Biyoloji sözcüğü,Antik Yunancada "yaşam" anlamına gelen "βίος" sözcüğü ve eklendiği sözcüğe "çalışma alanı, disiplini" anlamını katan "-λογία" son ekinin bir araya gelmesiyle oluşmuştur.Türkçeye iseFransızca "biologie" sözcüğünden geçmiştir.[11]
Tıbbı da içerenbilimin en eski kökleri MÖ 3000 ila 1200 yıllarındaAntik Mısır veMezopotamya'ya kadar uzanmaktadır.[12][13] Onların katkıları antik Yunandoğa felsefesini biçimlendirmiştir.[12][13][14][15]Aristoteles (MÖ 384-322) gibiAntik Yunan filozofları biyolojik bilginin gelişimine büyük katkıda bulunmuşlardır. Biyolojik nedenselliği ve yaşamın çeşitliliğini araştırmıştır. Sonra gelenTheophrastus, bitkilerin bilimsel olarak incelenmesine başlamıştır.[16]Orta Çağ İslam dünyasında biyoloji üzerine yazan bilimle uğraşanlar arasındaCahiz (781-869), botanik üzerine yazanDîneverî (828-896)[17] ve anatomi ve fizyoloji üzerine yazanRazi (865-925) yer alır. Tıp özellikle Yunan filozof geleneğinde çalışanİslam bilginleri tarafından iyi çalışılmış, doğa tarihi ise büyük ölçüde Aristotelesçi düşünceye dayanmıştır.
Anton van Leeuwenhoek'un mikroskobu dramatik bir biçimde geliştirmesiyle biyoloji hızla gelişmeye başladı. O zaman bilim insanlarıspermatozoa,bakteri,infusoria vemikroskobik yaşamın çeşitliliğini keşfettiler.Jan Swammerdam'ın araştırmalarıentomolojiye yeni bir ilgi duyulmasına yol açtı ve mikroskobikdiseksiyon veboyama tekniklerinin geliştirilmesine yardımcı oldu.[18] Mikroskopideki gelişmelerin biyolojik düşünce üzerinde derin bir etkisi olmuştur. 19. yüzyılın başlarında biyologlarhücrenin merkezi önemine işaret ettiler. 1838'deSchleiden veSchwann, (1) organizmaların temel biriminin hücre olduğu ve (2) tek tek hücrelerinyaşamın tüm özelliklerine sahip olduğu yönündeki evrensel düşünceleri desteklemeye başladılar, ancak (3) tüm hücrelerin diğer hücrelerin bölünmesinden oluştuğu düşüncesine karşı çıkarakkendiliğinden oluşumu desteklemeyi sürdürdüler. AncakRobert Remak veRudolf Virchow üçüncü ilkeyi somutlaştırmayı başardılar ve 1860'lara gelindiğinde biyologların çoğu hücre teorisinde birleşen üç ilkeyi de kabul etti.[19][20]
Bu arada,taksonomi vesınıflandırma doğa tarihçilerinin odak noktası haline geldi.Carl Linnaeus 1735 yılında doğal dünya için temel bir taksonomi yayınladı ve 1750'lerde tüm türler içinbilimsel isimler ortaya koydu.[21]Georges-Louis Leclerc, türleri yapay kategoriler, canlı formları ise biçimlendirilebilir olarak ele aldı, üstelikortak soy olasılığını öne sürdü.[22]
Tüm organizmalar kimyasalelementlerden oluşur;[31]oksijen,karbon,hidrojen veazot tüm organizmaların kütlesinin çoğunu (%96),kalsiyum,fosfor,kükürt,sodyum,klor vemagnezyum ise geri kalanının tümünü oluşturur. Değişik elementler birleşerek yaşam için temel olan su gibibileşikler oluşturabilir. Biyokimya, canlı organizmalar içindeki ve bunlarla ilgilikimyasal süreçlerin incelenmesidir.Moleküler biyoloji,moleküler sentez, modifikasyon, mekanizmalar ve etkileşimler de olmak üzere hücreler içindeki ve arasındaki biyolojik aktivitenin moleküler temelini anlamaya çalışan biyoloji dalıdır.
Su molekülleri arasındaki hidrojen bağları modeli (1)
Yaşam, yaklaşık 3,8 milyar yıl önce oluşan Dünya'nın ilkokyanusundan ortaya çıktı.[32] O zamandan berisu, her organizmada en çok bulunan molekül olmaya devam etmektedir. Su,sulu birçözelti oluşturmak içinsodyum veklorür iyonları veya diğer küçük moleküller gibi çözünen maddeleri çözebilen etkili birçözücü olduğu için yaşam için önemlidir. Suda çözündükten sonra, bu çözünen maddelerin birbirleriyle temas etme olasılığı daha yüksektir ve bu nedenle yaşamı sürdürenkimyasal reaksiyonlarda yer alırlar.[32] Moleküler yapısı bakımından su, iki hidrojen (H) atomunun bir oksijen (O) atomuna (H2O) polarkovalent bağlarla bağlanmasıyla oluşan bükülmüş bir şekle sahip küçük bir polar moleküldür.[32] O-H bağları polar olduğundan, oksijen atomu hafif bir negatif yüke ve iki hidrojen atomu hafif bir pozitif yüke sahiptir.[32] Suyun bu polarözelliği, hidrojen bağları yoluyla diğer su moleküllerini çekmesini sağlar ve bu da suyukohezyon hale getirir.[32]Yüzey gerilimi, sıvı yüzeyindeki moleküller arasındaki çekimden kaynaklanan kohezif kuvvetten kaynaklanır.[32] Su aynı zamanda polar veya yüklü su dışı moleküllerin yüzeyine yapışabildiği içinadeziftir.[32] Su, sıvı olarak katı (veyabuz) olduğundan dahayoğundur.[32] Suyun bu benzersiz özelliği, buzungöletler,göller veokyanuslar gibi sıvı suyun üzerinde yüzmesine ve böylece aşağıdaki sıvıyı yukarıdaki soğuk havadanyalıtmasına olanak tanır.[32] Su,etanol gibi diğer çözücülerden daha yüksek birözgül ısı kapasitesi sağlayarak enerjiyi emme kapasitesine sahiptir.[32] Bu nedenle sıvı suyu,su buharına dönüştürmek üzere su molekülleri arasındakihidrojen bağlarını kırmak için büyük miktarda enerjiye ihtiyaç vardır.[32] Bir molekül olarak su tamamen kararlı değildir, çünkü her bir su molekülü tekrar bir su molekülüne dönüşmeden önce sürekli olarak hidrojen vehidroksil iyonlarına ayrışır.[32]Saf suda, hidrojen iyonlarının sayısı hidroksil iyonlarının sayısını dengeler (veya eşitler), bu dapH'ın nötr olmasıyla sonuçlanır.
Organik bir molekülün en basit şekli, bir karbon atomu zincirine bağlanmış hidrojen atomlarından oluşan geniş bir organik bileşik ailesi olanhidrokarbondur. Bir hidrokarbon omurgası, oksijen (O), hidrojen (H), fosfor (P) ve kükürt (S) gibi diğer elementlerle ikame edilebilir ve bu da o bileşiğin kimyasal davranışını değiştirebilir.[32] Bu elementleri (O-, H-, P- ve S-) içeren ve merkezi bir karbon atomuna veya iskeletine bağlanmış atom gruplarınafonksiyonel gruplar denir.[32] Organizmalarda bulunabilen altı önemli fonksiyonel grup vardır:amino grubu,karboksil grubu,karbonil grubu,hidroksil grubu,fosfat grubu vesülfhidril grubu.[32]
1953 yılındaMiller-Urey deneyi, organik bileşiklerinDünya'nın erken dönemlerindeki koşulları taklit eden kapalı bir sistem içinde abiyotik olarak sentezlenebileceğini göstermiş, böylece karmaşık organik moleküllerin Dünya'nın erken dönemlerinde kendiliğinden ortaya çıkmış olabileceğini öne sürmüştür (bkz.abiyogenez).[32][34]
Bir hücrenin sitoplazması içindeproteinler venükleik asitler gibi birçokbiyomolekül bulunur.[45] Biyomoleküllere ek olarak, ökaryotik hücreler, kendi lipit çift tabakalarına sahip olan veya uzamsal olarak birimler olanorganel adı verilen özel yapılara sahiptir.[46] Bu organeller, hücrenin DNA'sının çoğunu içeren hücre çekirdeğini veya hücresel süreçlere güç sağlamak içinadenozin trifosfat (ATP) üretenmitokondriyi içerir.Endoplazmik retikulum veGolgi aygıtı gibi diğer organeller sırasıyla proteinlerin sentezinde ve paketlenmesinde rol oynar. Proteinler gibi biyomoleküller, bir başka özelleşmiş organel olanlizozomlar tarafından yutulabilir.Bitki hücreleri, bitki hücresine destek sağlayan birhücre duvarı, şeker üretmek içingüneş ışığı enerjisini toplayankloroplastlar vebitki tohumlarının çoğaltılması ve parçalanmasında yer almanın yanı sıra depolama ve yapısal destek sağlayankofullar gibi onlarıhayvan hücrelerinden ayıran ek organellere sahiptir.[46] Ökaryotik hücreler ayrıcamikrotübüller,ara filamentler vemikrofilamentlerden oluşanhücre iskeletine sahiptir; bunların tümü hücreye destek sağlar ve hücre ile organellerinin hareketinde rol oynar.[46] Yapısal bileşimleri açısından mikrotübüllertübülinden (örneğin α-tubulin ve β-tubulin) oluşurken ara filamentler fibröz proteinlerden oluşur.[46] Mikrofilamentler, diğer protein iplikleriyle etkileşime girenaktin moleküllerinden oluşur.[46]
Tüm hücreler, hücresel süreçleri sürdürebilmek içinenerjiye ihtiyaç duyar.Metabolizma, bir organizmadakikimyasal reaksiyonlar bütünüdür. Metabolizmanın üç ana amacı şunlardır: hücresel süreçleri yürütmek için gıdanın enerjiye dönüştürülmesi; gıda/yakıtın monomer yapı taşlarına dönüştürülmesi; vemetabolik atıkların ortadan kaldırılması.Enzimkatalizli bu reaksiyonlar organizmaların büyümesini ve çoğalmasını, yapılarını korumasını ve çevrelerine tepki vermesini sağlar. Metabolik reaksiyonlarkatabolik - bileşiklerin parçalanması (örneğin, glikozunhücresel solunumlapiruvata parçalanması); veyaanabolik - bileşiklerin oluşturulması (sentez) (proteinler, karbonhidratlar, lipitler ve nükleik asitler gibi) olarak kategorize edilebilir. Genellikle katabolizma enerji açığa çıkarır ve anabolizma enerji tüketir. Metabolizmanın kimyasal reaksiyonları, bir kimyasalın bir dizi adımla başka bir kimyasala dönüştürüldüğü ve her adımın belirli bir enzim tarafından kolaylaştırıldığımetabolik yollar halinde düzenlenir. Enzimler metabolizma için çok önemlidir, çünkü organizmaların enerji gerektiren ve kendiliğinden gerçekleşmeyecek reaksiyonları, enerji açığa çıkaranspontane reaksiyonlara bağlayarak yürütmelerini sağlarlar. Enzimler,reaktanlarıürünlere dönüştürmek için gerekenaktivasyon enerjisi miktarını azaltarakkatalizör görevi görürler - bir reaksiyonun daha hızlı ilerlemesini sağlarlar. Enzimler ayrıca, örneğin hücrenin çevresindeki değişikliklere veya diğer hücrelerden gelen sinyallere yanıt olarak bir metabolik reaksiyonun hızının düzenlenmesine de izin verir.
Hücresel solunum,besinlerden gelenkimyasal enerjiyiadenozin trifosfata (ATP) dönüştürmek ve ardından atık ürünleri serbest bırakmak için hücrelerde gerçekleşen bir dizi metabolik reaksiyon ve süreçtir.[47] Solunumda yer alan reaksiyonlar, büyük molekülleri daha küçük moleküllere ayırarak enerji açığa çıkarankatabolik reaksiyonlardır. Solunum, bir hücrenin hücresel aktiviteyi beslemek için kimyasal enerji açığa çıkarmasının temel yollarından biridir. Genel reaksiyon, bazılarıredoks reaksiyonları olan bir dizi biyokimyasal adımda gerçekleşir. Hücresel solunum teknik olarak biryanma reaksiyonu olsa da bir dizi reaksiyondan yavaş ve kontrollü enerji salınımı nedeniyle bir hücrede gerçekleştiğinde açıkça bir yanma reaksiyonuna benzemez.
Glukoz formundaki şeker, hayvan ve bitki hücreleri tarafından solunumda kullanılan ana besindir. Oksijen içeren hücresel solunumaaerobik solunum denir ve dört aşaması vardır:glikoliz,sitrik asit döngüsü (veya Krebs döngüsü),elektron taşıma zinciri veoksidatif fosforilasyon. Glikoliz, glukozun ikipirüvata dönüştürüldüğü ve aynı anda iki net ATP molekülünün üretildiği sitoplazmada meydana gelen metabolik bir süreçtir.[48] Her bir piruvat daha sonrapiruvat dehidrojenaz kompleksi tarafındanasetil-KoA'ya oksitlenir ve bu daNADH vekarbondioksit üretir. Asetil-KoA, mitokondriyal matriks içinde gerçekleşen sitrik asit döngüsüne girer. Döngünün sonunda, 1 glukozdan (veya 2 piruvattan) elde edilen toplam verim 6 NADH, 2FADH2 ve 2 ATP molekülüdür. Son olarak, bir sonraki aşama, ökaryotlarda mitokondriyalkristada meydana gelen oksidatif fosforilasyondur. Oksidatif fosforilasyon, elektronları bir kompleksten diğerine aktaran ve böylece protonların (hidrojen iyonları) iç mitokondriyal membran boyunca pompalanmasına (kemiosmoz) bağlanan NADH ve FADH2'den enerji açığa çıkaran dörtprotein kompleksi serisi olan elektron taşıma zincirini içerir ve bu da birproton hareket gücü oluşturur.[48] Proton hareket gücünden gelen enerji,ATP sentaz enziminiADP'lerifosforile ederek daha fazla ATP sentezlemesi için harekete geçirir. Elektron transferi, sonelektron alıcısı olan moleküler oksijen ile sona erer.
Eğer oksijen mevcut olmasaydı, pirüvat hücresel solunumla metabolize olmaz ancak birfermantasyon sürecine girerdi. Piruvat mitokondriyona taşınmaz ancak sitoplazmada kalır ve burada hücreden uzaklaştırılabilecekatık ürünlere dönüştürülür. Bu, elektron taşıyıcılarının tekrar glikoliz yapabilmeleri için oksitlenmesi ve fazla piruvatın uzaklaştırılması amacına hizmet eder. Fermantasyon NADH'yi NAD+'ya okside eder, böylece glikolizde yeniden kullanılabilir. Oksijen yokluğunda, fermantasyon sitoplazmada NADH birikmesini önler ve glikoliz için NAD+ sağlar. Bu atık ürün organizmaya bağlı olarak değişir. İskelet kaslarında atık ürünlaktik asittir. Bu tür fermantasyonalaktik asit fermantasyonu denir. Yorucu egzersizlerde, enerji talepleri enerji arzını aştığında, solunum zinciri NADH tarafından birleştirilen tüm hidrojen atomlarını işleyemez. Anaerobik glikoliz sırasında, hidrojen çiftleri piruvat ile birleşerek laktat oluşturduğunda NAD+ yeniden üretilir. Laktat oluşumu, tersinir bir reaksiyonda laktat dehidrojenaz tarafından katalize edilir. Laktat ayrıca karaciğerglikojeni için dolaylı bir öncü olarak da kullanılabilir. İyileşme sırasında, oksijen kullanılabilir hale geldiğinde, NAD+ ATP oluşturmak için laktattan gelen hidrojene bağlanır. Mayada atık ürünler etanol ve karbondioksittir. Bu fermantasyon türü alkolik fermantasyon veyaetanol fermantasyonu olarak bilinir. Bu süreçte üretilen ATP, oksijen gerektirmeyensubstrat düzeyinde fosforilasyon ile yapılır.
Fotosentez,güneş ışığını kimyasal enerjiye dönüştürür, O2'yi serbest bırakmak için suyu böler ve CO2'yi şekere bağlar.
Fotosentez, bitkiler ve diğer organizmalar tarafındanışınım enerjisinikimyasal enerjiyedönüştürmek için kullanılan ve daha sonra hücresel solunum yoluyla organizmanın metabolik faaliyetlerini beslemek için serbest bırakılabilen bir süreçtir. Bu kimyasal enerji, karbondioksit ve sudan sentezlenenşekerler gibikarbonhidrat moleküllerinde depolanır.[49][50][51] Çoğu durumdaoksijen atık ürün olarak açığa çıkar. Çoğubitki,alg vesiyanobakteri,Dünya atmosferininoksijen içeriğinin üretilmesinden ve korunmasından büyük ölçüde sorumlu olan fotosentezi gerçekleştirir ve Dünya'daki yaşam için gerekli enerjinin çoğunu sağlar.[52]
Fotosentezin dört aşaması vardır:Işık emilimi, elektron taşınımı, ATP sentezi vekarbon fiksasyonu.[48] Işık emilimi fotosentezin ilk adımıdır ve ışık enerjisitilakoid zarlardaki proteinlere bağlıklorofil pigmentleri tarafından emilir. Emilen ışık enerjisi, elektronları bir donörden (su) birincil elektron alıcısına, Q olarak adlandırılan birkinona çıkarmak için kullanılır. İkinci aşamada elektronlar,fotosistem I (PSI) adı verilen bir protein kompleksinde gerçekleşen bir işlem olan NADPH'ye indirgenen genellikle NADP+'nin oksitlenmiş formu olan son bir elektron alıcısına ulaşana kadar kinon birincil elektron alıcısından bir dizi elektron taşıyıcısı aracılığıyla hareket eder. Elektronların taşınması, protonların (veya hidrojenin) stromadan tilakoid membrana hareketiyle bağlantılıdır, bu da hidrojen lümende stromaya göre daha konsantre hale geldikçe membran boyunca bir pH gradyanı oluşturur. Bu, aerobik solunumda iç mitokondriyal membran boyunca üretilen proton-motor gücüne benzer.[48]
Fotosentezin üçüncü aşamasında, protonların ATP sentaz aracılığıyla tilakoid lümenden stromayakonsantrasyon gradyanlarından aşağı hareketi, aynı ATP sentaz tarafından ATP sentezine bağlanır.[48] Sırasıyla ikinci ve üçüncü aşamalardakiışığa bağlı reaksiyonlar tarafından üretilen NADPH ve ATP'ler,Calvin döngüsü adı verilen ışıktan bağımsız (veya karanlık) reaksiyonlar dizisinde atmosferik karbondioksitiribuloz bisfosfat (RuBP) gibi mevcut organik karbon bileşiklerine sabitleyerek glikoz sentezini yönlendirmek için enerji ve elektron sağlar.[53]
Hücre sinyalizasyonu (veya iletişimi),hücrelerin sinyalleri alma, işleme ve çevresiyle ve kendisiyle iletme yeteneğidir.[54][55] Sinyaller ışık,elektriksel uyarılar ve ısı gibi kimyasal olmayan sinyaller olabileceği gibi, başka bir hücreninhücre zarındagömülü olarak bulunan veya birhücrenin derinliklerinde yer alanreseptörlerle etkileşime giren kimyasal sinyaller (veyaligandlar) de olabilir.[55][56] Genel olarak dört tür kimyasal sinyal vardır:otokrin,parakrin,jukstakrin vehormonlar.[56] Otokrin sinyalizasyonda, ligand onu salan hücreyi etkiler. Örneğintümör hücreleri, kendi bölünmelerini başlatan sinyaller salgıladıkları için kontrolsüz bir şekilde çoğalabilirler. Parakrin sinyalizasyonda, ligand yakındaki hücrelere yayılır ve onları etkiler. Örneğin,nöron adı verilenbeyin hücreleri, başka bir nöron veyakas hücresi gibi bitişik bir hücre üzerindeki bir reseptöre bağlanmak içinsinaptik bir yarık boyunca yayılannörotransmitter adı verilen ligandları serbest bırakır. Jukstakrin sinyalizasyonda, sinyal veren ve yanıt veren hücreler arasında doğrudan temas vardır. Son olarak, hormonlar, hedef hücrelerine ulaşmak için hayvanlarındolaşım sistemleri veya bitkilerin vasküler sistemleri boyunca yolculuk eden ligandlardır. Bir ligand bir reseptöre bağlandığında, reseptörün türüne bağlı olarak başka bir hücrenin davranışını etkileyebilir. Örneğin,inotropik bir reseptöre bağlanan nörotransmitterler hedef hücreninuyarılabilirliğini değiştirebilir. Diğer reseptör türleri arasındaprotein kinaz reseptörleri (örneğin,insülin hormonureseptörü) ve G proteinine bağlı reseptörler bulunur.G proteini kenetli reseptörlerin aktivasyonuikinci haberci kaskadlarını başlatabilir. Kimyasal veya fiziksel bir sinyalinbir dizi moleküler olay olarak bir hücre boyunca iletildiği sürecesinyal transdüksiyonu denir.
Mayoz bölünmede,kromozomlar çiftleşir vehomolog kromozomlar mayoz I sırasında genetik bilgi alışverişinde bulunur. Yavru hücreler haploidgametleri oluşturmak için mayoz II'de tekrar bölünür.
Hücre döngüsü, birhücrede gerçekleşen ve hücrenin iki yavru hücreye bölünmesine neden olan bir dizi olaydır. Bu olaylar,DNA'sının ve bazıorganellerininçoğalmasını ve ardındanhücre bölünmesi adı verilen bir süreçte sitoplazmasının iki yavru hücreye ayrılmasını içerir.[57]Ökaryotlarda (yanihayvan,bitki,mantar veprotist hücrelerinde) iki farklı hücre bölünmesi tipi vardır:mitoz vemayoz.[58] Mitoz, çoğaltılmışkromozomların iki yeni çekirdeğe ayrıldığı hücre döngüsünün bir parçasıdır. Hücre bölünmesi, toplam kromozom sayısının korunduğu genetik olarak özdeş hücrelerin ortaya çıkmasını sağlar. Genel olarak mitozdan (çekirdeğin bölünmesi) önceinterfazın S aşaması (DNA'nın kopyalandığı) gelir ve genellikle bunutelofaz vesitokinez izler; bu da bir hücreninsitoplazmasını,organellerini vehücre zarını, bu hücresel bileşenlerin kabaca eşit paylarını içeren iki yenihücreye böler. Mitozun farklı aşamaları hep birlikte bir hayvan hücre döngüsünün mitotik aşamasını tanımlar - ana hücrenin genetik olarak özdeş iki yavru hücreye bölünmesi.[59] Hücre döngüsü, tek hücreli döllenmiş bir yumurtanın olgun bir organizmaya dönüşmesinin yanı sırasaç,deri,kan hücreleri ve bazıiç organların yenilendiği hayati bir süreçtir. Hücre bölünmesinden sonra, yavru hücrelerin her biri yeni bir döngününinterfazına başlar. Mitozun aksine mayoz, bir tur DNA replikasyonunun ardından iki bölünme geçirerek dört haploid yavru hücre ile sonuçlanır.[60]Homolog kromozomlar ilk bölünmede (mayoz I) ayrılır ve kardeş kromatidler ikinci bölünmede (mayoz II) ayrılır. Bu hücre bölünme döngülerinin her ikisi de yaşam döngülerinin bir noktasında eşeyli üreme sürecinde kullanılır. Her ikisinin de son ökaryotik ortak atada mevcut olduğuna inanılmaktadır.
Prokaryotlar (yaniarkea vebakteriler) da hücre bölünmesi (veyaikili fisyon) geçirebilir. Ökaryotlardaki mitoz ve mayoz süreçlerinden farklı olarak, prokaryotlarda ikili fisyon hücre üzerinde biriğ aparatı oluşmadan gerçekleşir. İkili bölünmeden önce, bakterideki DNA sıkıca sarılmıştır. Sarmalı çözüldükten ve çoğaldıktan sonra, bölünmeye hazırlanmak için boyutu arttıkça bakterinin ayrı kutuplarına çekilir. Bakteriyi ayırmak için yeni bir hücre duvarının büyümesi başlar. (FtsZ polimerizasyonu ve "Z halkası" oluşumu ile tetiklenir)[61] Yeni hücre duvarı (septum) tamamen gelişir ve bakterinin tamamen bölünmesiyle sonuçlanır. Yeni yavru hücreler sıkıca sarılmış DNA çubuklarına,ribozomlara veplazmidlere sahiptir.
Mor (B) ve beyaz (b) çiçekler için heterozigot iki bezelye bitkisi arasındaki çaprazlamayı gösterenPunnett karesi
Genetik, kalıtım üzerine yapılan bilimsel bir çalışmadır.[62][63][64] ÖzellikleMendel kalıtımı, genlerin ve özelliklerin ebeveynlerden yavrulara aktarıldığı süreçtir.[28] Birkaç prensibi vardır. Bunlardan ilki, genetik özelliklerin, yanialellerin birbirinden ayrı olduğu ve her biri iki ebeveynden birinden miras alınan alternatif formlara sahip olduğudur (örneğin, mor ile beyaz veya uzun ile cüce). Bazı alellerinbaskın, diğerlerinin ise çekinik olduğunu belirtenbaskınlık ve tekdüzelik yasasına göre; en az bir baskın alele sahip bir organizma, bu baskın alelinfenotipini sergileyecektir.Gamet oluşumu sırasında, her gen için aleller ayrışır, böylece her gamet her gen için yalnızca bir alel taşır.Heterozigotik bireyler eşit sıklıkta iki alele sahip gametler üretir. Son olarak,bağımsız çeşitlilik yasası, farklı özellikteki genlerin, gametlerin oluşumu sırasında bağımsız olarak ayrışabileceğini, yani genlerin bağlantısız olduğunu belirtir. Bu kuralın bir istisnası,cinsiyete bağlı olan özellikleri içerir. Baskın bir fenotipe sahip bir organizmanın altta yatan genotipini deneysel olarak belirlemek içintest çaprazlamaları yapılabilir.[65] Bir test çaprazlamasının sonuçlarını tahmin etmek için birPunnett karesi kullanılabilir. Genlerin kromozomlar üzerinde bulunduğunu belirtenkromozom kalıtım teorisi,Thomas Hunt Morgan'ınmeyve sinekleriyle yaptığı ve bu böceklerde göz rengi ile cinsiyet arasındaki bağlantıyı ortaya koyan deneylerle desteklenmiştir.[66]
Gen, bir organizmanın biçimini veya işlevini kontrol eden genetik bilgiyi taşıyan birdeoksiribonükleik asit (DNA) bölgesine karşılık gelen birkalıtım birimidir. DNA,çift sarmal oluşturmak üzere birbiri etrafında sarılan ikipolinükleotit zincirinden oluşur.[67]Ökaryotlarda doğrusalkromozomlar,prokaryotlarda ise dairesel kromozomlar halinde bulunur. Bir hücredeki kromozom kümesi toplucagenom olarak bilinir. Ökaryotlarda DNA esas olarakhücre çekirdeğinde bulunur.[68] Prokaryotlarda DNAnükleoit içinde tutulur.[69] Genetik bilgi genler içinde tutulur ve bir organizmadaki tüm topluluğagenotip denir.[70]DNA replikasyonu, her bir ipliğin yeni bir DNA ipliği için şablon görevi gördüğüyarı korunumlu bir süreçtir.[67]Mutasyonlar DNA'daki kalıtsal değişikliklerdir.[67] Düzeltme okuması ile düzeltilmeyen replikasyon hatalarının bir sonucu olarak kendiliğinden ortaya çıkabilir veya bir kimyasal (örneğin,nitröz asit,benzopiren) veyaradyasyon (örneğin,x-ışını,gama ışını,ultraviyole radyasyon, kararsız izotoplar tarafından yayılan parçacıklar) gibi çevresel birmutajen tarafından indüklenebilirler.[67] Mutasyonlar, işlev kaybı,işlev kazanımı ve koşullu mutasyonlar gibi fenotipik etkilere yol açabilir.[67] Bazı mutasyonlar,evrim içingenetik varyasyon kaynağı olduklarından faydalıdır.[67] Diğerleri ise hayatta kalmak için gerekli genlerin işlev kaybına yol açmaları halinde zararlıdır.[67]Kanserojenler gibi mutajenlerden genelliklehalk sağlığı politikası hedefleri doğrultusunda kaçınılır.[67]
Gen ifadesinin çevresel faktörler tarafından ve gelişimin farklı aşamalarındadüzenlenmesi,transkripsiyon,RNA ekleme,translasyon ve bir proteinintranslasyon sonrası modifikasyonu gibi sürecin her adımında gerçekleşebilir.[75] Gen ifadesi,transkripsiyon faktörleri olarak adlandırılan iki tip düzenleyici proteindenpromotöre yakınlığı veya promotördeki DNA dizisine bağlandığına bağlı olarak pozitif veya negatif düzenlemeden etkilenebilir.[75] Aynı promotörü paylaşan bir gen kümesineoperon denir ve çoğunlukla prokaryotlarda ve bazı alt ökaryotlarda (örneğinCaenorhabditis elegans) bulunur.[75][76] Gen ifadesinin pozitif düzenlenmesinde,aktivatör, promotörün yakınındaki veya promotördeki diziye bağlandığında transkripsiyonu uyaran transkripsiyon faktörüdür. Negatif düzenleme,represör adı verilen başka bir transkripsiyon faktörü, transkripsiyonu önlemek için bir operonun parçası olanoperatör adı verilen bir DNA dizisine bağlandığında meydana gelir. Represörler,indükleyici adı verilen bileşikler (örneğinallolaktoz) tarafından inhibe edilebilir ve böylece transkripsiyonun gerçekleşmesine izin verilir.[75] Neredeyse sürekli aktif olan konstitütif genlerin aksine, indükleyiciler tarafından aktive edilebilen spesifik genlere indüklenebilir genler denir.[75] Her ikisinin aksine,yapısal genler gen düzenlemesinde yer almayan proteinleri kodlar.[75] Promoteri içeren düzenleyici olaylara ek olarak, gen ifadesi, ökaryotik hücrelerde bulunan bir DNA ve protein kompleksi olankromatindekiepigenetik değişikliklerle de düzenlenebilir.[75]
Gelişim,çok hücreli bir organizmanın (bitki veyahayvan) tek bir hücreden başlayarak bir dizi değişim geçirdiği ve yaşam döngüsünün karakteristiği olan çeşitli formlara büründüğü süreçtir.[77] Gelişimin altında yatan dört temel süreç vardır:belirleme,farklılaşma,morfogenez ve büyüme. Belirleme, bir hücrenin gelişimsel kaderini belirler ve bu kader gelişim sırasında daha kısıtlayıcı hale gelir. Farklılaşma,kök hücreler gibi daha az özelleşmiş hücrelerden özelleşmiş hücrelerin oluşması sürecidir.[78][79] Kök hücreler, çeşitlihücre türlerinefarklılaşabilen ve aynı kök hücreden daha fazla üretmek için süresiz olarakçoğalabilen farklılaşmamış veya kısmen farklılaşmış hücrelerdir.[80] Hücresel farklılaşma bir hücrenin boyutunu, şeklini,membran potansiyelini,metabolik aktivitesini ve sinyallere duyarlılığını önemli ölçüde değiştirir ve bunlar büyük ölçüdegen ifadesi veepigenetikteki yüksek kontrollü değişikliklere bağlıdır. Birkaç istisna dışında, hücresel farklılaşma neredeyse hiçbir zamanDNA dizisinin kendisinde bir değişiklik içermez.[81] Bu nedenle, farklı hücreler aynıgenoma sahip olmalarına rağmen çok farklı fiziksel özelliklere sahip olabilirler. Morfogenez veya vücut formunun gelişimi, gen ifadesindeki uzamsal farklılıkların sonucudur.[77] Bir organizmanın genomunda bulunan vegelişimsel-genetik araç seti olarak adlandırılan genlerin küçük bir kısmı o organizmanın gelişimini kontrol eder. Bu araç seti genleri,şubeler arasında yüksek oranda korunur, yani çok eski ve geniş ölçüde ayrılmış hayvan gruplarında çok benzerdirler. Araç genlerinin konuşlandırılmasındaki farklılıklar vücut planını ve vücut parçalarının sayısını, kimliğini ve düzenini etkiler. En önemli araç genleri arasındaHox genleri yer alır. Hox genleri, yılanların birçokomuru gibi tekrar eden parçaların, gelişmekte olan bir embriyo veya larvada nerede büyüyeceğini belirler.[82]
Daha koyu renkli özellikler içindoğal seçilim gerçekleşmiştir
Evrim, biyolojide merkezi bir düzenleyici kavramdır. Birbirini izleyennesiller boyunca popülasyonlarınkalıtsalözelliklerinde meydana gelen değişimdir.[83][84]Yapay seçilimde, hayvanlar belirli özellikler için seçici olarak yetiştirilirdi.[85] Özelliklerin kalıtsal olduğu, popülasyonların çeşitli özelliklerin karışımını içerdiği ve üremenin herhangi bir popülasyonu artırabildiği göz önüne alındığında,Darwin, doğal dünyada, belirli özellikler için seçimde insanların rolünü oynayanın doğa olduğunu savundu.[85] Darwin, çevrelerine daha iyi adapte olmuş kalıtsal özelliklere sahip bireylerin hayatta kalma ve diğer bireylerden daha fazla yavru üretme olasılığının daha yüksek olduğu sonucuna varmıştır.[85] Ayrıca bunun, birbirini izleyen nesiller boyunca olumlu özelliklerin birikmesine yol açacağı ve böylece organizmalar ile çevreleri arasındaki uyumu artıracağı sonucuna varmıştır.[85][86][87][88][89]
Tür, birbiriyle çiftleşen bir grup organizmadır ve türleşme, bir soyun birbirinden bağımsız olarak evrimleşmesi sonucunda iki soya ayrılması sürecidir.[90]Türleşmenin gerçekleşmesi içinüreme izolasyonunun olması gerekir.[90] Üreme izolasyonu,Bateson-Dobzhansky-Muller modelinde tanımlandığı gibi genler arasındaki uyumsuzluklardan kaynaklanabilir. Üreme izolasyonu dagenetik farklılaşmayla birlikte artma eğilimindedir. Türleşme,allopatrik türleşme olarak bilinen bir süreç olan atasal bir türü bölen fiziksel engeller olduğunda meydana gelebilir.[90]
Filogeni, belirli bir organizma grubunun veya genlerinin evrimsel geçmişidir.[91] Organizmalar veya genleri arasındaki soy çizgilerini gösteren bir diyagram olanfilogenetik bir ağaç kullanılarak temsil edilebilir. Bir ağacın zaman ekseninde çizilen her çizgi, belirli bir türün veya popülasyonun soyundan gelen yeni birsoyu temsil eder. Bir soy ikiye ayrıldığında, filogenetik ağaç üzerinde bir çatal veya bölünme olarak temsil edilir.[91] Filogenetik ağaçlar, farklı türlerin karşılaştırılması ve gruplandırılması için temel oluşturur.[91] Ortak bir atadan miras kalan bir özelliği paylaşan farklı türler,homolog özelliklere (veyasinapomorfi) sahip olarak tanımlanır.[91][92][93] Filogeni,biyolojik sınıflandırmanın temelini oluşturur.[91] Bu sınıflandırma sistemi sıralamaya dayalıdır; en üst sıradakiüst âlemin ardındanâlem,şube,sınıf,takım,familya,cins vetür gelir.[91] Tüm organizmalarüç üst alemden birine ait olarak sınıflandırılabilir:Arkea (aslen Archaebacteria);bakteriler (aslen eubacteria) veyaökaryot (protist,mantar,bitki vehayvan âlemlerini içerir).[94]
Günümüzde bilinen tümtürler arasındaki benzerlikler, bunların ortak atalarındanevrim süreci yoluyla farklılaştıklarını göstermektedir.[99] Biyologlargenetik kodun her yerde bulunmasını tümbakteri,arke veökaryotlar için evrenselortak soyun kanıtı olarak görmektedir.[10][100][101][102] Bir arada var olan bakteri ve arkelerden oluşanmikrobiyal matlar, erkenArkeen çağında baskın yaşam biçimiydi ve erken evrimdeki önemli adımların çoğunun bu ortamda gerçekleştiği düşünülmektedir.[103] Ökaryotlara dair en eski kanıtlar 1,85 milyar yıl öncesine aittir[104][105] ve daha önce de mevcut olsalar da metabolizmalarında oksijen kullanmaya başladıklarında çeşitlenmeleri hızlanmıştır. Daha sonra, yaklaşık 1,7 milyar yıl önce, özelleşmiş işlevleri yerine getiren farklılaşmış hücrelerle birlikteçok hücreli organizmalar ortaya çıkmaya başlamıştır.[106]
Alg benzeri çok hücreli kara bitkileri yaklaşık 1 milyar yıl öncesine kadar tarihlendirilse de[107] kanıtlarmikroorganizmaların en az 2,7 milyar yıl önce en eskikarasal ekosistemleri oluşturduğunu göstermektedir.[108] MikroorganizmalarınOrdovisiyen döneminde kara bitkilerinin ortaya çıkmasına zemin hazırladığı düşünülmektedir. Kara bitkileri o kadar başarılı olmuştur kiGeç Devoniyen yok oluşu olayına katkıda bulundukları düşünülmektedir.[109]
İlk gözlemlenen arkealar, başka organizmaların bulunmadığıkaplıcalar vetuz gölleri gibi ekstrem ortamlarda yaşayanekstremofillerdi. Geliştirilmiş moleküler tespit araçları, toprak, okyanuslar ve bataklıklar da dahil olmak üzere hemen hemen herhabitatta arkeaların keşfedilmesine yol açmıştır. Arkealar özellikle okyanuslarda çok sayıdadır veplanktonlardaki arkealar gezegendeki en bol organizma gruplarından biri olabilir.
Arkea, Dünya'daki yaşamın önemli bir parçasıdır. Tüm organizmalarınmikrobiyotasının bir parçasıdırlar.İnsan mikrobiyomunda,kalın bağırsakta, ağızda ve deride önemlidirler.[124] Morfolojik, metabolik ve coğrafi çeşitlilikleri, çoklu ekolojik roller oynamalarına izin verir: örneğin karbon fiksasyonu;azot döngüsü; organik bileşik devri; ve mikrobiyal simbiyotik vesentrofik toplulukların sürdürülmesi.[125]
Euglena, hem hareket edebilen hem de fotosentez yapabilen tek hücreli bir ökaryot
Ökaryotların arkealardan ayrıldığı ve bunu bakterilerle yaptıklarıendosimbiyozların (ya dasimbiyogenezin) izlediği, bunun damitokondri vekloroplastların ortaya çıkmasına neden olduğu ve her ikisinin de günümüz ökaryotik hücrelerinin bir parçası olduğu varsayılmaktadır.[126] Ökaryotların ana soyları yaklaşık 1,5 milyar yıl öncePrekambriyen'de çeşitlenmiştir ve sekiz anaklad olarak sınıflandırılabilir:alveolatalar,ekskavatalar,stramenopiller,bitkiler,rhizarialar,amoebozoalar,mantarlar vehayvanlar.[126] Bu kladlardan beşi toplu olarakprotistler olarak bilinir; bunlar çoğunlukla bitki, mantar veya hayvan olmayan mikroskobik ökaryotik organizmalardır.[126] Protistlerin ortak bir atayı (son ökaryotik ortak ata) paylaşması muhtemel olsa da[127] bazı protistler bitkiler, mantarlar veya hayvanlarla diğer protistlere göre daha yakından ilişkili olabileceğinden, protistler kendi başlarına ayrı bir klad oluşturmazlar.Algler,omurgasızlar veyaprotozoanlar gibi gruplandırmalar gibi, protist gruplandırması da resmi bir taksonomik grup değildir,[126] ancak kolaylık sağlamak için kullanılır.[126][128] Protistlerin çoğu tek hücrelidir; bunlara mikrobiyal ökaryotlar denir.[126]
Bitkiler çoğunlukla çok hücreli organizmalardır, ağırlıklı olarak Plantae alemininfotosentetik ökaryotlarıdır. Bitki hücreleri, yaklaşık bir milyar yıl önce birsiyanobakterinin erken bir ökaryotaendosimbiyozu ile türetilmiş ve bu dakloroplastların ortaya çıkmasına neden olmuştur.[129] Birincil endosimbiyozu takiben ortaya çıkan ilk birkaç klad suculdur ve sucul fotosentetik ökaryotik organizmaların çoğu toplu olarak alg olarak tanımlanır; bu, tüm algler yakından ilişkili olmadığı için kolaylık sağlayan bir terimdir.[129] Algler, Plantae'nin erken tek hücreli atasına biçim olarak benzeyen mikroskobik tatlı su algleri olanglaukofit gibi birkaç farklı kladdan oluşur.[129] Glokofitlerin aksine,kırmızı veyeşil algler gibi diğer alg kladları çok hücrelidir. Yeşil algler üç ana kladdan oluşur:klorofitler,koleokasetofitler vetaş otları.[129]
Mantarlar, büyük gıda moleküllerini hücre zarlarından emmeden önce parçalayan sindirim enzimleri salgılayarak vücutlarının dışındaki gıdaları sindiren ökaryotlardır.[130] Birçok mantar aynı zamanda ölü organik maddelerle beslenensaproblardır, bu da onları ekolojik sistemlerde önemliayrıştırıcılar haline getirir.[130]
Virüsler, organizmaların hücreleri içindeçoğalan submikroskopikenfeksiyöz ajanlardır.[132] Virüsler, hayvanlar ve bitkilerden bakteriler ve arkealar de dahil olmak üzeremikroorganizmalara kadar her türlüyaşam formunu enfekte eder.[133][134] 6000'den fazla virüs türü ayrıntılı olarak tanımlanmıştır.[135] Virüsler Dünya üzerindeki hemen hemen her ekosistemde bulunur ve en çok sayıdaki biyolojik varlık türüdür.[136][137]
Yaşamın evrimsel tarihinde virüslerin kökenleri belirsizdir: bazılarıplazmidlerden (hücreler arasında hareket edebilen DNA parçaları) evrilmiş olabilirken diğerleri bakterilerden evrilmiş olabilir. Evrimde virüsler, eşeyli üremeye benzer bir şekilde genetik çeşitliliği artıran önemli biryatay gen transferi aracıdır.[138] Virüsler yaşamın tüm özelliklerine olmasa da bazı özelliklerine sahip olduklarından, "yaşamın sınırındaki organizmalar"[139] vekendini kopyalayanlar olarak tanımlanmışlardır.[140]
Yaşayan (biyotik) organizmaların, çevrelerindeki cansız (abiyotik) bileşenlerle (örn. su, ışık, radyasyon, sıcaklık,nem,atmosfer,asitlik ve toprak) birlikte oluşturduğutopluluğaekosistem denir.[142][143][144] Bu biyotik ve abiyotik bileşenler besin döngüleri ve enerji akışları yoluyla birbirine bağlıdır.[145]Güneşten gelen enerjifotosentez yoluyla sisteme girer ve bitki dokusuna dahil edilir. Hayvanlar bitkilerle ve birbirleriyle beslenerekmadde veenerjiyi sistem içinde hareket ettirirler. Ayrıca mevcut bitki vemikrobiyalbiyokütle miktarını da etkilerler.Ayrıştırıcılar ölüorganik maddeleri parçalayarakkarbonu atmosfere geri salar ve ölü biyokütlede depolanan besinleri bitkiler ve diğer mikroplar tarafından kolayca kullanılabilecek bir forma dönüştürerekbesin döngüsünü kolaylaştırır.[146]
Lojistik büyüme eğrisi ile taşıma kapasitesine ulaşma
Popülasyon, bir alanı işgal eden ve nesilden nesile üreyen aynıtüre aitorganizmalar grubudur.[147][148][149][150][151]Popülasyon büyüklüğü, popülasyon yoğunluğunun alan veya hacim ile çarpılmasıyla tahmin edilebilir. Bir ortamın taşıma kapasitesi, mevcut gıda, habitat, su ve diğer kaynaklar göz önüne alındığında, söz konusu ortam tarafından sürdürülebilen bir türün maksimum nüfus büyüklüğüdür.[152] Bir popülasyonun taşıma kapasitesi, kaynakların mevcudiyetindeki değişiklikler ve bunları korumanın maliyeti gibi değişen çevresel koşullardan etkilenebilir.İnsan popülasyonlarında,Yeşil Devrim gibi yeniteknolojiler, Dünya'nın insanlar için taşıma kapasitesinin zaman içinde artmasına yardımcı olmuş, bu da en ünlüsü 18. yüzyıldaThomas Malthus tarafından yapılan yaklaşan nüfus düşüşü tahminlerini engellemiştir.[147]
a) trofik piramit ve (b) basitleştirilmiş besin ağı. Trofik piramit her seviyedeki biyokütleyi temsil etmektedir.[153]
Komünite, aynı anda aynı coğrafi alanı işgal eden bir grup türpopülasyonudur.Biyolojik etkileşim, bir toplulukta birlikte yaşayan bir çift organizmanın birbirleri üzerindeki etkisidir. Bunlar aynı türden (tür içi etkileşimler) ya da farklı türlerden (türler arası etkileşimler) olabilir. Bu etkilertozlaşma veavlanma gibi kısa vadeli veya uzun vadeli olabilir; her ikisi de genellikle ilgili türlerinevrimini güçlü bir şekilde etkiler. Uzun vadeli etkileşimesimbiyoz denir. Simbiyozlar, her iki taraf için de faydalı olanmutualizmden, her iki taraf için de zararlı olanrekabete kadar çeşitlilik gösterir.[154] Her tür,besin zincirlerinin veyabesin ağlarının çekirdeğini oluşturantüketici-kaynak etkileşimlerine tüketici, kaynak veya her ikisi olarak katılır.[155] Herhangi bir besin ağında farklıtrofik seviyeler vardır; en düşük seviye, enerji ve inorganik maddeleriorganik bileşiklere dönüştüren ve daha sonra topluluğun geri kalanı tarafından kullanılabilen bitkiler ve algler gibi birincil üreticilerdir (veyaototroflar).[52][156][157] Bir sonraki seviyede, diğer organizmalardan organik bileşikleri parçalayarak enerji elde eden türler olanheterotroflar yer alır.[155] Bitkileri tüketen heterotroflar birincil tüketiciler (ya daotoburlar) iken, otoburları tüketen heterotroflar ikincil tüketicilerdir (ya daetoburlar). İkincil tüketicileri yiyenler ise üçüncül tüketicilerdir ve bu böyle devam eder.Omnivor heterotroflar birden fazla seviyede tüketim yapabilmektedir. Son olarak, atık ürünlerle veya organizmaların ölü bedenleriyle beslenenayrıştırıcılar vardır.[155] Ortalama olarak, birim zamanda bir trofik seviyeninbiyokütlesine dahil edilen toplam enerji miktarı, tükettiği trofik seviyenin enerjisinin yaklaşık onda biridir. Ayrıştırıcılar tarafından kullanılan atık ve ölü maddelerin yanı sıra metabolizmadan kaybedilen ısı, bir sonraki trofik seviye tarafından tüketilmeyen enerjinin diğer yüzde doksanını oluşturur.[158]
Karbonun kara, atmosfer ve okyanuslar arasındaki hareketini yılda milyarlarca ton olarak gösteren hızlıkarbon döngüsü. Sarı sayılar doğal akışları, kırmızılar insan katkısını, beyazlar ise depolanan karbonu göstermektedir. Volkanik ve tektonik faaliyetler gibi yavaş karbon döngüsünün etkileri dahil edilmemiştir.[159]
Küresel ekosistemde veya biyosferde madde, biçimlerine ve konumlarına bağlı olarak biyotik veya abiyotik, erişilebilir veya erişilemez olabilen farklı etkileşimli bölmeler halinde bulunur.[160] Örneğin, karasal ototroflardan gelen madde hem biyotik hem de diğer organizmalar tarafından erişilebilirken, kaya ve minerallerdeki madde abiyotik ve erişilemezdir.Biyojeokimyasal döngü, belirli maddeelementlerininDünya'nın biyotik (biyosfer) ve abiyotik (litosfer,atmosfer vehidrosfer) bölümleri arasında yer değiştirdiği veya hareket ettiği bir yoldur.Azot,karbon vesu için biyojeokimyasal döngüler vardır.
Koruma biyolojisi,türleri,yaşam alanlarını veekosistemleri aşırıyok olma oranlarından ve biyotik etkileşimlerin erozyonundan korumak amacıylaDünya'nınbiyolojik çeşitliliğinin korunması çalışmasıdır.[161][162][163] Biyoçeşitliliğin korunması, kaybı ve restorasyonunu etkileyen faktörlerle ve genetik, popülasyon, tür ve ekosistem çeşitliliğini sağlayan evrimsel süreçleri sürdürme bilimiyle ilgilenir.[164][165][166][167] Endişe, gezegendeki tüm türlerin %50'sinin önümüzdeki 50 yıl içinde yok olacağını[168] ve bunun da yoksulluğa, açlığa katkıda bulunduğunu ve bu gezegendeki evrimin seyrini sıfırlayacağını öne süren tahminlerden kaynaklanmaktadır.[169][170] Biyoçeşitlilik, insanların bağımlı olduğu çeşitlihizmetleri sağlayan ekosistemlerin işleyişini etkiler. Koruma biyologlarıbiyoçeşitlilik kaybı, türlerin yok olması ve bunların insan toplumunun refahınısürdürme kapasitemiz üzerindeki olumsuz etkileri konusunda araştırma yapmakta ve eğitim vermektedir. Kuruluşlar ve vatandaşlar,mevcut biyoçeşitlilik krizine, yerelden küresel ölçeklere kadar endişeleri ele alan araştırma, izleme ve eğitim programlarını yönlendiren koruma eylem planları aracılığıyla yanıt vermektedir.[164][165][166][171]
^abcdefghUrry, Lisa; Cain, Michael; Wasserman, Steven; Minorsky, Peter; Reece, Jane (2017). "Evolution, the themes of biology, and scientific inquiry".Campbell Biology (11. bas.). New York: Pearson. ss. 2-26.ISBN978-0134093413.
^abcdeHillis, David M.; Heller, H. Craig; Hacker, Sally D.; Laskowski, Marta J.; Sadava, David E. (2020). "Studying life".Life: The Science of Biology (12. bas.). W. H. Freeman.ISBN978-1319017644.
^abcdeFreeman, Scott; Quillin, Kim; Allison, Lizabeth; Black, Michael; Podgorski, Greg; Taylor, Emily; Carmichael, Jeff (2017). "Biology and the three of life".Biological Science (6. bas.). Hoboken, N.J.: Pearson. ss. 1-18.ISBN978-0321976499.
^Önceki cümlelerden bir veya daha fazlası artıkkamu malı olan bir yayından alınan metni içeriyor: Chisholm, Hugh, (Ed.) (1911). "Theophrastus".Encyclopædia Britannica (11. bas.). Cambridge University Press.
^Fahd, Toufic (1996). "Botany and agriculture". Morelon, Régis; Rashed, Roshdi (Ed.).Encyclopedia of the History of Arabic Science.3.Routledge. s. 815.ISBN978-0-415-12410-2.
^Gould, Stephen Jay.The Structure of Evolutionary Theory. The Belknap Press of Harvard University Press: Cambridge, 2002.0-674-00613-5. p. 187.
^Mayr, Ernst.The Growth of Biological Thought, chapter 10: "Darwin's evidence for evolution and common descent"; and chapter 11: "The causation of evolution: natural selection"
^Larson, Edward J. (2006)."Ch. 3".Evolution: The Remarkable History of a Scientific Theory. Random House Publishing Group.ISBN978-1-58836-538-5. 24 Mart 2015 tarihinde kaynağındanarşivlendi.
^Urry, Lisa; Cain, Michael; Wasserman, Steven; Minorsky, Peter; Reece, Jane (2017). "The chemical context of life".Campbell Biology (11. bas.). New York: Pearson. ss. 28-43.ISBN978-0134093413.
^abcdefghijklmnopqrsFreeman, Scott; Quillin, Kim; Allison, Lizabeth; Black, Michael; Podgorski, Greg; Taylor, Emily; Carmichael, Jeff (2017). "Water and carbon: The chemical basis of life".Biological Science (6. bas.). Hoboken, N.J.: Pearson. ss. 55-77.ISBN978-0321976499.
^abUrry, Lisa; Cain, Michael; Wasserman, Steven; Minorsky, Peter; Reece, Jane (2017). "Carbon and the molecular diversity of life".Campbell Biology (11. bas.). New York: Pearson. ss. 56-65.ISBN978-0134093413.
^Hillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "Carbon and molecular diversity of life".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 56-65.ISBN978-1464175121.
^abcUrry, Lisa; Cain, Michael; Wasserman, Steven; Minorsky, Peter; Reece, Jane (2017). "The structure and function of large biological molecules".Campbell Biology (11. bas.). New York: Pearson. ss. 66-92.ISBN978-0134093413.
^Freeman, Scott; Quillin, Kim; Allison, Lizabeth; Black, Michael; Podgorski, Greg; Taylor, Emily; Carmichael, Jeff (2017). "Lipids, membranes, and the first cells".Biological Science (6. bas.). Hoboken, N.J.: Pearson. ss. 119-141.ISBN978-0321976499.
^Freeman, Scott; Quillin, Kim; Allison, Lizabeth; Black, Michael; Podgorski, Greg; Taylor, Emily; Carmichael, Jeff (2017). "Nucleic acids and the RNA world".Biological Science (6. bas.). Hoboken, N.J.: Pearson. ss. 93-106.ISBN978-0321976499.
^Mazzarello, P. (May 1999). "A unifying concept: the history of cell theory".Nature Cell Biology.1 (1): E13-15.doi:10.1038/8964.PMID10559875.
^Campbell, Neil A.; Williamson, Brad; Heyden, Robin J. (2006).Biology: Exploring Life. Boston: Pearson Prentice Hall.ISBN9780132508827. 2 Kasım 2014 tarihinde kaynağındanarşivlendi. Erişim tarihi: 13 Mayıs 2021.
^Urry, Lisa; Cain, Michael; Wasserman, Steven; Minorsky, Peter; Reece, Jane (2017). "Membrane structure and function".Campbell Biology (11. bas.). New York: Pearson. ss. 126-142.ISBN978-0134093413.
^Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002)."Cell Movements and the Shaping of the Vertebrate Body".Molecular Biology of the Cell. 4th Edition (İngilizce). 22 Ocak 2020 tarihinde kaynağındanarşivlendi20 Mart 2023.
^abcdeHillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "Cells: The working units of life".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 60-81.ISBN978-1464175121.
^Reece, J.; Urry, L.; Cain, M. (2011).Biology (International bas.). Upper Saddle River, New Jersey:Pearson Education. ss. 235, 244.ISBN978-0-321-73975-9.This initial incorporation of carbon into organic compounds is known as carbon fixation.
^Neitzel, James; Rasband, Matthew."Cell communication".Nature Education. 29 Eylül 2010 tarihinde kaynağındanarşivlendi29 Mayıs 2021.
^abHillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "Cell membranes and signaling".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 82-104.ISBN978-1464175121.
^Griffiths, Anthony J.; Wessler, Susan R.; Carroll, Sean B.; Doebley, John (2015). "The genetics revolution".An Introduction to Genetic Analysis (11. bas.). Sunderland, Massachusetts: W.H. Freeman & Company. ss. 1-30.ISBN978-1464109485.
^Griffiths, Anthony J. F.; Miller, Jeffrey H.; Suzuki, David T.; Lewontin, Richard C.; Gelbart, William M., (Ed.) (2000)."Genetics and the Organism: Introduction".An Introduction to Genetic Analysis (7. bas.). New York: W. H. Freeman.ISBN978-0-7167-3520-5.
^abcdefghHillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "DNA and its role in heredity".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 172-193.ISBN978-1464175121.
^Thanbichler, M; Wang, SC; Shapiro, L (October 2005). "The bacterial nucleoid: a highly organized and dynamic structure".Journal of Cellular Biochemistry.96 (3): 506-21.doi:10.1002/jcb.20519.PMID15988757.
^abcdefgHillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "Regulation of gene expression".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 215-233.ISBN978-1464175121.
^Keene, Jack D.; Tenenbaum, Scott A. (2002). "Eukaryotic mRNPs may represent posttranscriptional operons".Molecular Cell.9 (6): 1161-1167.doi:10.1016/s1097-2765(02)00559-2.PMID12086614.
^abHillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "Genes, development, and evolution".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 273-298.ISBN978-1464175121.
^Slack, J.M.W. (2007). "Metaplasia and transdifferentiation: from pure biology to the clinic".Nature Reviews Molecular Cell Biology.8 (5): 369-378.doi:10.1038/nrm2146.PMID17377526.
^Carroll, Sean B."The Origins of Form".Natural History. 9 Ekim 2018 tarihinde kaynağındanarşivlendi. Erişim tarihi:9 Ekim 2016.Biologists could say, with confidence, that forms change, and that natural selection is an important force for change. Yet they could say nothing about how that change is accomplished. How bodies or body parts change, or how new structures arise, remained complete mysteries.
^Futuyma, Douglas J.; Kirkpatrick, Mark (2017). "Evolutionary biology".Evolution (4. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 3-26.
^Hillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "Processes of evolution".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 299-324.ISBN978-1464175121.
^abcHillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "Speciation".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 343-356.ISBN978-1464175121.
^abcdefHillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "Reconstructing and using phylogenies".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 325-342.ISBN978-1464175121.
^Futuyma, Douglas J.; Kirkpatrick, Mark (2017). "Phylogeny: The unity and diversity of life".Evolution (4. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 401-429.
^abcHillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "The history of life on Earth".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 357-376.ISBN978-1464175121.
^"Stratigraphic Chart 2022"(PDF). International Stratigraphic Commission. February 2022. 2 Nisan 2022 tarihinde kaynağındanarşivlendi(PDF). Erişim tarihi:25 Nisan 2022.
^Beraldi-Campesi, Hugo (23 Şubat 2013). "Early life on land and the first terrestrial ecosystems".Ecological Processes.2 (1): 1-17.doi:10.1186/2192-1709-2-1.
^Bang, C.; Schmitz, R. A. (September 2015). "Archaea associated with human surfaces: not to be underestimated".FEMS Microbiology Reviews.39 (5): 631-48.doi:10.1093/femsre/fuv010.PMID25907112.
^Moissl-Eichinger. C.; Pausan, M.; Taffner, J.; Berg, G.; Bang, C.; Schmitz, R. A. (January 2018). "Archaea Are Interactive Components of Complex Microbiomes".Trends in Microbiology.26 (1): 70-85.doi:10.1016/j.tim.2017.07.004.PMID28826642.
^abcdefHillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "The origin and diversification of eukaryotes".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 402-419.ISBN978-1464175121.
^O'Malley, Maureen A.; Leger, Michelle M.; Wideman, Jeremy G.; Ruiz-Trillo, Iñaki (18 Şubat 2019). "Concepts of the last eukaryotic common ancestor".Nature Ecology & Evolution. Springer Science and Business Media LLC.3 (3): 338-344.doi:10.1038/s41559-019-0796-3.hdl:10261/201794.PMID30778187.
^Taylor, F. J. R. 'M. (1 Kasım 2003). "The collapse of the two-kingdom system, the rise of protistology and the founding of the International Society for Evolutionary Protistology (ISEP)".International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Microbiology Society.53 (6): 1707-1714.doi:10.1099/ijs.0.02587-0.PMID14657097.
^abcdHillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "The evolution of plants".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 420-449.ISBN978-1464175121.
^abHillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "The evolution and diversity of fungi".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 451-468.ISBN978-1464175121.
^Hillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "Animal origins and diversity".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 469-519.ISBN978-1464175121.
^"Virus Taxonomy: 2019 Release".talk.ictvonline.org. International Committee on Taxonomy of Viruses. 20 Mart 2020 tarihinde kaynağındanarşivlendi. Erişim tarihi:25 Nisan 2020.
^Canchaya, C.; Fournous, G.; Chibani-Chennoufi, S. (August 2003). "Phage as agents of lateral gene transfer".Current Opinion in Microbiology.6 (4): 417-24.doi:10.1016/S1369-5274(03)00086-9.PMID12941415.
^Tansley (1934); Molles (1999), p. 482; Chapinet al. (2002), p. 380; Schulzeet al. (2005); p. 400; Gurevitchet al. (2006), p. 522; Smith & Smith 2012, p. G-5
^Hillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "The distribution of Earth's ecological systems".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 845-863.ISBN978-1464175121.
^Chapin III, F. Stuart; Matson, Pamela A.; Mooney, Harold A. (2002). "The ecosystem concept".Principles of Terrestrial Ecosystem Ecology. New York: Springer. s. 10.ISBN978-0-387-95443-1.
^abHillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "Populations".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 864-897.ISBN978-1464175121.
^"Population". Biology Online. 13 Nisan 2019 tarihinde kaynağındanarşivlendi. Erişim tarihi: 5 Aralık 2012.
^"Definition of population (biology)".Oxford Dictionaries. Oxford University Press. 4 Mart 2016 tarihindekaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Aralık 2012.a community of animals, plants, or humans among whose members interbreeding occurs
^Chapman, Eric J.; Byron, Carrie J. (1 Ocak 2018). "The flexible application of carrying capacity in ecology".Global Ecology and Conservation (İngilizce).13: e00365.doi:10.1016/j.gecco.2017.e00365.
^abcHillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "Ecological and evolutionary consequences within and among species".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 882-897.ISBN978-1464175121.
^Smith, AL (1997).Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. s. 508.ISBN978-0-19-854768-6.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.
^Edwards, Katrina. "Microbiology of a Sediment Pond and the Underlying Young, Cold, Hydrologically Active Ridge Flank".Woods Hole Oceanographic Institution.
^Hillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "Ecological communities".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 898-915.ISBN978-1464175121.
^Riebeek, Holli (16 June 2011)."The Carbon Cycle".Earth Observatory. NASA. 5 March 2016 tarihinde kaynağındanarşivlendi. Erişim tarihi:5 April 2018.
^Hillis, David M.; Sadava, David; Hill, Richard W.; Price, Mary V. (2014). "The distribution of Earth's ecological systems".Principles of Life (2. bas.). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. ss. 916-934.ISBN978-1464175121.
^Millennium Ecosystem Assessment (2005).Ecosystems and Human Well-being: Biodiversity Synthesis. World Resources Institute, Washington, D.C."Document 354 Aspx"(PDF). 14 Ekim 2019 tarihindekaynağından(PDF) arşivlendi. Erişim tarihi:20 Mart 2023.
Begon, M.; Townsend, C. R.; Harper, J. L. (2005).Ecology: From Individuals to Ecosystems (4. bas.). Blackwell Publishing Limited.ISBN978-1-4051-1117-1.OCLC57639896.
