Biologie

Biologie oder historisch auch Lebenskunde ist die Wissenschaft von der belebten Materie, den Lebewesen. Sie ist ein Teilgebiet der Naturwissenschaften und befasst sich sowohl mit den allgemeinen Gesetzmäßigkeiten des Lebendigen als auch mit den Besonderheiten der einzelnen Lebewesen: zum Beispiel mit ihrer Entwicklung, ihrem Bauplan und den physikalischen und biochemischen Vorgängen in ihrem Inneren. Im Fach Biologie wird in zahlreichen Teilgebieten geforscht. Zu den ganz allgemein auf das Verständnis des Lebendigen ausgerichteten Teilgebieten gehören insbesondere Biophysik, Genetik, Molekularbiologie, Ökologie, Physiologie, Theoretische Biologie und Zellbiologie. Mit großen Gruppen der Lebewesen befassen sich die Botanik (Pflanzen), die Zoologie (Tiere) und die Mikrobiologie (Kleinstlebewesen und Viren).

Die Betrachtungsobjekte der Biologie umfassen u. a. Moleküle, Organellen, Zellen und Zellverbände, Gewebe und Organe, aber auch das Verhalten einzelner Organismen sowie deren Zusammenspiel mit anderen Organismen in ihrer Umwelt. Diese Vielfalt an Betrachtungsobjekten hat zur Folge, dass im Fach Biologie eine Vielfalt an Methoden, Theorien und Modellen angewandt und gelehrt wird.

Die Ausbildung von Biologen erfolgt an Universitäten im Rahmen eines Biologiestudiums, von Biologie-Lehramtsstudierenden zumindest zeitweise auch im Rahmen der Biologiedidaktik.

In neuerer Zeit haben sich infolge der fließenden Übergänge in andere Wissenschaftsbereiche (z. B. Medizin, Psychologie und Ernährungswissenschaften) sowie wegen des interdisziplinären Charakters der Forschung neben der Bezeichnung Biologie weitere Bezeichnungen für die biologischen Forschungsrichtungen und Ausbildungsgänge etabliert wie zum Beispiel Biowissenschaften, Life Sciences und Lebenswissenschaften.

Geschichte

Allgemeines

Überlegungen zum Leben gab es bereits um 600 v. Chr. bei dem griechischen Naturphilosophen Thales von Milet, der das Wasser als den Anfang – den Urgrund – aller Dinge bezeichnet haben soll. Von der Antike bis ins Mittelalter beruhte die Biologie allerdings hauptsächlich auf der Beobachtung der Natur, also nicht auf Experimenten. In die Interpretation der Beobachtungen flossen zudem häufig Theorien wie die Vier-Elemente-Lehre oder verschiedene spirituelle Haltungen ein, so auch der Schöpfungsmythos der biblischen Genesis, demzufolge „Gott der HERR den Menschen aus Staub von der Erde“ formte (Adam) und ihm „den Odem des Lebens in seine Nase“ blies – „und so ward der Mensch ein lebendiges Wesen.“

Erst mit Beginn der wissenschaftlichen Revolution in der frühen Neuzeit begannen Naturforscher, sich vom Übernatürlichen zu lösen. Im 16. und 17. Jahrhundert erweiterte sich zum Beispiel das Wissen über die Anatomie durch die Wiederaufnahme von Sektionen und Erfindungen wie das Mikroskop ermöglichten ganz neue Einblicke in eine bis dahin nahezu unsichtbare Welt. Der Brüsseler Arzt und Philosoph Johan Baptista van Helmont gelangte, Gedanken von Paracelsus weiterentwickelnd, im 17. Jahrhundert zu einer biologischen Lebens- und Krankheitsauffassung. Die Entwicklung der Chemie brachte auch in der Biologie Fortschritte. Experimente, die zur Entdeckung von molekularen Lebensvorgängen wie der Fermentation und der Fotosynthese führten, wurden möglich. Im 19. Jahrhundert wurden die Grundsteine für zwei große neue Wissenschaftszweige der Naturforschung gelegt: Gregor Mendels Arbeiten an Pflanzenkreuzungen begründeten die Vererbungslehre und die spätere Genetik und Werke von Jean-Baptiste de Lamarck, Charles Darwin und Alfred Russel Wallace begründeten die Evolutionstheorien.

Die Bezeichnung Biologie, im modernen Sinne verwendet, scheint mehrfach unabhängig voneinander eingeführt worden zu sein. Gottfried Reinhold Treviranus (Biologie oder Philosophie der lebenden Natur, 1802) und Jean-Baptiste Lamarck (Hydrogéologie, 1802) verwendeten und definierten ihn erstmals. Das Wort selbst wurde schon 1797 von Theodor Gustav August Roose (1771–1803) im Vorwort seiner Schrift Grundzüge der Lehre von der Lebenskraft verwendet und taucht im Titel des dritten Bands von Michael Christoph Hanows Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia, phytologia generalis et dendrologia von 1766 auf. Zu den Ersten, die „Biologie“ in einem umfassenden Sinn prägten, gehörte der deutsche Anatom und Physiologe Karl Friedrich Burdach.

Mit der Weiterentwicklung der Untersuchungsmethoden drang die Biologie in immer kleinere Dimensionen vor. Im 19. Jahrhundert erhielt die Medizin mit der von Theodor Schwann begründeten tierischen Zellenlehre eine neue biologische Grundlage. Weitere Errungenschaften des Jahrhunderts waren die Anwendung der Deszendenztheorie, der vergleichenden Morphologie und Entwicklungsgeschichte auf die Anatomie sowie wegbereitende Erkenntnisse biochemischer und biophysikalischer Lebensvorgäng. Im 20. Jahrhundert kamen die Teilgebiete Physiologie und Molekularbiologie zur Entfaltung. Grundlegende Strukturen wie die DNA, Enzyme, Membransysteme und die gesamte Maschinerie der Zelle können seitdem auf atomarer Ebene sichtbar gemacht und in ihrer Funktion genauer untersucht werden. Zugleich gewann die Bewertung von Datenerhebungen mit Hilfe statistischer Methoden immer größere Bedeutung und verdrängte die zunehmend als bloß anekdotisch empfundene Beschreibung von Einzelphänomenen. Als Zweig der Theoretischen Biologie begann sich seit den 1920er Jahren zudem, eine mathematische Biologie zu etablieren.

Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts befassten sich Biologen neben Themen der Vererbung, Entwicklung und Beeinflussung des Menschen durch die Umwelt auch mit Fragen nach dem Wesen und Sinn des Lebens. So breitete sich der von Hans Driesch vertretene Neovitalismus aus. Jakob Johann von Uexküll stellte 1909 seine Umwelttheorie auf, Hans Spemann und seine Schüler lieferten ab 1921 bahnbrechende Untersuchungen zum Organisatoreffekt, es erfolgten experimentelle Studien zu den biologischen Trägern der Erbmasse in der Zelle und 1927 wurden Mutationen als Folge von Röntgenbestrahlung von Hermann Joseph Muller nachgewiesen.

Seit dem Ende des 20. Jahrhunderts entwickeln sich aus der Biologie neue angewandte Disziplinen: Beispielsweise ergänzt die Gentechnik unter anderem die klassischen Methoden der Tier- und Pflanzenzucht und eröffnet zusätzliche Möglichkeiten, die Umwelt den menschlichen Bedürfnissen anzupassen.

Die praktische Biologie und Medizin gehörten zu den Disziplinen, in denen im Deutschen Reich noch Ende des 19. Jahrhunderts im Vergleich mit anderen Disziplinen am vehementesten Gegenwehr gegen die Zulassung von Frauen geübt wurde. So versuchten unter anderem E. Huschke, C. Vogt, P. J. Möbius und T. a.L. a.W. von Bischoff die geistige Inferiorität von Frauen nachzuweisen, um deren Zulassung zum Studium zu verhindern. Hingegen waren die beschreibenden biologischen Naturwissenschaften (aber auch andere beschreibende Naturwissenschaften wie Physik und Mathematik) weiter. Hier zeigten sich die noch ausschließlich männlichen Lehrenden in einer Studie A. Kirchhoffs (1897) zumeist offen für die Zulassung von Frauen zum Studium.