Viele Studierende definieren sich darüber, ob ihr Studienfach eher die linke oder rechte Gehirnhälfte anspricht. Das bedeutet, sie betrachten sich entweder als jemanden, der logische und informationsbasierte, künstlerische oder humanistische Interessen hat. Zum Glück gibt es verschiedene Wege, sich einem polarisierenden Fach wie der allgemeinen Biologie zu nähern.
Biologische Funktionen übernehmen einen großen Anteil an unserem täglichen Leben – von Bioinformatik über auf Zellbiologie basierender Medizin bis hin zur Natur und der Entwicklung der darin vorkommenden Lebewesen. Es hilft dir also nicht nur fürs Studium, sondern auch für dein Leben, die Evolution des weiten Feldes der Biologie und alles Leben, was es umfasst, zu verstehen.
Was machen Biologen?
Wenn man an Biologen denkt, hat man schnell Bilder im Kopf von Wissenschaftlern, die in einem Labor experimentieren und Objekte untersuchen. Obwohl Forschung ein durchaus wichtiger Bestandteil für Biologen und Studierende der Biologie ist, umfasst das Feld auch weitere interdisziplinäre und dynamische Fachgebiete.
In ihrer Essenz ist die Biologie die Lehre von lebenden Organismen. Die einzige Voraussetzung, um ein Biologiestudium beginnen zu können, ist deshalb eine gewisse Beobachtungsgabe sowie ein Interesse an der Natur um uns herum. Wenn du die Struktur und den Rahmen dieser Disziplin verstehen möchtest – von Informationsmethoden hin zu rechnergestützter Wissenschaft – ist es notwendig zu erkennen, was genau ein Biologe überhaupt untersucht.
Es gibt drei Hauptbereiche der Biologie: Botanik, Zoologie und Mikrobiologie. Wenn du Biologie studierst oder die verschiedenen verfügbaren Berufsbilder kennenlernen möchtest, mach dich zunächst mit diesen drei unterschiedlichen Zweigen der Biologie vertraut.
Die drei Hauptfelder der Biologie
So wie jede Wissenschaft kann auch die Biologie bis zum Beginn der Menschheit zurückgeführt werden. Während antiken Mythen heute eher literarischer und historischer Wert beigemessen wird, versinnbildlichen sie auch wahre wissenschaftliche Methoden der Beobachtung von Naturphänomenen und kreieren passende Narrative.
Die ältesten biologischen Aufzeichnungen stammen aus der Zeit der Assyrer und Babylonen. In der Tat gibt es Schnitzereien aus dem Jahr 1800 v. Chr., die Konzepte wie die Reproduktion von Pflanzen sowie Tierheilkunde illustrieren. Wenn das noch nicht beeindruckend genug ist, gehen Details zur Dattelernte auf bis zu 3500 Jahren v. Chr. zurück.
Ägyptisches biologisches Wissen, das auf Papyrus und Artefakten festgehalten wurde, beinhaltet Informationen von den korrekten Techniken zur Einbalsamierung bis hin zur Wissenschaft, wie man Schmuck aus Pflanzen herstellen kann. Das Eber Papyrus, das unter anderem Heilmittel für Asthma beschreibt, wurde im 16. Jahrhundert vor Christus verfasst und wird als eine der frühesten medizinischen Texte betrachtet. Bei diesem Wissen handelt es auch um die ältesten Niederschriften von Konzepten im Bereich der Botanik.
Im alten China wurden Imperatoren als die Hüter des biologischen Wissens betrachtet. Beschreibungen von medizinischen Pflanzen gehen zurück auf 2700 v. Chr. Chinesische Biologie aus der Antike beinhaltet außerdem Informationen über Insekten. Sehr bemerkenswert ist die Tatsache, dass damals schon die Seidenraupe zur Herstellung von Seide verwendet wurde!
Indische Naturwissenschaftler suchten nach Methoden, Landwirtschaft zu verstehen und strebten nach Erkenntnissen über Erzeugnisse der Natur, wie Datteln, Melonen und Gerste. Schriften über Felder wie Symptomatik und Geburtshilfe gehen bis auf das 6. Jahrhundert vor Christus zurück.
Fächer aus der Botanik, die dein Biologiestudium möglicherweise umfasst, sind zum Beispiel die folgenden:
- Morphologie (Anatomie, Histologie, Zytologie)
- Physiologie
- Biochemie und Biophysik
- Ökologie
- Systematische Botanik
- Bakteriologie
- Pathologie
Vom Königreich der Pflanzen zum Königreich der Tiere: Zoologie ist der Zweig der Biologie, der sich damit befasst, Tiere auf Zellebene zu verstehen und die Beziehungen unterschiedlicher Arten untereinander sowie das Verhältnis zwischen Tier und Umwelt untersucht.
Wie schon bei der Botanik, beginnt auch die Geschichte der Zoologie mit der Lebenserhaltung des Menschen. In anderen Worten: Verbesserungen im Bereich der Jagd sowie die Domestikation von Tieren erforderte umfassendes und akkurates Wissen über diverse Gemeinschaften von Tieren und deren Beziehungen zueinander.
Aristoteles wird der Ansatz zur Zoologie zugesprochen, der bis zum Mittelalter vorherrschend war. Diese Methodologie beinhaltete das Studieren von Tieren und ihren Körperfunktionen mit einer systematischen und deskriptiven Geisteshaltung. Aristoteles‘ Ansatz wurde im 18. Jahrhundert von Carolus Linnaeus reformiert und von Linnaeus‘ Erfindung eines Systems der Namensgebung ergänzt, in welchem alle Tiere in ihrer Beziehung zueinander klassifiziert wurden.
Im 19. Jahrhundert wurde dann die Zellforschung in die Tierforschung integriert. Georges Cuvier ist der Begründer der ersten umfassenden Arbeit, die Tiere anhand ihrer anatomischen Entwicklung vergleicht. Die Zelltheorie brachte selbstverständlich viele Verbesserungen in die Felder der Entwicklungsbiologie sowie der Embryologie.
Ein weiterer Meilenstein des 19. Jahrhunderts war die Evolutionstheorie. Diese markierte einen Paradigmenwechsel im Feld der Zoologie und widersprach der traditionellen Auffassung, dass alle bekannten Spezies einzigartig wären. Darwin kombinierte die Prinzipien der Vererbung von Mendel und postulierte, dass Organismen sich über die Zeit durch einen Prozess aus Ablehnen und Annehmen von nutzlosen beziehungsweise nützlichen Charakteristiken weiterentwickeln.
Dieses Konzept, das als natürliche Selektion bekannt ist, bildet das Rückgrat seiner Argumentation und war eine Antwort auf die Arbeit seiner Vorgänger. Es hat später viele Felder der biologischen Wissenschaften wie Ökologie und umweltverträgliche Mikrobiologie maßgeblich beeinflussen können.
Im 20. und 21. Jahrhundert gab es dann eine Verschiebung hin zu Lösungsansätzen von biologischen Problemen in der Welt, die sich weniger mit Klassifizierung und mehr mit Naturschutz befassen. Heute umfasst der Zweig der Zoologie eine breite Auswahl an Studienfächern, unter anderem:
- Anatomie
- Tierische Physiologie
- Morphologie
- Taxonomie
- Systematik
- Physiologie
- Embryologie
- Entwicklungsbiologie
- Evolution
- Evolutionsbiologie
- Naturschutz
- Genetik
- Zellbiologie / Molekularbiologie
- Ökologie oder Ökologie und Evolution
- Verhaltensforschung
- Biochemie
Der dritte Zweig der Biologie nennt sich Mikrobiologie und befasst sich mit dem Studium von kleinsten Organismen. Diese sind Lebensformen wie Bakterien und Pilze, deren Strukturen und Funktionen zu verstehen, zu beschreiben und zu untersuchen, half bei vielen dringenden Problemen der Menschheit. Die Biologie von Organismen ist der jüngste der drei Hauptzweige und hat ihren Ursprung im 17. Jahrhundert nach Christus.
Als ein angehender Absolvent des Biologiestudiums bist du vielleicht neugierig, was dieses Feld alles bereithält…
Antoine van Leeuwenhoek gilt als Pionier in der Erforschung von Mikroorganismen, der alles von Bakterien und Urtierchen gezeichnet und untersucht hat. Seine Arbeiten wurden von der British Royal Society veröffentlicht und führten zu weitergehenden Experimenten.
Eine wesentliche Landmarke der Mikrobiologie des 19. Jahrhunderts ist ein Konzept, das auch in unserem heutigen Alltagsleben eine große Rolle spielt: Ein Prozess namens Pasteurisierung. Pasteur strebte nach Erkenntnissen über Bakterien und schaffte es, eine Methode zu entwickeln, wie Objekte mit Hitze behandelt werden konnten, um Pathogene zu eliminieren. Robert Koch, ein Zeitgenosse von Pasteur, hat zur gleichen Zeit dazu geforscht, wie Krankheiten mit spezifischen Mikroorganismen eingedämmt werden können.
Dass Mikrobiologie ein recht junges Feld ist, liegt auch daran, dass es auf Entwicklungen in der Technologie angewiesen ist. Im 20. Und 21. Jahrhundert konnte jedoch die Implementierung und Verbesserung von Untersuchungen von Mikroorganismen durch Computertechnologie beobachtet werden.
Biochemie und Genetik haben nicht nur geholfen, unser Wissen über einfache Lebensformen zu erweitern, sondern auch, Heilmittel für Infektionskrankheiten zu finden bzw. diese loszuwerden. Wichtige metabolische und ernährungswissenschaftliche Erkenntnisse konnten durch verbesserte Technologien gewonnen werden.
Fachgebiete, die zur Mikrobiologie zählen, sind die folgenden:
- Allgemeine Mikrobiologie
- Morphologie
- Neurowissenschaft
- Neurobiologie
- Ernährungswissenschaft
- Physiologie
- Mikroskopie
- Metabolismus
- Reproduktion
- Pathogenese
- Genetik oder Biologische Genetik
Grundlegende biologische Konzepte
Egal ob du im Labor tätig bist, Biologie an der Universität Wien oder Graz studierst oder dich mit Biologie in der Schule herumschlägst – es ist extrem hilfreich, dein Wissen über grundlegende biologische Konzepte aufzufrischen und zu verbessern.
Die Diversität an biologischen Fachgebieten (z.B. Umwelt, Anthropologie, Evolution des Lebens, ...) kann einschüchternd sein, da sie alles von allgemeinen chemischen Konzepten bis hin zu mathematischen Fähigkeiten umfasst. Deshalb werfen wir im Folgenden einen Blick auf die Grundkonzepte aller Zweige der Biologie und ihre Definitionen.
Zellbiologie ist ein wesentlicher Bestandteil der Botanik. Alle lebenden Organismen, inklusive Pflanzen, bestehen aus Zellen. Hier sind daher einige Begriffe, die du verstehen solltest, wenn du Botanik oder ein verwandtes Fach studierst.
Nucleus: Eine Struktur, die in den meisten Zellen vorkommt, außer in Bakterien und einigen Algen. Der Nukleus ist spezialisiert auf das Kontrollieren und Regulieren der Zellaktivitäten. Außerdem befinden sich hier erbliche Informationen bzw. Gene.
Meiose: Der Prozess, in welchem eine Keimzelle den Zellkern teilt um vier Geschlechtszellen oder Gameten zu bilden. Jede Gamete beinhaltet nur die halbe Menge an Chromosomen wie die ursprüngliche Elternzelle.
Zellteilung: Der Prozess, in welchem Zellen sich reproduzieren, genauer gesagt Mitose und Meiose.
Phytotron: Ein bestimmter Typ eines Gewächshauses, das für das Studium von Pflanzen und ihrer Umwelt genutzt wird.
Molekül: Eine Gruppe an gebundenen Atomen, die die kleinste Einheit eines chemischen Stoffes bilden. Diese sind wichtig, um die Molekularprozesse von Pflanzen zu verstehen.
Zoologie beansprucht einen großen Teil der Biologiestudien und umfasst Wissen über den Aufbau und das Verhalten von Tieren. Einige wichtige Begriffe, um diesen Zweig zu verstehen sind die folgenden:
Auslesezüchtung: Der Prozess, durch welchen Eltern zur Züchtung ausgewählt werden, basierend auf bestimmten charakteristischen Merkmalen mit dem Ziel, den erstrebenswertesten Nachwuchs zu produzieren.
Erbliche Bestandteile: Erblichkeit ist eine Statistik, die einen Anteil an phänotypischer Abweichung umfasst, die einer genetischen Abweichung zugesprochen wird.
In der Mikrobiologie gibt es viele Definitionen, über die du stolpern kannst. Die wichtigsten Konzepte, die es zu verstehen gilt, sind jedoch die acht unterschiedlichen Mikroorganismen:
- Bakterien (Eubakterie, Archaeen)
- Algen
- Pilze
- Urtierchen
- Viren
- Prionen
- Flechten
- Schleimpilze
Wenn du dich dafür interessierst, wie diese Konzepte Felder, die sich mit Wassertieren beschäftigen, beeinflussen, lies mehr zur Meeresbiologie!
Ein Studium der Biologie wird an verschiedenen Universitäten in Österreich (Wien, Graz, Innsbruck) angeboten. Spezialisiere dich auf unterschiedliche Teilgebiete (Anthropologie, Umwelt, Entwicklung von Lebewesen, Anatomie, Biochemie, ...) und werde zum Biologie-Profi.
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