Obecná biologie

Biologie je věda zabývající se (živými) organizmy. Mezi obory, které spadají pod biologii či s ní souvisejí, patří např. zoologie (zabývá se živočichy), botanika (zabývá se rostlinami), mykologie (zabývá se houbami), mikrobiologie (studuje mikroorganizmy) či ekologie (zabývá se vztahy v přírodě).

Znaky života

Život je v současnosti znám pouze ze Země, první živé organizmy vznikly asi před 3,7 miliardami let. Mezi znaky živých soustav patří zejména:

• dědičnost – Předávání znaků potomkům, „návod“ na znaky je zapsán v nukleových kyselinách (DNA, RNA).
• rozmnožování
• dráždivost – Reakce na podněty, udržování stálého vnitřního prostředí (homeostáza).
• látková přeměna (metabolizmus) – Je spojeno s přijímáním živin (potravy), vylučováním či dýcháním.
• vývoj
  • v rámci jedince (ontogeneze) – Souvisí s růstem.
  • v rámci druhu (fylogeneze) – Souvisí s evolucí. Průkopníkem myšlenky evoluce hnané přírodním výběrem byl Charles Darwin (1809–1882).

Třídění živých organizmů

Nejnižší základní jednotkou třídění organizmů je druh (např. vrabec polní). Jména druhů jsou obvykle dvouslovná, zahrnují rodové jméno (obecnější, vrabec) a druhové jméno (konkrétnější, polní). Do jednoho rodu může patřit více druhů (např. do rodu vrabec patří vrabec polní či vrabec domácí).

Jména organizmů se v češtině píší s malými počátečními písmeny (např. vlk obecný, borovice lesní), výjimkou jsou vlastní jména (např. prstnatec Fuchsův) či umístění jména do nadpisu/na začátek věty.

Vědecká jména organizmů vycházejí zejména z latiny a řečtiny, jsou v základu dvouslovná. Píší se s velkým počátečním písmenem, od úrovně rodu níže kurzívou (např. Passer domesticus – vrabec domácí). Na zavedení názvosloví organizmů se do velké míry podílel švédský přírodovědec Carl Linné (1707–1778).

Mezi taxony (skupiny) organizmů (vyšší než druh a rod) patří zejména:

• čeleď
• řád
• třída
• oddělení (u rostlin a hub)/kmen (u živočichů)
• říše

Vzhledem k pokrokům v určování příbuznosti organizmů pomocí molekulární biologie toto tradiční pojetí postupně ztrácí význam. Běžně lze hovořit zkrátka o skupinách organizmů. Klad v odborné biologii označuje skupinu organizmů, která zahrnuje předka a všechny z něho vzešlé potomky, jedná se o tzv. monofyletické (respektive holofyletické) taxony.

Přírodu lze zkoumat pomocí experimentů, při nichž dochází k jejímu cílenému ovlivňování, či pomocí prostého pozorování. Aktivní zkoumání přírody (v rámci výuky) pak lze označit za badatelství, v rámci něj dochází k identifikování problémů a pokládání otázek, jejich řešení a formulaci zjištěného. Na obdobných principech jako badatelství je založen i reálný vědecký výzkum.

Výzkumné otázky, hypotézy

Při zkoumání přírody a živých organizmů si lze položit konkrétní výzkumnou otázku (např. Jak světlo ovlivňuje klíčivost semen hrachu?), či formulovat hypotézu (např. Semena hrachu vystavená světlu budou klíčit rychleji než semena hrachu ve tmě.). Hypotéza je předpoklad či tvrzení, jehož pravdivost či nepravdivost lze dokázat. Má podobu oznamovací věty. Hypotéza by měla být co nejvíce konkrétní. Pokud zkoumání vede k vyvrácení hypotézy, neznamená to, že se „nepovedlo“. I vyvrácení hypotézy vede k získání informací. Hypotéza nemůže „platit napůl“, pokud k tomuto směřuje, je obvykle chybně či nedostatečně konkrétně formulovaná.

Fáze zkoumání, pomůcky

Zkoumání lze obvykle rozdělit do těchto základních fází:

1. Rozmyšlení zkoumaného problému, navrhování postupu, který by vedl k jeho objasnění (včetně výběru vhodných pomůcek). Formulace otázek či hypotéz.
2. Samotné provedení experimentu či pozorování, záznam dat.
3. Formulace výsledků.
4. Identifikace návazných problémů a témat ke zkoumání. Reflexe provedeného postupu (co by se dalo udělat jinak/lépe).

Ke zkoumání přírody v základu není nutné nákladné vybavení, to je zpravidla potřeba zejména pro odborný výzkum na mikroskopické/molekulární úrovni.

Průběh experimentů

Během experimentů jsou přírodniny obvykle vystavovány různým podmínkám. Tyto různé podmínky lze považovat za proměnné, vliv působení podmínek na přírodniny (organizmy) lze porovnávat. Experiment je nejčastěji vhodné naplánovat tak, aby se současně zkoumal jen vliv jedné proměnné (např. při zkoumání vlivu množství světla na klíčivost semen budeme oba květináče stejně zalévat, aby výsledky neovlivnila rozdílná přítomnost vody). Přírodniny, u nichž podmínky neměníme, se označují jako kontrolní vzorek (např. rostliny, které při zkoumání vlivu umělého světla necháme na okenním parapetu v přirozeném osvětlení).

Záznam zkoumání

Pokud zaznamenáváme informace o experimentu či pozorování, je vhodné použité pomůcky a postup popsat tak, aby šlo zkoumání nezávisle zopakovat. Záznam by měl být jasný, srozumitelný. Jako diskuze se označuje pojednání o skutečnostech pozorovaných v rámci zkoumání, komentování jeho průběhu. Závěr stručně a úderně shrnuje provedené zkoumání a zjištěné výsledky.