اصول زیست شناسی
گرچه زیست شناسی بر خلاف علم فیزیک که معمولا سیستم های زیست شناختی را بر حسب اشیایی که تسلیم قوانین فیزیکی تغییر نا پذیر تشریح شده با ریاضیات را توصیف نمی کند، با اینحال توسط بسیاری از اصول و مفاهیم اصلی توصیف می گردد که شامل: جامعیت، تکامل، تنوع، تسلسل، هم ایستایی و فعل و انفعالات می گردد.
جامعیت: زیست شیمی، سلول ها و کد وراثتی
واحد ها و فرهایند های رایج جامع بسیاری وجود دارد که برای گونه های مشخص حیات ضروری می باشد. بعنوان مثال تمام گونه های حیات از سلول هایی تشکیل شده اند، که در عوض، این سلول ها بر پایه یک سری زیست شیمی عمومی با زیر ساخت کربن استوارند . تمام موجودات از طریق ماده وراثتی که بر پایه نوکلئیک اسید دی ان ای استوار است از یک کد وراثتیجامع استفاده می کنند.در مبحث رشد،موضوع فرایند های جامع نیز بیان می شود ، مثلا در بیشتر موجودات چند یاخته اى قدمهای اولیه در رشد رویان مراحل ریخت شناسی مشابهی دارد و ژنهای مشابهی را شامل می شود .
تکامل : هدف اصلی زیست شناسی
یکی از اهداف اصلی و سازمانده در زیست شناسی این است که تمام حیات از طریق یک فرایند تکامل از یک خاستگاه مشترک ناشی شده است . در واقع این یکی از عللی است که موجود زیستی تشابه قابل توجهی از واحدها و فرایند هایی که در بخش قبل تشریح شد را بروز می دهد . چارلز داروین نظریه تکامل را بعنوان یک نظریه قابل دوام با برشمردن نیروی محرک آن بنا نهاد : نظریه انتخاب اصلح در طبیعت . ( الفرد راسل والاس یکی از همکاران شخص پی برنده به این مفهوم شناخته می شود ) . رانش وراثتی بعنوان یکی از شیوه های به اصطلاح ترکیب امروزی پذیرفته شده است .
تاریخچه تکاملی گونه ها که گویای خصوصیات اجزای مختلفی است که از آن ناشی شده، به همراه رابطه شجره ای اش با دیگر گونه ها ، تاریخ نژادی جانور یا گیاه نامیده می شود. دیدگاه های گوناگون زیادی در زیست شناسی اطلاعات مربوط به زیست شناسی را به وجود آورده است. این اطلاعات مقایسه های زنجیره های اسید دزوکسی ریبونوکلئیک که منجر به زیست شناسی مولکولی و ژنومیک می شود، و مقایسه های سنگواره ها با دیگر گونه های موجودات باستانی در علم فسیل شناسی را شامل می شود. زیست شناسان روابط تکاملی را با روش های مختلف سامان داده و بررسی می کنند که این شیوه ها شامل تکامل نژادی، فنتیک، و رده بندی جانداران بر حسب جد مشترک می شود. وقایع مهم در تکامل حیات، آنگونه که بتازگی زیست شناسان به آنها پی برده اند در این خط زمانی تکاملی بطور مختصر بیان شده است.
هم ایستایی: سازگار با دگر گونی
هم ایستایی خاصیت یک نظام باز برای تنظیم محیط درونی خودش است ، طوری که بوسیله چندین بار تطبیق همتراز حرکتی کنترل شده با ساز و کارهای قانونی بهم وابسته ، یک وضعیت ثابت را حفظ کند. تمام موجودات زنده ، چه تک سلولی و چه چند سلولی هم ایستایی بروز می دهند . هم استایی در سطح سلولی می تواند با حفظ یک قدرت اسیدی ثابت خود را بروز دهد ( پی اچ ) ؛ در سطح موجود زنده حیوانات خون گرم یک درجه حرارت ثابت درونی را حفظ می کنند ؛ و در سطح بوم سازگان ، مثلا وقتی که میزان دی اکسید کربن موجود در جو افزایش می یابد ، گیاهان قادر به رشد بهتری هستند و بنابراین دی اکسید کربن بیشتری از جو می زدایند. بافت ها و اندامها تیز می توانند هم ایستایی داشته باشند.
اکولوژی محیط زیست انسان
محیط زیست از آب ، هوا ، خاک، انرژی و موجودات زنده تشکیل شده است. پایه‌های شناسایی این محیط زندگی ، علوم فیزیک ، شیمی ، زیست شناسی ، ریاضی و فنی و مهندسی هستند. جمعیت دنیا تا قرن 14 میلادی تقریبا یکنواخت بود و به علت پیشرفت تکنولوژی جدید و علوم پزشکی و ... جمعیت جهان بخصوص در کشورهای در حال توسعه ، در حال افزایش است. با تغییرات شدیدی که بشر در اکوسیستمهای محیط زیست خود فراهم می‌آورد، مشکلات بسیار زیادی را بوجود آورده است. اگر تدابیر بهداشت محیط انجام نپذیرد، طبیعی است که ادامه حیات بشر مختل خواهد شد.
آلودگی حرارتی محیط زیست
بعضی از کارخانه‌های تولید برق با توربین بخار کار می‌کنند. وقتی بخار از توربین خارج می‌شود توسط دستگاههای تقطیر ، دوباره مایع شده به توربین برگردانده می‌شود. برای سرد کردن دستگاههای تقطیر از آبهای سطحی استفاده می‌شود که پس از یک دور زدن به رودخانه و یا دریاچه برگردانده می‌شود و باعث گرم شدن آبها می‌شود که این فرآیند سبب بهم زدن شدید تعادل اکولوژی می‌گردد که آن را Thermal Pollution می‌گویند. که این آلودگی باعث کاهش اکسیژن محلول در آب شده و موجب مرگ موجودات آبزی می‌شود.
مواد زاید جامد و اثرات آن بر محیط زیست
دفع مواد زاید یکی از مهمترین مسائل در پاک نگه داشتن محیط زیست است. در بسیاری از شهرها و اجتماعات کوچک روشهای جمع آوری زباله ناقص بوده و تشکیلات منظمی برای دفع آنها وجود ندارد. لذا باعث جمع شدن حشرات و موشها می‌شود. و نیز به علت تجزیه مواد آلی آن ، بوی نامطبوع تولید میکند که برای سلامتی انسان مضر است. از بیماریهایی که توسط موشها منتقل می‌شود می‌توان به تیفوس و طاعون اشاره کرد.
آلودگی هوا و اثرات آن
هوای تنفسی دارای مقدار معینی از گازهاست. وجود مواد زاید و آلوده کننده در هوا سبب صدمه به بهداشت انسان می‌شوند. آلوده کننده‌های هوا را از نظر فیزیولوژیک می‌توان به خفه کننده‌ها ، مواد آلرژی‌زا ، سموم دستگاههای بدن ، مواد بیحس کننده و مواد سرطانزا تقسیم بندی کرد. آلوده کننده‌های بیولوژیکی شامل آلرژنتها و میکروارگانیسمها است. اثرات آلودگی هوا ممکن است از یک ناراحتی ساده تا به مخاطره انداختن جان اشخاص متغیر باشد.
عوامل آلوده کننده هوا
عوامل طبیعی: فوران‌های شدید آتشفشان ، وزش توفان ، بادهای شدید و … ، گازها و ذراتی را وارد هوا می‌کنند و سبب آلودگی آن می‌شوند.
فعالیت انسان: کارخانجات صنعتی ، کشاورزی ، شهرسازی ، وسایل گرمازا ، نیروگاهها ، وسایل نقلیه و ... ، از عوامل آلوده کننده هوا هستند.
مواد آلوده کننده هوا
منوکسید کربن: گاز سمی منوکسید کربن ، بطور عمده مربوط به خودروهایی است که مصرف سوخت آنها بنزین می‌باشد. این خودروها مقدار زیادی گاز CO را از طریق لوله اگزوز وارد هوا می‌کنند.
دی‌اکسید گوگرد: عمدتا مربوط به نفت کوره (نفت سیاه) است که در بعضی صنایع و تاسیسات حرارت مرکزی و تولید نیرو مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اکسیدهای نیتروژن دار: بطور عمده مربوط به نفت کوره ، گازوئیل و مقدار کمتری مربوط به مصرف بنزین و نفت سفید است.
هیدروکربن‌های سوخته نشده: عمدتا مربوط به خودروهایی است که بنزین مصرف می‌کنند. نفت کوره و گازوئیل در این مورد سهم کمتری دارند.
ذرات ریز معلق: بطور عمده ، از سوختن نفت کوره حاصل می‌شود.
برمید سرب: در نتیجه مصرف بنزین در موتور اتومبیل‌ها حاصل می‌شود.
سایر ترکیبات سربی: بنزین خودروها اغلب دارای ماده‌ای به نام تترا اتیل سرب است که به منظور روان کردن کار سوپاپ‌ها و به‌سوزی بنزین به آن اضافه می‌شود. این ماده هنگام سوختن بنزین ، باعث پراکنده شدن ذره‌های جامد و معلق ترکیبات سرب در هوا می‌شود که هم سمی‌اند و هم به صورت رسوب‌های جامد وارد دستگاه تنفسی می‌شوند.