Biyoloji, en genel tanımıyla canlıları inceleyen bir yaşam bilimidir. Ancak çok güçlü bir mikroskopla görülebilen virüslerden, 90 metre yüksekliğindeki kıyı sekoyaları gibi dev ağaçlara ve 150 ton ağırlığındaki mavi balinalara kadar bütün canlılar biyolojinin ilgi alanına girer. Üstelik biyoloji bu canlıların yalnız dış yapılarıyla değil, bütün işlevsel ve biyokimyasal özellikleriyle, beslenmeleri, üremeleri, davranış biçimleri ve yeryüzündeki dağılımlarıyla da ilgilenir. Biyoloji ya da dirimbilimi ile ilgilenen bilim insanına biyolog ya da dirimbilimci denir.
Böylesine geniş bir alanı kapsayan bu bilimin neredeyse sayısız denecek kadar çok dalı ve uzmanlık alanı vardır. Bitkileri inceleyen botanik; hayvanları inceleyen zooloji; bakteri, virüs gibi tek hücreli mikroskobik canlıları inceleyen mikrobiyoloji; fosil canlıları inceleyen paleontoloji; canlıların yapısını ve organlarını hem genel çizgileriyle, hem de doku ve hücre düzeyinde inceleyen morfoloji; bu organların işleyişini ve canlıların solunum, beslenme, üreme gibi yaşamsal etkinliklerini araştıran fizyoloji; canlıları akrabalık ilişkilerine göre sınıflandıran taksonomi; virüslerden insana kadar bütün canlıların yapışım ve yaşam süreçlerini molekül düzeyinde inceleyen moleküler biyoloji; kalıtsal özelliklerin genlerle kuşaktan kuşağa nasıl aktarıldığını araştıran genetik; canlılar ile cansız doğa arasındaki karmaşık ilişkileri inceleyen çevrebilim (ekoloji) ve deniz canlılarının yaşamını araştıran deniz biyolojisi bu sınırsız bilimin temel dallarıdır. Ayrıca birçok konunun araştırılmasında biyoloji ile öbür bilimlerin sıkı işbirliğinden yeni bilim dalları doğmuştur. Örneğin canlıların yapısındaki kimyasal maddeleri ve bu maddelerin rol oynadığı süreçleri inceleyen biyokimya, biyoloji ile kimyanın örtüşme alanıdır. Biyofizik, canlılardaki çeşitli süreçleri ve etkinlikleri açıklayabilmek için fizik bilimlerinin ilke ve kavramlarından yararlanır. Bitki ve hayvanların yeryüzündeki dağılımını araştıran biyocoğrafya biyoloji ile fiziksel coğrafyanın, insanın kökenini ve evrimini araştıran fiziksel antropoloji de biyoloji ile antropolojinin ortak dalı sayılır.
Biyoloji bilimlerinin bazı dalları, özellikle morfoloji, fizyoloji, moleküler biyoloji ve genetik, bütün canlılarla ilgilenen genel araştırma alanlandır. Oysa ilgisini belirli canlı gruplarıyla sınırlandırmış olan botanik, zooloji, mikrobiyoloji gibi dallar, kendi içlerinde de alt dallara ayrılarak iyice özelleşmiştir. Örneğin zoolojinin bir alt dalı olan ornitoloji yalnız kuşları, entomoloji böcekleri inceler. Botaniğin alt dallarından algolojinin konusu su yosunları (algler), mikolojininki mantarlardır. Milyonlarca tek hücreli canlıyı konu alan mikrobiyoloji de yalnız bakterileri inceleyen bakteriyoloji ve virüsleri inceleyen viroloji gibi alt dallara ayrılmıştır.
Biyolojinin Tarihi ve Gelişmesi
Biyolojinin deneysel bir bilim olarak doğuşu, İÖ 4. yüzyılda Eski Yunan bilginleriyle başlar. Daha eski uygarlıkların tarım ve hayvancılık konusundaki bilgileri ve Eski Yunan düşünürlerinin yeryüzünde yaşamın başlangıcına ilişkin görüşleri biyolojinin doğuşunu daha erken tarihlere götürürse de, ilk büyük biyoloji bilgini olarak Aristo’nun adı anılır. Eski Yunanistan’ın en büyük bilgin ve düşünürlerinden biri olan Aristo, birçok hayvanı keserek yapısını incelemiş ve hayvanları yapılarına göre sınıflandırmıştı.
İS 2. yüzyılda yaşayan Bergamalı Galenos, insan vücudunun yapısını daha iyi inceleyebilmek için maymunlar ve domuzlar üzerinde çalışmak zorunda kaldı. Çünkü onun yaşadığı çağda kadavraları, yani ölü insan vücudunu kesip parçalamak yasaktı. Gene de bu gözlemlerden vardığı sonuçlar 1.000 yıldan daha uzun bir süre biyoloji bilimlerine egemen oldu.
Galenos’tan sonra çok uzun bir süre biyoloji konusunda hemen hiçbir gelişme olmadı ve eski bilginlerin görüşleri hiç tartışmasız doğru kabul edildi. Ancak 16. yüzyılda Belçikalı anatomi bilgini Andreas Vesalius’un kadavralar üzerindeki çalışmaları biyolojide yeni bir dönemin başlangıcı oldu. Vesalius, 1543’te yayımlanan ve insan vücudunu çizimlerle anlatan ünlü yapıtında, Galenos’un verdiği bilgilerden çoğunun yanlış olduğunu kanıtlamıştı. Eski bilginlerin bütün görüşlerine körü körüne inanmayıp, doğru bilgiye deneyle ulaşmak gerektiğini ortaya koyan bu çalışma çağının bilim anlayışını da derinden etkiledi.
16. yüzyılın sonlarında mikroskobun bulunması biyolojide gerçek bir dönüm noktası sayılır. İtalya’nın kuzeyindeki üniversitelerde botanik, zooloji, anatomi ve fizyolojinin bağımsız birer bilim dalı olarak okutulmaya başladığı o dönem, mikroskop sayesinde çok önemli buluşlara tanık oldu. Bitki ve hayvan dokuları, böceklerin yapısı mikroskopla incelendi; bakterilerin varlığı keşfedildi. Canlıların en küçük yapısal ve işlevsel birimini tanımlamak için önerilen hücre terimi biyolojinin odak noktası oldu ve 20. yüzyılda moleküler biyolojinin doğuşuna kadar yaşamın bütün sırları hücre biyolojisiyle açıklandı.
Bakterilerin bulunmasından yüzlerce yıl sonra bile, bilim adamları bu çok küçük canlıların çürüyen maddelerin içinde kendiliğinden türediğini düşünüyorlardı. 19. yüzyılın ortalarında Louis Pasteur, bakterilerin yalnız çürüyen maddelerde değil her yerde bulunduğunu, üstelik çürümenin sonucu değil nedeni olduğunu kanıtladı. Ayrıca bazı bakterilerin çeşitli hastalıklara yol açtığını açıklaması biyoloji araştırmalarına yeni bir yön verdi. Böylece biyologlar insan, hayvan ve bitkilerin yalnız sağlıklı yapılarını değil, hastalıklı bölümlerini de mikroskopla incelemeye başladılar. Aynı dönemde kimya ve fizik bilimlerinin gelişmesi de canlıların vücudundaki kimyasal ve fiziksel değişikliklerin incelenmesine yardımcı oldu.
Bitki ve hayvan yapılarının mikroskopla incelenmesi, canlıları yapılarına göre sınıflandırma düşüncesinin de esin kaynağıdır. 17. yüzyılda İngiliz doğa bilimci John Ray çiçekli bitkileri çeşitli familyalar içinde topladı; hayvanları da parmakları ile dişlerinin yapısına ve düzenine göre sınıflandırdı. 18. yüzyılda İsveçli botanikçi Carolus Linnaeus, dünyanın her yanından topladığı bitki örnekleri arasındaki akrabalık ilişkilerini tanımlayarak bu sınıflandırma çalışmalarını bilimsel temellere oturttu. Bitki ve hayvanları önce sınıf denen büyük gruplara ayırdı; sonra her sınıfın içinde
daha küçük gruplar olan takımları, takımların içinde familyaları, familyaların içinde cinsleri ve nihayet her cinsin türlerini tek tek belirledi. Canlıları önce Latince cins adı, sonra bütün öbür canlılardan ayıran tür adıyla adlandırma sistemi de Linnaeus’un buluşudur.
Hayvan ve bitki fosillerinin incelenmesi bir yandan paleontoloji gibi yeni bir biyoloji dalının doğuşuna, bir yandan da başlangıcı Eski Yunan düşünürlerine kadar uzanan evrim düşüncesinin pekişmesine yol açtı. Bulunan fosiller, hayvan ve bitkilerin milyonlarca yıldır çeşitli değişiklikler geçirerek bugüne kadar ulaştığını ve aralarında önemli yapısal farklar olan birçok hayvanın aynı atadan türediğini gösteriyordu. 19. yüzyılın başlarında Fransız bilgin Jean Baptiste de Lamarck, bu olguyu açıklamak için, çevre koşullarına uyum sağlamak üzere kazanılan yeni özelliklerin kuşaktan kuşağa aktarıldığını öne sürdü. Lamarck’tan 50 yıl kadar sonra da İngiliz doğa bilgini Charles Darwin, evrimin bir “doğal seçme” sürecinin sonucu olduğunu, ancak doğaya en iyi ayak uydurabilen canlıların soyunu sürdürdüğünü açıklayarak evrim kuramını oluşturdu.
Lamarck ve Darwin’in çalışmaları, bilim adamlarını kalıtım ve çevre etkenlerini incelemeye yöneltti. Bir türün bütün ayırt edici özelliklerinin kuşaktan kuşağa nasıl aktarıldığını ilk kez 1866’da Avusturyalı keşiş Gregor Mendel bezelyeler üzerinde yaptığı çalışmalarla açıkladı. O zamanlar pek ilgi çekmeyen bu çalışma, kalıtımdan sorumlu olduğu sanılan kromozomların mikroskopla görülmesinden sonra büyük önem kazandı. 20. yüzyılın başlarında, kalıtsal bilgiyi yeni döllere aktaran hücre bileşenlerinin kromozomlar değil genler olduğu kanıtlandı. Daha sonra, hücreye bu kalıtsal bilgiyi nasıl değerlendireceğini ve ne zaman, hangi proteini bireşimlemesi gerektiğini bildiren DNA’nın (deoksiribonükleik asit) yapısı açıklandı. Bütün bu aşamalar genetiğin doğuşuydu. Bugün, yaşamın sırlarını adım adım çözen genetik ve moleküler biyoloji ile doğal kaynakların tükenmesini ve çevre kirliliğini önlemeyi amaçlayan çevrebilim biyolojinin en ağırlıklı dallarıdır.