Этот список наук о жизни включает отрасли науки , которые включают научное изучение жизни , например , микроорганизмов , растений и животных , включая человека . Эта наука является одной из двух основных отраслей естествознания , второй является физическая наука , изучающая неживую материю. Биология — это общая естественная наука , изучающая жизнь, с другими науками о жизни в качестве ее субдисциплин.
Некоторые науки о жизни фокусируются на определенном типе организма. 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 фокусируются на микромасштабах (например, молекулярная биология , биохимия ), другие — на более крупных масштабах (например , цитология , иммунология , этология , фармация, экология ). Другая важная отрасль наук о жизни связана с пониманием разума – нейробиология . Открытия в области наук о жизни помогают улучшить качество и уровень жизни и находят применение в здравоохранении, сельском хозяйстве, медицине, фармацевтической и пищевой промышленности. Например, он предоставил информацию о некоторых заболеваниях, что в целом помогло лучше понять здоровье человека. [1]
Биотехнология - исследование сочетания живого организма и технологий [7]
Биохимия - изучение химических реакций, необходимых для существования и функционирования жизни, обычно с акцентом на клеточном уровне [8].
Биоинформатика - разработка методов или программных инструментов для хранения, извлечения, организации и анализа биологических данных для получения полезных биологических знаний [9].
Клеточная биология (цитология) - изучение клетки как целостной единицы, а также молекулярных и химических взаимодействий, происходящих внутри живой клетки [13].
Биология развития - изучение процессов формирования организма, от зиготы до полной структуры.
Экология - изучение взаимодействия живых организмов друг с другом и с неживыми элементами окружающей среды [14].
Микробиология - изучение микроскопических организмов (микроорганизмов) и их взаимодействия с другими живыми организмами.
Молекулярная биология - изучение биологии и биологических функций на молекулярном уровне, некоторые из которых пересекаются с биохимией, генетикой и микробиологией.
Синтетическая биология - проектирование и создание новых биологических объектов, таких как ферменты, генетические цепи и клетки, или модернизация существующих биологических систем.
Теоретическая биология - использование абстракций и математических моделей для изучения биологических явлений.
Токсикология - природа, действие и обнаружение ядов.
Вирусология - изучение вирусов, таких как субмикроскопические паразитические частицы генетического материала, содержащиеся в белковой оболочке, и вирусоподобных агентов.
Прикладные отрасли науки о жизни и производные концепции
Сельское хозяйство - наука и практика выращивания растений и животноводства.
Биокомпьютеры — системы биологически полученных молекул, таких как ДНК и белки , используются для выполнения вычислительных вычислений , включая хранение, извлечение и обработку данных . Развитие биологических вычислений стало возможным благодаря развитию новой науки – нанобиотехнологии . [19]
Биоматериалы – любая материя, поверхность или конструкция, которая взаимодействует с биологическими системами. Биоматериалам как науке около пятидесяти лет. Изучение биоматериалов называется биоматериаловедением. На протяжении всей своей истории он пережил устойчивый и сильный рост, при этом многие компании инвестировали большие суммы денег в разработку новых продуктов. Наука о биоматериалах включает в себя элементы медицины , биологии , химии , тканевой инженерии и материаловедения .
Биополимер – полимеры, производимые живыми организмами; другими словами, это полимерные биомолекулы . Поскольку они являются полимерами , биополимеры содержат мономерные звенья, которые ковалентно связаны с образованием более крупных структур. Существует три основных класса биополимеров, классифицированных в соответствии с используемыми мономерными единицами и структурой образующегося биополимера: полинуклеотиды ( РНК и ДНК ), которые представляют собой длинные полимеры, состоящие из 13 и более нуклеотидных мономеров ; полипептиды , представляющие собой короткие полимеры аминокислот; и полисахариды , которые часто представляют собой полимерные углеводные структуры с линейными связями. [25] [26] [27]
Биотехнология – манипулирование живой материей, включая генетическую модификацию и синтетическую биологию [28]
Природоохранная биология . Природоохранная биология - это управление природой и биоразнообразием Земли с целью защиты видов, их среды обитания и экосистем от чрезмерных темпов вымирания и разрушения биотических взаимодействий. Это междисциплинарный предмет, основанный на естественных и социальных науках, а также на практике управления природными ресурсами. [29]
Пищевая наука – прикладная наука, посвященная изучению продуктов питания . Деятельность ученых-диетологов включает разработку новых пищевых продуктов, разработку процессов производства и консервирования этих продуктов, выбор упаковочных материалов, исследования срока годности , изучение воздействия пищевых продуктов на организм человека, сенсорную оценку продуктов с использованием панелей или потенциальных потребителей, а также микробиологические, физические (текстура и реология ) и химические испытания. [31] [32] [33]
Геномика - применяет рекомбинантную ДНК , методы секвенирования ДНК и биоинформатику для секвенирования, сборки и анализа функций и структуры геномов ( полный набор ДНК в одной клетке организма). [34] [35] Эта область включает в себя усилия по определению всей последовательности ДНК организмов и мелкомасштабное генетическое картирование . Эта область также включает исследования внутригеномных явлений, таких как гетерозис , эпистаз , плейотропия и другие взаимодействия между локусами и аллелями внутри генома. [36] Напротив, исследование роли и функций отдельных генов является основным направлением молекулярной биологии или генетики и является общей темой современных медицинских и биологических исследований. Исследование отдельных генов не подпадает под определение геномики, если только цель этого анализа генетической, метаболической и функциональной информации не состоит в выяснении его влияния на сети всего генома, их места и реакции на них. [37] [38]
Иммунотерапия – это « лечение заболеваний путем индукции, усиления или подавления иммунного ответа». [39] Иммунотерапия, предназначенная для вызова или усиления иммунного ответа, классифицируется как активационная иммунотерапия, тогда как иммунотерапия, которая снижает или подавляет иммунный ответ, классифицируется как супрессивная иммунотерапия . [40]
Кинезиология . Кинезиология, также известная как кинетика человека, представляет собой научное исследование движений человека. Кинезиология рассматривает физиологические, механические и психологические механизмы. Применение кинезиологии для здоровья человека включает: биомеханику и ортопедию ; сила и физическая форма; спортивная психология ; методы реабилитации, такие как физиотерапия и трудотерапия; и спорт и физические упражнения. Лица, получившие степень в области кинезиологии, могут работать в исследованиях, фитнес-индустрии, клинических условиях и в промышленных условиях. [41] Исследования движения человека и животных включают измерения с помощью систем отслеживания движения, электрофизиологии мышечной и мозговой активности, различные методы мониторинга физиологических функций и другие методы поведенческих и когнитивных исследований. [42]
Медицинское изделие . Медицинское изделие — это инструмент, аппарат, имплантат, реагент in vitro или аналогичный или родственный предмет, который используется для диагностики, предотвращения или лечения заболеваний или других состояний и не достигает своих целей посредством химического воздействия внутри или на тело (что сделало бы его наркотиком ). [43] 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) в целях клинических или физиологических исследований [44].
Оптогенетика . Оптогенетика — это метод нейромодуляции , используемый в нейробиологии , который использует комбинацию методов оптики и генетики для контроля и мониторинга активности отдельных нейронов в живой ткани — даже у свободно движущихся животных — и для точного измерения эффектов этих манипуляций у животных. в реальном времени. [45] Ключевыми реагентами, используемыми в оптогенетике, являются светочувствительные белки. Пространственно точный контроль нейронов достигается с помощью оптогенетических актуаторов, таких как канальный родопсин , галородопсин и археродопсин , а точные во времени записи могут быть сделаны с помощью оптогенетических сенсоров, таких как Clomeleon, Mermaid и SuperClomeleon. [46]
Фармакология . Фармакология — это раздел медицины и биологии , занимающийся изучением действия лекарств , [49] 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, происходящих между живым организмом и химическими веществами, которые влияют на нормальные или аномальные биохимические функции. Если вещества обладают лечебными свойствами, они считаются фармацевтическими препаратами .
Протеомика . Протеомика — это крупномасштабное исследование белков , особенно их структуры и функций . [50] [51] Белки являются жизненно важными частями живых организмов, поскольку они являются основными компонентами физиологических метаболических путей клеток . Протеом — это весь набор белков, [52] производимых или модифицированных организмом или системой. Это зависит от времени и различных требований или стрессов, которым подвергается клетка или организм.
^ «Зачем изучать науки о жизни?». Белферовский центр науки и международных отношений . Архивировано из оригинала 24 сентября 2022 г. Проверено 24 сентября 2022 г.
^ Урри, Лиза; Каин, Майкл; Вассерман, Стивен; Минорский, Петр; Рис, Джейн (2017). «Эволюция, темы биологии и научные исследования». Кэмпбелл Биология (11-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Пирсон. 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.). У. Х. Фриман. ISBN978-1319017644.
^ «Анатомия | Определение, история и биология» . Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 08 апреля 2019 г. Проверено 30 мая 2020 г.
^ "Астробиология | наука" . Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 16 апреля 2021 г. Проверено 30 мая 2020 г.
^ «Биотехнология | Определение, примеры и приложения» . Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 5 мая 2020 г. Проверено 30 мая 2020 г.
^ «Биохимия | Определение, история, примеры, важность и факты» . Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 04 июня 2020 г. Проверено 30 мая 2020 г.
^ «Биоинформатика | наука». Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. Проверено 30 мая 2020 г.
^ «Биомеханика | наука». Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 03 августа 2020 г. Проверено 30 мая 2020 г.
^ «Биофизика | наука». Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 22 апреля 2019 г. Проверено 30 мая 2020 г.
^ «Ботаника | Определение, история, отрасли и факты» . Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 30 мая 2020 г. Проверено 31 мая 2020 г.
^ «Цитология | биология». Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 8 июня 2020 г. Проверено 31 мая 2020 г.
^ «Экология». Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 19 мая 2020 г. Проверено 30 мая 2020 г.
^ «Этология | биология». Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 19 мая 2020 г. Проверено 31 мая 2020 г.
^ «Эволюция - наука об эволюции» . Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 28 мая 2020 г. Проверено 31 мая 2020 г.
^ «Иммунология | медицина». Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 2 июня 2020 г. Проверено 30 мая 2020 г.
^ «Психология | биология». Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 20 октября 2020 г. Проверено 1 сентября 2020 г.
↑ Уэйн, Грег (1 декабря 2011 г.). «Крошечные биокомпьютеры становятся ближе к реальности». Научный американец . Архивировано из оригинала 13 марта 2020 года . Проверено 10 мая 2020 г.
^ Флинт, Мария Луиза; Драйштадт, Стив Х. (1998). Кларк, Джек К. (ред.). Справочник естественных врагов: Иллюстрированное руководство по биологической борьбе с вредителями. Издательство Калифорнийского университета. ISBN9780520218017.
^ М. Биркхольц; А. Май; К. Венгер; К. Мелиани; Р. Шольц (2016). «Технологические модули микро- и наноэлектроники для наук о жизни». ПРОВОДА Наномед. Нанобиотехнологии . 8 (3): 355–377. дои : 10.1002/wnan.1367. ПМИД 26391194.
^ «Третий национальный отчет о воздействии на человека химических веществ в окружающей среде» (PDF) . Центры по контролю и профилактике заболеваний – Национальный центр гигиены окружающей среды. Архивировано из оригинала (PDF) 27 июля 2011 года . Проверено 9 августа 2009 г.
^ "Что такое биомониторинг?" (PDF) . Американский химический совет . Архивировано из оригинала (PDF) 23 ноября 2008 года . Проверено 11 января 2009 г.
^ Ангерер, Юрген; Эверс, Ульрих; Вильгельм, Майкл (2007). «Биомониторинг человека: современное состояние». Международный журнал гигиены и гигиены окружающей среды . 210 (3–4): 201–28. дои : 10.1016/j.ijheh.2007.01.024. ПМИД 17376741.
^ Моханти, Амар К.; Мишра, Манджушри; Дрзал, Лоуренс Т. (08 апреля 2005 г.). Натуральные волокна, биополимеры и биокомпозиты. ЦРК Пресс. ISBN978-0-203-50820-6. Архивировано из оригинала 16 апреля 2021 г. Проверено 15 ноября 2020 г.
^ Чандра Р. и Рустги Р., «Биоразлагаемые полимеры», Progress in Polymer Science, Vol. 23, с. 1273 (1998)
^ Кумар А. и др., «Умные полимеры: физические формы и биоинженерные приложения», Progress in Polymer Science, Vol. 32, с.1205 (2007)
^ «Биотехнология: Интернет-руководство по наукам о жизни | UIC» . Онлайн-магистры медицинской информатики | Медсестринское и медицинское образование . 19 декабря 2014 г. Архивировано из оригинала 03 августа 2020 г. Проверено 30 мая 2020 г.
^ Таннер, Рене. «LibGuides: Науки о жизни: природоохранная биология/экология». libguides.asu.edu . Архивировано из оригинала 01 апреля 2020 г. Проверено 30 мая 2020 г.
^ «Ферментация | Определение, процесс и факты» . Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 23 мая 2020 г. Проверено 30 мая 2020 г.
^ Геллер, Мартинна (22 января 2014 г.). «Nestle объединяется с Сингапуром для научных исследований в области пищевых продуктов». Рейтер . Проверено 9 февраля 2014 г.
^ «Пищевая наука для борьбы с ожирением» . Евроньюс . 9 декабря 2013 г. Архивировано из оригинала 4 января 2020 г. . Проверено 9 февраля 2014 г.
↑ Бхатия, Атиш (16 ноября 2013 г.). «Новый вид пищевой науки: как IBM использует большие данные для изобретения креативных рецептов». Проводной . Архивировано из оригинала 9 февраля 2014 года . Проверено 9 февраля 2014 г.
^ Национальный институт исследования генома человека (08.11.2010). «Краткое руководство по геномике». Genome.gov . Архивировано из оригинала 28 июля 2017 г. Проверено 3 декабря 2011 г.
^ Клуг, Уильям С. (2012). Концепции генетики. Пирсон Образование. ISBN978-0-321-79577-9. Архивировано из оригинала 16 апреля 2021 г. Проверено 15 ноября 2020 г.
^ Национальный институт исследования генома человека (08.11.2010). «Часто задаваемые вопросы о генетике и геномной науке». Genome.gov . Архивировано из оригинала 28 июля 2017 г. Проверено 3 декабря 2011 г.
^ Калвер, Кеннет В.; Марк А. Лабоу (08 ноября 2002 г.). «Геномика» . В Ричарде Робинсоне (ред.). Генетика . Научная библиотека Макмиллана. Справочник Macmillan США. ISBN0028656067.
^ «Определение: Иммунотерапия». Словарь.com . Архивировано из оригинала 27 октября 2014 года . Проверено 10 мая 2020 г.
^ «Иммунотерапия | медицина». Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 03 августа 2020 г. Проверено 31 мая 2020 г.
^ «CKA - Канадский кинезиологический альянс - Канадский альянс кинезиологии» . Cka.ca. Архивировано из оригинала 18 марта 2009 г. Проверено 25 июля 2009 г.
^ Розенхан, Бодо; Клетте, 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. Проверено 15 ноября 2020 г.
^ Здоровье, Центр приборов и радиологии (16 декабря 2019 г.). «Как определить, является ли ваш продукт медицинским устройством». FDA . Архивировано из оригинала 6 июня 2020 г. Проверено 30 мая 2020 г.
^ Солнце, Чанмин; Беднарц, Томаш; Фам, Туан Д.; Валлоттон, Паскаль; Ван, Дадун (07 ноября 2014 г.). Анализ сигналов и изображений для биомедицины и наук о жизни. Спрингер. ISBN978-3-319-10984-8. Архивировано из оригинала 16 апреля 2021 г. Проверено 15 ноября 2020 г.
^ Дейссерот, К.; Фэн, Г.; Маевская, АК; Мизенбок, Г.; Тинг, А.; Шнитцер, MJ (2006). «Оптические технологии нового поколения для освещения генетически направленных цепей мозга». Журнал неврологии . 26 (41): 10380–6. doi :10.1523/JNEUROSCI.3863-06.2006. ПМК 2820367 . ПМИД 17035522.
^ Ермак Г., Современная наука и медицина будущего (второе издание), 164 стр., 2013 г.
^ Ван Л (2010). «Фармакогеномика: системный подход». Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med . 2 (1): 3–22. дои : 10.1002/wsbm.42. ПМЦ 3894835 . ПМИД 20836007.
^ Валланс П., Smart TG (январь 2006 г.). «Будущее фармакологии». Британский журнал фармакологии . 147 Приложение 1 (S1): S304–7. дои : 10.1038/sj.bjp.0706454. ПМК 1760753 . ПМИД 16402118.
^ Андерсон Н.Л., Андерсон Н.Г. (1998). «Протеом и протеомика: новые технологии, новые концепции и новые слова». Электрофорез . 19 (11): 1853–61. дои : 10.1002/elps.1150191103. PMID 9740045. S2CID 28933890.
^ Blackstock WP, член парламента Weir (1999). «Протеомика: количественное и физическое картирование клеточных белков». Тенденции Биотехнологии . 17 (3): 121–7. дои : 10.1016/S0167-7799(98)01245-1. ПМИД 10189717.
^ Марк Р. Уилкинс; Кристиан Паскуали; Рон Д. Аппель; Кели Оу; Оливье Голаз; Жан-Шарль Санчес; Цзюнь С. Ян; Андрей. А. Гули; Грэм Хьюз; Ян Хамфери-Смит; Кейт Л. Уильямс; Денис Ф. Хохштрассер (1996). «От белков к протеомам: крупномасштабная идентификация белков с помощью двумерного электрофореза и анализа арнинокислоты». Природная биотехнология . 14 (1): 61–65. дои : 10.1038/nbt0196-61. PMID 9636313. S2CID 25320181.
дальнейшее чтение
Магнер, Лоис Н. (2002). История наук о жизни (пересмотренное и расширенное, 3-е изд.). Нью-Йорк: М. Деккер. ISBN 0824708245.