Этот список наук о жизни включает в себя отрасли науки , которые занимаются научным изучением жизни, например, микроорганизмов , растений и животных, включая людей . Эта наука является одной из двух основных отраслей естественных наук , другая — физическая наука , которая занимается неживой материей. Биология — это общая естественная наука , которая изучает жизнь, а другие науки о жизни являются ее поддисциплинами.
Некоторые науки о жизни сосредоточены на определенном типе организмов. Например, зоология изучает животных, а ботаника изучает растения. Другие науки о жизни сосредоточены на аспектах, общих для всех или многих форм жизни, таких как анатомия и генетика . Некоторые сосредоточены на микромасштабе (например, молекулярная биология , биохимия ), другие на более крупных масштабах (например, цитология , иммунология , этология , фармация, экология). Еще одна важная отрасль наук о жизни связана с пониманием разума — нейронаукой . Открытия в науках о жизни помогают улучшить качество и уровень жизни и имеют применение в здравоохранении, сельском хозяйстве, медицине, фармацевтической и пищевой промышленности. Например, они предоставили информацию об определенных заболеваниях, что в целом помогло в понимании здоровья человека. [1]
Биотехнология – изучение сочетания живого организма и технологии [8]
Биохимия – изучение химических реакций, необходимых для существования и функционирования жизни, обычно сосредоточенное на клеточном уровне [9]
Биоинформатика – разработка методов или программных средств для хранения, извлечения, организации и анализа биологических данных с целью получения полезных биологических знаний [10]
Клеточная биология (цитология) – изучение клетки как целостной единицы, а также молекулярных и химических взаимодействий, происходящих внутри живой клетки [14]
Биология развития – изучение процессов, посредством которых формируется организм, от зиготы до полной структуры.
Экология – изучение взаимодействия живых организмов друг с другом и с неживыми элементами окружающей среды [15]
Микробиология – изучение микроскопических организмов (микроорганизмов) и их взаимодействия с другими живыми организмами.
Молекулярная биология – изучение биологии и биологических функций на молекулярном уровне, частично пересекающееся с биохимией, генетикой и микробиологией.
Синтетическая биология — проектирование и создание новых биологических объектов, таких как ферменты, генетические цепи и клетки, или перепроектирование существующих биологических систем.
Теоретическая биология – использование абстракций и математических моделей для изучения биологических явлений.
Токсикология – природа, действие и обнаружение ядов.
Вирусология – изучение вирусов как субмикроскопических паразитических частиц генетического материала, заключенного в белковую оболочку, а также вирусоподобных агентов.
Биокомпьютеры – системы биологически полученных молекул, таких как ДНК и белки , используются для выполнения вычислительных расчетов, включающих хранение, извлечение и обработку данных. Развитие биологических вычислений стало возможным благодаря расширяющейся новой науке нанобиотехнологии . [20]
Биоматериалы – любая материя, поверхность или конструкция, взаимодействующая с биологическими системами. Биоматериалы как наука существуют уже около пятидесяти лет. Изучение биоматериалов называется биоматериаловедением. За свою историю оно пережило устойчивый и сильный рост, и многие компании инвестируют большие суммы денег в разработку новых продуктов. Биоматериаловедение охватывает элементы медицины, биологии , химии , тканевой инженерии и материаловедения .
Биополимеры – полимеры , вырабатываемые живыми организмами; другими словами, это полимерные биомолекулы . Поскольку они являются полимерами , биополимеры содержат мономерные единицы, которые ковалентно связаны для образования более крупных структур. Существует три основных класса биополимеров, классифицированных в соответствии с используемыми мономерными единицами и структурой образованного биополимера: полинуклеотиды ( РНК и ДНК ), которые представляют собой длинные полимеры, состоящие из 13 или более нуклеотидных мономеров ; полипептиды , которые представляют собой короткие полимеры аминокислот; и полисахариды , которые часто представляют собой линейные связанные полимерные углеводные структуры. [26] [27] [28]
Биотехнология – манипуляция живой материей, включая генетическую модификацию и синтетическую биологию [29]
Биология сохранения – Биология сохранения – это управление природой и биоразнообразием Земли с целью защиты видов, их местообитаний и экосистем от чрезмерных темпов вымирания и эрозии биотических взаимодействий. Это междисциплинарный предмет, опирающийся на естественные и социальные науки, а также практику управления природными ресурсами. [30]
Наука о продуктах питания – прикладная наука, посвященная изучению продуктов питания. Деятельность ученых-пищевиков включает разработку новых продуктов питания, проектирование процессов производства и сохранения этих продуктов, выбор упаковочных материалов, исследования сроков годности , изучение влияния продуктов питания на организм человека, сенсорную оценку продуктов с использованием панелей или потенциальных потребителей, а также микробиологические, физические (текстура и реология ) и химические испытания. [32] [33] [34]
Геномика — применяет рекомбинантную ДНК , методы секвенирования ДНК и биоинформатику для секвенирования, сборки и анализа функции и структуры геномов ( полного набора ДНК в пределах одной клетки организма). [35] [36] Область включает в себя усилия по определению полной последовательности ДНК организмов и мелкомасштабное генетическое картирование . Область также включает в себя исследования внутригеномных явлений, таких как гетерозис , эпистаз , плейотропия и другие взаимодействия между локусами и аллелями в пределах генома. [37] Напротив, исследование ролей и функций отдельных генов является основным направлением молекулярной биологии или генетики и является общей темой современных медицинских и биологических исследований. Исследование отдельных генов не попадает под определение геномики, если целью этого генетического, путевого и функционального анализа информации не является выяснение его влияния на сети всего генома, места в них и ответа на них. [38] [39]
Науки о здоровье – это науки, которые фокусируются на здоровье или здравоохранении как на основных частях своего предмета. Эти два предмета относятся к нескольким академическим дисциплинам, как к дисциплинам STEM , так и к новым дисциплинам безопасности пациентов (таким как исследования социальной помощи ), и оба имеют отношение к текущим знаниям в области науки о здоровье.
Иммунотерапия – это « лечение заболевания путем индукции, усиления или подавления иммунного ответа». [40] Иммунотерапии, предназначенные для вызова или усиления иммунного ответа, классифицируются как активационная иммунотерапия, в то время как иммунотерапии, которые уменьшают или подавляют иммунный ответ, классифицируются как супрессивная иммунотерапия . [41]
Кинезиология – Кинезиология, также известная как человеческая кинетика, является научным изучением движения человека. Кинезиология рассматривает физиологические, механические и психологические механизмы. Приложения кинезиологии к здоровью человека включают: биомеханику и ортопедию ; силу и кондиционирование; спортивную психологию ; методы реабилитации, такие как физическая и трудотерапия; а также спорт и упражнения. Лица, получившие степень в области кинезиологии, могут работать в научных исследованиях, фитнес-индустрии, клинических учреждениях и в промышленных условиях. [42] Исследования движения человека и животных включают измерения с помощью систем отслеживания движения, электрофизиологию мышечной и мозговой активности, различные методы мониторинга физиологических функций и другие поведенческие и когнитивные методы исследования. [43]
Медицинское устройство – Медицинское устройство – это инструмент, аппарат, имплантат, реагент in vitro или аналогичный или связанный с ним предмет, который используется для диагностики, профилактики или лечения заболеваний или других состояний и не достигает своих целей посредством химического воздействия внутри или на организм (что сделало бы его лекарственным средством). [44] В то время как лекарственные средства (также называемые фармацевтическими препаратами ) достигают своего основного действия фармакологическими, метаболическими или иммунологическими средствами, медицинские устройства действуют другими способами, такими как физические, механические или термические средства.
Медицинская визуализация – Медицинская визуализация – это метод и процесс, используемые для создания изображений человеческого тела (или его частей и функций) для клинических или физиологических исследовательских целей [45]
Оптогенетика – Оптогенетика – это метод нейромодуляции , применяемый в нейронауке , который использует комбинацию методов из оптики и генетики для управления и мониторинга активности отдельных нейронов в живой ткани — даже внутри свободно движущихся животных — и для точного измерения эффектов этих манипуляций в реальном времени. [46] Ключевыми реагентами, используемыми в оптогенетике, являются светочувствительные белки. Пространственно-точный нейронный контроль достигается с помощью оптогенетических приводов, таких как каналородопсин , галородопсин и архаеродопсин , в то время как временные точные записи могут быть сделаны с помощью оптогенетических датчиков, таких как Clomeleon, Mermaid и SuperClomeleon. [47]
Фармакология – Фармакология – это раздел медицины и биологии , занимающийся изучением действия лекарств, [50] где лекарство можно в широком смысле определить как любую созданную человеком, природную или эндогенную (внутри организма) молекулу, которая оказывает биохимическое и/или физиологическое воздействие на клетку, ткань, орган или организм. Более конкретно, это изучение взаимодействий, которые происходят между живым организмом и химическими веществами, которые влияют на нормальную или аномальную биохимическую функцию. Если вещества обладают лечебными свойствами, они считаются фармацевтическими препаратами .
Протеомика – Протеомика – это крупномасштабное исследование белков , в частности их структур и функций . [51] [52] Белки являются жизненно важными частями живых организмов, поскольку они являются основными компонентами физиологических метаболических путей клеток . Протеом – это весь набор белков, [53] производимых или модифицируемых организмом или системой . Это меняется со временем и различными требованиями или стрессами, которым подвергается клетка или организм.
^ "Зачем изучать науки о жизни?". Belfer Center for Science and International Affairs . Архивировано из оригинала 24 сентября 2022 г. Получено 24 сентября 2022 г.
^ Урри, Лиза; Кейн, Майкл; Вассерман, Стивен; Минорски, Питер; Рис, Джейн (2017). «Эволюция, темы биологии и научные исследования». Campbell Biology (11-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Pearson. стр. 2–26. ISBN978-0134093413.
^ Хиллис, Дэвид М.; Хеллер, Х. Крейг; Хакер, Салли Д.; Ласковски, Марта Дж.; Садава, Дэвид Э. (2020). «Изучение жизни». Жизнь: Наука биологии (12-е изд.). WH Freeman. ISBN978-1319017644.
^ Фримен, Скотт; Куиллин, Ким; Эллисон, Лизабет; Блэк, Майкл; Подгорски, Грег; Тейлор, Эмили; Кармайкл, Джефф (2017). «Биология и три жизни». Биологическая наука (6-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Pearson. стр. 1–18. ISBN978-0321976499.
^ "Аэробиология | Определение, история и исследования". The Biologist . Архивировано из оригинала 10 апреля 2023 года . Получено 4 марта 2024 года .
^ "анатомия | Определение, история и биология". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 8 апреля 2019 года . Получено 30 мая 2020 года .
^ "Астробиология | наука". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 16 апреля 2021 г. Получено 30 мая 2020 г.
^ "биотехнология | Определение, примеры и применение". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 5 мая 2020 г. Получено 30 мая 2020 г.
^ "биохимия | Определение, история, примеры, важность и факты". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 4 июня 2020 года . Получено 30 мая 2020 года .
^ "Биоинформатика | наука". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. Получено 30 мая 2020 г.
^ "Биомеханика | наука". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 3 августа 2020 года . Получено 30 мая 2020 года .
^ "Биофизика | наука". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 22 апреля 2019 года . Получено 30 мая 2020 года .
^ "ботаника | Определение, история, ветви и факты". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 30 мая 2020 г. Получено 31 мая 2020 г.
^ "Цитология | биология". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 8 июня 2020 года . Получено 31 мая 2020 года .
^ "Экология". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 19 мая 2020 года . Получено 30 мая 2020 года .
^ "Этология | биология". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 19 мая 2020 года . Получено 31 мая 2020 года .
^ "Эволюция – Наука об эволюции". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 28 мая 2020 года . Получено 31 мая 2020 года .
^ "Иммунология | медицина". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 2 июня 2020 года . Получено 30 мая 2020 года .
^ "Phycology | biology". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 20 октября 2020 года . Получено 1 сентября 2020 года .
^ Уэйн, Грег (1 декабря 2011 г.). «Крошечные биокомпьютеры приближаются к реальности». Scientific American . Архивировано из оригинала 13 марта 2020 г. Получено 10 мая 2020 г.
^ Флинт, Мария Луиза; Дрейштадт, Стив Х. (1998). Кларк, Джек К. (ред.). Справочник по естественным врагам: Иллюстрированное руководство по биологической борьбе с вредителями. Издательство Калифорнийского университета. ISBN9780520218017.
^ M. Birkholz; A. Mai; C. Wenger; C. Meliani; R. Scholz (2016). «Технологические модули из микро- и наноэлектроники для наук о жизни». WIREs Nanomed. Nanobiotech . 8 (3): 355–377. doi :10.1002/wnan.1367. PMID 26391194.
^ "Третий национальный отчет о воздействии на человека химических веществ в окружающей среде" (PDF) . Центры по контролю и профилактике заболеваний – Национальный центр по охране окружающей среды. Архивировано из оригинала (PDF) 27 июля 2011 г. Получено 9 августа 2009 г.
^ "Что такое биомониторинг?" (PDF) . Американский химический совет . Архивировано из оригинала (PDF) 23 ноября 2008 г. . Получено 11 января 2009 г. .
^ Ангерер, Юрген; Эверс, Ульрих; Вильгельм, Михаэль (2007). «Биомониторинг человека: современное состояние». Международный журнал гигиены и охраны окружающей среды . 210 (3–4): 201–28. Bibcode : 2007IJHEH.210..201A. doi : 10.1016/j.ijheh.2007.01.024. PMID 17376741.
^ Моханти, Амар К.; Мисра, Манджушри; Дрзал, Лоуренс Т. (8 апреля 2005 г.). Натуральные волокна, биополимеры и биокомпозиты. CRC Press. ISBN978-0-203-50820-6. Архивировано из оригинала 16 апреля 2021 г. . Получено 15 ноября 2020 г. .
^ Чандра, Р. и Растги, Р., «Биоразлагаемые полимеры», Progress in Polymer Science, т. 23, стр. 1273 (1998)
^ Кумар, А. и др., «Умные полимеры: физические формы и биоинженерные приложения», Progress in Polymer Science, т. 32, стр. 1205 (2007)
^ "Биотехнология: Онлайн-путеводитель по биологическим наукам | UIC". Онлайн-магистры по информатике в здравоохранении | Дипломы по сестринскому делу и медицине . 19 декабря 2014 г. Архивировано из оригинала 3 августа 2020 г. Получено 30 мая 2020 г.
^ Таннер, Рене. "LibGuides: Life Sciences: Conservation Biology/Ecology". libguides.asu.edu . Архивировано из оригинала 1 апреля 2020 г. Получено 30 мая 2020 г.
^ "ферментация | Определение, процесс и факты". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 23 мая 2020 . Получено 30 мая 2020 .
^ Геллер, Мартин (22 января 2014 г.). «Nestle объединяется с Сингапуром для исследований в области пищевых наук». Reuters . Архивировано из оригинала 22 декабря 2015 г. Получено 9 февраля 2014 г.
^ "Пищевая наука для борьбы с ожирением". Euronews . 9 декабря 2013 г. Архивировано из оригинала 4 января 2020 г. Получено 9 февраля 2014 г.
^ Бхатия, Атиш (16 ноября 2013 г.). «Новый вид пищевой науки: как IBM использует большие данные для изобретения креативных рецептов». Wired . Архивировано из оригинала 9 февраля 2014 г. Получено 9 февраля 2014 г.
↑ Национальный институт исследований генома человека (8 ноября 2010 г.). «Краткое руководство по геномике». Genome.gov . Архивировано из оригинала 28 июля 2017 г. Получено 3 декабря 2011 г.
^ Клуг, Уильям С. (2012). Концепции генетики. Pearson Education. ISBN978-0-321-79577-9. Архивировано из оригинала 16 апреля 2021 г. . Получено 15 ноября 2020 г. .
↑ Национальный институт исследований генома человека (8 ноября 2010 г.). «FAQ о генетической и геномной науке». Genome.gov . Архивировано из оригинала 28 июля 2017 г. Получено 3 декабря 2011 г.
^ Калвер, Кеннет В.; Марк А. Лабоу (8 ноября 2002 г.). "Геномика" . В Ричарде Робинсоне (ред.). Генетика . Научная библиотека Macmillan. Справочник Macmillan USA. ISBN0028656067.
^ "Определение: Иммунотерапия". Dictionary.com . Архивировано из оригинала 27 октября 2014 года . Получено 10 мая 2020 года .
^ "Иммунотерапия | медицина". Encyclopedia Britannica . Архивировано из оригинала 3 августа 2020 года . Получено 31 мая 2020 года .
^ "CKA – Канадский кинезиологический альянс – Alliance Canadienne de Kinésiologie". Cka.ca. Архивировано из оригинала 18 марта 2009 года . Получено 25 июля 2009 года .
^ Розенхан, Бодо; Клетт, Рейнхард; Метаксас, Димитрис (2008). Движение человека: понимание, моделирование, захват и анимация. Springer Science & Business Media. ISBN978-1-4020-6692-4. Архивировано из оригинала 16 апреля 2021 г. . Получено 15 ноября 2020 г. .
^ Здоровье, Центр по приборам и радиологии (16 декабря 2019 г.). «Как определить, является ли ваш продукт медицинским прибором». FDA . Архивировано из оригинала 6 июня 2020 г. Получено 30 мая 2020 г.
^ Сан, Чанмин; Беднарц, Томаш; Фам, Туан Д.; Валлоттон, Паскаль; Ван, Дадун (7 ноября 2014 г.). Анализ сигналов и изображений для биомедицинских и биологических наук. Springer. ISBN978-3-319-10984-8. Архивировано из оригинала 16 апреля 2021 г. . Получено 15 ноября 2020 г. .
^ Deisseroth, K.; Feng, G.; Majewska, AK; Miesenbock, G.; Ting, A.; Schnitzer, MJ (2006). «Оптические технологии следующего поколения для освещения генетически направленных мозговых цепей». Journal of Neuroscience . 26 (41): 10380–6. doi :10.1523/JNEUROSCI.3863-06.2006. PMC 2820367 . PMID 17035522.
^ Ермак Г., Современная наука и медицина будущего (второе издание), 164 стр., 2013
^ Wang L (2010). «Фармакогеномика: системный подход». Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med . 2 (1): 3–22. doi :10.1002/wsbm.42. PMC 3894835. PMID 20836007 .
^ Vallance P, Smart TG (январь 2006 г.). «Будущее фармакологии». British Journal of Pharmacology . 147 Suppl 1 (S1): S304–7. doi :10.1038/sj.bjp.0706454. PMC 1760753. PMID 16402118 .
^ Андерсон НЛ, Андерсон НГ (1998). «Протеом и протеомика: новые технологии, новые концепции и новые слова». Электрофорез . 19 (11): 1853–61. doi :10.1002/elps.1150191103. PMID 9740045. S2CID 28933890.
^ Марк Р. Уилкинс; Кристиан Паскуали; Рон Д. Аппель; Кели Оу; Оливье Голаз; Жан-Шарль Санчес; Джун X. Ян; Эндрю. А. Гули; Грэм Хьюз; Ян Хамфери-Смит; Кит Л. Уильямс; Денис Ф. Хохштрассер (1996). «От белков к протеомам: крупномасштабная идентификация белков с помощью двумерного электрофореза и анализа арнинокислот». Nature Biotechnology . 14 (1): 61–65. doi :10.1038/nbt0196-61. PMID 9636313. S2CID 25320181.
Дальнейшее чтение
Magner, Lois N. (2002). История наук о жизни (пересм. и расширенное 3-е изд.). Нью-Йорк: M. Dekker. ISBN 0824708245.