ما هي فروع علم الأحياء؟

فروع علم الأحياء كثيرة جداً تضم ما يقارب من 150 فرع متمركز حول دراسة معينة في علم الأحياء الذي يعد أحد التخصصات الرئيسية الثلاثة لتيار العلوم بعد الفيزياء والكيمياء ،والتي تدرس الحياة والكائنات الحية.وتعتبر واحدة من أكثر التخصصات الدراسية الأكثر تعقيدًا،حيث أن كل جزء من هذا العلم يتم تخصيصه بفرع مختص لزيادة التعميق والفهم ،لأنه يشمل أهم دراسة على وجه الكون وهي دراسة الحياة والكائنات الحية.يتم تدريس هذه الفروع الخاصة فى الجامعات تحت اسم التخصص كلى سبيل المثال “متخصص في علوم الحيوان،في العلوم البحرية،فى الأحياء الدقيقة…

فروع علم الأحياء الرئيسية

1- علم الزراعة:

هو علم يدرس إنتاج المحاصيل الزراعية وتربية المواشي، مع التركيز على التطبيقات العملية والحيوية  لها ،وكيفية تطبيق العلوم الوراثية للنباتات وتحسينها.وتشمل العلوم الزراعية:

• بحث وتطوير التقنيات الإنتاجية.
• تحسين الإنتاجية الزراعية من ناحية الكم والكيف.
• تحويل المنتجات الأولية إلى منتجات المستهلك النهائي.
• منع مشاكل السلامة البيولوجية التي ربما تؤثر على صحة الإنسان والبيئة.
• دراسة خصائص التربة والعوامل المناخية المؤثرة.
• منع التأثيرات الضارة وإصلاحها.

2- علم التشريح:

هو دراسة البنية الداخلية التي يمكن ملاحظتها بالعين المجردة بعد التشريح،في الكائنات الحيَّة سواءً كانت نباتات أو حيوانات،او التي لا يمكن رؤيتها إلا بإستخدام المجهر.كما انه يوضح مظهر ووضعية الأجزاء المختلفة داخل الجسم، والمواد التي تتألف منها هذه الأجزاء، ومواقعها وعلاقاتها مع بعضها.علاوة على ذلك ، فإنه يبحث في كيفية تكيف الجسم الحي والحفاظ على التوازن مع البيئة المادية وصحة الإنسان.ويرتبط ببعض العلوم الحيوية الأخرى مثل علم الأجنة، والتشريح المُقَارَن، وعلم الأحياء التطوُّري،وعلم الأنسجة.

3- علم النبات:

هو علم يختص بدراسة وتصنيف النباتات بمُختلف أنواعها،يشار له أحيانًا بالبيولوجيا النباتية.تعتبر دراسة النباتات أمرًا حيويًا لأنها تدعم جميع أشكال الحياة الحيوانية على الأرض تقريبًا من خلال توليد نسبة كبيرة من الأكسجين والغذاء الذي يوفر العيش والتكيف للإنسان والكائنات الأخرى.ولذلك يشمل هذا المجال من علم الأحياء دراسة نمو، تكاثر،تصنيف، استقلاب، تطور الشكل، علم أمراض النبات، علم البيئة، علم نشوء النبات.

4- علم الوراثة:

هو العلم الذي يهتم بدراسة الجينات للكائنات الحية والنباتات وما ينتج عنهم من تنوع،وطرق انتقال الصفات والعوامل الوراثية من الاباء إلى الأبناء.يمكن أن تساعد دراسة الحمض النووي البشري وعلم الوراثة العلماء على فهم طبيعة الإنسان البشرية وتكوينه وتوضيح الروابط بين مجموعات مختلفة من الناس لإعطاء المؤرخين صورة أوضح لأنماط الهجرة البشرية التاريخية، كما تساعد على فهم أصول الإنسان وعلم الانساب.

5- علم الحيوانات:

تُعتبر الحيوانات من أهم أنواع الكائنات الحية التي تعيش على سطح الكرة الأرضية على الإطلاق.علم الحيوان هو العلم الذي يهتم بدراسة الحيوانات بما في ذلك تصنيفها، ووظائف أعضائها، ونموها، وسلوكها.كما يتضمن دراسة مختلف العلاقات بين الانواع الحديثة منه والانواع البائدة، وبينها وبين البيئة المحيطة بها.ويتفرع علم الحيوان إلى فروع عديدة، منها: علم السلوك الحيواني، وعلم الحشرات، وعلم الزواحف والبرمائيات، وعلم الأسماك، وعلم الثدييات، وعلم الطيور.

6- علم الأحياء النمائي:

هو العلم الذي يبحث في كيفية قيام مجموعة متنوعة من العمليات المتفاعلة بتوليد الأشكال والحجم والميزات الهيكلية غير المتجانسة للكائن الحي (الإنسان والحيوان والنباتات) والتي تنشأ على المسار من الجنين إلى البالغين ، أو بشكل عام خلال دورة الحياة.يمكن أن تساعد معرفة العمليات التنموية الطبيعية في فهم بعض التشوهات الخلقية والحالات الأخرى مثل السرطان.ويعد علم الأجنة من أهم فروع علم الأحياء النمائي ،حيث يدرس مراحل نمو الجنين مُنذ الإخصاب وحتى الولادة.

يرتبط بهذا العلم تخصص آخر يدعى علم الأحياء النمائي التطوري evolutionary developmental biology تشكل في التسعينات من القرن العشرين وهو تركيب من الحقائق التي تنتج عن علم الأحياء النمائي الجزيئي وعلم الأحياء التطوري الذي يدرس تنوع واختلاف الأشكال الحيوية للكائنات من وجهة نظر تطورية.

7- علم الأحياء التطوري:

علم الأحياء التطوري هو أحد فروع علم الأحياء ،يرتبط ارتباطاً وثيقاً بعلم الأحياء النمائي.يدرس العمليات التطورية ( الانتقاء الطبيعي ، الأصل المشترك ، الانتواع ) التي أنتجت التنوع الحيوي على كوكب الأرض، بدءا من السلف الشامل الأخير،تشمل هذه العمليات كلا من الاصطفاء الطبيعي والسلف المشترك والانتواع.

8- علم الأحياء البحرية:

هو العلم الذي يدرس الأنظمة البيئية في المُحيطات، وكذلك يدرس النباتات والحيوانات والكائنات الحيَّة الأخرى التي تعيش في المُسطحات المائية،ودراسة سلوكياتها وتفاعلاتها مع البيئة.كما أنه يتعامل مع الكائنات الحية الأرضية والجوية التي تعتمد بشكل مباشر على أجسام المياه المالحة للغذاء وضروريات الحياة الأخرى.

تشمل دراسة علم الأحياء البحرية مجموعة متنوعة من التخصصات مثل علم المحيطات البيولوجي ، وعلم الأحياء الخلوي ، والكيمياء ، والبيئة ، والجيولوجيا ، والأرصاد الجوية ، والبيولوجيا الجزيئية ، وعلم المحيطات الفيزيائية وعلم الحيوان ، ويعتمد العلم الجديد لبيولوجيا الحفظ البحري على العديد من التخصصات العلمية الطويلة الأمد مثل البيئة البحرية والجغرافيا الحيوية وعلم الحيوان وعلم النبات وعلم الوراثة وبيولوجيا مصايد الأسماك والأنثروبولوجيا.

9- علم الأحياء الدقيقة:

هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة المجهرية وحيدة الخلية ومتعددة الخلايا وكذلك عديمة النواة كالفيروسات بما فيها بعض حقيقيات النوى مثل الفطريات والأوليات إضافة إلى بدائيات النوى مثل البكتيريا وبعض الطحالب. رغم التطورات في هذا العلم فإن التقديرات تقول إنه لم يتم دراسة إلا 0.03% من الجراثيم الموجودة في الكرة الأرضية فبالرغم من أن الجراثيم اكتشفت منذ 300 عام إلا أن علم الأحياء الدقيقة ما زال يعد في بداياته مقارنة بعلم الحيوان وعلم النبات وعلم الحشرات. يستفاد من علم الأحياء الدقيقة في مجالات أمنية في الأدلة الجنائية وفي مجالات عسكرية في إنتاج أسلحة الدمار الشامل.

10- علم الحفريات:

هو علم يهتم بدراسة وتحليل الأحفوريات المكتشفة التي تعود للأحياء القديمة ،وفهم تطور الكائنات وعلاقاتها بعضها البعض وعلاقتها بالبيئة التي تعيش فيها.كما يبحث هذا الحقل من العلوم عن معلومات حول العديد من جوانب الكائنات الحيّة السابقة: “هويّتها وأصلها، وبيئتها وتطوّرها، وما الذي يمكنها أن تخبرنا به عن الماضي العضويّ وغير العضوي للأرض.يرتبط هذا الفرع في العمل ببعض العلوم الأخرى مثل الجيولوجيا،وعلوم الوراثة ،وعلم الأحياء التطوري.

11- علم الأمراض والوبائيات:

علم الأمراض والوبائيات منفصلان ،لكن كلاهما مشتركان في دراسة الأسباب المرضية والتأثيرات والأعراض الناتجة وطرق العدوى او الإصابة ،وفرص التطوير وكيفية العلاج.يعد هذا الفرع من فروع علم الطب ،ويرتبط ارتباطا وثيقاً بعلوم الصيدلة ،لتصنيع الأدوية والمواد الكيميائية المناسبة ،والتي بإمكانها التغلب على تلك الأمراض أو الأوبئة ،ويتم ذلك من خلال أبحاث مشتركة بين اخصائيين في علم الأمراض والوبائيات ،وأخصائيين لعلوم الكيمياء الحيوية والصيدلة.

فروع اخرى من علم الأحياء

1- البيولوجيا الفلكية: هو من العلوم متعددة التخصصات يهتم بأصول الكون وتطوره المبكر وتوزيعه ومستقبل الحياة فيه،وفيه تشترك بعض العلوم الأخرى للبحث عن سبل للحياة خارج الأرض.من أجل التحقق من إمكانية الحياة على عوالم أخرى والمساعدة في التعرف على المحيطات الحيوية وبعض الموارد التي قد تكون مختلفة عن تلك الموجودة على الأرض.

2- الكيمياء الحيوية: هو علم كيمياء الحياة الذي يختص بدراسة التركيب الكيميائي لأجزاء الخلية وتفاعلاتها الحيوية ،في مختلف الكائنات الحية سواء كانت كائنات بسيطة مثل (البكتيريا، الفطريات والطحالب) أو معقدة كالإنسان والحيوان والنبات.تساعد بشكل كبير في فهم أنسجة وأعضاء ووظائف الكائنات الحية.

3- الهندسة الحيوية: هي دراسة الأحياء بوسائل هندسية مع التركيز على المعرفة التطبيقية وخصوصاً تلك المُتعلقة بالتكنولوجيا الحيوية.

4- الجغرافيا الحيوية: هو علم دراسة توزيع التنوع الحيوي على المكان والزمان. وهو يهدف للكشف عن أماكن عيش الكائنات الحية ومدى غزارتها ولماذا.

5- المعلوماتية الحيوية: هو العلم الذي يقوم تحليل المعلومات البيولوجية باستخدام الحاسوب والتقنيّات الإحصائيّة،لدراسة وجمع وتخزين البيانات الجينومية وغيرها من البيانات البيولوجية.كما انه يسعى لاستخدام وتطوير قواعد البيانات والخوارزميّات الحاسوبيّة لتوسيع وتعزيز الأبحاث البيولوجيّة.

6- علم الأحياء الرياضي: وهو الدراسة الكمية أو الرياضية للعمليات البيولوجية، مع التركيز على النمذجة.

7- علم الأدوية: هو علم دراسة المركبات الكيميائية ذات التأثير العلاجي، وطريقة تفاعل المركبات الدوائية مع الأجسام الحية لإنتاج التأثير العلاجي عن طريق الاتحاد بالمستقبلات البروتينية أو تثبيط انزيمات معينة ضمن الجسم.

8- علم الفيزياء الحيوية: هو علم متعدد التخصصات يختص بدراسة الظواهر الفيزيائية والبيولوجية والعمليات الفيزيائية في الكائنات الحية ، على مستويات تشمل الجزيئات والخلايا والأنسجة والكائنات الحية،بإستخدام مبادئ وأساليب الفيزياء التقليدية لفهم النظم البيولوجية.

9- علم الأحياء الخلوي: هو علم يقوم بدراسة الخلايا الحية على نطاق مجهري أو جزيئي،لمعرفة خواصها وبنيتها ومكوناتها، والعضيات الموجودة فيها وتفاعلاتها مع البيئة المحيطة إضافة لدورة حياتها وانقسامها ثم موتها.

10- البيولوجيا الجزيئية: هو علم يختص بدراسة تكوين وبنية وتفاعلات الجزيئات الخلوية. مثل الأحماض النووية والبروتينات  التي تنفذ العمليات البيولوجية الضرورية لوظائف الخلية وصيانتها.

11- علم النفس الحيوي: هو تطبيق مبادئ علم الأحياء على دراسة الآليات النفسية، والجينية، والتطورية للسلوك عند الإنسان والحيوانات الأخرى.

12- علم وظائف الأعضاء: علم يختص بدراسة وظائف الأعضاء والأجهزة الحيوية ويتضمن ذلك كيف تقوم الأجهزة العضوية، والخلايا، والجزيئات الحيوية بالعمليات الكيميائية والفيزيائية في الكائنات الحية. يسعى علم وظائف الأعضاء البشري إلى فهم الآليات التي تعمل على إبقاء جسم الإنسان على قيد الحياة.