظرية الحديثة.<ref name = GGS>{{مرجع كتاب | الأخير = Simpson | الأول = George Gaylord | author-linkوصلة مؤلف = George Gaylord Simpson | السنةسنة = 1967 | العنوانعنوان = The Meaning of Evolution | الناشرناشر = Yale University Press | الإصدارإصدار = Second | الرقم المعياري = 0-300-00952-6}}</ref>

يُطلق اسم [[علم الوراثة العرقي]] على التاريخ التطوري للأنواع الذي يصف خصائص [[نوع (أحياءتصنيف)|الأنواع]] المُختلفة من الأصل الذي انحدرت منه، بالإضافة إلى علاقة النَّسب بين النوع والأنواع الأخرى. هناك العديد من الوسائل المُستخدمة في توليد المعلومات حول علم الوراثة العرقي. إحدى هذه الوسائل هي مُقارنة تسلسلات الدي إن إيه التي تتبع مجال [[علم الأحياء الجزيئي]] أو [[علم الجينوم]]. وسيلةٌ أخرى هي مُقارنة [[مستحاثة|المستحاثات]] أو ما نملك من معلومات عن الكائنات القديمة في [[علم الأحياء القديمة]].<ref>{{مرجع ويب|المسارمسار=http://www.bio-medicine.org/q-more/biology-definition/phylogeny/ |العنوانعنوان=Phylogeny|الناشرناشر=Bio-medicine.org |التاريختاريخ=2007-11-11 |تاريخ الوصول=2013-10-02| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20181119045007/http://www.bio-medicine.org/q-more/biology-definition/phylogeny/ | تاريخ الأرشيفأرشيف = 19 نوفمبر 2018 }}</ref>

[[ملف:Punnett square mendel flowers-ar.svg|يسار|thumb|[[مربع بانيت]] يُظهر نواتج تلقيح نبتتي [[بازلاء|بازيلاء]] تحملان [[أليل (وراثة)|ألّيلين]] مُختلفين. يُشير B إلى لون الزهرة البنفسجي، بينما يُشير b إلى اللون الأبيض.]]

ال[[جين]] هو الوحدة الأساسية للوراثة في جميع الكائنات الحيَّة ويُشكّل المنطقة التي تؤثر على شكل أو وظيفة الكائن الحي من المادة الوراثية. حيث أنّ جميع الكائنات الحيَّة من البكتيريا إلى الحيوانات تتشارك في نفس الآليات الأساسية المُتمثلة في نسخ وترجمة ال[[حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين|دنا]] إلى [[بروتين]]ات. تقوم الخلايا ب[[نسخ (وراثة)|نسخ]] جين الدنا إلى جين ال[[رناحمض (أحياء)نووي ريبوزي|رنا]] ثم [[ترجمة (وراثة)|يترجم]] ال[[ريبوسوم|رايبوسوم]] الرنا إلى بروتين، وهو عبارةٌ عن سلسلة من [[حمض أميني|الأحماض الأمينية]]. تتشارك مُعظم الكائنات الحيَّة في رمز الترجمة من الرنا إلى الأحماض الأمينية، ولكنها قد تكون مُختلفةً قليلاً في بعضها الآخر.

تكون الكروموسومات عادةً خطية الشكل في [[حقيقيات النوى]] ودائرية الشكل في [[بدائيات النوى]]. والكروموسوم هو تركيبٌ مُنظمٌ يتألف من الدنا وال[[هستون]]ات. وتُشكّل مجموعة الكرموسومات الموجودة في الخلية، بالإضافة إلى أية معلومات وراثية أخرى موجودة في ال[[ميتوكندريون|ميتوكوندريا]] و[[بلاستيدات خضراء|البلاستيدات الخضراء]] أو أي مكان آخر، تُشكل مُجتمعةً ما يُعرف باسم ال[[مجموع مورثي|جينوم]]. توجد المعلومات الوراثية في حقيقيات النوى في [[نواة (خلية)|نواة الخلية]]، بالإضافة إلى كميات أخرى صغيرة موجودة في الميتوكندريا والبلاستيدات الخضراء. أما في بدائيات النوى فتكون المادة الوراثية موجودةً في جسم غير مُنتظم الشكل يقع في ال[[سيتوبلازم]] يُسمّى [[نوواني|بالنيوكليود]].<ref>{{cite journal |المؤلف=Thanbichler M, Wang S, Shapiro L |العنوان=The bacterial nucleoid: a highly organized and dynamic structure | journal=J Cell Biochem |volume=96 |issue=3 | الصفحات=506–21 |السنة=2005 |pmid=15988757 | doi = 10.1002/jcb.20519}}</ref> تكون معلومات الجينوم الوراثية موجودةً في الجينات، ويُسمّى مجموع هذه المعلومات في الكائن الحي ب[[نمط جيني|النمط الجيني]].<ref>{{مرجع ويب|المسارمسار=http://www.medterms.com/script/main/art.asp?articlekey=8472 |العنوانعنوان=Genotype definition – Medical Dictionary definitions |الناشرناشر=Medterms.com |التاريختاريخ=2012-03-19 |تاريخ الوصول=2013-10-02| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20140123014257/http://www.medterms.com/script/main/art.asp?articlekey=8472 | تاريخ الأرشيفأرشيف = 23 يناير 2014 }}</ref>

ال[[استتباب]] هو قدرةُ [[النظامنظام المفتوحمفتوح (نظرية النظامالنظم)|النظام المفتوح]] على تنظيم بيئته الداخلية للحفاظ على ظروف مُستقرة عن طريق تحقيق [[توازن ديناميكي]]. وهو خاصيةٌ تظهر في جميع الكائنات الحيَّة سواءً كانت وحيدة الخلية أو مُتعددة الخلايا.<ref>Rodolfo, Kelvin (2000-01-03) [http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=what-is-homeostasis What is homeostasis?] Scientific American. {{Webarchive|url=httphttps://web.archive.org/web/20131203020456/http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=what-is-homeostasis |date=03 ديسمبر 2013}}</ref>

يعتمد بقاء الكائن الحي على استمرار إمداده بال[[طاقة]]. ويتم الحصول على هذه الطاقة من المواد التي تُشكّل [[طعام|غذاء]] بوساطة [[تفاعل كيميائي|تفاعلات كيميائية]]، وتُستغل هذه الطاقة في المُساعدة في تشكيل خلايا جديدة والمُحافظة عليها. تلعب جُزيئات [[مادة كيميائية|المواد الكيميائية]] التي تُشكل غذاء الكائن الحي دورين خلال هذه العملية: الأول أنها تُشكل مصدراً للطاقة التي يحتاجها الجسم، والثاني هو تكوين تراكيب جزيئية تتألف من جزيئات حيويَّة.

تُعرف الكائنات الحيَّة التي تقوم بإنتاج الطاقة في النظام البيئي بالكائنات المُنتجة أو [[ذاتي التغذية|ذاتية التغذية]]. تُشكل الشمس مصدر الطاقة الأساسي لجميع الكائنات ذاتية التغذية تقريباً،<ref name=bryantfrigaard>{{cite journal | المؤلف = Bryant, D.A. and Frigaard, N.-U. | السنة=2006 | العنوان = Prokaryotic photosynthesis and phototrophy illuminated | journal = Trends Microbiol | volume = 14 | issue = 11 | الصفحات=488–96 | doi = 10.1016/j.tim.2006.09.001 | pmid = 16997562}}</ref> حيث تستخدم [[طاقة شمسية|الطاقة الشمسية]] في عملية تُعرف ب[[تركيب ضوئي|عملية البناء الضوئي]] لتحويل المواد الخام إلى جزيئات عضوية مثل [[أدينوسين ثلاثي الفوسفات|ثلاثي فوسفات الأدينوسين]] (ATP) يُمكن تحطيم روابطها لإطلاق الطاقة.<ref>{{مرجع كتاب |المؤلفمؤلف=Smith, A. L. |العنوانعنوان=Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology |الناشرناشر=Oxford University Press |المكانمكان=Oxford [Oxfordshire] |السنةسنة=1997 |الصفحةصفحة=508 |الرقم المعياري=0-19-854768-4 |quoteاقتباس=Photosynthesis – the synthesis by organisms of organic chemical compounds, esp. carbohydrates, from carbon dioxide using energy obtained from light rather than the oxidation of chemical compounds.}}</ref> بَيْد أنّ بعض الكائنات تعتمد كلياً على مصادر أخرى للطاقة غير [[الشمس]] مثل ال[[ميثان]] و[[أيون]]ات [[كبريت|الكبريت]].<ref>Edwards, Katrina. ''Microbiology of a Sediment Pond and the Underlying Young, Cold,

تُستغل بعض الطاقة في إنتاج [[كتلة حيوية|الكتلة الحيوية]] لاستمرار الحياة وتوفير القدرة على النمو، بَيْد أنّ مُعظم الطاقة المُتبقيَّة تُفقد على شكل حرارة أو فضلات جُزيئية. أهم عمليات تحويل الطاقة الموجودة في المواد الكيميائية إلى طاقة مُفيدة للكائن الحي هي عملية [[تركيب ضوئي|التمثيل الضوئي]]<ref>{{مرجع كتاب |المؤلفمؤلف=Campbell, Neil A. and Reece, Jane B|العنوانعنوان=Biology |الناشرناشر=Benjamin Cummings |السنةسنة=2001 |chapter=6|الرقم المعياري=978-0-8053-6624-2 |oclc=47521441 48195194 53439122 55707478 64759228 79136407}}</ref> وكذلك [[تنفس خلوي|التنفس الخلوي]].<ref name="Colvard, 2009">Bartsch, John and Colvard, Mary P. (2009) ''The Living Environment''. New York State Prentice Hall. ISBN 0-13-361202-3.</ref>

[[ملف:biological cell.svg|thumb|300px|مُخطط ل[[خلية حيوانية]] يُظهر [[عضية خلوية|عضياتها]] وتراكيبها المُختلفة.]]

يختص [[علم الأحياء الجزيئي]] بدراسة الأحياء على المُستوى الجُزيئي،<ref>{{مرجع ويب|المسارمسار=http://www.biology-online.org/dictionary/Molecular_biology |العنوانعنوان=Molecular Biology – Definition |الناشرناشر=biology-online.org|تاريخ الوصول=2013-10-02| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20190613105810/https://www.biology-online.org/dictionary/Molecular_biology | تاريخ الأرشيفأرشيف = 13 يونيو 2019 }}</ref> ويتداخل هذا الفرع مع فروع أحيائيَّة أخرى، خصوصاً مع [[علم الوراثة]] و[[كيمياء حيوية|الكيمياء الحيوية]]. تهتم الأحياء الجزيئية بصورة رئيسية بالتفاعلات بين النظم المُختلفة في الخلية، بما في ذلك العلاقات المُتبادلة بين الدنا والرنا ومعرفة كيف يتم تنظيم هذه التفاعلات.

يدرس [[علم الأحياء الخلوي]] الخصائص التركيبية و[[علم وظائف الأعضاء|الفسيولوجية]] للخلايا، بما في ذلك [[سلوك]]ها وتفاعلاتها و[[بيئة طبيعية|بيئتها]]. تتم هذه الدراسة على الصعيدين المجهري والجزيئي في الكائنات وحيدة الخلية مثل ال[[بكتيريا]]، وكذلك في الخلايا المُتخصصة في الكائنات عديدة الخلايا مثل [[إنسان|البشر]]. فهم بنية ووظيفة الخلايا هو أمرٌ أساسيٌّ في جميع العلوم الأحيائيَّة، ويهتم علم الأحياء الجزيئي بشكل خاص في أوجه الشَّبه والاختلاف بين أنواع الخلايا. بينما يهتم [[تشريح|علم التشريح]] بدراسة التراكيب على مستوى أكبر مثل الأعضاء والأجهزة.<ref>Gray, Henry (1918) [http://www.bartleby.com/107/1.html "Anatomy of the Human Body".] 20th edition. {{Webarchive|url=httphttps://web.archive.org/web/20171128142422/http://www.bartleby.com/107/1.html |date=28 نوفمبر 2017}}</ref>

يدرس [[علم الوراثة]] الجينات وال[[توريث (توضيح)|توريث]] والتنوّع في الكائنات الحيَّة.<ref name=griffiths2000sect60>{{مرجع كتاب |editor1-first=Anthony J. F. |editor1-last=Griffiths |editor2-first=Jeffrey H. |editor2-last=Miller |editor3-first=David T. |editor3-last=Suzuki |editor4-first=Richard C. |editor4-last=Lewontin |editor5-first=William M.|editor5-last=Gelbart |العنوانعنوان=An Introduction to Genetic Analysis |السنةسنة=2000 |الرقم المعياري=0-7167-3520-2 |الإصدارإصدار=7th |الناشرناشر=W. H. Freeman |المكانمكان=New York |chapterurl=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=iga.section.60 |chapter=Genetics and the Organism: Introduction |المؤلفمؤلف=Anthony J. F. Griffiths&nbsp;...}}</ref><ref name=Hartl_and_Jones>{{مرجع كتاب |المؤلفمؤلف=Hartl D, Jones E |العنوانعنوان=Genetics: Analysis of Genes and Genomes |الإصدارإصدار=6th |الناشرناشر=Jones & Bartlett |السنةسنة=2005 |الرقم المعياري=0-7637-1511-5}}

</ref> تقوم الجينات بفك تشفير المعلومات اللازمة لتصنيع ال[[بروتين]]ات، التي بدورها تلعب دوراً محورياً في التأثير على [[نمط ظاهري|النمط الظاهري]] النهائي للكائن الحي. يوفر علم الوراثة الحديث أدواتٍ مُهمةٍ لمعرفة وظيفة جين مُعيَّن. تُحمل المعلومات الوراثية بشكل عام على ال[[كروموسوم]]ات، حيث يتم تمثيلها في التركيب الكيميائي لجزيئات [[حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين|دنا]] مُعيَّنة.

يختص [[علم الأحياء التطوري]] بدراسة عملية نمو الكائنات الحيَّة وتطورها. تدرس الأحياء التطورية الحديثة التحكم الجيني في [[تكاثر الخلايا]]، و[[تمايز خلوي|التمايز الخلوي]]، و"ال[[تشكل حيوي|تخلق]]"، وهي العملية التي تؤدي تدريجياً إلى نشوء [[نسيج حيوي|الأنسجة]] والأعضاء. ومن المُصطلحات المُتعلقة بالأحياء التطورية هو [[نموذج حي|النموذج الحي]] الذي يُشير إلى الأنواع التي يتم دراستها بشكل مُكثف بغرض فهم ظاهرة بيولوجية مُعيَّنة، أي مُحاولة تعميم المعلومات المُكتشفة عن الكائن القابع تحت الدراسة على الكائنات الأخرى.<ref>{{cite journal |المؤلف=Fields S, Johnston M |العنوان=Cell biology. Whither model organism research? |journal=Science |volume=307 |issue=5717 |الصفحات=1885–6 | السنة=2005 |pmid=15790833 |doi=10.1126/science.1108872}}</ref> ومن هذه النماذج الحيَّة [[ربداء رشيقة|الربداء الرشيقة]]،<ref>{{cite journal |المؤلف=Brenner, S. | السنة=1974 |المسار=http://www.wormbase.org/resources/paper/WBPaper00000031 |العنوان=The genetics of ''Caenorhabditis elegans'' |journal=[[Genetics (journal)|Genetics]] |volume=77 |الصفحات=71–94|pmid=4366476 |issue=1 |pmc=1213120}} {{Webarchive|url=httphttps://web.archive.org/web/20170930111113/http://www.wormbase.org/resources/paper/WBPaper00000031 |date=30 سبتمبر 2017}}</ref> و[[سمك|سمكة]] [[دانيو مخطط|زيبرا]]،<ref>{{cite journal |العنوان=Large scale genetics in a small vertebrate, the zebrafish |journal=Int. J. Dev. Biol. |volume=40 |الصفحات=221–7 |السنة=1996 |pmid=8735932 |المسار=http://www.ijdb.ehu.es/web/paper.php?doi=8735932 |المؤلف1=Haffter P |المؤلف2=Nüsslein-Volhard C |issue=1}}</ref> و[[فأر المنازل]]،<ref>{{cite journal |المؤلف=Keller G |العنوان=Embryonic stem cell differentiation: emergence of a new era in biology and medicine |journal=Genes Dev. |volume=19 |issue=10 |الصفحات=1129–55 |السنة=2005 |pmid=15905405 |doi=10.1101/gad.1303605}}</ref> وغيرها.<ref>{{cite journal |المؤلف=Rensink WA, Buell CR |العنوان=Arabidopsis to Rice. Applying Knowledge from a Weed to Enhance Our Understanding of a Crop Species |journal=Plant Physiol. |volume=135 |issue=2 |الصفحات=622–9 |السنة=2004 |pmid=15208410 |doi=10.1104/pp.104.040170 |pmc=514098}}</ref><ref>{{cite journal |المؤلف=Coelho SM, Peters AF, Charrier B, et al. |العنوان=Complex life cycles of multicellular eukaryotes: new approaches based on the use of model organisms |journal=Gene |volume=406 |issue=1–2 |الصفحات=152–70 |السنة=2007 |pmid=17870254 |doi=10.1016/j.gene.2007.07.025}}</ref><ref name="Encyclopedia of genetics">{{يستشهد موسوعة|author=Sang, James H. |editor=Eric C. R. Reeve |encyclopedia=Encyclopedia of genetics |title=Drosophila melanogaster: The Fruit Fly |url=http://books.google.com/?id=JjLWYKqehRsC&pg=PA157|year=2001|publisher=Fitzroy Dearborn Publishers, I |location=USA |page=157 |isbn= 978-1-884964-34-3}}</ref>

يدرس [[علم وظائف الأعضاء]] العمليات الميكانيكية والفيزيائية والكيميائية الحيوية للكائنات الحيَّة من خلال مُحاولة فهم كيفيَّة عمل تراكيب الجسم المُختلفة.<ref name="Guyton">{{مرجع كتاب|الأخير=Hall|الأول=John|العنوانعنوان=Guyton and Hall textbook of medical physiology|dateتاريخ=2011|الناشرناشر=Saunders/Elsevier|المكانمكان=Philadelphia, Pa.|الرقم المعياري=978-1-4160-4574-8|الصفحاتصفحات=3|الإصدارإصدار=12th ed.}}</ref> تُقسم الدراسات المُتعلقة بهذا الفرع عادةً إلى فرعين ثانويين [[فيزيولوجيا النبات|يختص أحدهما بالنباتات]] والآخر بالحيوانات، لكنّ بعض مبادئه تكون مُشتركةً بين جميع الكائنات الحيَّة. فما يدرسه علم وظائف الأعضاء على خلايا ال[[خميرة]] مثلاً ينطبق أيضاً على الخلايا البشريَّة. تستمد الدراسات التي تجري على الحيوانات في هذا المجال أدواتها وأساليبها من تلك التي تُجرى على البشر، بينما تستمد الدراسات المُجرية على النباتات أساليبها من كلا المجاليْن السابقيْن.

يدرس [[علم وظائف الأعضاء]] على سبيل المثال كيفيَّة عمل [[جهاز عصبي|الجهاز العصبي]]، و[[جهاز مناعي|المناعي]]، و[[جهاز الغدد الصماء|الغدد الصماء]]، و[[جهاز التنفستنفسي|التنفسي]]، و[[جهاز الدوران|الدوراني]] وترابطها مع بعضها البعض. يتشارك علم وظائف الأعضاء في دراسته لأجهزة الجسم مع فروع أخرى ذات علاقة بال[[طب]] مثل [[طب الجهاز العصبي|علم الأعصاب]] و[[علم المناعة]].

ترتكز الأحياء التطورية جُزئياً على [[علم الأحياء القديمة]] الذي يستخدم سجلات [[مستحاثة|الأحافير]] للإجابة على الأسئلة المُتعلقة بوضع التطور ووتيرته،<ref name=Jablonski>{{cite journal |المؤلف=Jablonski D |العنوان=The future of the fossil record |journal=Science |volume=284 |issue=5423 |الصفحات=2114–16 |السنة=1999 |pmid=10381868 |doi=10.1126/science.284.5423.2114}}</ref> وكذلك على التطورات الحاصلة في المناطق مثل [[وراثيات سكانية|الوراثيات السكانية]].<ref>[[John H. Gillespie|Gillespie, John H.]] (1998) ''Population Genetics: A Concise Guide'', Johns Hopkins Press. ISBN 0-8018-5755-4.</ref> كما أنّ هناك فروع أخرى ذات علاقة بالأحياء التطورية مثل [[علم الوراثة العرقي]]، و[[نظاميات|علم النظاميات الحيوية]]، و[[علم التصنيف (توضيح)|علم التصنيف]].

| العنوانعنوان = Biology; Fourth edition

| الناشرناشر = The Benjamin/Cummings Publishing Company

| السنةسنة = 1996

| الصفحةصفحة = G-21 (Glossary)}}</ref> علماً بأنّ النظاميات كانت مجالاً خصباً للدراسات قبل فترة طويلة من نشوء الفكر التطوري.<ref>{{مرجع كتاب

| العنوانعنوان = Evolutionary Biology; Third edition

| الناشرناشر = [[Sinauer Associates]]

| السنةسنة = 1998

| الصفحةصفحة = 88}}</ref>

عادةً ما يتم تقسيم الكائنات الحيَّة إلى خمس [[مملكة (تصنيف)|ممالك]]: [[وحدانات|البدائيات]]، وال[[طلائعيات]]، وال[[فطر|فطريات]]، وال[[نبات]]ات، وال[[حيوان]]ات.<ref>{{مرجع كتاب|الأخير=Margulis|الأول=L|المؤلف2مؤلف2=Schwartz, KV|وصلة المؤلفمؤلف=Lynn Margulis|العنوانعنوان=Five Kingdoms: An Illustrated Guide to the Phyla of Life on Earth|الإصدارإصدار=3rd|الناشرناشر= WH Freeman & Co|السنةسنة=1997|الرقم المعياري=978-0-7167-3183-2|oclc=223623098 237138975}}</ref> بَيْد أنّ العديد من العلماء باتوا ينظرون إلى هذا التقسيم على أنّه تقسيمٌ عفا عليه الزمن. أمّا التصانيف البديلة الحديثة فإنها غالباً ما تبتدئ بثلاثة [[نطاق (تصنيف)|نطاقات]]: ال[[بكتيريا قديمة|عتائق]]، وال[[بكتيريا]]، و[[حقيقيات النوى]] (التي تشمل الطلائعيات والفطريات والنباتات والحيوانات).<ref name="domain">{{cite journal | المؤلف = Woese C, Kandler O, Wheelis M | العنوان = Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya | journal = Proc Natl Acad Sci USA | volume = 87 | issue = 12 | الصفحات = 4576–9 | السنة = 1990 | pmid = 2112744 | doi = 10.1073/pnas.87.12.4576 | pmc = 54159 | bibcode=1990PNAS...87.4576W}}</ref> تُعبر هذه النطاقات عن امتلاك الخلايا للأنوية من عدمه، بالإضافة إلى الاختلافات في التركيب الكيميائي للجزيئات الحيوية الأساسية مثل ال[[ريبوسوم]]ات.<ref name="domain"/> وعلاوةً على ذلك تُقسم كل مملكة إلى أقسام تُقسم بدورها إلى أقسام أخرى بترتيبٍ مُعيَّن حتى يتم تصنيف كل نوع على حدة. والترتيب هو: [[نطاق (تصنيف)|نطاق]]، [[مملكة (تصنيف)|مملكة]]، [[شعبة (تصنيف)|شعبة]]، [[طائفة (تصنيف)|طائفة]]، [[رتبة (تصنيف)|رتبة]]، [[فصيلة (تصنيف)|فصيلة]]، [[جنس (تصنيف)|جنس]]، [[نوع (تصنيف)|نوع]].

[[ملف:Common clownfish.jpg|thumb|250px|يسار| [[تعايشتكافل (أحياء)|تتعايش]] [[سمكة المهرج]] مع [[شقائق نعمان البحر]]، حيث تندس السمكة بين لوامس شقائق النعمان السامة التي تحميها من أعدائها ولا تؤثر فيها، وفي الوقت ذاته تحمي السمكة الشقائق من الأسماك التي تحاول افتراسه.]]

يدرس [[علم البيئة]] توزيع ووفرة الكائنات الحيَّة، وتفاعل هذه الكائنات مع [[بيئة طبيعية|بيئتها]].<ref>{{مرجع كتاب |الأخير=Begon |الأول=M. |المؤلف2مؤلف2=Townsend, C. R.|المؤلف3مؤلف3=Harper, J. L. |العنوانعنوان=Ecology: From individuals to ecosystems. (4th ed.) |السنةسنة=2006 |الناشرناشر=Blackwell |الرقم المعياري=1-4051-1117-8}}</ref> يُمكن اعتبار [[موطن]] الكائن الحي على أنه [[مكونات لاأحيائية|العوامل اللاحيوية]] المحلية مثل ال[[مناخ]]، بالإضافة إلى الكائنات الحيَّة الأخرى والعوامل الحيوية التي تُشاركه بيئته.<ref name="habitats_of_the_world">{{مرجع كتاب | العنوانعنوان = Habitats of the world | السنةسنة = 2004 | المسارمسار = http://books.google.com/?id=U-_mlcy8rGgC&pg=PA238 | الناشرناشر = Marshall Cavendish | المكانمكان = New York | الرقم المعياري = 978-0-7614-7523-1 | الصفحةصفحة = 238}}</ref> يصعب دراسة هذه الأنظمة البيولوجية بسبب التباين الكبير في التفاعلات التي يُمكن أن تُجرى بين الكائنات الحيَّة المُختلفة، وحتى الكائنات الدقيقة. فالبكتيريا المجهرية على سبيل المثال تستجيب لبيئتها بقدر ما يستجيب ال[[أسد]] الباحث عن طعامه في ال[[سافانا]] ال[[إفريقية|أفريقية]]. يختلف سلوك الكائنات الحيَّة من حالةٍ إلى أخرى، فقد يكون سلوكاً [[تعاون|تعاونياً]] أو [[تنافس (توضيح)|تنافسياً]] أو [[تطفل|تطفلياً]] أو [[تعايشتكافل (أحياء)|تعايشياً]]. وتصبح الأمور أكثر تعقيداً عندما يتفاعل نوعين أو أكثر في [[نظام بيئي]].

يُدرس علم البيئة على مُستويات عديدة مُختلفة، من الأفراد إلى [[تجمع سكاني (علوم)|الجماعات]] إلى الأنظمة البيئية و[[غلافمحيط الأرض الحيويحيوي|الغلاف الحيوي]]. يُستخدم مُصطلح علم الأحياء التجمعي عادةً لنفس الدلالة التي يُشير إليها [[علم البيئة التجمعي]]، بَيْد أنّ علم الأحياء التجمعي أكثر استخداماً عندما يكون مجال الدراسة مُتعلقاً [[مرض|بالأمراض]]، أو ال[[فيروس]]ات، أو ال[[ميكروب]]ات، في حين أنّ علم البيئة التجمعي أكثر شيوعاً عندما تكون النباتات والحيوانات محور الدراسة. ويندرج تحت [[علم البيئة]] العديد من التخصصات الفرعية.

تدرس ال[[علم سلوك الحيوان (الإيثولوجيا)|إيثولوجيا]] أو علم السلوك الحيواني سلوك الحيوانات المُختلفة (لا سيما الحيوانات الاجتماعية مثل ال[[رئيسيات]] وال[[كلبيات]])، ويُعد في بعض الأحيان فرعاً من فروع [[علم الحيوان]]. يهتم علماء السلوك الحيواني بوجه خاص بتطور السلوك ومفهوم السلوك من وجهة نظر نظرية [[اصطفاء طبيعي|الانتقاء الطبيعي]]. أي أنّ [[تشارلز داروين]] بطريقة أو بأخرى كان أول عالم سلوك حيواني، حيث ألهم كتابه "التعبير عن العواطف عند الإنسان والحيوانات" العديد من علماء السلوك الحيواني فيما بعد.<ref name="black">{{Cite journal | pmc = 1279921 | pmid = 12042386 | السنةسنة= 2002 | المؤلفمؤلف = Black, J | العنوانعنوان = Darwin in the world of emotions | volumeالمجلد = 95 | issueالعدد = 6 | الصفحاتصفحات = 311–3 | journalصحيفة = Journal of the Royal Society of Medicine | doi = 10.1258/jrsm.95.6.311}}</ref>

أما علم [[جغرافيا حيوية|الجغرافيا الحيوية]] فيدرس التوزيع المكاني للكائنات الحيَّة على [[الأرض]] مُتضمناً في دراسته العديد من المواضيع مثل [[نظرية الصفائح التكتونية|الصفائح التكتونية]]، و[[تغير المناخ]]، و[[هجرة الحيوانات]].

هذه هي أهم فروع علم الأحياء الأساسية:<ref>{{مرجع ويب|المسارمسار=http://www.biology-online.org/dictionary/Branches_of_biology |العنوانعنوان=Branches of Biology|الناشرناشر=Biology-online.org|تاريخ الوصول=2013-10-02| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20180917215216/https://www.biology-online.org/dictionary/Branches_of_biology | تاريخ الأرشيفأرشيف = 17 سبتمبر 2018 }}</ref><ref>{{مرجع ويب|المسارمسار=http://www.bellaonline.com/articles/art28786.asp |العنوانعنوان=Biology on |الناشرناشر=Bellaonline.com |تاريخ الوصول=2013-10-02| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20180929013409/http://www.bellaonline.com/articles/art28786.asp | تاريخ الأرشيفأرشيف = 29 سبتمبر 2018 }}</ref>

* [[علم الأحياء الفلكي]] الذي يدرس التطور والتوزيع ومُستقبل الحياة على ال[[الكون|كون]].

* [[كيمياء حيوية|الكيمياء الحيوية]] التي تدرس [[تفاعل كيميائي|التفاعلات الكيميائية]] اللازمة لنشوء الحياة وبقائها واستمرارها، وعادةً ما يكون التركيز على المُستوى الخلوي.

* [[هندسة حيوية|الهندسة الحيوية]]، وهي دراسة الأحياء بوسائل هندسية مع التركيز على المعرفة التطبيقية وخصوصاً تلك المُتعلقة ب[[تقانة حيوية|التكنولوجيا الحيوية]].

* [[جغرافيا حيوية|الجغرافيا الحيوية]]، وهي دراسة توزيع الأنواع مكانياً وزمانياً.

* [[معلوماتية حيوية|المعلوماتية الحيوية]] المُتمثلة في استخدام [[تقنية المعلومات|تكنولوجيا المعلومات]] لدراسة وجمع وتخزين البيانات الجينومية وغيرها من البيانات البيولوجية.

* [[ميكانيكا حيوية|الميكانيكا الحيوية]]، غالباً ما تُعد فرعاً من فروع الطب، وهي دراسة [[ميكانيكا]] الكائنات الحيَّة مع التركيز على الاستخدامات التطبيقية.

* [[علم الأدوية|علم الصيدلة]]، وهو دراسة تحضير واستخدام وآثار العقاقير والأدوية الصناعية.

* [[فيزياء حيوية|الفيزياء الحيوية]]، وهي دراسة العمليات البيولوجية من وجهة نظر فيزيائية من خلال تطبيق النظريات والأساليب المُستخدمة في العلوم الفيزيائية.

* [[تقانة حيوية|التقانة الحيوية]]، وهي تطبيق المعلومات المتعلقة بالمنظومات الحية بهدف استعمال هذه المنظومات أو مكوناتها في الأغراض الصناعية.

* [[علم الحفظ الحيوي|علم حفظ الأحياء]] الذي يدرس كيفية حفظ وحماية واستعادة البيئة الطبيعية، والأنظمة البيئية الطبيعية، و[[غطاء نباتي|الغطاء النباتي]]، و[[حياة برية|الحياة البرية]].

* [[علم الأحياء البردي|علم الحياة التقريسي]]، وهو العلم الذي يدرس تأثير درجات الحرارة المُنخفضة على الكائنات الحيَّة.

* [[وبائيات|علم الوبائيات]] الذي يُشكل عنصراً رئيسياً في مجال البحوث الصحية العامة، حيث يدرس العوامل التي تؤثر على صحة السكان.

** [[علم التخلق|علم الوراثة اللاجيني]] هو العلم الذي يدرس التغيرات الوراثية في [[تعبير جيني|التعبير الجيني]] أو [[نمط ظاهري|النمط الظاهري]] الخلوي، والتي تنتج عن آليات أخرى غير التغيرات التي تحدث في تسلسل [[حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين|الدنا]].

* [[علم الدم]] هو العلم الذي يدرس [[دم|الدم]] والأعضاء التي يتكون فيها والأمراض المختلفة التي تصيبه.

* [[علوم عصبية|علم الأعصاب]]، وهو دراسة [[جهاز عصبي|الجهاز العصبي]] بما في ذلك تشريحه ووظائفه وأمراضه.

* [[علم الأحياء الاجتماعي|علم الاجتماع الحيوي]] الذي يدرس الأسس البيولوجية في [[علم الاجتماع]]

* [[علم الحيوان]] هو العلم الذي يُعنى بدراسة الحيوانات بما في ذلك تصنيفها، ووظائف أعضائها، ونموها، وسلوكها. ويتفرع علم الحيوان إلى فروع عديدة، منها: [[إيثولوجياعلم سلوك الحيوان (الإيثولوجيا)|علم السلوك الحيواني]]، و[[علم الحشرات]]، و[[علم الزواحف والبرمائيات]]، و[[علم الأسماك]]، و[[علم الثدييات]]، و[[علم الطيور]].

* {{مرجع كتاب|الأخير =Alberts|الأول=Bruce|المؤلفينمؤلفين المشاركينمشاركين=Johnson, A, Lewis, J, Raff, M, Roberts, K & Walter, P|العنوانعنوان=Molecular Biology of the Cell|الإصدارإصدار=4th|الناشرناشر=Garland|السنةسنة=2002|الرقم المعياري=978-0-8153-3218-3|oclc =145080076 48122761 57023651 69932405}}

* {{مرجع كتاب|الأخير=Begon|الأول=Michael|المؤلفينمؤلفين المشاركينمشاركين= Townsend, CR & Harper, JL|العنوانعنوان=[[Ecology: From Individuals to Ecosystems]]|الإصدارإصدار=4th|الناشرناشر=Blackwell Publishing Limited|السنةسنة=2005|الرقم المعياري=978-1-4051-1117-1|oclc=57639896 57675855 62131207}}

* {{مرجع كتاب|الأخير=Campbell|الأول=Neil|وصلة المؤلفمؤلف=Neil Campbell (scientist)|العنوانعنوان=Biology|الإصدارإصدار=7th|الناشرناشر=Benjamin-Cummings Publishing Company|السنةسنة=2004|الرقم المعياري=0-8053-7146-X|oclc=71890442}}

* {{مرجع كتاب|الأخير=Colinvaux|الأول=Paul|وصلة المؤلفمؤلف=Paul Colinvaux |العنوانعنوان=Why Big Fierce Animals are Rare: An Ecologist's Perspective|الإصدارإصدار=reissue|الناشرناشر=Princeton University Press|السنةسنة=1979|الرقم المعياري=0-691-02364-6|oclc=10081738 24132192}}

* {{مرجع كتاب|الأخير=Hoagland|الأول=Mahlon|العنوانعنوان=The Way Life Works|الإصدارإصدار=reprint|الناشرناشر=Jones and Bartlett Publishers inc|السنةسنة=2001|الرقم المعياري=0-7637-1688-X|oclc=223090105 45487537}}

* {{مرجع كتاب|الأخير=Janovy|الأول=John Jr.|العنوانعنوان=On Becoming a Biologist|الإصدارإصدار=2nd|الناشرناشر=Bison Books|السنةسنة=2004|الرقم المعياري=0-8032-7620-6|oclc=55138571 56964280}}

* {{مرجع كتاب|الأخير=Johnson|الأول=George B.|وصلة المؤلفمؤلف=Johnson George B.|العنوانعنوان=Biology, Visualizing Life|الناشرناشر=Holt, Rinehart, and Winston|السنةسنة=2005|الرقم المعياري=0-03-016723-X|oclc=36306648}}

* {{مرجع كتاب|الأخير =Tobin|الأول=Allan|المؤلف2مؤلف2=Dusheck, Jennie|العنوانعنوان=Asking About Life|الإصدارإصدار=3rd|الناشرناشر=Wadsworth|المكانمكان=Belmont, CA|السنةسنة=2005|الرقم المعياري=0-534-40653-X}}