1) 정의
생물학(biology)이란 생명과 생물을 연구하는 자연과학(natural sciences)의 한 분야로, 생물의 물리적 구조, 기능, 성장, 메커니즘, 진화 그리고 분류 등을 연구한다. 그러나 현대 생물학(現代生物學, modern biology)은 다(多) 분야부터 소(小)분야까지 구성된 방대하고 서로 중첩되는 학문 분야를 이루고 있다. 생물학의 범위가 넓지만 분야를 일관성 있게 통합하는 개념이 있다.
생물학은 일반적으로 세포를 생명의 기본 단위로, 유전자를 유전의 기본 단위로, 그리고 진화를 새로운 종을 출현시키는 힘으로 보고 있다. 생명체는 생명을 유지하기 위해 에너지를 소비하고 전환하고, 안정되고 생동적인 상태로 유지하도록 조절함으로써 생존해 가고 있다.
생물학의 하위분야는 연구하는 생물의 크기나 생물의 종류, 그리고 연구하는 방법 등에 따라 바뀔 수 있다. ‘식물학(botany)’은 식물의 생명을 연구하고, ‘생화학’은 화학적 현상을 연구하고, 분자생물학(molecular biology)은 분자 수준의 복잡한 상호작용을 연구하고, ‘세포생물학(cell biology)’은 모든 생명의 발생하는 현상을 연구한다. ‘생리학(physiology)’은 생명체의 조직, 기관 등 각각의 물리적 화학적 기능을 연구하고 ‘진화생물학(evolutionary biology)’은 생명의 다양성을, ‘생태학(ecology)’은 환경에서 생물 각각의 관계와 상호작용을 연구한다.
2) 생물학의 역사
생명을 뜻하는 그리스어 bios와 연구를 뜻하는 Logia가 합쳐져 생물학(Bioloigy)가 만들어졌다. 생물학은 고대 시대부터 연구되어 왔으며 현대 생물학에 대한 연구는 고대 그리스까지 올라갈 수 있다. 하지만 비교적 최근에 발전되어 온 학문이기도 하다. 아리스토텔레스가 생물학의 발전에 가장 공헌했다고 볼 수 있다. 이후에는 이슬람의 학자들에 의해 큰 발전을 이루게 되었다. 식물학, 해부학, 생리학, 의학 등이 연구되었다. 이후 현미경이 발명되었고 현미경을 통한 관찰이 발전에 큰 영향을 주었다. 생물학자 대부분이 세포의 중요성을 가리키며 1839년 “모든 식물은 세포로 이루어져 있다.”라는 식물 세포설이 독일의 식물학자 마티아스 야코프 슐라이덴에 의해 주장되었다. 그로부터 1년 뒤 독일의 의사이자 생리학자인 테오어드 슈반은 모든 동물은 세포로 이루어져 있다는 동물 세포설을 주장했다. 다양한 연구의 성과로 1860년에 생물학자들은 동물과 식물에서의 세포설을 받아들였다. 19세기 말에 멘델은 유전법칙을 정리하였으나 외면당했다가 20세기에 접어들며 인정을 받게 되었다. 이후 유전학은 빠르게 발전되어 DNA의 이중 나선 구조를 발견하게 되었다.
3) 세포설
위에서 언급된 세포설이란 “모든 생명체는 세포로 이루어졌다.”를 말한다. 1831년 핵이 먼저 발견되었고 이후 식물 세포설, 동물 세포설이 주장되었다. 세포는 모든 생명의 기본 단위이며 형태나 크기에 상관없이 하나 이상의 세포로 구성되어 있다고 설명한다. 모든 세포는 기존의 세포가 분열되며 생성된다. 에너지를 흡수하거나 방출하며 물질대사가 일어나고 세포가 분열할 때는 세포에서 세포로 정보가 전달된다. 세포가 DNA를 가지고 있기 때문에 정보가 전달될 수 있는 것이다
4) 진화
있는 모든 생명체는 진화를 통해 변화하고 발전한다. 진화학은 지구상에 존재했던 모든 생명체가 공통의 조상으로부터 유래했다는 것을 연구한다. 이 조상은 약 35억년 전에 출현한 것으로 예상하며 결정적인 근거로는 모든 세균, 고균, 진핵생물들이 공통적인 유전 암호를 사용하는 것이다.
생물 종이나 개체군 내에 대립하는 유전형질이 다양하게 존재하는 유전적 다양성이 진화가 일어나는 근본적인 원인이라고 보고 있다. 유전형질은 계속 세대를 거쳐 이어지면서 외부의 작용에 의해 계속 변화하게 된다. 그 결과 환경에 적응하기 위한 유리한 형질은 유전되고, 그렇지 않은 형질은 사라지는 등 다양한 변화를 겪게 된다. 현재는 기술의 발전으로 진화의 과정을 직접 관찰하기도 하며 관찰할 수 있는 현상 중 하나로 연구되고 있다.
5) 분류체계
계통은 생물이 진화해 온 경로를 바탕으로 생물 간의 관계와 유사점과 차이점에 대해 계속 연구되어 오고 있다. 기존에는 원핵생물계, 원생생물계, 균계, 식물계, 동물계의 5계 분류 체계로 분류되어 왔다. 이후 3역 6계 체계로 분류하며 여기서 역은 세균역, 고균역, 진핵생물역을 일컫는다. 역, 계, 문, 강, 목, 과, 속, 종으로 세분화하여 구분할 수도 있다. 계통수는 나뭇가지 모양으로 나타낸 것으로 생물의 계통을 알 수 있게 정리할 수 있다. 이를 통해 생물 종 간의 관계를 쉽게 알 수 있다. 살아있는 생명체로 분류하지 않는 것들도 있다. 세포 내에서 기생하는 것들로 생명체를 정의하는 기본적인 것 중 하나 이상이 부족하다. 예시로 바이러스나 프라이온 등이 있다.