Homéostasie, Concepts de base de la biologie – Principes biologiques
Henry Nicholas Ridley, (1855—1956), botaniste anglais qui était en grande partie responsable de l’établissement de l’industrie du caoutchouc dans le Péninsule Malaise. Après avoir obtenu un diplôme en sciences à l’Exeter College d’Oxford en 1877, Ridley a pris un poste de botanique au British Museum. 
Il y resta jusqu’en 1888, date à laquelle il se rendit à Singapour pour prendre en charge l’administration forestière des Straits Settlements et des jardins botaniques de Singapour. Là, il a mené des expériences avec des arbres à caoutchouc Para (Hevea brasiliensis) qui l’ont convaincu de l’énorme potentiel économique du caoutchouc en tant que culture de plantation. Après avoir développé une méthode de taraudage plus efficace, il a lancé une campagne pour établir une industrie du caoutchouc. Malgré une opposition initiale considérable parmi les planteurs, il a persisté et, en 1896, les premiers domaines de caoutchouc ont été plantés à l’aide de ses graines. Depuis ce début, l’industrie du caoutchouc est devenue l’un des piliers économiques des États malais.
Ridley a également mené une étude approfondie des plantes de la péninsule malaise, en particulier des monocotylédones, et a publié de nombreux articles ainsi qu’une flore en cinq volumes de la péninsule malaise (1925). Après sa retraite en 1912, il a passé le reste de sa vie exceptionnellement longue à poursuivre ses recherches et à écrire.
La biologie
Biologie, étude des êtres vivants et de leurs processus vitaux. Le domaine traite de tous les aspects physico-chimiques de la vie. La tendance moderne vers la recherche interdisciplinaire et l’unification des connaissances scientifiques et de l’investigation de différents domaines a entraîné un chevauchement important du domaine de la biologie avec d’autres disciplines scientifiques. Les principes modernes d’autres domaines – la chimie, la médecine et la physique, par exemple – sont intégrés à ceux de la biologie dans des domaines tels que la biochimie, la biomédecine et la biophysique.
La biologie est subdivisée en branches distinctes pour la commodité de l’étude, bien que toutes les subdivisions soient liées par des principes de base. Ainsi, s’il est d’usage de séparer l’étude des plantes (botanique) de celle des animaux (zoologie), et l’étude de la structure des organismes (morphologie) de celle de la fonction (physiologie), tous les êtres vivants partagent en commun certains aspects biologiques. Phénomènes – par exemple, divers moyens de reproduction, la division cellulaire et la transmission du matériel génétique. La biologie est souvent abordée sur la base de niveaux qui traitent des unités fondamentales de la vie. 
Au niveau de la biologie moléculaire, par exemple, la vie est considéré comme une manifestation de transformations chimiques et énergétiques qui se produisent parmi les nombreux constituants chimiques qui composent un organisme. Grâce au développement d’instruments et de techniques de laboratoire de plus en plus puissants et précis, il est possible de comprendre et de définir avec une grande précision et exactitude non seulement l’organisation physico-chimique ultime (ultrastructure) des molécules de la matière vivante mais aussi la façon dont la matière vivante se reproduit au niveau moléculaire. L’essor de la génomique à la fin du 20e et au début du 21e siècle a été particulièrement crucial pour ces avancées.
La biologie cellulaire est l’étude des cellules, les unités fondamentales de la structure et de la fonction des organismes vivants. Les cellules ont été observées pour la première fois au 17ème siècle, lorsque le microscope composé a été inventé. Avant cette époque, l’organisme individuel était étudié dans son ensemble dans un domaine connu sous le nom de biologie de l’organisme ; ce domaine de recherche reste une composante importante des sciences biologiques. La biologie des populations traite de groupes ou de populations d’organismes qui habitent une zone ou une région donnée. 
À ce niveau sont incluses des études sur les rôles que jouent des types spécifiques de plantes et d’animaux dans les interrelations complexes et auto-entretenues qui existent entre le monde vivant et le monde non vivant, ainsi que des études sur les contrôles intégrés qui maintiennent ces relations naturellement. Ces niveaux à large base – molécules, cellules, organismes entiers et populations – peuvent être subdivisés davantage pour l’étude, donnant lieu à des spécialisations telles que la morphologie, la taxonomie, la biophysique, la biochimie, la génétique, l’épigénétique et l’écologie. Un domaine de la biologie peut être particulièrement concerné par l’étude d’un type d’être vivant, par exemple l’étude des oiseaux en ornithologie, l’étude des poissons en ichtyologie ou l’étude des micro-organismes en microbiologie. 
Homéostasie, Concepts de base de la biologie – Principes biologiques
Le concept d’homéostasie, c’est-à-dire que les êtres vivants maintiennent un environnement interne constant, a été suggéré pour la première fois au XIXe siècle par le physiologiste français Claude Bernard, qui a déclaré que « tous les mécanismes vitaux, aussi variés soient-ils, n’ont qu’un seul objet : celui de préserver un environnement constant les conditions de vie ». Telle que conçue à l’origine par Bernard, l’homéostasie s’appliquait à la lutte d’un seul organisme pour survivre. Le concept a ensuite été étendu pour inclure tout système biologique de la cellule à l’ensemble de la biosphère, toutes les zones de la Terre habitées par des êtres vivants.
Unité 
Tous les organismes vivants, quelle que soit leur unicité, ont certaines caractéristiques biologiques, chimiques et physiques en commun. Tous, par exemple, sont composés d’unités de base appelées cellules et des mêmes substances chimiques, qui, lorsqu’elles sont analysées, présentent des similitudes notables, même dans des organismes aussi disparates que les bactéries et les humains. De plus, étant donné que l’action de tout organisme est déterminée par la manière dont ses cellules interagissent et que toutes les cellules interagissent à peu près de la même manière, le fonctionnement de base de tous les organismes est également similaire.
Il n’y a pas seulement unité de substance vivante de base et de fonctionnement, mais aussi unité d’origine de tous les êtres vivants. Selon une théorie proposée en 1855 par le pathologiste allemand Rudolf Virchow, « toutes les cellules vivantes proviennent de cellules vivantes préexistantes ». Cette théorie semble être vraie pour tous les êtres vivants à l’heure actuelle dans les conditions environnementales existantes. Si, cependant, la vie est apparue sur Terre plus d’une fois dans le passé, le fait que tous les organismes aient une même structure, composition et fonction de base semblerait indiquer qu’un seul type original a réussi. 
Une origine commune de la vie expliquerait pourquoi chez les humains ou les bactéries – et dans toutes les formes de vie intermédiaires – la même substance chimique, l’acide désoxyribonucléique (ADN), sous forme de gènes, explique la capacité de toute matière vivante à se répliquer exactement et de transmettre l’information génétique du parent à la progéniture. De plus, les mécanismes de cette transmission suivent un modèle qui est le même dans tous les organismes. Chaque fois qu’un changement dans un gène (une mutation) se produit, il y a un changement quelconque dans l’organisme qui contient le gène. C’est ce phénomène universel qui donne lieu aux différences (variations) dans les populations d’organismes parmi lesquels la nature sélectionne pour leur survie ceux qui sont les mieux à même de faire face aux conditions changeantes de l’environnement.Évolution
Dans sa théorie de la sélection naturelle, qui sera discutée plus en détail plus loin, Charles Darwin a suggéré que la « survie du plus apte » était à la base de l’évolution organique (le changement des êtres vivants avec le temps). L’évolution elle-même est un phénomène biologique commun à tous les êtres vivants, même si elle a conduit à leurs différences. Les preuves à l’appui de la théorie de l’évolution proviennent principalement des archives fossiles, d’études comparatives de la structure et de la fonction, d’études sur le développement embryologique et d’études sur l’ADN et l’ARN (acide ribonucléique).
Malgré les similitudes biologiques, chimiques et physiques de base trouvées dans tous les êtres vivants, une diversité de la vie existe non seulement parmi et entre les espèces, mais aussi au sein de chaque population naturelle. Le phénomène de la diversité a une longue histoire d’étude parce que tant de variations qui existent dans la nature sont visibles à l’œil nu. Le fait que les organismes aient changé au cours des temps préhistoriques et que de nouvelles variations évoluent constamment peut être vérifié par des enregistrements paléontologiques ainsi que par des expériences d’élevage en laboratoire.Longtemps après que Darwin ait supposé que des variations existaient, les biologistes ont découvert qu’elles étaient causées par une modification du matériel génétique (ADN). 
Il a été suggéré que la reproduction sexuée est devenue le type dominant de reproduction parmi les organismes en raison de son avantage inhérent de variabilité, qui est le mécanisme qui permet à une espèce de s’adapter aux conditions changeantes. De nouvelles variations sont potentiellement présentes dans les différences génétiques, mais la prépondérance d’une variation dans un pool génétique dépend du nombre de descendants produits par les mutants ou les variants (reproduction différentielle). Il est possible qu’une nouveauté génétique (nouvelle variation) se propage dans le temps à tous les membres d’une population, surtout si la nouveauté augmente les chances de survie de la population dans l’environnement dans lequel elle existe. Ainsi, lorsqu’une espèce est introduite dans un nouvel habitat, soit elle s’adapte au changement par sélection naturelle ou par un autre mécanisme évolutif, soit elle finit par mourir. Parce que chaque nouvel habitat signifie de nouvelles adaptations, les changements d’habitat ont été responsables des millions d’espèces différentes et de l’hétérogénéité au sein de chaque espèce.
Le nombre total d’espèces animales et végétales existantes est estimé entre environ 5 millions et 10 millions ; environ 1,5 million de ces espèces ont été décrites par des scientifiques. L’utilisation de la classification comme moyen de produire une sorte d’ordre à partir du nombre impressionnant de différents types d’organismes est apparue dès le livre de la Genèse – avec des références au bétail, aux bêtes, à la volaille, aux choses rampantes, aux arbres, etc. La première tentative scientifique de classification, cependant, est attribuée au philosophe grec Aristote, qui a essayé d’établir un système qui indiquerait la relation de toutes les choses les unes aux autres. Il a tout arrangé le long d’une échelle, ou «échelle de la nature», avec des choses non vivantes en bas ; les plantes étaient placées sous les animaux, et l’humanité était au sommet. D’autres schémas qui ont été utilisés pour regrouper les espèces comprennent de grandes similitudes anatomiques, telles que les ailes ou les nageoires, qui indiquent une relation naturelle, ainsi que des similitudes dans les structures de reproduction.
La taxonomie a été basée sur deux hypothèses majeures : le premier est que la construction corporelle similaire peut être utilisée comme critère pour un groupement de classification ; l’autre est que, en plus des similitudes structurelles, les relations évolutives et moléculaires entre les organismes peuvent être utilisés comme moyen de déterminer la classification.
Comportement et interrelations
L’étude des relations des êtres vivants entre eux et avec leur environnement est connue sous le nom d’écologie. Parce que ces interrelations sont si importantes pour le bien-être de la Terre et parce qu’elles peuvent être gravement perturbées par les activités humaines, l’écologie est devenue une branche importante de la biologie.
Continuité
Qu’un organisme soit un être humain ou une bactérie, sa capacité à se reproduire est l’une des caractéristiques les plus importantes de la vie. Parce que la vie ne vient que de la vie préexistante, ce n’est que par la reproduction que les générations successives peuvent perpétuer les propriétés d’une espèce.
L’étude de la structure
Les êtres vivants sont définis en termes d’activités ou de fonctions qui manquent aux êtres non vivants. Les processus vitaux de chaque organisme sont réalisés par des matériaux spécifiques assemblés dans des structures définies. Ainsi, un être vivant peut être défini comme un système, ou une structure, qui se reproduit, change avec son environnement sur une période de temps et maintient son individualité par un métabolisme constant et continu.
Les cellules et leurs constituants 
Autrefois, les biologistes dépendaient du microscope optique pour étudier la morphologie des cellules trouvées chez les plantes et les animaux supérieurs. Le fonctionnement des cellules dans les organismes unicellulaires et multicellulaires a ensuite été postulé à partir de l’observation de la structure ; la découverte des chloroplastes dans la cellule, par exemple, a conduit à l’étude du processus de photosynthèse. Avec l’invention du microscope électronique, l’organisation fine des plastes pourrait être utilisée pour d’autres études quantitatives des différentes parties de ce processus.
Les analyses qualitatives et quantitatives en biologie utilisent une variété de techniques et d’approches pour identifier et estimer les niveaux d’acides nucléiques, de protéines, de glucides et d’autres constituants chimiques des cellules et des tissus. De nombreuses techniques de ce type utilisent des anticorps ou des sondes qui se lient à des molécules spécifiques dans les cellules et qui sont marquées avec un produit chimique, généralement un colorant fluorescent, un isotope radioactif ou un colorant biologique, permettant ou améliorant ainsi la visualisation ou la détection microscopique des molécules de intérêt. 
Les étiquettes chimiques sont des moyens puissants par lesquels les biologistes peuvent identifier, localiser ou tracer des substances dans la matière vivante. Quelques exemples de dosages largement utilisés qui incorporent des marqueurs comprennent la coloration de Gram, qui est utilisée pour l’identification et la caractérisation des bactéries ; l’hybridation in situ par fluorescence, qui est utilisée pour la détection de séquences génétiques spécifiques dans les chromosomes ; et les tests de luciférase, qui mesurent la bioluminescence produite à partir des réactions luciférine-luciférase, permettant la quantification d’un large éventail de molécules.
Tissus et organes 
Les premiers biologistes considéraient leur travail comme une étude de l’organisme. L’organisme, alors considéré comme l’unité fondamentale de la vie, est toujours la principale préoccupation de certains biologistes modernes, et comprendre comment les organismes maintiennent leur environnement interne reste une partie importante de la recherche biologique. Pour mieux comprendre la physiologie des organismes, les chercheurs étudient les tissus et les organes dont les organismes sont composés. La clé de ce travail est la capacité de maintenir et de faire croître des cellules in vitro (« dans du verre »), autrement connu sous le nom de culture tissulaire.
Certaines des premières tentatives de culture de tissus ont été faites à la fin du 19e siècle. En 1885, le zoologiste allemand Wilhelm Roux a conservé des tissus d’un embryon de poulet dans une solution saline. Cependant, la première percée majeure dans la culture tissulaire a eu lieu en 1907 avec la croissance des processus des cellules nerveuses de grenouille par le zoologiste américain Ross G. Harrison. Plusieurs années plus tard, les chercheurs français Alexis Carrel et Montrose Burrows avaient affiné les méthodes de Harrison et introduit le terme culture tissulaire. Grâce à des techniques de laboratoire rigoureuses, les chercheurs ont pu maintenir en vie des cellules et des tissus dans des conditions de culture pendant de longues périodes.
Les techniques de maintien en vie d’organes en vue de greffes sont issues de telles expérimentations. Les progrès de la culture tissulaire ont permis d’innombrables découvertes en biologie. Par exemple, de nombreuses expériences ont été dirigées vers une meilleure compréhension de la différenciation biologique, en particulier des facteurs qui contrôlent la différenciation. Le développement à la fin du XXe siècle de méthodes de culture tissulaire permettant la croissance de cellules souches embryonnaires de mammifères – et finalement de cellules souches embryonnaires humaines – sur des plaques de culture a été crucial pour ces études.
Henry Nicholas Ridley (1855-1956)
Henry Nicholas Ridley, botaniste britannique (industrie du caoutchouc de la péninsule malaise)
Botaniste anglais qui était en grande partie responsable de l’établissement de l’industrie du caoutchouc dans la péninsule malaise. Au tournant du siècle (1888-1912), en tant que premier directeur des jardins botaniques de Singapour, Ridley a mené des expériences avec des arbres à caoutchouc Para (Hevea brasiliensis) qui l’ont convaincu de l’énorme potentiel économique du caoutchouc en tant que culture de plantation. Après avoir développé une méthode de taraudage plus efficace, il a lancé une campagne pour établir une industrie du caoutchouc. Malgré une opposition initiale considérable parmi les planteurs, il a persisté et, en 1896, les planteurs de Malaisie ont été convaincus et les premières plantations de caoutchouc ont été plantées à l’aide de ses graines. Ridley a également mené une étude approfondie des plantes de la péninsule malaise, en particulier des monocotylédones.