อณูชีววิทยา หมายถึงอะไร?
อณูชีววิทยา
อณูชีววิทยา หรือ ชีววิทยาระดับโมเลกุล (English: molecular biology) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้าง และการทำงานของหน่วยพันธุกรรม ในระดับโมเลกุล เป็นสาขาที่คาบเกี่ยวกันระหว่างชีววิทยาและเคมี โดยเฉพาะสาขาพันธุศาสตร์และชีวเคมี อณูชีววิทยามุ่งเน้นศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างระบบต่างๆภายในเซลล์ ซึ่งรวมถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างการสังเคราะห์ ดีเอ็นเอ อาร์เอ็นเอ และ โปรตีน และรวมถึงว่าขบวนการเหล่านี้ถูกควบคุมอย่างไร
จุลชีววิทยา
หลุยส์ ปาสเตอร์ และโรเบิร์ต คอค เป็นผู้ที่มีชีวิตอยู่ในยุคสมัยเดียวกับโคห์น และถือได้ว่าเป็นผู้ริเริ่มสาขาวิชา<b data-parsoid='{"dsr":[1010,1038,3,3]}'>จุลชีววิทยาทางการแพทย์ หลุยส์ ปาสเตอร์เป็นที่รู้จักมากที่สุดจากการทดลองเพื่อพิสูจน์หักล้างทฤษฎีสิ่งมีชีวิตเกิดจากสิ่งไม่มีชีวิต ซึ่งทำให้จุลชีววิทยาได้รับการยอมรับว่าเป็นสาขาหนึ่งในวิทยาศาสตร์ชีวภาพ ปาสเตอร์ยังได้ออกแบบวิธีการถนอมอาหารโดยการพาสเจอร์ไรซ์ และคิดค้นวัคซีนป้องกันโรคต่างๆอย่างเช่นโรคแอนแทรกซ์ อหิวาตกโรคจากสัตว์ปีก และโรคพิษสุนัขบ้า ส่วนโรเบิร์ต คอค มีชื่อเสียงจากการสนับสนุนทฤษฎีการเกิดโรค ซึ่งพิสูจน์ว่าโรคชนิดใดๆจะเกิดจากเชื้อจุลินทรีย์เฉพาะที่ก่อโรคนั้นๆเท่านั้น ต่อมาทฤษฎีนี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อว่า สมมติฐานของคอค และคอคยังเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่มุ่งศึกษาการแยกตัวของแบคทีเรียในการทำเชื้อให้บริสุทธิ์ ซึ่งทำให้เขาค้นพบเชื้อแบคทีเรียชนิดใหม่ๆ มากมาย เช่น เชื้อ Mycobacterium tuberculosis ที่เป็นสาเหตุของวัณโรค ปรมาณู
แห่งตาเนื้อ ย่อมมาสู่คลองแห่งทิพยจักษุเท่านั้น. ชื่อว่า อณู คือรัศมีแห่ง ชีววิทยา
สาขาวิชาหลักใหญ่ที่เกี่ยวกับอนุกรมวิธานมี 2 สาขา คือ พฤกษศาสตร์ และสัตววิทยา พฤกษศาสตร์เป็นสาขาที่ศึกษาเกี่ยวพืช มีเนื้อหาครอบคลุมกว้างขวางตั้งแต่การเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ เมแทบอลิซึม โรค และวิวัฒนาการของพืช ส่วนสัตววิทยาจะศึกษาเกี่ยวกับสัตว์ รวมทั้งลักษณะทางสรีรวิทยาของสัตว์ซึ่งอยู่ในสาขากายวิภาคศาสตร์และคัพภวิทยา กลไกทางพันธุศาสตร์และการเจริญของพืชและสัตว์จะศึกษาในสาขาอณูชีววิทยา อณูพันธุศาสตร์ และชีววิทยาของการเจริญ วิวัฒนาการของมนุษย์
โดยหลักฐานทางอณูชีววิทยา อันตรกิริยาชีวภาพ
อันตรกิริยาชีวภาพ () เป็นผลของสิ่งมีชีวิตในกลุ่มประชากร (community) ที่มีต่อสิ่งมีชีวิตอีกตัวหนึ่ง ในโลกธรรมชาติ ไม่มีสิ่งมีชีวิตใดอยู่โดดเดี่ยวอย่างสมบูรณ์ ฉะนั้นสิ่งมีชีวิตทุกตัวจึงต้องมีอันตรกิริยากับสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิตอื่น อันตรกิริยาของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมเป็นรากฐานของการดำรงชีพของสิ่งมีชีวิตนั้นและการทำหน้าที่ของระบบนิเวศทั้งหมด  อันตรกิริยาชีวภาพ
ในนิเวศวิทยา อันตรกิริยาชีวภาพสามารถเกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตสปีชีส์เดียวกัน (อันตรกิริยาภายในชนิดเดียวกัน) หรือสิ่งมีชีวิตต่างสปีชีส์ก็ได้ (อันตรกิริยาระหว่างชนิด) สามารถจำแนกออกได้อีกเป็นกลไกของอันตรกิริยา หรือความเข้ม ระยะเวลาและทิศทางของผลลัพธ์ สปีชีส์อาจมีอันตรกิริยาครั้งหนึ่งในรุ่น (เช่น การถ่ายเรณู) หรืออาศัยอย่างสมบูรณ์ในสิ่งมีชีวิตอื่น (เช่น สมชีพภายใน) ผลลัพธ์มีตั้งแต่การบริโภคสิ่งมีชีวิตอื่น (การล่าเหยื่อ การกินพืชหรือการกินคน) ไปจนถึงการได้ประโยชน์ร่วมกัน (ภาวะพึ่งพากัน) อันตรกิริยาไม่จำเป็นต้องเป็นโดยตรง สิ่งมีชีวิตปัจเจกอาจมีผลต่อสิ่งมีชีวิตอื่นผ่านตัวกลางอย่างทรัพยากรหรือศัตรูร่วมก็ได้ เซลล์ประสาท
เซลล์ประสาท[1] หรือ นิวรอน (English: neuron, /ˈnjʊərɒn/ NYEWR-on, หรือ /ˈnʊərɒn/ NEWR-on) เป็นเซลล์เร้าได้ด้วยพลัง ของเซลล์อสุจิที่ทำหน้าที่ประมวลและส่งข้อมูลผ่านสัญญาณไฟฟ้าและเคมี โดยส่งผ่านจุดประสานประสาท (synapse) ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อโดยเฉพาะกับเซลล์อื่น ๆ นิวรอนอาจเชื่อมกันเป็นโครงข่ายประสาท (neural network) และเป็นองค์ประกอบหลักของสมองกับไขสันหลังในระบบประสาทกลาง (CNS) และของปมประสาท (ganglia) ในระบบประสาทนอกส่วนกลาง (PNS) นิวรอนที่ทำหน้าที่โดยเฉพาะ ๆ รวมทั้ง อาชีวอนามัย
อาชีวอนามัย () เป็นการคาดคะเน การรับรู้ การประเมิน การควบคุมและป้องกันภัยจากงานซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการบาดเจ็บ การเจ็บป่วย หรือมีผลกระทบต่อความเป็นอยู่ดีของคนงาน ภัยหรือสิ่งเร้าความเครียดเหล่านี้มักแบ่งเป็นทางชีววิทยา เคมี กายภาพ การยศาสตร์และจิตสังคม ความเสี่ยงของผลต่อสุขภาพจากสิ่งเร้าความเครียดหนึ่ง ๆ เป็นฟังก์ชันของภัยคูณด้วยการสัมผัสของปัจเจกหรือกลุ่ม สำหรับสารเคมี สามารถเข้าใจภัยได้เป็นโพร์ไฟล์การตอบสนองขนาด (dose response profile) ซึ่งมักยึดตามการศึกษาหรือแบบจำลองทางพิษวิทยา นักอาชีวอนามัยทำงานใกล้ชิดกับนักพิษวิทยาในการทำความเข้าใจภัยทางเคมี นักฟิสิกส์สำหรับภัยทางกายภาพ และแพทย์และนักจุลชีววิทยาสำหรับภัยทางชีวภาพ นักอนามัยสิ่งแวดล้อมและอาชีวอนามัยถือเป็นผู้เชี่ยวชาญในศาสตร์การสัมผัส (exposure science) และการจัดการความเสี่ยงสัมผัส นักอนามัยจะใช้ความเชี่ยวชาญด้านศาสตร์การสัมผัสเพื่อป้องกันคนงาน ผู้บริโภค และชุมชน หรืออย่างใดอย่างหนึ่ง ขึ้นอยู่กับชนิดของงาน ยาปฏิชีวนะ
คำว่า "antibiotic" นั้นมีรากศัพท์จากคำ 2 คำ คือ anti ซึ่งมีความหมายว่า ต่อต้าน กับ βιωτικός (biōtikos) ที่มีความหายว่า "เหมาะกับชีวิต, มีชีวิต"[23] ซึ่งคำว่า βιωτικός นั้นก็เกิดจากคำ 2 คำ คือ βίωσις (biōsis) ที่แปลว่า "หนทางแห่งชีวิต"[24]และคำว่า βίος (bios) ที่หมายถึง "ชีวิต"[25][26] ส่วนอีกคำหนึ่งให้ความหมายเหมือน "antibiotic" คือคำว่า "antibacterial" ซึ่งมาจากภาษากรีก ἀντί (anti) ที่มีความหมายว่า "ต่อต้าน"[27] กับคำว่า βακτήριον (baktērion) ซึ่งแผลงมาจากคำว่า βακτηρία (baktēria) ซึ่งมีความหมายว่า "พลอง, กระป๋อง"[28] ทั้งนี้ เนื่องจากแบคทีเรียสายพันธุ์แรกที่ถูกค้นพบนั้นมีรูปร่างเป็นแท่งคล้ายรูปทรงของพลองหรือกระป๋อง[29] นิเวศวิทยา
ขนาดที่ใหญ่ที่สุดขององค์กรในเชิงนิเวศคือชีวมณฑล ซึ่งเป็นผลรวมของระบบนิเวศในโลก ความสัมพันธ์เชิงนิเวศน์จะควบคุมการไหลของพลังงาน สารอาหาร และสภาพภูมิอากาศตลอดทางขึ้นไปจนถึงขนาดของโลก ตัวอย่างเช่น ประวัติศาสตร์แบบไดนามิกของ CO ในบรรยากาศของโลกและองค์ประกอบ O ได้รับผลกระทบจากการไหลแบบ biogenic ของก๊าซที่มาจากการหายใจและการสังเคราะห์แสง ที่มีระดับของก๊าซที่ผันผวนอยู่ตลอดเวลาเมื่อเทียบกับนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการของพืชและสัตว์ ทฤษฎีทางนิเวศวิทยายังถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายปรากฏการณ์การกำกับดูแลที่เกิดขึ้นด้วยตัวเองในระดับของโลก ตัวอย่างเช่นสมมติฐานของ Gaia เป็นตัวอย่างของความเป็นองค์รวมที่ถูกนำไปใช้ในทางทฤษฎีนิเวศวิทยา สมมติฐานของ Gaia ระบุว่ามีฟีดแบ็คลูปเกิดขึ้นจากการเผาผลาญอาหารของสิ่งมีชีวิตที่ช่วยรักษาอุณหภูมิแกนของโลกและสภาพบรรยากาศภายในช่วงแคบ ๆ ของความอดทนที่ควบคุมด้วยตัวเอง ชีววิทยา
สารพันธุวิศวกรรม หรือ สารพันธุกรรม ชื่ออื่น ๆ DNA เป็นสสารประเภท นาโนไมโคร ที่มีการประกอบด้วย กรดนิวคลีอิก เช่น ดีเอ็นเอ ทำหน้าที่เป็นรหัสพันธุกรรม อณูชีววิทยา
ใส่ DNA polymerase ลงไปในระบบ เพื่อให้เกิดการสังเคราะห์ DNA สายใหม่ อุณหภูมิที่ใช้อยู่ในช่วง 72-75oc ประสาทสัมพันธ์แห่งการรับรู้อารมณ์
ความสามารถที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ของนักประสาทวิทยาที่จะบังคับเซลล์ประสาทโดยเทคนิคต่าง ๆ ที่มาจากอณูชีววิทยา ร่วมกันกับการใช้อุปกรณ์นำแสงในการทดลอง (ตัวอย่างเช่นในงานของ อดาแมนทิดิสและคณะ ปี 2550) อาศัยวิวัฒนาการที่เป็นไปพร้อม ๆ กันของ หน่วยมวลอะตอม
สัญลักษณ์ของหน่วยนี้คือ amu ย่อมาจาก atomic mass unit ยังมีใช้ในงานตีพิมพ์เก่า ๆ โดยทั่วไปหน่วยมวลอะตอมนี้จะเขียนโดยไม่มีหน่วยกำกับ ในบทความวิชาการทาง biochemistry และ molecular biology นั้นจะใช้หน่วย ดัลตัน ย่อ "Da" เนื่องจากโปรตีน นั้นเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ โดยทั่วไปจึงมีการใช้หน่วย กิโลดัลตัน หรือ "kDa" เท่ากับ 1000 ดัลตัน อนัตตา
อนัตตา ([อนตฺตา]error: {{lang-xx}}: text has italic markup (help)) หรือ อนาตมัน (Sanskrit: अनात्मन् อนาตฺมนฺ) แปลว่า ไม่มีอัตตา ไม่มีตัวตน ไม่ใช่อัตตา (หรืออาตมัน) ไม่ใช่ตัวตน หรือ สภาพที่บังคับบัญชาไม่ได้ อันเป็นธรรมชาติของสังขารและวิสังขาร[1] เซลล์ (ชีววิทยา)
ในทางชีววิทยา เซลล์ (English: Cell) เป็นโครงสร้างและหน่วยทำงานที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิตแทบทุกชนิด ในบางครั้งอาจเรียกว่า หน่วยที่เป็นองค์ประกอบของชีวิต ("building blocks of life") สิ่งมีชีวิตบางชนิดเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว (unicellular organism) เช่น แบคทีเรีย ยีสต์ แต่สิ่งมีชีวิตชนิดอื่น เช่น พืช สัตว์ เป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ (multicellular organism) (มนุษย์มีเซลล์อยู่ประมาณ 100 ล้านล้าน หรือ 1014 เซลล์) อนันต์
อนันต์ (; ใช้สัญลักษณ์ ∞) เป็นแนวคิดในทางคณิตศาสตร์และปรัชญาที่อ้างถึงจำนวนที่ไม่มีขอบเขตหรือไม่มีที่สิ้นสุด ในประวัติศาสตร์ ผู้คนต่างพัฒนาแนวคิดต่าง ๆ เกี่ยวกับธรรมชาติของอนันต์ ในทางคณิตศาสตร์ มีการจำกัดความของคำว่าอนันต์ในทฤษฎีเซต ภาษาอังกฤษของอนันต์ที่ว่า Infinity มาจากคำในภาษาละติน "infinitas" ซึ่งแปลว่า "ไม่มีที่สิ้นสุด" ชีวกลศาสตร์
ชีวกลศาสตร์ () เป็นวิชาหนึ่งในวิทยาศาสตร์ประยุกต์สาขาชีวฟิสิกส์ (Biophysics)ซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ ที่ทำการศึกษาแรงและผลของแรงในสิ่งมีชีวิต ซึ่งรวมถึงมนุษย์ด้วย โดยมีรากศัพท์มาจากคำว่า ชีวะ (คือสิ่งมีชีวิต) และกลศาสตร์ (คือวิชาว่าด้วยการศึกษาแรงและผลของแรง)ซึ่งใกล้เคียงกับความหมายที่นำเสนอโดย Herbert Hatze (1974) “ชีวกลศาสตร์ คือการศึกษาโครงสร้างและการทำงานของสิ่งมีชีวิตโดยวิธีการทางกลศาสตร์” อณูชีววิทยา
เป็นเทคนิคทางชีวเคมีอีกเทคนิคหนึ่งที่สำคัญยิ่งต่อการแยกชีวโมเลกุลของสิ่งมีชีวิตในสนามไฟฟ้า (Run จากขั้วลบของ power supply ไปยังขั้วบวก) เทคนิดนี้แบ่งออกได้หลายแบบตามชนิดของเจลและรูปแบบของการใช้งาน เช่น Agarose gel electrophoresis ใช้แยก DNA Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide gel electrophoresis ใช้แยก Protein เป็นต้น นิเวศวิทยา
นิยามของคำว่า niche ย้อนกลับไปในปี 1917 แต่ G. Evelyn Hutchinson ทำให้แนวคิดนี้แพร่หลายในปี 1957 โดยการแนะนำนิยามที่ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายว่าหมายถึง "ชุดของสภาพแวดล้อมแบบชีวภาพและกายภาพในที่ซึ่งสายพันธุ์หนึ่งสามารถที่จะยังคงมีอยู่และรักษาขนาดประชากรไว้อย่างคงที่" สภาวะทางนิเวศวิทยาเป็นแนวคิดกลางในนิเวศวิทยาของสิ่งมีชีวิตและถูกแบ่งย่อยออกเป็นสภาวะ"พื้นฐาน"และสภาวะ"ตระหนัก" สภาวะพื้นฐานคือชุดของสภาวะสิ่งแวดล้อมที่สายพันธุ์หนึ่งสามารถที่จะยังคงมีอยู่ได้ สภาวะตระหนักคือชุดของสภาวะสิ่งแวดล้อมบวกกับสภาวะทางนิเวศวิทยาที่สายพันธุ์หนึ่งจะยังคงมีอยู่ สถาวะแบบของ Hutchinson ถูกขยายนิยามในทางเทคนิคให้มากขึ้นเป็น "ไฮเปอร์สเปซของยุคลิด () ที่ "มิติ" ของมันถูกกำหนดเป็นตัวแปรด้านสิ่งแวดล้อมและ "ขนาด" ของมันถูกกำหนดเป็นฟังก์ชันของตัวเลขของค่าที่คุณค่าของสิ่งแวดล้อมที่อาจสันนิษฐานว่าสิ่งที่มีชีวิตหนึ่งมี "ความเหมาะสมเชิงบวก"" หน่วยมวลอะตอม
ในช่วงก่อนปี ค.ศ. 1961 นั้น 1 หน่วยมวลอะตอมในทางฟิสิกส์นั้นจะใช้หมายถึง 1/16 ของมวลอะตอมของ ออกซิเจน-16 1 อะตอม ในขณะที่ 1 หน่วยมวลอะตอมในทางเคมีนั้นจะหมายถึง 1/16 ของค่าเฉลี่ยมวลของอะตอมออกซิเจน (คิดเฉลี่ยจากปริมาณของทุก ไอโซโทป ในธรรมชาติ) ซึ่งค่าทั่งสองดังกล่าวข้างต้นจะมีค่าต่ำกว่าค่า 1 หน่วยมวลอะตอมมาตรฐานในปัจจุบันเล็กน้อย ค่าในปัจจุบันนี้เป็นค่าที่ยอมรับเป็นค่ามาตรฐานโดย International Union of Pure and Applied Physics ในปี ค.ศ. 1960 และโดย the International Union of Pure and Applied Chemistry ในปี ค.ศ. 1961. ธรณีวิทยา
ธรณีวิทยา, ธรณีศาสตร์ (English: Geology จาก[ γη- (เก-, โลก) และ λογος (ลอกอส, ถ้อยคำ หรือ เหตุผล)]error: {{lang-xx}}: text has italic markup (help)) เป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับโลก สสารต่าง ๆ ที่เป็นส่วนประกอบของโลก เช่น แร่ หิน ดินและน้ำ รวมทั้งกระบวนการเปลี่ยนแปลงภายในโลก ที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ ตั้งแต่กำเนิดโลกจนถึงปัจจุบัน เป็นการศึกษาทั้งในระดับโครงสร้าง ส่วนประกอบทางกายภาพ เคมี และชีววิทยา ทำให้รู้ถึงประวัติความเป็นมา และสภาวะแวดล้อมในอดีตจนถึงปัจจุบัน ศึกษาปัจจัยต่าง ๆ ทั้งภายใน และภายนอกที่มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพพื้นผิว วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ตลอดจนรูปแบบ และวิธีการนำเอาทรัพยากรธรรมชาติ มาใช้ประโยชน์อย่างยั่งยืนอีกด้วย สิ่งมีชีวิตนอกโลก
น้ำบริสุทธิ์นั้นมีประโยชน์เพราะมันมีค่าพีเอชที่เป็นกลางเนื่องจากการแยกตัวออกจากกันอย่างต่อเนื่องระหว่างไฮดรอกไซด์และไฮโดรเนียม ไอออน (hydronium ions) เป็นผลทำให้มันสามารถละลายทั้งไอออนบวกของโลหะและไอออนลบของสารที่ไม่ใช่โลหะด้วยความสามารถที่เท่าเทียมกันได้ นอกจากนี้ความจริงที่ว่าโมเลกุลสารอินทรีย์ที่สามารถเป็นได้ทั้งแบบไฮโดรโฟบิกที่ไม่ชอบน้ำ (ขับไล่น้ำ) หรือแบบไฮโดรฟิลิค (hydrophilic) (ละลายในน้ำ) จะช่วยสร้างความสามารถของสารประกอบอินทรีย์ในการที่จะปรับทิศทางของตัวมันเองให้อยู่ในรูปแบบของเยื่อ ทางชีวภาพที่สามารถห่อหุ้มน้ำไว้ได้ (water-enclosing membranes) นอกจากนี้พันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำทำให้มันมีความสามารถในการจัดเก็บพลังงานที่มีการระเหยซึ่งเมื่อเกิดการควบแน่นเข้าก็จะถูกปลดปล่อยออกมาได้นี้จะช่วยให้สภาพภูมิอากาศมีอุณหภูมิอยู่ในระดับปานกลาง บริเวณเขตร้อนของโลกก็จะเย็นสบายและบริเวณขั้วโลกก็จะอบอุ่นขึ้น ทำให้ช่วยรักษาเสถียรภาพทางอุณหพลศาสตร์ที่จำเป็นสำหรับชีวิตไว้ได้ บทนำพันธุศาสตร์
ข้อมูลในยีนยีนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตหนึ่งๆ อาจไม่จำเป็นต้องเหมือนกันในสิ่งมีชีวิตชนิดนั้นๆ แต่ละตัว ยีนที่แตกต่างกันอาจให้ข้อมูลออกมาแตกต่างกันได้ โดยเรียกยีนหนึ่งๆ ในรูปแบบหนึ่งๆ ว่าอัลลีล ตัวอย่างเช่น อัลลีลหนึ่งของยีนที่ควบคุมสีผมสามารถสั่งให้ร่างกายสร้างเม็ดสีมากๆ ทำให้ผมมีสีดำ ในขณะที่อัลลีลอีกแบบหนึ่งของยีนเดียวกันอาจให้ข้อมูลที่แตกต่างออกไป ทำให้ไม่สามารถสร้างเม็ดสีได้ดีเท่า ผมจึงมีสีเทา เป็นต้น การเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มที่เกิดขึ้นในยีนเรียกว่าการกลายพันธุ์ และอาจทำให้เกิดอัลลีลใหม่ได้ การกลายพันธุ์อาจทำให้เกิดลักษณะใหม่ๆ ขึ้นมา เช่นอัลลีลผมสีดำอาจกลายพันธุ์ทำให้เกิดเป็นอัลลีลผมสีเทาได้ การเกิดลักษณะใหม่ขึ้นได้เช่นนี้เป็นส่วนสำคัญในการเกิดวิวัฒนาการ
หน้าที่ของยีนคือเป็นหน่วยเก็บข้อมูลที่ใช้สำหรับสร้างโปรตีนซึ่งเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่มาทำหน้าที่ต่างๆ ในเซลล์ เซลล์คือหน่วยเล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิต ร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยเซลล์ประมาณหนึ่งร้อยล้านล้านเซลล์ ในขณะที่สิ่งมีชีวิตที่เรียบง่ายกว่าเช่นแบคทีเรียอาจประกอบด้วยเซลล์เพียงเซลล์เดียว เซลล์หนึ่งๆ เปรียบเสมือนโรงงานที่มีกลไกซับซ้อน สามารถสร้างส่วนประกอบจำเป็นต่างๆ เพื่อประกอบเป็นสำเนาของตัวเองขึ้นมาได้ กระบวนการสร้างตัวเองขึ้นมาอีกนี้เรียกว่าการแบ่งเซลล์ การแบ่งหน้าที่ภายในเซลล์นี้มีลำดับขั้นตอนคือยีนให้วิธีการทำงาน และโปรตีนมีหน้าที่ทำงานนั้น งานเหล่านี้เช่นการสร้างเซลล์ขึ้นใหม่หรือซ่อมแซมส่วนที่สึกหรอ เป็นต้น โปรตีนแต่ละชนิดจะมีความสามารถเฉพาะสามารถทำงานได้อย่างเดียว เพราะฉะนั้นหากเซลล์ต้องการทำงานใดๆ เพิ่มขึ้นใหม่ ก็จะต้องสร้างโปรตีนชนิดใหม่ขึ้นมาทำงานนั้น เช่นเดียวกันหากเซลล์ต้องการทำงานใดๆ ให้เร็วขึ้นหรือช้าลง ก็ทำได้โดยสร้างโปรตีนที่ทำงานนั้นๆ ออกมามากขึ้นหรือน้อยลงตามความต้องการ ยีนจะเป็นตัวคอยบอกให้เซลล์ทราบว่าจะต้องสร้างโปรตีนชนิดใด ปริมาณเท่าใด บรรพชีวินวิทยา
บรรพชีวินวิทยา () คือ วิชาที่ศึกษาลักษณะรูปร่าง ลักษณะความเป็นอยู่ และประวัติการวิวัฒนการของสิ่งมีชีวิต ได้แก่สัตว์และพืชในธรณีกาล โดยอาศัยข้อมูลหรือร่องรอยต่างๆ ของสัตว์และพืชนั้นๆที่ถูกเก็บบันทึกและรักษาไว้ในชั้นหิน จัดเป็นแขนงหนึ่งของวิชาธรณีวิทยา ที่อาศัยความรู้ทางชีววิทยาปัจจุบันไปเปรียบเทียบกับหลักฐานที่ได้สภาพซากดึกดำบรรพ์ เพื่อให้เข้าใจสภาพแวดล้อมในอดีตในช่วงที่สิ่งมีชีวิตเหล่านี้อาศัยอยู่ ผู้ที่ศึกษาเกี่ยวกับซากดึกดำบรรพ์ เรียกว่า นักบรรพชีวินวิทยา อรรฆวิทยา
อรรฆวิทยา, อัคฆวิทยา หรือ คุณวิทยา () คือสาขาหนึ่งของวิชาปรัชญา เป็นการศึกษาปัญหาที่เกี่ยวกับค่านิยมหรือคุณค่า คุณค่าเป็นนามธรรมอันเกิดจากการประเมินข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์ธรรมชาติและวิทยาศาสตร์สังคม ข้อเท็จจริงเป็นเพียงปรากฏการณ์หรือพฤติกรรมที่สามารถรับรู้ได้ด้วยประสาทสัมผัส ส่วนคุณค่ามีลักษณะที่อาศัยข้อเท็จจริงว่าควรจะเป็นอย่างไร และทำไมจึงเป็นเช่นนั้น คุณค่าเกิดจากการประเมินไม่ใช่การวัด เพราะคุณค่าเป็นนามธรรม คุณค่าเป็นสิ่งที่กำหนดเองไม่ได้ต้องมติของคนส่วนใหญ่ เป็นที่ยอมรับของคนส่วนมาก แบ่งย่อยเป็น 2 สาขา คือ ค่านิยมตามแนวจริยศาสตร์ และค่านิยมตามแนวสุนทรียศาสตร์ ความเชื่อหลักของอณูชีววิทยา
ความเชื่อหลักของอณูชีววิทยา หรือ หลักเกณฑ์กลางสำหรับชีววิทยาโมเลกุล () นั้นมีการพูดถึงครั้งแรกโดย ฟรานซิส คริก ใน ค.ศ. 1958 และมีกล่าวซ้ำในบทความซึ่งตีพิมพ์ในวารสารเนเจอร์ เมื่อปี ค.ศ. 1970 ว่า
"ความเชื่อหลักของอณูชีววิทยาคือรายละเอียดโดยละเอียดขั้นต่อขั้นของการส่งต่อข้อมูล โดยระบุชัดเจนว่าข้อมูลไม่อาจถูกส่งย้อนจากโปรตีนกลับไปเป็นโปรตีนหรือกรดนิวคลิอิกได้" ชีวสารสนเทศศาสตร์
Bioinformatics เป็นคำย่อจากคำเต็มว่า "Molecular Bioinformatics" ซึ่งหมายถึงสหการของ อณูชีววิทยา (Molecular Biology) กับ สารสนเทศศาสตร์ (Informatics), ในวงวิชาการไทยมักเรียกชื่อทับศัพท์ว่า "ไบโออินฟอร์เมติกส์". อุณหพลศาสตร์
อุณหพลศาสตร์ (/อุน-หะ-พะ-ละ-สาด/ หรือ /อุน-หะ-พน-ละ-สาด/) หรือ เทอร์โมไดนามิกส์ (English: thermodynamics; มาจากภาษากรีก thermos = ความร้อน และ dynamis = กำลัง) เป็นสาขาของฟิสิกส์ ที่ศึกษาความสัมพันธ์เกี่ยวกับ ความร้อน อุณหภูมิ งาน และพลังงาน ในช่วงแรกการศึกษาอุณหพลศาสตร์เกิดจากการศึกษาเรื่องเครื่องจักรความร้อน ต่อมาในภายหลัง นักวิทยาศาสตร์ได้ตระหนักว่า อุณหพลศาสตร์ครอบคลุมถึงกระบวนการการเปลี่ยนแปลงมหาศาล ทั้งสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต ทั้งในโลกตลอดจนทั้งจักรวาล เช่น การทำนายถึงจุดกำเนิดและดับสูญของจักรวาลด้วยกฎข้อที่ 2 ของอุณหพลศาสตร์ และการบ่งบอกทิศทางของเวลา (direction of time) ด้วยการเพิ่มขึ้นของเอนโทรปี อุณหพลศาสตร์เป็นสาขาหลักทางฟิสิกส์นับแต่ช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 19 เป็นต้นมา อนุภาคมูลฐาน
สสารในชีวิตประจำวันจะประกอบด้วยอะตอม ที่ครั้งหนึ่งเคยถูกสันนิษฐานว่ามันเป็นอนุภาคมูลฐานของสสาร คำว่า "อะตอม" แปลว่า "แบ่งไม่ได้" ในภาษากรีก แม้ว่าการมีอยู่ของอะตอมยังคงเป็นที่ถกเถียงกันจนถึงประมาณปี 1910 อย่างที่นักฟิสิกส์ชั้นนำบางคนถือว่าโมเลกุลเป็นภาพลวงตาทางคณิตศาสตร์ และถือว่าสสารอย่างสุดขั้วที่สุดจะประกอบด้วยพลังงาน ในไม่ช้า มีการค้นพบว่าอะตอมประกอบด้วยองค์ประกอบย่อย เมื่อเริ่มทศวรรษที่ 1930 อิเล็กตรอนและโปรตอนได้ถูกค้นพบ พร้อมกับโฟตอนซึ่งเป็นอนุภาคของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ในช่วงเวลานั้น การค้นพบล่าสุดของกลศาสตร์ควอนตัมได้มีก​​ารเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงของแนวคิดของอนุภาค อย่างเช่นอนุภาคเดี่ยวดูเหมือนจะสามารถขยายสนามได้อย่างที่คลื่นสามารถทำได้ (ทวิภาคของอนุภาคกับคลื่น ()) ข้อความที่ขัดแย้งยังคงหลีกเลี่ยงคำอธิบายที่น่าพอใจ นิเวศวิทยา
นิเวศวิทยาเป็นสาขาการศึกษาแบบสหวิทยาการที่รวมชีววิทยาและวิทยาศาสตร์โลก โดยคำว่า "ระบบนิเวศ" ("Ökologie") เกิดขึ้นในปี 1866 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน แอรนส์ แฮกเกล (Ernst Haeckel) (1834-1919) ความคิดเกี่ยวกับนิเวศวิทยาเป็นผลลัพธ์ที่เกิดจากความคิดในเชิงปรัชญา โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากจริยธรรมและการเมือง นักปรัชญากรีกโบราณเช่น Hippocrates และ อริสโตเติล ได้วางรากฐานของนิเวศวิทยาในการศึกษาเรื่อง 'ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ' () ของพวกเขา นิเวศวิทยาสมัยใหม่ถูกแปลงให้เป็น 'วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ' ที่เข้มงวดมากขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 แนวคิดวิวัฒนาการในการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตและ 'การคัดเลือกโดยธรรมชาติ' กลายเป็นเสาหลักของ 'ทฤษฎีทางนิเวศวิทยาสมัยใหม่' คำว่านิเวศวิทยาเป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ 'ชีววิทยาวิวัฒนาการ' พันธุศาสตร์ และ พฤฒิกรรมของสัตว์ที่อาศัยอยู่ในธรรมชาติ () ความเข้าใจถึงกระบวนการที่ความหลากหลายทางชีวภาพจะสามารถส่งผลกระทบต่อการทำงานของระบบนิเวศเป็นหัวข้อที่สำคัญในการศึกษาระบบนิเวศ โดยนักนิเวศวิทยาพยายามที่จะอธิบายดังต่อไปนี้:นิเวศวิทยาเป็นวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์เช่นเดียวกัน มีการนำนิเวศวิทยาไปประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติจำนวนมากด้านชีววิทยาอนุรักษ์ การจัดการพื้นที่ชุ่มน้ำ การจัดการทรัพยากรธรรมชาติ (เช่น นิเวศเกษตร () เกษตรกรรม ป่าไม้ วนเกษตร ประมง) ผังเมือง (นิเวศวิทยาชุมชนเมือง), สุขภาพชุมชน เศรษฐศาสตร์ วิทยาศาสตร์พื้นฐานและวิทยาศาสตร์ประยุกต์ () และการปฏิสัมพันธ์ทางสังคมของมนุษย์ (นิเวศวิทยาของมนุษย์) ตัวอย่างเช่น วิธีการที่เรียกว่า "วงกลมของความยั่งยืน" () ซึ่งจะมีการใส่ใจถึงนิเวศวิทยามากกว่าแค่เป็นสิ่งแวดล้อมรอบๆ ตัว สิ่งมีชีวิต (รวมทั้งมนุษย์) และทรัพยากร ประกอบขึ้นเป็นระบบนิเวศซึ่งเป็นผลให้มีการรักษาระดับกลไกการฟีดแบ็คทางชีวฟิสิกส์ที่ควบคุมกระบวนการที่กระทำต่อองค์ประกอบของโลกที่เป็นชีวภาพ () และกายภาพ () ระบบนิเวศมีความสำคัญต่อการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตอย่างยั่งยืนและสร้างทุนทางธรรมชาติ เช่น การผลิตชีวมวล (อาหาร เชื้อเพลิง เส้นใยและยา) ควบคุมสภาพภูมิอากาศ วัฏจักรของชีวธรณีเคมี () ของโลก การกรองน้ำ การก่อตัวของดิน การควบคุมการชะล้างพังทลาย การป้องกันน้ำท่วมและลักษณะทางธรรมชาติอื่นๆ ที่มีมูลค่าทางวิทยาศาสตร์ ประวัติศาสตร์ เศรษฐศาสตร์ หรือมูลค่าภายในตัวมันเอง ทฤษฎีอะตอม
คำว่า "อะตอม" (จากคำกริยาในภาษากรีกโบราณว่า "atomos", 'แบ่งแยกไม่ได้') ถูกนำมาใช้เรียกอนุภาคพื้นฐานที่ประกอบกันขึ้นเป็นธาตุเคมี เพราะนักเคมีในยุคนั้นเชื่อว่ามันคืออนุภาคมูลฐานของสสาร อย่างไรก็ดี เมื่อเข้าสู่คริสต์ศตวรรษที่ 20 การทดลองจำนวนมากเกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้าและสารกัมมันตรังสี ทำให้นักฟิสิกส์ค้นพบว่าสิ่งที่เราเรียกว่า "อะตอมซึ่งแบ่งแยกไม่ได้อีก" นั้นที่จริงแล้วยังประกอบไปด้วยอนุภาคที่เล็กกว่าอะตอมอีกจำนวนมาก (ตัวอย่างเช่น อิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน) ซึ่งสามารถแยกแยะออกจากกันได้ อันที่จริงแล้วในสภาวะแวดล้อมสุดโต่งดังเช่นดาวนิวตรอนนั้น อุณหภูมิและความดันที่สูงอย่างยิ่งยวดกลับทำให้อะตอมไม่สามารถดำรงอยู่ได้เลยด้วยซ้ำ เมื่อพบว่าแท้จริงแล้วอะตอมยังแบ่งแยกได้ ในภายหลังนักฟิสิกส์จึงคิดค้นคำว่า "อนุภาคมูลฐาน" (elementary particle) เพื่อใช้อธิบายถึงอนุภาคที่แบ่งแยกไม่ได้ วิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับอนุภาคที่เล็กกว่าอะตอมนี้เรียกว่า ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics) ซึ่งนักฟิสิกส์ในสาขานี้หวังว่าจะสามารถค้นพบธรรมชาติพื้นฐานที่แท้จริงของอะตอมได้ พันธุศาสตร์
พันธุศาสตร์ว่าด้วยโครงสร้างเชิงโมเลกุลและหน้าที่ของยีน พฤติกรรมของยีนในบริบทของเซลล์สิ่งมีชีวิต (เช่น ความเด่นและอีพิเจเนติกส์) แบบแผนของการถ่ายทอดลักษณะจากรุ่นสู่รุ่น การกระจายของยีน ความแตกต่างทางพันธุกรรมและการเปลี่ยนแปลงของพันธุกรรมในประชากรของสิ่งมีชีวิต (เช่นการศึกษาหาความสัมพันธ์ของยีนตลอดทั่วทั้งจีโนม) เมื่อถือว่ายีนเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด พันธุศาสตร์จึงเป็นวิชาที่นำไปใช้ได้กับสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ทั้งไวรัส แบคทีเรีย พืช สัตว์ และมนุษย์ (เวชพันธุศาสตร์) นิเวศวิทยา
สิ่งมีชีวิตทั้งหมดสามารถแสดงพฤติกรรมของตัวเอง แม้กระทั่งพืชยังแสดงพฤติกรรมที่ซับซ้อนรวมถึงหน่วยความจำและการสื่อสาร นิเวศวิทยาพฤติกรรมเป็นการศึกษาพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตในสภาพแวดล้อมของมันและผลกระทบทางนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการของมัน Ethology คือการศึกษาของการเคลื่อนไหวหรือพฤติกรรมในสัตว์ที่สังเกตได้ ซึ่งอาจรวมถึงการตรวจสอบของสเปิร์มที่เคลื่อนที่ได้ของพืช แพลงก์ตอนพืชที่เคลื่อนที่ได้ แพลงก์ตอนสัตว์ที่กำลังว่ายน้ำไปหาไข่ตัวเมีย การเพาะปลูกเชื้อราโดยตัวด้วง การเต้นรำเพื่อผสมพันธุ์ของซาลาแมนเดอร์ หรือการชุมนุมทางสังคมของอะมีบา สิ่งมีชีวิตนอกโลก
นักวิทยาศาสตร์ได้มีการค้นหาโดยตรงสำหรับสัญญาณของชีวิต (biosignatures) ภายในระบบสุริยะ มีการดำเนินการศึกษาบนพื้นผิวของดาวอังคารและตรวจสอบอุกกาบาต (meteorites) ซึ่งได้ตกลงสู่พื้นผิวโลก มีการกล่าวอ้างบางอย่างถึงการที่มีพยานหลักฐานระบุว่ามีสิ่งมีชีวิตในระดับ "จุลชีพ" (microbial life) สามารถดำรงชีวิตอาศัยอยู่บนดาวอังคารได้ จากการทดลองบนยานทั้งสองครั้งของยานไวกิ้งที่ได้ทำการร่อนลงจอดบนพื้นผิวของดาวอังคารได้รายงานถึงการปล่อยก๊าซจากตัวอย่างดินบนดาวอังคารที่ถูกทำให้อุ่นที่นักวิทยาศาสตร์บางคนได้ยืนยันว่ามีความสอดคล้องกับการมีอยู่ของจุลินทรีย์ที่ยังมีชีวิตอยู่ การขาดหลักฐานยืนยันจากการทดลองอื่นๆในกลุ่มตัวอย่างเดียวกันแสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาที่ไม่ใช่ทางชีวภาพ (non-biological reaction) ดูจะมีแนวโน้มที่เป็นสมมุติฐานที่น่าจะเป็นไปได้มากกว่า ในปี 1996, มีรายงานโต้แย้งระบุว่า มีโครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายนาโนแบคทีเรีย (nanobacteria) ถูกค้นพบในอุกกาบาต, ที่มีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า เอแอลเอช 84001 (ALH84001), อยู่ในรูปแบบของก้อนหินที่พุ่งกระเด็นออกมาจากดาวอังคาร (rock ejected from Mars) ในเดือนกุมภาพันธ์ปี 2005 นักวิทยาศาสตร์ของนาซารายงานว่าพวกเขาอาจได้พบหลักฐานบางอย่างของชีวิตบนดาวอังคาร สองนักวิทยาศาสตร์ ได้แก่, แครอล สโตกเกอร์ (Carol Stoker) และ ลาร์รี่ เลมกี แห่งศูนย์วิจัยเอมส์ (Ames Research Center) ของนาซ่า ตามข้ออ้างของพวกเขาที่ได้พบก๊าซมีเทนในชั้นบรรยากาศของดาวอังคารคล้ายกับการผลิตก๊าซมีเทนบางรูปแบบของชีวิตดึกดำบรรพ์ดั้งเดิมบนโลก, เช่นเดียวกับการศึกษาของพวกเขาเกี่ยวกับชีวิตดึกดำบรรพ์ที่อยู่ใกล้ แม่น้ำริโอทินโต (Rio Tinto river) ในสเปน ทวารหนัก
ทวารหนัก () มาจากคำภาษาลาติน "anus" แปลว่า "วงแหวน" หรือ "วงกลม" เป็นรูเปิดตรงส่วนปลายของทางเดินอาหารของสัตว์ตรงข้ามกับปาก มีหน้าที่ในการควบคุมการปล่อยอุจจาระ, ของกึ่งแข็งที่ไม่เป็นที่ต้องการในระบบย่อยอาหาร ซึ่งขึ้นอยู่กับสัตว์แต่ละชนิด อาจรวมถึง สิ่งที่สัตว์ชนิดนั้นไม่สามารถย่อยได้ เช่น กระดูก, ส่วนที่เหลือของอาหารหลังสารอาหารถูกนำออกไปหมดแล้ว ตัวอย่างเช่น เซลลูโลสหรือลิกนิน (lignin), สิ่งที่อาจเป็นพิษหากคงอยู่ในทางเดินอาหาร และจุลินทรีย์ในลําไส้ (gut bacteria) ที่ตายแล้วหรือเกินจำเป็นรวมถึงสิ่งมีชีวิตร่วมอาศัย (endosymbiont) อื่น ๆ  นิเวศวิทยา
ชีวนิเวศ () เป็นหน่วยขนาดใหญ่กว่าขององค์กรที่เป็นหมวดหมู่ของภูมิภาคของระบบนิเวศของโลก ส่วนใหญ่เป็นไปตามโครงสร้างและองค์ประกอบของพืช มีหลายวิธีการที่แตกต่างกันในการกำหนดขอบเขตของทวีปของชีวนิเวศที่ครอบงำโดยประเภทการทำงานที่แตกต่างกันของชุมชนพืชที่ถูกจำกัดในการกระจายโดยสภาพภูมิอากาศ ฝน หิมะ ลูกเห็บ อากาศและตัวแปรด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ชีวนิเวศประกอบด้วย ป่าฝนเขตร้อน ป่าใบกว้างพอสมควรและป่าเบญจพรรณ ป่าผลัดใบ ป่าเขตหนาว ทุนดรา ทะเลทรายเขตร้อน และทะเลทรายขั้วโลก นักวิจัยอื่นๆเมื่อเร็วๆนี้ได้จำแนกชีวนิเวศอื่นๆ เช่นมนุษย์และจุลชีวนิเวศมหาสมุทร กับจุลินทรีย์ ร่างกายมนุษย์เป็นที่อยู่อาศัยและภูมิทัศน์ จุลชีวนิเวศถูกค้นพบส่วนใหญ่ผ่านความก้าวหน้าในอณูพันธุศาสตร์ซึ่งได้เปิดเผยความสมบูรณ์ที่ซ่อนอยู่ในความหลากหลายของจุลินทรีย์ในโลก ชีวนิเวศมหาสมุทรมีบทบาทสำคัญในชีวธรณีเคมีในนิเวศวิทยาของมหาสมุทรของโลก ชีวสารสนเทศศาสตร์
การศึกษาชีวสารสนเทศศาสตร์ จะเกี่ยวข้องกับข้อมูลทางพันธุศาสตร์และอณูชีววิทยา เช่น ข้อมูลรหัสพันธุกรรม, ข้อมูลลำดับรหัสโปรตีน, ปริมาณชีวโมเลกุล (ระดับการแสดงออกของยีนต่าง ๆ) แต่ละชนิด (mRNA และโปรตีน), และข้อมูลหมายเหตุ (annotation data). โดยผู้ศึกษาวิจัย จะนำข้อมูลเหล่านี้ ไปใช้ในงานอย่าง การจัดเรียงลำดับรหัสโปรตีน การจัดโครงสร้างโปรตีน การทำนายโครงสร้างโปรตีน การค้นหายีน หรือ การสร้างหุ่นจำลองของวิวัฒนาการ. เนื่องจากข้อมูลที่ใช้นั้นมีจำนวนมาก ทำให้ใช้พื้นที่จัดเก็บมากตาม และบ่อยครั้งที่ข้อมูลมีความซับซ้อน ทำให้ต้องใช้การประมวลผลมากขึ้นเช่นกัน การศึกษาด้านชีวสารสนเทศศาสตร์ จึงค้นหาเทคนิควิธีที่จะทำให้การจัดเก็บ สืบค้น และประมวลผลเหล่านั้น เป็นไปได้โดยสะดวก และมีประสิทธิภาพ พันธุวิศวกรรม
พืช, สัตว์หรือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มีการเปลี่ยนแปลงผ่านทางพันธุวิศวกรรมเรียกว่าสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมหรือจีเอ็มโอ[16]. แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตแรกที่ได้รับการดัดแปลงทางพันธุกรรม. ดีเอ็นเอแบบ Plasmid [17] ที่ประกอบด้วยยีนใหม่ที่สามารถถูกแทรกเข้าไปในเซลล์ของแบคทีเรีย จากนั้นเชื้อแบคทีเรียก็จะแสดงยีนเหล่านั้นออกมา. ยีนเหล่านี้สามารถเป็นรหัสสำหรับยาหรือเอนไซม์ที่ปรุงอาหารและพื้นผิวทางชีวะอื่นๆ[18][19]. พืชหลายชนิดได้รับการดัดแปลงเพื่อใช้ป้องกันแมลง, ต้านทานสารกำจัดวัชพืช, ต้านทานไวรัส, เพิ่มโภชนาการ, อดทนต่อแรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อมและผลิตวัคซีนที่กินได้[20]. จีเอ็มโอในเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่จะต้านแมลงและ/หรืออดทนต่อสารกำจัดวัชพืช[21]. สัตว์ดัดแปลงพันธุกรรมได้ถูกนำมาใช้สำหรับการวิจัย, จำลองแบบสัตว์และการผลิตสินค้าเกษตรหรือยา. พวกมันรวมถึงสัตว์ที่มียีนที่ถูกเคาะออก, ถูกเพิ่มความไวต่อการเกิดโรค, มีฮอร์โมนสำหรับการเจริญเติบโตให้เกินและมีความสามารถในการแสดงโปรตีนในนมของพวกมัน[22]. กำเนิดชีวิตจากสิ่งไร้ชีวิต
สมมติฐานกำเนิดชีวิตจากสิ่งไร้ชีวิตมีจุดเริ่มต้นจากสมมติฐานของนักปราชญ์หลายคน ได้แก่ ธาเลส, เซโนเฟน, อนาซากอรัส และอริสโตเติล ได้อธิบายไว้ว่าในทำนองเดียวกันว่า "ชีวิตเกิดจากสารอนินทรีย์" โดยเฉพาะอริสโตเติลที่ได้สั่งสอนและตีพิมพ์ในหนังสือ "On the Original of Animals" แต่สมมติฐานกลับถูกทิ้งไว้นาน จนในปี ค.ศ. 1955 บลูม ให้สมมติฐานกำเนิดชีวิตจากสิ่งไร้ชีวิตว่า "ชีวิตเริ่มแรกอาจเกิดขึ้นเองได้ แต่ปรากฏการณ์เช่นนี้จะเกิดขึ้นช่วงระยะสั้นมากเมื่อประมาณไม่น้อยกว่า 3 พันล้านปีมาแล้ว เนื่องจากในช่วงนั้นมีสภาวะที่อำนวยให้เกิดชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิตได้ เมือชีวิตเริ่มแรกเกิดขึ้นแล้วสภาพที่เหมาะสมที่จะอำนวยให้เกิดชีวิตนั้นเปลี่ยนไปไม่มีอีกต่อไป ชีวิตต่อๆ มาจึงเกิดมาจากวิวัฒนาการสืบทอดต่อกันมา ซึ่งไปสอดคล้องกับในปัจจุบันเป็นผลผลิตของชีวิตในอดีตโดยผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติ" 
ในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 20 เริ่มมีการทดลองสมมติฐานนี้โดย ในปี ค.ศ. 1953 สแตนลีย์ มิลเลอร์ ได้ทำการทดลองเพื่อพิสูจน์แนวคิดของเอ ไอ โอพารินซึ่งมีข้อเสนอว่า "สิ่งมีชีวิตไม่สามารถเกิดได้ขึ้นเองในช่วงเวลาสั้นๆ เพียงขั้นตอนเดียว แต่ต้องใช้เวลานานมากโดยกระบวนการวิวัฒนาการทางเคมีอย่างช้าๆ เป็นการสังเคราะห์สารอินทรีย์จากโมเลกุลง่ายๆ เป็นโมเลกุลที่ซับซ้อน" โดยมิลเลอร์นำขวดแก้วสองใบ ใบหนึ่งใส่น้ำเล็กน้อยเปรียบเสมือนมหาสมุทรในยุคดึกดำบรรพ์ อีกใบผสมก๊าซมีเทน แอมโมเนีย ไฮโดรเจนซัลไฟด์ จำลองบรรยากาศโลกยุคดึกดำบรรพ์ นำสายยางเชื่อมต่อทั้งสองขวด แล้วใช้ไฟฟ้าเร่งปฏิกิริยา สิ่งที่ได้คือสารอินทรีย์ ต่อมาในปี ค.ศ. 1957 ซิดนีย์ ดับเบิลยู ฟอกซ์ ทำการทดลองโดยเอากรดอมิโน (สารอินทรีย์) มาทำปฏิกิริยาเคมีรวมกัน ปรากฏว่า ได้สารตัวใหม่มีสภาพคล้ายโปรตีนในสัตว์ และในปี ค.ศ. 1961 เมลวิน คาลวิน ทำการทดลองคล้ายการทดลองของสแตนลีย์ มิลเลอร์ แต่ใช้รังสีแกมมาผ่านเข้าไปแทนกระแสไฟฟ้า ผลที่ได้เกิดสารประกอบทางเคมีหลายชนิดที่พบในสิ่งมีชีวิตปัจจุบันนอกจากนั้นยังได้สารประกอบที่ทำหน้าที่สะสมพลังงานในสิ่งมีชีวิตอีกด้วย คาลวินจึงสรุปความเห็นว่า "สารอินทรีย์และสิ่งมีชีวิต อาจเกิดจากสารอนินทรีย์ได้ ถ้ามีพลังงานและสิ่งแวดล้อมที่เหมาะสม" ความเชื่อหลักของอณูชีววิทยา
พรีออนเป็นโปรตีนที่สามารถจำลองตัวเองได้ เป็นตัวการก่อโรค CJD โรควัวบ้า และโรคคูรู ปัจจุบันพบว่าการจำลองตัวเองของพรีออนก็อยู่ภายใต้กฎการคัดเลือกโดยธรรมชาติเช่นเดียวกับกรดนิวคลีอิก การจำลองตัวเองของพรีออนเป็นตัวอย่างที่ขัดกับความเชื่อหลักของอณูชีววิทยา ประวัติวิชากายวิภาคศาสตร์
การวิจัยทางกายวิภาคในช่วงร้อยปีที่ผ่านมามีการพัฒนาอย่างรวดเร็วเพราะการเจริญของเทคโนโลยี และความเข้าใจในวิทยาศาสตร์แขนงอื่นๆ เช่น ชีววิวัฒนาการ (evolutionary biology) และอณูชีววิทยา (molecular biology) ซึ่งช่วยให้เกิดความเข้าใจอวัยวะและโครงสร้างของมนุษย์มากขึ้น ความเข้าใจในวิชาวิทยาต่อมไร้ท่อ (endocrinology) ทำให้สามารถอธิบายหน้าที่ของต่อมต่างๆ ที่ในอดีตไม่เคยได้รับการอธิบาย อุปกรณ์ทางการแพทย์เช่น การสร้างภาพด้วยเรโซแนนซ์แม่เหล็ก (MRI) หรือการตรวจเอกซ์เรย์คอมพิวเตอร์ (CT Scan) ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาอวัยวะของคนที่ยังมีชีวิตอยู่ หรือเสียชีวิตไปแล้ว ความก้าวหน้าทางกายวิภาคศาสตร์ในปัจจุบันมุ่งไปที่การเจริญเติบโต วิวัฒนาการ และหน้าที่ของโครงสร้างทางกายวิภาค เนื่องจากความรู้ด้านมหกายวิภาคศาสตร์ (macroscopic anatomy) ได้ถูกรวบรวมอย่างเป็นระบบแล้ว สาขาย่อยของกายวิภาคศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่มนุษย์ (non-human anatomy) ก็มีความสำคัญในปัจจุบัน เพราะนักกายวิภาคสมัยใหม่กำลังพยายามทำความเข้าใจหลักการพื้นฐานของการจัดระบบของกายวิภาคศาสตร์โดยผ่านเทคนิคสมัยใหม่ตั้งแต่การใช้ finite element analysis ไปจนถึงอณูชีววิทยา อณูชีววิทยา
ขั้นตอนของ PCR นี้ประกอบด้วย 3 ขั้นตอนหลักๆ คือ ระบบนิเวศ
ระบบนิเวศ คือกลุ่มอินทรีย์ (พืช สัตว์และจุลินทรีย์) ร่วมกับองค์ประกอบอชีวนะของสิ่งแวดล้อมของพวกมัน (เช่น อากาศ น้ำและดินอนินทรีย์) ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กันเป็นระบบ ถือว่า ส่วนประกอบชีวนะและอชีวนะเชื่อมกันผ่านวัฏจักรสารอาหารและการถ่ายทอดพลังงาน ระบบนิเวศนิยามเป็นเครือข่ายปฏิสัมพันธ์ระหว่างอินทรีย์ด้วยกันและระหว่างอินทรีย์กับสิ่งแวดล้อม ระบบนิเวศมีขนาดเท่าใดก็ได้ แต่ปกติครอบคลุมพื้นที่เฉพาะจำกัด แม้นักวิทยาศาสตร์บางส่วนกล่าวว่า ทั้งโลกก็เป็นระบบนิเวศหนึ่งด้วย ชีววิทยา
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะมีความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ และกับสิ่งแวดล้อม เหตุผลหนึ่งที่ทำให้การศึกษาระบบทางชีววิทยาทำได้ยากคือ ความสัมพันธ์ดังกล่าวมีมากมายหลายทางที่เป็นไปได้ แม้แต่ในการศึกษาระดับที่เล็กที่สุด เช่น แบคทีเรียจะมีปฏิกิริยากับน้ำตาลที่อยู่โดยรอบ ซึ่งเป็นการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม เหมือนกับที่สิงโตมีการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมขณะที่ออกหาอาหารในทุ่งหญ้าซาวันนา ส่วนพฤติกรรมที่มีต่อสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ อาจเป็นไปทั้งในลักษณะอาศัยอยู่ร่วมกัน คุกคามต่อกัน เป็นปรสิต หรือพึ่งพาอาศัยกัน ความสัมพันธ์นี้จะซับซ้อนมากขึ้นหากมีสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด หรือมากกว่า มีความเกี่ยวข้องต่อกันในระบบนิเวศ การศึกษาความสัมพันธ์นี้จัดเป็นสาขาวิชานิเวศวิทยา นิเวศวิทยา
ความหลากหลายทางชีวภาพใช้อธิบายความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตตั้งแต่ยีนจนถึงระบบนิเวศและครอบคลุมทุกระดับขององค์กรทางชีวภาพ คำนี้มีการตีความไปหลายอย่างและมีหลายวิธีที่จะชี้ ใช้วัด ใช้บอกลักษณะ และใช้แทนความหมายขององค์กรที่ซับซ้อนของมัน ความหลากหลายทางชีวภาพจะรวมถึงความหลากหลายของสายพันธุ์ ความหลากหลายของระบบนิเวศ และความหลากหลายทางพันธุกรรมและนักวิทยาศาสตร์มีความสนใจในวิธีการที่ความหลากหลายนี้ส่งผลกระทบต่อกระบวนการทางนิเวศวิทยาที่ซับซ้อนในการดำเนินงานในระดับที่เกี่ยวข้องเหล่านี้ได้อย่างไร ความหลากหลายทางชีวภาพมีบทบาทสำคัญใน'การบริการของระบบนิเวศ' ซึ่งโดยความหมายแล้วหมายถึงการรักษาระดับและการปรับปรุงคุณภาพของชีวิต การป้องกันการสูญพันธุ์ของสายพันธุ์เป็นวิธีหนึ่งที่จะรักษาความหลากหลายทางชีวภาพและเป้าหมายนั้นวางอยู่บนหลายเทคนิคที่รักษาความหลากหลายทางพันธุกรรม ที่อยู่อาศัย และความสามารถในสายพันธุ์ที่จะโยกย้ายถิ่น ลำดับความสำคัญและเทคนิคการจัดการของการอนุรักษ์จำเป็นต้องใช้วิธีการและการพิจารณาที่แตกต่างกันเพื่อแสดงถึงขอบเขตของระบบนิเวศอย่างเต็มที่ของความหลากหลายทางชีวภาพ 'ทุนธรรมชาติ'ที่รองรับประชากรมีความสำคัญในการรักษาระดับของ'การบริการแบบระบบนิเวศ' และการย้ายถิ่นของหลายๆสายพันธุ์ (เช่นการวิ่งของปลาแม่น้ำและการควบคุมแมลงนก) ได้รับการระบุว่าเป็นหนึ่งในกลไกที่การเสียหายจากการให้บริการพวกนั้นได้ประสบมา ความเข้าใจในความหลากหลายทางชีวภาพมีการใช้งานในทางปฏิบัติสำหรับสายพันธุ์และการวางแผนการอนุรักษ์ในระดับระบบนิเวศเมื่อพวกเขาให้คำแนะนำการจัดการแก่บริษัทที่ปรึกษา รัฐบาล และอุตสาหกรรม
ที่อยู่อาศัยของสายพันธุ์หนึ่งสามารถอธิบายสภาพแวดล้อมที่สายพันธุ์นั้นเกิดและชนิดของชุมชนที่จะเกิดเป็นผลตามมา เพื่อให้เฉพาะเจาะจงมากยิ่งขึ้น "ที่อยู่อาศัยที่สามารถกำหนดได้ว่าเป็นภูมิภาคในพื้นที่สิ่งแวดล้อมที่จะประกอบด้วยหลายมิติซ้อนกัน แต่ละมิติเป็นตัวแทนของตัวแปรสิ่งแวดล้อมแบบชีวนะหรืออชีวนะ นั่นคือ องค์ประกอบหรือลักษณะของสภาพแวดล้อมใดๆที่เกี่ยวข้องโดยตรง (เช่นอาหารสัตว์ ชีวมวลและคุณภาพ) หรือโดยอ้อม (เช่นระดับความสูง) กับการใช้สถานที่โดยสัตว์" ยกตัวอย่างเช่นที่อยู่อาศัยอาจจะเป็นสภาวะแวดล้อมที่อยู่ในน้ำหรือบนบกที่สามารถแบ่งประเภทต่อไปว่าเป็นระบบนิเวศแบบภูเขาหรือภูมิอากาศแบบอัลไพน์ การเปลี่ยนแปลงที่อยู่อาศัยจะให้หลักฐานที่สำคัญของการแข่งขันในธรรมชาติที่ประชากรหนึ่งจะมีการเปลี่ยนแปลงที่สัมพันธ์กับแหล่งที่อยู่อาศัยที่สมาชิกส่วนใหญ่ของสายพันธุ์อื่นครอบครองอยู่ ตัวอย่างเช่น ประชากรของสายพันธุ์หนึ่งของสัตว์เลื้อยคลานเขตร้อน (Tropidurus hispidus) มีลำตัวแบนเมื่อเทียบกับประชากรหลักที่อาศัยอยู่ในทุ่งหญ้าเปิด ประชากรนี้อาศัยอยู่ในหินโผล่แยกต่างหากที่ซ่อนอยู่ในหุบเขาที่ร่างกายแบนของมันทำให้มันมีความได้เปรียบในการคัดเลือก การเปลี่ยนแปลงที่อยู่อาศัยยังเกิดขึ้นในประวัติศาสตร์การพัฒนาชีวิตของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและในแมลงที่เปลี่ยนจากสัตว์ที่มีที่อยู่อาศัยในน้ำมาเป็นสัตว์ที่อยู่บนบก คำว่าเขตชีวชาติ () และเขตที่อยู่อาศัยบางครั้งใช้แทนกันได้ แต่เขตชีวชาติหมายถึงสภาพแวดล้อมของชุมชน ในขณะที่เขตที่อยู่อาศัยหมายถึงสภาพแวดล้อมของสายพันธุ์ ที่อยู่อาศัย
ที่อยู่อาศัย () หมายถึง พื้นที่ทางระบบนิเวศวิทยาหรือสิ่งแวดล้อมซึ่งเป็นที่อาศัยของสัตว์ พืช หรือสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ในสปีชีส์ที่เฉพาะเจาะจง เป็นสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติที่สิ่งมีชีวิตสามารถอาศัยอยู่ได้ หรือสภาพทางกายภาพที่ล้อมรอบไปด้วยประชากรในสปีชีส์หนึ่งๆ มวลอะตอม
มวลอะตอม ("m") (อังกฤษ: Atomic mass) คือมวลของอนุภาคของอะตอมหรืออนุภาคย่อยของอะตอมหรือโมเลกุลของธาตุใด ๆ มีหน่วยเป็น หน่วยมวลอะตอมหรือเอเอ็มยู (unified Atomic Mass Unit - UAMU) หรือแค่ "u" โดย 1 u มีค่าเท่ากับ 1/12 ของมวลของหนึ่งอะตอมนิ่งของคาร์บอน-12 หรือ 1.66 x 10 กรัม โดยน้ำหนักนี้เทียบมาจาก 1 อะตอมของไฮโดรเจน หรือ 1/16 ของ 1 อะตอมของออกซิเจน สำหรับอะตอมทั่วไป มวลของโปรตอนและนิวตรอนเกือบจะเป็นมวลทั้งหมดของอะตอม และมวลอะตอมที่มีค่าเป็น u เกือบจะเป็นค่าเดียวกับเลขมวล นักชีววิทยา
นักชีววิทยา คือนักวิทยาศาสตร์ที่ทุ่มเทและคิดค้นผลการทดลองทางชีววิทยาผ่านการศึกษาเกี่ยวกับชีวิต นักชีววิทยาจะศึกษาเกี่ยวกับระบบสิ่งมีชีวิตและความสัมพันธ์ที่สิ่งมีชีวิตมีต่อสิ่งแวดล้อม นักชีววิทยาจะคอยวิจัยเพื่อค้นหากลวิธีที่ควบคุมการทำงานของระบบสิ่งมีชีวิต และยังมีส่วนวิจัยเพื่อพัฒนาหรือปรับปรุงกระบวนการผลิตเกี่ยวกับยา การอุตสาหกรรม และการเกษตรด้วย นิเวศวิทยา
ชีววิทยาของชีวิตดำเนินไปในช่วงที่แน่นอนช่วงหนึ่งของอุณหภูมิ ความร้อนที่เป็นรูปแบบหนึ่งของพลังงานที่ควบคุมอุณหภูมิ ความร้อนส่งผลกระทบต่ออัตราการเจริญเติบโต กิจกรรม พฤติกรรมและการผลิตขั้นต้น อุณหภูมิขึ้นอยู่อย่างมากกับการตกกระทบของรังสีจากดวงอาทิตย์ การเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่ทางละติจูดและลองติจูดของอุณหภูมิส่งผลกระทบอย่างมากต่อสภาพอากาศและไปทำให้เกิดการกระจายตัวของความหลากหลายทางชีวภาพและระดับของการผลิตขั้นต้นในระบบนิเวศหรือ biomes ที่แตกต่างกันทั่วโลก ความร้อนและอุณหภูมิเกี่ยวข้องอย่างสำคัญกับกิจกรรมการเผาผลาญอาหาร เช่นสิ่งมีชีวิตประเภท Poikilotherms ที่มีอุณหภูมิภายในร่างกายของมันได้รับการควบคุมและขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมภายนอกอย่างมาก ในทางตรงกันข้ามสิ่งมีชีวิตประเภท homeotherms จะควบคุมอุณหภูมิของร่างกายภายในของพวกมันโดยใช้พลังงานจากการเผาผลาญอาหาร จุลชีววิทยา
จุลชีววิทยา (English: Microbiology) คือการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตซึ่งมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ซึ่งเรียกว่าจุลินทรีย์ ได้แก่ แบคทีเรีย โปรโตซัว ไวรัส เชื้อรา และ สาหร่าย เอนโทรปี
เอนโทรปีเป็น คุณสมบัติแบบกว้างขวาง () มันมี มิติ ของ พลังงาน หารด้วย อุณหภูมิ จึงมีหน่วยเป็น จูล ต่อ เคลวิน (J K) ใน ระบบ SI (หรือ kg m s K ในแง่ของหน่วยพื้นฐาน) แต่เอนโทรปีของสารบริสุทธิ์มักจะเป็น คุณสมบัติแบบเข้มข้น () - โดยเป็นได้ทั้งเอนโทรปีต่อหน่วย มวล (หน่วย SI: J K kg) หรือเอนโทรปีต่อหน่วย ปริมาณของสาร (หน่วย SI: J K mol) อัญรูป
อัญรูปหมายถึงความแตกต่างทางโครงสร้างในสถานะเดียวกันเท่านั้น (คือรูปแบบของแข็ง, ของเหลว หรือ แก๊ส) - การเปลี่ยนสถานะไม่ถือเป็นอัญรูป สำหรับในบางธาตุอัญรูปมีสูตรโมเลกุลต่างกันนั้น สามารถคงอัญรูปได้เมื่อเปลี่ยนสถานะ เช่น อัญรูป 2 อัญรูปของออกซิเจน (ไดออกซิเจน, O และโอโซน, O), ทั้งคู่มีสูตรโมเลกุลเหมือนเดิมทั้งในสภาวะของแข็ง ของเหลว หรือแก๊ส ตรงกันข้าม ในบางธาตุไม่สามารถคงอัญรูปได้เมื่อเปลี่ยนสถานะ เช่น ฟอสฟอรัสมีอัญรูปมากมายในสถานะของแข็ง แต่จะกลายเป็นรูปแบบ P เหมือนกันทั้งหมดเมื่อละลายกลายเป็นของเหลว
และยังมีอัญรูปที่สำคัญคือ อัญรูปของกำมะถันซึ่งมีสูตรโมเลกุลเป็นS8 แบ่งออกเป็น กำมะถันรอมบิก และกำมะถันมอนอคลินิก จุลชีววิทยา
สรีรวิทยาของจุลินทรีย์ ศึกษาหน้าที่ทางชีวเคมี การเจริญเติบโต เมตาบอลิซึม และโครงสร้างของเซลล์ของจุลินทรีย์ พันธุศาสตร์ของจุลินทรีย์ ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างหน้าที่ของเซลล์ของจุลินทรีย์และการสร้างหรือควบคุมยีน สาขานี้มีความเกี่ยวข้องกับอณูชีววิทยา จุลชีววิทยาทางการแพทย์ ศึกษาบทบาทของจุลินทรีย์ในโรคของมนุษย์ กระบวนการก่อโรคของจุลินทรีย์ และระบาดวิทยา สาขานี้มีความเกี่ยวข้องกับพยาธิวิทยาและวิทยาภูมิคุ้มกัน จุลชีววิทยาของสิ่งแวดล้อม ศึกษาหน้าที่และความหลากหลายของจุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อมตามธรรมชาติ รวมทั้งนิเวศวิทยาของจุลินทรีย์ บทบาทของจุลินทรีย์ในวัฏจักรสารอาหาร จุลชีววิทยาของอุตสาหกรรม ศึกษาการใช้จุลินทรีย์ในกระบวนการทางอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น การหมัก การบำบัดน้ำเสีย สาขานี้มีความเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีชีวภาพ จุลชีววิทยาของอากาศ ศึกษาจุลินทรีย์ที่อยู่ในอากาศ จุลชีววิทยาของอาหาร ศึกษาการเน่าเสียของอาหารที่มีสาเหตุจากจุลินทรีย์ วงศ์วานวิวัฒนาการ
ในทางชีววิทยา วงศ์วานวิวัฒนาการ () (Greek: φυλή, φῦλον - "phylé", "phylon" = เผ่าพันธุ์, ชาติพันธุ์ + γενετικός - "genetikós" = ต้นกำเนิด, แหล่งที่มา, ชาติกำเนิด) เป็นแขนงหนึ่งของชีววิทยา (Biology) ที่ศึกษาเกี่ยวกับ ประวัติศาสตร์การวิวัฒนาการ และความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่ม หรือสมาชิกของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากสิ่งมีชีวิตในโลกนี้มีมากมายหลายล้านสปีชีส์ นักวิทยาศาสตร์จึงใช้วิธีการจัดกลุ่มเป็นระบบซับเซ็ท เรียงลำดับเป็นระดับ 7 ชั้น จากกลุ่มใหญ่ไปยังกลุ่มย่อย จากรายละเอียดน้อยไปรายละเอียดมาก ซึ่งเรียกว่า อนุกรมวิธาน (Taxanomy) โดยมี อาณาจักร (Kingdom) มีระดับที่ใหญ่ที่สุด และ สปีชีส์ (Species) เป็นระดับที่เล็กที่สุด โดยความเกี่ยวข้องระหว่างสิ่งมีชีวิตในกลุ่มความสัมพันธ์ต่างๆ (เช่น คลาส, ออเดอร์, สกุล, วงศ์, สปีชีส์) ต้องอาศัยการวิเคราะห์ลักษณะร่วมที่สืบทอดทางพันธุกรรมได้ ไม่ว่าโดยทาง DNA หรือ ในทางสัณฐานวิทยา (morphology) การคัดเลือกโดยธรรมชาติ
การแปรผันเกิดขึ้นในประชากรสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ซึ่งบางส่วนเกิดขึ้นเพราะการกลายพันธุ์สุ่มในจีโนมของสิ่งมีชีวิตหนึ่ง และการกลายพันธุ์นั้นถูกส่งต่อไปยังลูกหลาน ตลอดชีวิตของสิ่งมีชีวิตหนึ่ง ๆ จีโนมของสิ่งมีชีวิตนั้นจะมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมซึ่งทำให้ลักษณะมีการแปรผัน (varient) สิ่งแวดล้อมของจีโนม ได้แก่ ชีววิทยาโมเลกุลในเซลล์ เซลล์อื่น สิ่งมีชีวิตอื่น ประชากร สปีชีส์ เช่นเดียวกับสิ่งแวดล้อมอชีวนะ สิ่งมี่ชีวิตที่มีลักษณะแปรผันบางอย่างอาจมีชีวิตรอดและสืบพันธุ์ได้มากกว่าสิ่งมีชีวิตที่มีการแปรผันแบบอื่น ฉะนั้น ประชากรจึงเกิดวิวัฒนาการ ตัวอย่างเช่น ปัจจัยที่มีผลต่อความสำเร็จของการสืบพันธุ์เองก็สำคัญเช่นกัน และเป็นประเด็นที่ชาลส์ ดาร์วินบุกเบิกในความคิดการคัดเลือกทางเพศของเขา การคัดเลือกโดยธรรมชาติมีผลต่อฟีโนไทป์ หรือคุณลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่สังเกตได้ แต่พื้นฐานทางพันธุกรรมซึ่งสืบทอดได้ของฟีโนไทป์ใด ๆ ที่ให้ข้อได้เปรียบในการสืบพันธุ์จะกลายมาปรากฏมากขึ้นในประชากร (ดูที่ ความถี่แอลลีล) เมื่อเวลาผ่านไป ขบวนการนี้สามารถส่งผลให้ประชากรมีความพิเศษในระบบนิเวศ และอาจลงเอยด้วยการถือกำเนิดขึ้นของสปีชีส์ใหม่ หรือกล่าวได้อีกอย่างหนึ่งว่า การคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นขบวนการที่สำคัญ แม้จะมิใช่ขบวนการเดียว ซึ่งทำให้วิวัฒนาการเกิดขึ้นในประชากรสิ่งมีชีวิต ในการคัดเลือกโดยธรรมชาติ สิ่งแวดล้อมเสมือนเป็นตะแกรงที่การแปรผันบางอย่างเท่านั้นที่ผ่านไปได้ กรดอะมิโน
กรดอะมิโน () คือ ชีวโมเลกุลที่มีทั้งหมู่ฟังก์ชันอะมิโนและคาร์บอกซิลเป็นส่วนประกอบ กรดอะมิโนเป็นองค์ประกอบสำคัญของโปรตีนซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ในวิชาชีวเคมี คำว่า "กรดอะมิโน" มักหมายความถึงกรดอะมิโนแบบแอลฟา (alpha amino acids) ซึ่งเป็นกรดอะมิโนที่ทั้งหมู่อะมิโนและหมู่คาร์บอกซิลติดอยู่กับคาร์บอนอะตอมเดียวกัน เรียกว่า formula_1-คาร์บอน การสูญพันธุ์
การสูญพันธุ์ () ในทางชีววิทยาและนิเวศวิทยา คือการสิ้นสุดของการดำรงอยู่ของสปีชีส์หรือของสิ่งมีชีวิต ซึ่งทำให้ความหลากหลายทางชีวภาพลดลง โดยทั่วไปแล้ว ถือว่าชั่วขณะของการสูญพันธุ์คือชั่วขณะความตายของสิ่งมีชีวิตตัวสุดท้ายในสปีชีส์นั้น แม้ว่าความสามารถในการผสมพันธุ์และฟื้นตัวอาจจะสูญเสียไปแล้วก่อนหน้านั้นก็ตาม อณูชีววิทยา
ชีวเคมี เป็นการศึกษาสารเคมีและปฏิกิริยาเคมีที่จำเป็นในสิ่งมีชีวิต พันธุศาสตร์ เป็นการศึกษาการถ่ายทอดและผลของความแตกต่างของพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต อณูชีววิทยาและพันธุศาสตร์ นิเวศวิทยา
นิเวศวิทยากระบวนการการรับรู้ () รวบรวมทฤษฎีและข้อสังเกตจากนิเวศวิทยาเชิงวิวัฒนาการและประสาทชีววิทยา วิทยาศาสตร์กระบวนการการรับรู้ขั้นต้น เพื่อให้เข้าใจถึงผลกระทบที่การปฏิสัมพันธ์ของสัตว์กับถิ่นที่อยู่อาศัยของพวกมันที่มีกับระบบการรับรู้ของพวกมันและวิธีการที่ระบบเหล่านั้นจะจำกัดพฤติกรรมภายในกรอบนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการ "อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งเมื่อเร็วๆนี้วิทยาศาสตร์กระบวนการการรับรู้ยังไม่ได้ให้ความสนใจเพียงพอที่จะเป็นจริงพื้นฐานที่ว่าลักษณะพันธุกรรมกระบวนการรับรู้ได้วิวัฒน์ภายใต้สภาวะตามธรรมชาติที่เจาะจง ด้วยการพิจารณาของความกดดันตัวเลือกเกี่ยวกับการรับรู้ นิเวศวิทยากระบวนการการรับรู้สามารถนำไปอุดหนุนการเชื่อมโยงทางปัญญาเข้ากับการศึกษาสหสาขาวิชาชีพของกระบวนการการรับรู้" ขณะที่การศึกษาที่เกี่ยวข้องกับ 'การเชื่อมต่อ' หรือการปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม นิเวศวิทยากระบวนการการรับรู้ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ enactivism ซึ่งเป็นสาขาทางวิชาการหนึ่งที่มีพื้นฐานจากมุมมองที่ว่า "... เราต้องดูสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมเหมือนกับว่ามันถูกผูกไว้ด้วยกันในรายละเอียดและตัวเลือกซึ่งกันและกัน ... " สปีชีส์
ในวิชาชีววิทยา ชนิด[1] หรือทับศัพท์ว่า สปีชีส์ (English: species, ย่อ: sp., รูปพหูพจน์ย่อ: spp.) เป็นหน่วยการจำแนกชั้นทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานและอันดับอนุกรมวิธานหนึ่ง มักนิยามว่า สปีชีส์เป็นกลุ่มอินทรีย์ใหญ่สุดที่สามารถสืบพันธุ์แล้วออกลูกที่สืบพันธุ์ได้ การมีลักษณะปรับตัวเฉพาะบางท้องถิ่นอาจแบ่งสปีชีส์ต่ออีกได้เป็น "ชื่อต่ำกว่าระดับชนิด" (infraspecific taxa) เช่น ชนิดย่อย (ในทางพฤกษศาสตร์ มีใช้คำอื่น เช่น พันธุ์ (variety) พันธุ์ย่อยและแบบ (forma)) เภสัชวิทยา
เภสัชวิทยา (English: Pharmacology) เป็นศาสตร์สาขาของชีววิทยา ซึ่งมุ่งเน้นศึกษาเกี่ยวกับการออกฤทธิ์ของยา,[1] การได้มาของยา ทั้งจากที่เกิดขึ้นจากการสังเคราะห์โดยมนุษย์ ธรรมชาติ หรือแม้แต่โมเลกุลภายในร่างกายมนุษย์เอง ซึ่งส่งผลชีวเคมีหรือสรีรวิทยาต่อเซลล์ เนื้อเยื่อ อวัยวะ หรือจุลชีพ (ในบางครั้ง คำว่า ฟาร์มาคอน ก็ถูกนำมาใช้แทนที่เพื่อให้มีนิยามครอบคลุมสารภายในและภายนอกร่างกายที่ทำให้ผลทางชีวภาพเหมือนกับยา) แต่ถ้ากล่าวให้จำเพาะมากขึ้นแล้ว เภสัชวิทยานั้นเป็นศาสตร์ที่ศึกษาปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างสิ่งมีชีวิตและสารคเมีที่ส่งผลให้เกิดความผิดปกติและปรับสมดุลการทำงานทางชีวเคมีของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ ซึ่งหากสารเคมีใดที่มีคุณสมบัติในการบำบัดรักษาโรค อาจถือได้ว่าสารเคมีนั้นจัดเป็นยา[2][3][4] การสืบเชื้อสายร่วมกัน
สิ่งมีชีวิตที่รู้จักทั้งหมดมีมูลฐานจากกระบวนการทางชีวเคมีพื้นฐานที่เหมือนกัน คือ ข้อมูลทางพันธุกรรมที่เข้ารหัสอยู่ในดีเอ็นเอ คัดลอกเป็นอาร์เอ็นเอผ่านปฏิกิริยาของโปรตีนและเอนไซม์ (RNA polymerase) แล้วแปลงเป็นโปรตีนโดยไรโบโซม โดยมี ATP, NADPH, และโมเลกุลอื่น ๆ เป็นแหล่งพลังงาน เป็นต้น อนึ่ง รหัสพันธุกรรม (คือข้อมูลดีเอ็นเอที่ใช้แปลงเป็นโปรตีน) ยังแทบเหมือนกันในสิ่งมีชีวิตที่รู้จักทั้งหมด ตั้งแต่แบคทีเรีย อาร์เคีย สัตว์ ตลอดจนถึงพืช นักชีววิทยาทั่วไปมองความสากลของรหัสเช่นนี้ว่า เป็นหลักฐานให้น้ำหนักแก่ทฤษฎีการสืบเชื้อสายร่วมกันสากล (universal common descent) อัตภาพ
อัตภาพ ใช้หมายถึงตัวตน, ร่างกาย, ชีวิต, รูปลักษณะ เป็นคำบ่งบอกถึงอวัยวะต่างๆ ในร่างกายของคนตลอดถึงบุคลิกภาพและความเป็นอยู่แห่งชีวิตโดยภาพรวม มีความหมายเดียวกับคำว่าอัตตา ซึ่งแปลว่าตัวตนเหมือนกัน วิวัฒนาการของมนุษย์
หลักฐานของคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับวิวัฒนาการของมนุษย์มาจากงานวิทยาศาสตร์ธรรมชาติหลายสาขา (ดูรายละเอียดอื่นที่ต้นบทความ) แหล่งความรู้หลักของกระบวนการวิวัฒนาการปกติมาจากซากดึกดำบรรพ์ ซึ่งเริ่มมีการสั่งสมหลักฐานของพันธุ์มนุษย์เริ่มตั้งแต่ปี ค.ศ. 1829 (ดู "ประวัติการศึกษาสมัยดาร์วิน") แต่เริ่มตั้งแต่มีการพัฒนาด้านพันธุศาสตร์ในสาขาอณูชีววิทยาที่ต้นคริสต์ทศวรรษ 1970 (ดู "ประวัติ-การปฏิวัติทางพันธุศาสตร์") การวิเคราะห์ดีเอ็นเอก็ได้กลายมาเป็นแหล่งความรู้ที่สำคัญพอ ๆ กัน ส่วนงานศึกษาในเรื่องกำเนิดและพัฒนาการของสิ่งมีชีวิต (ontogeny) วิวัฒนาการชาติพันธุ์ (phylogeny) และโดยเฉพาะวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเชิงพัฒนาการ (evolutionary developmental biology) ของทั้งสัตว์มีกระดูกสันหลังและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังได้ให้ความรู้ใหม่ ๆ พอสมควรเกี่ยวกับวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดรวมทั้งของมนุษย์ มีงานศึกษาเฉพาะเรื่องเกี่ยวกับกำเนิดและชีวิตของมนุษย์ ซึ่งก็คือมานุษยวิทยา (anthropology) โดยเฉพาะบรรพมานุษยวิทยา (paleoanthropology) เป็นศาสตร์ที่พุ่งความสนใจไปที่มนุษย์ก่อนประวัติศาสตร์[43] นิเวศวิทยา
นิเวศวิทยาเป็นวิทยาศาสตร์ทางชีวภาพมากเท่าๆกับวิทยาศาสตร์ของมนุษย์ นิเวศวิทยามนุษย์เป็นการสืบสวนแบบสหวิทยาการเข้าไปในนิเวศวิทยาของสายพันธุ์ของเรา "นิเวศวิทยามนุษย์อาจถูกกำหนดเป็น (1) จากมุมมองทางชีว-นิเวศเพื่อการศึกษามนุษย์ในฐานะที่เป็นผู้ที่มีอำนาจครอบงำทางนิเวศของชุมชนและระบบของทั้งพืชและสัตว์ (2) จากมุมมองทางชีว-นิเวศในแบบที่เป็นเพียงแค่ผลกระทบจากสัตว์ที่มีต่อสัตว์อื่นและการที่สัตว์ได้รับผลกระทบเนื่องจากสภาพแวดล้อมทางกายภาพของพวกมัน.. และ (3) เพียงแค่ความเป็นมนุษย์ ที่มีสักอย่างที่แตกต่างจากชีวิตสัตว์โดยทั่วไป การมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมทั้งทางกายภาพและที่ผ่านการปรับปรุงในวิธีการที่โดดเด่นและสร้างสรรค์ นิเวศวิทยามนุษย์แบบสหวิทยาการที่แท้จริงจะบ่งบอกตัวเองได้มากที่สุดในทั้งสามแบบข้างต้น" คำว่านิเวศวิทยามนุษย์ได้รับการแนะนำอย่างเป็นทางการในปี 1921 แต่นักสังคมวิทยา นักภูมิศาสตร์ นักจิตวิทยาและสาขาอื่นๆ ให้ความสนใจในความสัมพันธ์ของมนุษย์กับระบบธรรมชาติในหลายศตวรรษก่อนหน้านี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ดาราศาสตร์
โบราณดาราศาสตร์ (Archaeoastronomy) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับวิทยาการดาราศาสตร์ในยุคโบราณหรือยุคดั้งเดิม โดยพิจารณาถึงสภาพสังคมและวัฒนธรรม อาศัยหลักฐานในทางโบราณคดีและมานุษยวิทยาเข้ามาช่วย ชีววิทยาดาราศาสตร์ (Astrobiology) เป็นการศึกษาการมาถึงและวิวัฒนาการของระบบชีววิทยาในเอกภพ ที่สำคัญคือการศึกษาและตรวจหาความเป็นไปได้ของสิ่งมีชีวิตในโลกอื่น เคมีดาราศาสตร์ (Astrochemistry) เป็นการศึกษาลักษณะทางเคมีที่พบในอวกาศ นับแต่การก่อตัว การเกิดปฏิกิริยา และการสูญสลาย มักใช้ในการศึกษาเมฆโมเลกุล รวมถึงดาวฤกษ์อุณหภูมิต่ำต่าง ๆ เช่น ดาวแคระน้ำตาลและดาวเคราะห์ ส่วน เคมีจักรวาล (Cosmochemistry) เป็นการศึกษาลักษณะทางเคมีที่พบในระบบสุริยะ รวมถึงกำเนิดของธาตุและการเปลี่ยนแปลงสัดส่วนของไอโซโทป ทั้งสองสาขานี้คาบเกี่ยวกันระหว่างศาสตร์ทางเคมีและดาราศาสตร์ สถาบันชีววิทยาศาสตร์โมเลกุล มหาวิทยาลัยมหิดล
"สถาบันอณูชีววิทยาและพันธุศาสตร์" จัดตั้งขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2540 ตามประกาศในราชกิจจานุเบกษา ลงวันที่ 2 ตุลาคม พ.ศ. 2540 เพื่อเป็นแหล่งผลิต วิจัย พัฒนาและเป็นหน่วยงานกลางทางวิชาการด้านอณูวิทยาพันธุศาสตร์ และพันธุศาสตร์  เรณูวิทยา
เรณูวิทยา</b>ในชั้นหิน (English: Stratigraphic palynology or Geological palynology) เป็นวิทยาศาสตร์ที่นักธรณีวิทยาศึกษาเกี่ยวกับเรณูสัณฐานของสิ่งมีชีวิตปัจจุบันและซากดึกดำบรรพ์เพื่อศึกษาหาอายุเปรียบเทียบและการลำดับชั้นหิน จากซากเหลือของ ละอองเรณู(pollen) สปอร์(spores) ไดโนแฟลกเจลเลต(dinoflagellatesc และระยะซีสต์:hypnozygote) อาคริทาร์ช(acritarchs) ไคตินโนซัว(chitinozoans) และสโคเลโคดอนต์(scolecodonts) รวมไปถึงอินทรีย์วัตถุ(other microfossils)และเคอโรเจนที่มีลักษณะเฉพาะที่พบในตะกอนและหินตะกอน บางครั้งการศึกษาเรณูสัณฐาน(Palynomorphs)จะรวมถึงการศึกษาไดอะตอม(diatom) ฟอแรมมินิเฟอรา(microforaminifera) หรือสิ่งมีชีวิตอื่นที่มีโครงร่างภายนอกเป็นสารพวกซิลิก้าและเนื้อปูน(อ้างอิงจากPalynology at U of AZ) นิเวศวิทยา
ดินเป็นชั้นบนสุดของที่อยู่อาศัยของแร่และสิ่งสกปรกอินทรีย์ที่ครอบคลุมพื้นผิวของโลก มันเป็นหัวหน้าศูนย์กลางการจัดระเบียบของฟังก์ชันส่วนใหญ่ของระบบนิเวศ และมันเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในด้านวิทยาศาสตร์และนิเวศวิทยาการเกษตร การสลายตัวของสารอินทรีย์ที่ตายแล้ว (เช่นใบไม้บนพื้นป่า) ส่งผลให้ดินมีแร่ธาตุและสารอาหารที่ป้อนเข้าสู่การผลิตของพืช ทั้งหมดทั้งปวงของระบบนิเวศดินของโลกถูกเรียกว่า pedosphere ที่ชีวมวลขนาดใหญ่ของความหลากหลายทางชีวภาพของโลกจัดวางเป็นระดับของห่วงโซ่อาหาร ตัวอย่างเช่นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่กินและฉีกใบไม้ขนาดใหญ่จะสร้างชิ้นอาหารคำขนาดเล็กสำหรับสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กในห่วงโซ่ของอาหาร โดยรวมแล้วสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เป็นผู้บริโภคซากอินทรีย์ () ที่ควบคุมการก่อตัวของดิน รากของต้นไม้ เชื้อรา แบคทีเรีย หนอน มด เต่าทอง ตะขาบ แมงมุม สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นก สัตว์เลื้อยคลาน ครึ่งบกครึ่งน้ำ และสัตว์อื่นๆที่คุ้นเคยน้อยทั้งหมดจะทำงานเพื่อสร้างเครือข่ายโภชนาการของชีวิตในระบบนิเวศของดิน ดินจะก่อตัวเป็น ลักษณะที่แสดงออกให้เห็นเช่นสูงต่ำดำขาวตามสภาพแวดล้อมและพันธุกรรมที่ประกอบขึ้นจากหลายส่วน () ในที่ซึ่งสารอนินทรีจะถูกห่อหุ้มเป็นสรีรวิทยาของชุมชนทั้งหมด เมื่อสิ่งมีชีวิตกินอาหารและอพยพผ่านดิน พวกมันทำการโยกย้ายวัสดุต่างๆไปด้วย กระบวนการทางนิเวศนี้เรียกว่าความปั่นป่วนทางชีว () ซึ่งเป็นการเติมอากาศให้กับดินและกระตุ้นการเจริญเติบโตและการผลิต โภชนาการผสมที่แตกต่างกัน () จุลินทรีย์ในดินได้รับอิทธิพลจากไดนามิกโภชนาการของระบบนิเวศและป้อนกลับไปยังระบบนิเวศ ไม่มีแกนเดียวของความสัมพันธ์ระหว่างเหตุและผลที่สามารถมองเห็นได้ในการแยกความแตกต่างของระบบทางชีวภาพออกจากระบบธรณีสัณฐานวิทยาในดิน การศึกษาด้านนิเวศโบราณ () ของดินมีการจัดวางให้ต้นกำเนิดสำหรับความปั่นป่วนทางชีวะอยู่ในช่วงระยะเวลาก่อนช่วง Cambrian เหตุการณ์อื่นๆเช่นวิวัฒนาการของต้นไม้และการล่าอาณานิคมของที่ดินในช่วงเวลา Devonian มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาในช่วงต้นของระบบโภชนาการทางนิเวศในดิน การุณยฆาต
การุณยฆาต[1] (ศัพท์นิติศาสตร์) หรือ ปรานีฆาต[1] (ศัพท์แพทยศาสตร์) (English: Euthanasia หรือ Mercy Killing) หรือ แพทยานุเคราะหฆาต (English: Physician-assisted suicide) หมายถึง ชีววิทยาวิวัฒนาการ
ชีววิทยาวิวัฒนาการ () เป็นสาขาย่อยของชีววิทยาที่ศึกษากระบวนการวิวัฒนาการที่ได้สร้างความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตบนโลก เริ่มตั้งแต่สิ่งมีชีวิตที่เป็นบรรพบุรุษร่วมเดียวกัน
กระบวนการนี้รวมทั้ง การคัดเลือกโดยธรรมชาติ การสืบเชื้อสายร่วมกัน และการเกิดสปีชีส์
สาขานี้พัฒนามาจากการศึกษาที่นักชีววิทยาชาวอังกฤษ เซอร์ จูเลียน ฮักซ์ลีย์ เรียกว่า modern evolutionary synthesis (ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1930) ซึ่งก็เป็นความรู้จากสาขาอื่น ๆ ทางชีววิทยาที่มีอยู่แล้วแต่ยังไม่ได้นำมารวมกันเป็นต้นว่าพันธุศาสตร์ นิเวศวิทยา systematics และบรรพชีวินวิทยา อะตอม
"อะตอม" มาจากภาษากรีกว่า ἄτομος/átomos, α-τεμνω ซึ่งหมายความว่า ไม่สามารถแบ่งได้อีกต่อไป หลักการของอะตอมในฐานะส่วนประกอบที่เล็กที่สุดของสสารที่ไม่สามารถแบ่งได้อีกต่อไปถูกเสนอขึ้นครั้งแรกโดยนักปรัชญาชาวอินเดียและนักปรัชญาชาวกรีก ซึ่งจะตรงกันข้ามกับปรัชญาอีกสายหนึ่งที่เชื่อว่าสสารสามารถแบ่งแยกได้ไปเรื่อย ๆ โดยไม่มีสิ้นสุด (คล้ายกับปัญหา discrete หรือ continuum) ในคริสต์ศตวรรษที่ 17-18 นักเคมีเริ่มวางแนวคิดทางกายภาพจากหลักการนี้โดยแสดงให้เห็นว่าวัตถุหนึ่งๆ ควรจะประกอบด้วยอนุภาคพื้นฐานที่ไม่สามารถแบ่งแยกได้อีกต่อไป ระหว่างช่วงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 และต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 นักฟิสิกส์ค้นพบส่วนประกอบย่อยของอะตอมและโครงสร้างภายในของอะตอม ซึ่งเป็นการแสดงว่า "อะตอม" ที่ค้นพบตั้งแต่แรกยังสามารถแบ่งแยกได้อีก และไม่ใช่ "อะตอม" ในความหมายที่ตั้งมาแต่แรก กลศาสตร์ควอนตัมเป็นทฤษฎีที่สามารถนำมาใช้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของอะตอมได้เป็นผลสำเร็จ[2][3] อณูชีววิทยา
นักวิจัยทางด้านอณูชีววิทยาใช้ความรู้และเทคนิคจากหลายสาขาในงานวิจัย เช่น ชีวเคมี พันธุศาสตร์ ชีววิทยาเชิงฟิสิกส์ และคอมพิวเตอร์ รวมกันเพื่อสร้างองค์ความรู้ในอณูชีววิทยา อะตอม
ตามความเข้าใจในปัจจุบัน อะตอมเป็นวัตถุขนาดเล็กที่มีมวลน้อยมาก เราสามารถสังเกตการณ์อะตอมเดี่ยว ๆ ได้โดยอาศัยเครื่องมือพิเศษ เช่น กล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดในอุโมงค์ มวลประมาณ 99.9% ของอะตอมกระจุกรวมกันอยู่ในนิวเคลียส[note 1] โดยมีโปรตอนและนิวตรอนเป็นมวลที่เหลือประมาณเท่า ๆ กัน ธาตุแต่ละตัวจะมีอย่างน้อยหนึ่งไอโซโทปที่มีนิวเคลียสซึ่งไม่เสถียรและเกิดการเสื่อมสลายโดยการแผ่รังสี ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดการแปรนิวเคลียสที่ทำให้จำนวนโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสเปลี่ยนแปลงไป[4] อิเล็กตรอนที่โคจรรอบอะตอมจะมีระดับพลังงานที่เสถียรอยู่จำนวนหนึ่งในลักษณะของวงโคจรอะตอม และสามารถเปลี่ยนแปลงระดับไปมาระหว่างกันได้โดยการดูดซับหรือปลดปล่อยโฟตอนที่สอดคล้องกับระดับพลังงานที่ต่างกัน อิเล็กตรอนเหล่านี้เป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางเคมีของธาตุ และมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางแม่เหล็กของอะตอม ยีน
ยีน, จีน หรือ สิ่งสืบต่อพันธุกรรม (; ) คือลำดับดีเอ็นเอหรืออาร์เอ็นเอที่สามารถถอดรหัสออกมาเป็นโมเลกุลหนึ่งๆ ที่สามารถทำหน้าที่ได้ โดยปกติแล้วดีเอ็นเอจะถูกถอดรหัสออกมาเป็นอาร์เอ็นเอ แล้วอาร์เอ็นเอนั้นอาจทำหน้าที่ได้เองโดยตรง หรือเป็นแบบให้กับขั้นตอนการแปลรหัส ซึ่งเป็นการสร้างโปรตีนเพื่อทำหน้าที่ต่อไปก็ได้ การถ่ายทอดยีนไปยังทายาทของสิ่งมีชีวิตเป็นพื้นฐานที่สำคัญของการส่งต่อลักษณะไปยังรุ่นถัดไป ยีนต่างๆ เหล่านี้ประกอบกันขึ้นเป็นลำดับดีเอ็นเอเรียกว่าจีโนทัยป์หรือลักษณะพันธุกรรม ซึ่งเมื่อประกอบกับปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมและการเจริญเติบโตแล้วจะเป็นตัวกำหนดฟีโนทัยป์หรือลักษณะปรากฏ ลักษณะทางชีวภาพหลายๆ อย่างถูกกำหนดโดยยีนหลายยีน บางอย่างถูกกำหนดโดยปฏิสัมพันธ์ระหว่างยีนกับสิ่งแวดล้อม ลักษณะทางพันธุกรรมบางอย่างอาจปรากฏให้เห็นได้อย่างชัดเจน เช่น สีตา จำนวนแขนขา และบางอย่างก็ไม่ปรากฏให้เห็น เช่น หมู่เลือด ความเสี่ยงของการเกิดโรค รวมถึงกระบวนการทางชีวเคมีนับพันที่เป็นพื้นฐานของชีวิต บทนำวิวัฒนาการ
สาขาอณูอนุกรมวิธาน (molecular systematics) วัดความคล้ายคลึงกันของโมเลกุลเหล่านี้แล้วใช้ข้อมูลเพื่อแสดงว่า สิ่งมีชีวิตต่าง ๆ สัมพันธ์ทางวิวัฒนาการกันอย่างไร
ซึ่งช่วยสร้าง ต้นไม้ความสัมพันธ์ (relationship tree) เกี่ยวกับวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตในโลก
และช่วยไขความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตที่มีบรรพบุรุษร่วมกันในอดีตที่ไกล จนกระทั่งไม่ปรากฏรูปร่างอะไร ๆ เหมือนกันภายนอก
การคัดเลือกพันธุ์เป็นการเพาะพันธุ์พืชและสัตว์เลี้ยงโดยเฉพาะ
มนุษย์เป็นผู้กำหนดว่า สัตว์หรือพืชไหนจะสืบพันธุ์ต่อไป และพืชสัตว์รุ่นลูกหน่วยไหนจะรอดชีวิต
ดังนั้น จึงเป็นผู้กำหนดยีนที่ถ่ายทอดต่อไปยังสิ่งมีชีวิตรุ่นต่อ ๆ ไป
การคัดเลือกพันธุ์โดยทำขึ้น (artificial selection) เช่นนี้มีผลสำคัญต่อวิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยง
ยกตัวอย่างเช่น มนุษย์ได้สร้างสุนัขพันธุ์ต่าง ๆ โดยการคัดเลือกพันธุ์
ขนาดที่ต่างกันระหว่างสุนัขพันธุ์ชีวาวากับเกรตเดนเป็นผลของการคัดเลือกพันธุ์โดยทำขึ้น
และถึงแม้จะมีลักษณะร่างกายที่ต่างกันมาก สุนัขทั้งหมดก็วิวัฒนาการมาจากหมาป่าที่มนุษย์เริ่มไม่เกิน 15,000 ปีก่อนได้ปรับมาเป็นสัตว์เลี้ยง นิวเคลียส
นิวเคลียสของอะตอม (English: atomic nucleus) - ส่วนใจกลางของอะตอมของธาตุทุกชนิด ส่วนนี้ประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานที่สำคัญ ๒ ชนิด คือ โปรตอน และ นิวตรอน (สำหรับอะตอมของไฮโดรเจนธรรมดา นิวเคลียสมีแต่โปรตอนเท่านั้น ไม่มีนิวตรอน), ส่วนที่สำคัญยิ่งของเซลล์ ลักษณะเหนียวข้นเป็นก้อนประกอบด้วยส่วนย่อย ๆ อีกหลายชนิด มักอยู่ตอนกลางของเซลล์ที่ยังอ่อนอยู่ และอาจร่นไปอยู่ริมเซลล์เมื่อแก่เข้า นิวเคลียสของเซลล์ (cell nucleus) - ออร์แกเนลล์ที่พบในเซลล์ยูแคริโอต ซึ่งเห็นได้เมื่อมองผ่านกล้องจุลทรรศน์ ในเบื้องต้นจะมีโครโมโซมของเซลล์นั้นๆ นิวเคลียส (ระบบประสาท) - กลุ่มของเซลล์ประสาทในระบบประสาทส่วนกลาง นิวเคลียสของดาวหาง (comet nucleus) - แกนแข็งในใจกลางของดาวหาง นิวเคลียสของดาราจักร (galaxy nucleus) - พื้นที่ใจกลางของดาราจักร ชีววิทยาการเจริญ
ชีววิทยาการเจริญ () เป็นการศึกษากระบวนการที่สิ่งมีชีวิตเจริญและเติบโต ชีววิทยาการเจริญในสมัยใหม่จะเน้นการศึกษาเกี่ยวกับการควบคุมทางพันธุกรรมต่อการเจริญเติบโตของเซลล์ การเปลี่ยนแปลงของเซลล์ และการเกิดสัณฐาน ซึ่งเป็นกระบวนการที่ทำให้เกิดเนื้อเยื่อ, อวัยวะ และกายวิภาคศาสตร์ ชีววิทยา
หลักทฤษฎีเซลล์ (Cell Theory). ซึ่งทฤษฎีนี้ระบุว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหลายจะต้องประกอบไปเซลล์อย่างน้อยหนึ่งเซลล์ ซึ่งเซลล์ถือว่าเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่สุดของการทำงานในสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ กระบวนการทางกลศาสตร์และทางเคมีต่างก็ล้วนอาศัยเซลล์เป็นตัวขับเคลื่อนกระบวนการเช่นเดียวกัน ทั้งเชื่อว่าเซลล์สามารถเกิดจากเซลล์ต้นกำเนิด (perexisting cells) ได้เท่านั้น หลักวิวัฒนาการ (Evolution). เชื่อในการเลือกสรรของธรรมชาติ (natural selection) และการถ่ายทอดทางพันธุกรรม หลักทฤษฎีพันธุกรรม (Gene Theory). เชื่อว่าลักษณะทางพันธุกรรมนั้น ถูกเก็บเป็นรหัสสิ่งมีชีวิตใน DNA ในยีนอันเป็นมูลฐานแห่งการถ่ายทอดพันธุกรรม หลักภาวะธำรงดุล (Homeostasis). เป็นหลักที่เชื่อในการรักษาสมดุลของสิ่งมีชีวิต ในการปรับระบบภาวะแวดล้อมทั้งทางฟิสิกส์และเคมีของระบบภายในสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับระบบภายนอกสิ่งมีชีวิต มวลชีวภาพ
มวลชีวภาพ หรือ ชีวมวล (biomass) คือสารอินทรีย์ที่เป็นแหล่งกักเก็บพลังงานจากธรรมชาติและสามารถนำมาใช้ผลิตพลังงานได้ เช่น เศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร หรือกากจากกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมการเกษตร เช่น ชีวมณฑล
ภายใต้นิยามที่กว้างที่สุดในทางชีวกายภาพของดาวเคราะห์ (biophysiological) ชีวมณฑล คือ ระบบนิเวศในระดับดาวเคราะห์ที่ควบรวมเอาสิ่งมีชีวิตทั้งหมด และความสัมพันธ์ทั้งระหว่างกันเอง กับทั้งปฏิสัมพันธ์กับองค์ประกอบต่างๆของธรณีภาค ปฐพีภาค อุทกภาค และชั้นบรรยากาศ มาไว้ด้วยกัน มีการสันนิษฐานว่าชีวมณฑลมีการวิวัฒนาการ มาตั้งแต่ต้นกำเนิดของชีวิตบนโลก ไม่ว่าจะเป็นกระบวนการกำเนิดชีวิตจากสิ่งไร้ชีวิต (biopoiesis) หรือ กระบวนการกำเนิดชีวิตจากสิ่งมีชีวิต (biogenesis) ซึ่งเริ่มต้นขึ้นอย่างน้อยเมื่อ 3.5 พันล้านปีก่อน ธรรมชาติ
ธรรมชาติ ในความหมายอย่างกว้างสุด เทียบเท่ากับโลกธรรมชาติ โลกกายภาพ หรือโลกวัตถุ "ธรรมชาติ" หมายถึง ปรากฏการณ์ของโลกกายภาพ และยังหมายถึงชีวิตโดยรวม มีขนาดตั้งแต่เล็กกว่าอะตอมไปจนถึงจักรวาล ชีววิทยา
การศึกษาโครงสร้างพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต เช่นเซลล์ ยีน การศึกษาการทำงานของโครงสร้างต่าง ๆ ตั้งแต่ระดับเนื้อเยื่อ ระดับอวัยวะ จนถึงระดับร่างกาย การศึกษาประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิต เช่น วิวัฒนาการ การศึกษาความสัมพันธ์ในระหว่างสิ่งมีชีวิต เช่น การพึงพาอาศัยกัน การเกือกุลของสิ่งมีชีวิต การแปลงพันธุ์ (พันธุศาสตร์)
ในอณูชีววิทยา การแปลงพันธุ์ () คือการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของเซลล์ที่ได้จากการรับเอาสารพันธุกรรม (DNA) จากภายนอก เข้ามาเป็นส่วนหนึ่งของพันธุกรรมของเซลล์ และมีการแสดงออกของพันธุกรรมนั้น นำชัย ชีววิวรรธน์
เมื่อจบการศึกษาแล้ว ดร.นำชัย ชีววิวรรธน์ ทำงานเป็นนักวิจัยอยู่หน่วยพันธุวิศวกรรมจุลินทรีย์ (Microbial Genetic Engineering Unit) ซึ่งเป็นหน่วยวิจัยในความร่วมมือของศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพ กับ ศ.ดร.สกล พันธุ์ยิ้ม ผู้อำนวยการสถาบันอณูชีววิทยาและพันธุศาสตร์ ม.มหิดล ในขณะนั้น ปัจจุบันนี้ ห้องปฏิบัติการนี้ย้ายมาอยู่ภายใต้การบริหารจัดการของหน่วยปฏิบัติการวิจัยกลาง ไบโอเทค 
ปัจจุบัน ทำงานด้านการสื่อสารวิทยาศาสตร์ เคยมีงานเขียนด้านวิทยาศาสตร์ลงในนิตยสาร Science World โลกวิทยาศาสตร์ (เลิกผลิตแล้ว) ปัจจุบัน มีงานเขียนลงเป็นระยะๆ ในนิตยสารอัปเดต, นิตยสาร สารคดี (คอลัมน์ วิทย์(ทด)ลองของ) และคอลัมน์ โลกในมือคุณ ในหนังสือพิมพ์กรุงเทพธุรกิจ  ความหลากหลายทางชีวภาพ
ความหลากหลายทางชีวภาพ (English: biodiversity) หมายถึง การมีสิ่งมีชีวิตน้อยนิด พันธุ์ในระบบนิเวศอันเป็นแหล่งที่อยู่อาศัย ซึ่งมีมากมายและแตกต่างกันทั่วโลก หรือง่าย ๆ คือ การที่มีชนิดพันธุ์ (species) สายพันธุ์ (genetics) และระบบนิเวศ (ecosystem) ที่แตกต่างหลากหลายบนจักรวาล ชีวิต
ชีวิต คือสถานะที่แยกสิ่งมีชีวิตหรืออินทรีย์ออกจากสิ่งไม่มีชีวิตหรืออนินทรีย์และสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้ว สิ่งมีชีวิตเติบโตผ่านกระบวนการสันดาป การสืบพันธุ์และ การปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม สิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดสามารถพบได้ในชีวมณฑลของโลก ส่วนประกอบทั่วไปของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ - พืช สัตว์ เห็ดรา โพรทิสต์ อาร์เคีย และ แบคทีเรีย - คือ เซลล์ที่มีส่วนของน้ำและคาร์บอนเป็นหลัก และ เซลล์แหล่านี้ถูกเรียบเรียงอย่างซับซ้อนตามข้อมูลจากหน่วยพันธุกรรม สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เข้าสู่กระบวนการสันดาป เพิ่มความสามารถในการเจริญเติบโต ตอบสนองต่อสิ่งรอบตัว และ มีการปรับตัวและวิวัฒนาการโดยการผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติ สิ่งที่มีคุณสมบัติเหล่านี้เท่านั้นที่ถือว่าเป็นสิ่งมีชีวิต ปรัชญา
อภิปรัชญาเป็นศัพท์บัญญัติของคำว่า Metaphysics หมายถึงศาสตร์ที่ว่าด้วยความเป็นจริงหรือสารัตถะ (Reality Essence) มีปรัชญาอีกสาขาหนึ่งที่มีเนื้อหาเกี่ยวข้องกับ Metaphysics คือ Ontology แปลว่า ภววิทยา ซึ่งเป็นศาสตร์ที่ว่าด้วยความมี (being) ศาสตร์ทั้งสองนี้มีความเกี่ยวข้องกันเพราะว่า Metaphysics คือ ศาสตร์ที่ว่าด้วยความแท้จริงหรือสารัตถะว่ามีจริงหรือไม่ Ontology ก็ศึกษาเรื่องความมีอยู่ของความแท้จริง หรือสารัตถะนั้นเป็นจริงอย่างไรโดยทั่วไปถือว่าศาสตร์ทั้งสองนี้ศึกษาเรื่องเดียวกัน คือ ความมีอยู่ของความแท้จริง หรือความแท้จริงที่มีอยู่ เพราะฉะนั้นจึงถือว่าศาสตร์ทั้งสองเป็นเรื่องเดียวกัน อภิปรัชญาเป็นการศึกษาปรัชญาที่เกี่ยวข้องกับสิ่งที่อยู่นอกเหนือจากการเห็นทั่ว ๆ ไป หรือความรู้ที่อยู่นอกเหนือการรู้เห็นใด ๆ แต่สามารถรู้และเข้าใจด้วยเหตุผล การอุบัติ
ในสาขาปรัชญา ทฤษฎีระบบ วิทยาศาสตร์ และศิลปะ การอุบัติ
หรือ คุณสมบัติอุบัติ
เป็นกระบวนการที่สิ่งที่ใหญ่และซับซ้อนกว่า เกิดขึ้นอาศัยปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งที่เล็กและง่ายกว่า 
โดยสิ่งที่ใหญ่กว่าจะมีคุณสมบัติซึ่งสิ่งที่เล็กกว่าไม่มี
การอุบัติเป็นหลักของทฤษฏีต่าง ๆ เกี่ยวกับระดับบูรณาการ (integrative level) และระบบซับซ้อน
ยกตัวอย่างเช่น ปรากฏการณ์ของ "สิ่งมีชีวิต" ที่ศึกษาในสาขาชีววิทยา เป็นคุณสมบัติอุบัติของกระบวนการทางเคมีและทางจิตวิทยา 
เช่นเดียวกัน เศรษฐกิจและกฎหมายเป็นปรากฏการณ์ที่อุบัติจากปรากฏการณ์ทางจิตวิทยา เซคันด์ไลฟ์
ผู้อาศัยแต่ละคนจะปรากฏตัวเป็นอวตา (avatar มักย่อว่า "av, avi, ava") อวตารแบบพื้นฐานคือรูปแบบมนุษย์ชายหญิง ที่สามารถปรับแต่งลักษณะทางกายภาพได้อย่างกว้างขวาง เช่น รูปร่าง ความอ้วนความผอม สีผิว นัยน์ตา ทรงผม รวมทั้งเสื้อผ้า แว่นตา รองเท้า กำไลหรือแหวน เป็นต้น นอกเหนือจากนั้นผู้อาศัยยังสามารถปรับแต่งอวตารให้เป็นสิ่งมีชีวิตอื่นที่คล้ายมนุษย์ สัตว์ มนุษย์ต่างดาว หรือเป็นหุ่นยนต์ก็ได้ ชีววิทยา
ชีววิทยาของเซลล์เป็นสาขาที่ศึกษาลักษณะทางสรีรวิทยาของเซลล์ รวมไปถึงพฤติกรรม ปฏิสัมพันธ์ และสิ่งแวดล้อมของเซลล์ ทั้งระดับจุลภาคและระดับโมเลกุล สาขาวิชานี้จะศึกษาวิจัยทั้งสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว อย่างเช่นแบคทีเรีย และเซลล์ที่ทำหน้าที่พิเศษในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ อย่างเช่นมนุษย์ ชีววิทยาของเซลล์
ชีววิทยาของเซลล์ หรือ วิทยาเซลล์ () เป็นวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับเซลล์ ทั้งในด้านคุณสมบัติทางสรีรวิทยา, โครงสร้าง, ออร์แกเนลล์ที่อยู่ภายใน, ปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม, วัฎจักรเซลล์, การแบ่งเซลล์, และการตายของเซลล์ [หรืออะพอพโทซิส (apoptosis)] การศึกษาคุณสมบัติของเซลล์ดังกล่าวเป็นการศึกษาในระดับจุลทรรศน์และระดับโมเลกุล การวิจัยในทางชีววิทยาของเซลล์นั้นกว้างขวางและหลากหลายมากตั้งแต่ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวอย่างแบคทีเรียไปจนถึงเซลล์ที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากมายในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ เช่นในมนุษย์ พันธุศาสตร์เชิงแสง
พันธุศาสตร์เชิงแสง
เป็นเทคนิคทางชีววิทยาซึ่งใช้แสงเพื่อควบคุมเซลล์ในเนื้อเยื่อที่ยังมีชีวิตอยู่โดยเฉพาะนิวรอน โดยจะเป็นเซลล์ที่ได้ดัดแปลงพันธุกรรมให้แสดงออกช่องไอออนที่ไวแสง
เป็นวิธีปรับเปลี่ยนระบบประสาทในประสาทวิทยาศาสตร์
ที่ผสมเทคนิคต่าง ๆ จากทัศนศาสตร์ (optics) และพันธุศาสตร์ เพื่อควบคุมและเฝ้าสังเกตการทำงานของเซลล์ประสาทเดี่ยว ๆ ภายในเนื้อเยื่อที่ยังมีชีวิตอยู่ (in vivo)
แม้กระทั่งภายในสัตว์ที่เคลื่อนไวได้ และเพื่อวัดผลที่ได้จากการควบคุมปรับเปลี่ยนในเวลาจริง
ตัวทำปฏิกิริยาสำคัญที่ใช้ในศาสตร์นี้ก็คือโปรตีนไวแสง
เพราะการควบคุมเซลล์ประสาทจะทำด้วยตัวกัมมันต์ (optogenetic actuators) เช่น channelrhodopsin, halorhodopsin, และ microbial rhodopsin
ในขณะที่การบันทึกแสงเนื่องจากการทำงานของเซลล์จะทำด้วยตัวรับรู้ (optogenetic sensors) ที่ใช้กับ calcium (GCaMP) กับการปล่อยสารสื่อประสาทจากถุงเล็ก (synapto-pHluorin) กับสารสื่อประสาท (GluSnFRs) หรือกับความต่างศักย์ข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ (Arc Lightning, ASAP1)
โดยการควบคุมและการบันทึกข้อมูลจะจำกัดอยู่ที่เซลล์ประสาทซึ่งดัดแปลงพันธุกรรม และจะจำกัดที่และเวลาโดยเฉพาะเพราะต้องอาศัยแสง
[[หมวดหมู่:ประสาทวิทยาศาสตร์]]
[[หมวดหมู่:เทคนิคจุลชีววิทยา]]
[[หมวดหมู่:เทคนิคทางวิทยาศาสตร์]]
[[หมวดหมู่:ไซเบอร์เนติกส์]]
[[หมวดหมู่:ทฤษฎีระบบควบคุม]]
[[หมวดหมู่:การประสานสมอง-คอมพิวเตอร์]]
[[หมวดหมู่:อุปกรณ์ทางประสาท]]
[[หมวดหมู่:อุปกรณ์บันทึกข้อมูล]]
[[หมวดหมู่:อุปกรณ์วิทยาศาสตร์]]
[[หมวดหมู่:อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ]]
[[หมวดหมู่:วิศวกรรมชีวภาพ]] ชีววิทยา
แนวคิดหลักของชีววิทยาคือ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีต้นกำเนิดร่วมกัน และมีการเปลี่ยนแปลงพัฒนาโดยกระบวนการที่เรียกว่า วิวัฒนาการเช่นลิงมาเป็นมนุษย์ ประสาทชีววิทยา
ประสาทชีววิทยา (English: Neurobiology) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับเซลล์ชนิดต่างๆ ในระบบประสาท และการจัดระเบียบของเซลล์เหล่านี้ให้สามารถทำงานเชื่อมต่อกันเป็นวงจรเพื่อใช้ประมวลผลข้อมูลและการแสดงออกทางพฤติกรรม ประสาทชีววิทยาเป็นแขนงวิชาย่อยของชีววิทยาและประสาทวิทยาศาสตร์ ประสาทชีววิทยาแตกต่างจากประสาทวิทยาศาสตร์ซึ่งเป็นสาขาวิชาที่กว้างและเกี่ยวข้องกับการศึกษาระบบประสาทในหลายรูปแบบ นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาประสาทชีววิทยาเรียกว่านักประสาทชีววิทยา (neurobiologist) อณูพันธุศาสตร์
อณูพันธุศาสตร์ (อังกฤษ: molecular genetics) เป็นแขนงหนึ่งของวิทยาศาสตร์ชีวภาพ ที่ว่าด้วยเรื่องพันธุกรรมระดับโมเลกุล หรือ ดีเอ็นเอ และ ยีน ซึ่งนำมาสามเข้าใจในเรื่องพันธุศาสตร์ อีกทั้งเกี่ยวข้องใกล้ชิดกับวิชาชีวเคมี และนำไปประยุกต์ใช้ในแบบของวิชาเทคโนโลยีชีวภาพ สมมติฐานโลกของ RNA
สมมติฐานโลกของ RNA (RNA world hypothesis) เป็นข้อเสนอเกี่ยวกับโลกที่สิ่งมีชีวิตมีอาร์เอ็นเอเป็นสารพันธุกรรม ซึ่งต่างจากโลกปัจจุบันที่สิ่งมีชีวิตมีสารพันธุกรรมเป็นดีเอ็นเอ อาร์เอ็นเอนี้สามารถเก็บรักษาข้อมูลได้คล้ายดีเอ็นเอ และสามารถเร่งปฏิกิริยาได้เหมือนเอนไซม์ ทำให้อาร์เอ็นเอสามารถดำเนินการต่างๆในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต หรือชีวิตก่อนเซลล์ได้ สมมติฐานนี้แสดงจุดกำเนิดของสิ่งมีชีวิตว่าเริ่มจากการเร่งปฏิกิริยาและเก็บข้อมูลด้วยอาร์เอ็นเอซึ่งเป็นวิวัฒนาการขั้นแรกของชีวิต  นิเวศวิทยา
สภาพแวดล้อมของระบบนิเวศจะรวมถึงพารามิเตอร์ทั้งทางกายภาพและคุณสมบัติทางชีววิทยา มันเป็นเรื่องที่เชื่อมโยงกันแบบไดนามิกและประกอบด้วยทรัพยากรสำหรับสิ่งที่มีชีวิตในทุกเวลาตลอดวงจรชีวิตของพวกมัน เหมือน "นิเวศวิทยา" คำว่า "สภาพแวดล้อม" มีความหมายทางความคิดที่แตกต่างกันและคาบเกี่ยวกับแนวคิดของ "ธรรมชาติ" สภาพแวดล้อม "... จะรวมถึงโลกทางกายภาพ โลกทางสังคมของความสัมพันธ์ของมนุษย์ และโลกที่ถูกสร้างขึ้นโดยมนุษย์" สภาพแวดล้อมทางกายภาพอยู่ด้านนอกของระดับขององค์กรทางชีวภาพภายใต้การตรวจสอบ รวมถึงปัจจัยทางอชีวนะเช่นอุณหภูมิ รังสีแสง สารเคมี สภาพภูมิอากาศและธรณีวิทยา สภาพแวดล้อมแบบชีวนะจะรวมถึงยีน เซลล์ สิ่งมีชีวิต สมาชิกของสายพันธุ์เดียวกัน (conspecifics) และสายพันธุ์อื่น ๆ ที่ใช้ที่อยู่อาศัยร่วมกัน วิศวกรรมชีวเวช
Bioinstrumentation เป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้ความรู้ทางอิเล็กทรอนิกส์หรือ คุณสมบัติทางไฟฟ้า ที่บอกจำนวนหรือปรับเปลี่ยนคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตในระดับอะตอมเซลล์ เนื้อเยื่อ หรือระดับอวัยวะ โดยใช้เครื่องมือ อุปกรณ์ หรือคอมพิวเตอร์ มาเป็นตัวกลางในการติดต่อกับเครื่องจักรกล ไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก หรือสัญญาณเสียง ซึ่งสร้างมาจากสิ่งมีชีวิต กระบวนการทำงานของอวัยวะต่าง ๆ ในร่างกายสิ่งมีชีวิต หรือมนุษย์ Biomaterials เป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับวัสดุธรรมชาติหรือวัสดุที่มนุษย์ทำขึ้นมา ที่ประกอบด้วยทั้งหมดหรือบางส่วนของโครงสร้างสิ่งมีชีวิต หรืออุปกรณ์ทางการแพทย์ ซึ่งแทนที่การทำงานของอวัยวะเดิมได้ อาทิ ลิ้นหัวใจเทียม Biomechanics เป็นการประยุกต์หลักทางกลศาสตร์เพื่อระบบของสิ่งมีชีวิต ซึ่งรวมถึงการวิจัยและการวิเคราะห์ทางกลศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตและการประยุกต์ ใช้หลักทางวิศวกรรมในสิ่งมีชีวิต Cellular, Tissue and Genetic Engineering วิศวกรรมเนื้อเยื่อเป็นส่วนหลักในส่วนของเทคโนโลยีชีวภาพ หนึ่งในเป้าหมายหลักของวิศวกรรมเนื้อเยื่อคือ การผลิตอวัยวะเทียมจากวัสดุชีวภาพสำหรับผู้ป่วยที่จำเป็นต้องใช้อวัยวะปลูก ถ่าย โดยวิศวกรในสาขาวิศวกรรมชีวการแพทย์มีหน้าที่ในการวิจัยเพื่อหาวิธีมาผลิต อาทิ กระเพาะปัสสาวะซึ่งมีการพัฒนากันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการและประสบความ สำเร็จแล้วในการปลูกถ่ายเข้าไปในผู้ป่วย อวัยวะเทียมที่นำมาใช้ได้ทั้งจากการสังเคราะห์และวัสดุชีวภาพ อาทิ ตับเทียม Clinical Engineering เป็นสาขาหนึ่งของวิศวกรรมชีวการแพทย์ในการในการพัฒนาอุปกรณ์ทางการแพทย์และ เทคโนโลยีต่าง ๆ ในสถานพยาบาล บทบาทหลักของ Clinical Engineering คือการให้ความรู้และควบคุมดูแลอุปกรณ์ทางการแพทย์ การเลือกเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ การควบคุมการผลิต Clinical Engineer ยังสามารถให้ข้อมูลและความร่วมมือกับผู้ผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ Medical Imaging เป็นสาขาที่ศึกษาเทคนิคหรือกระบวนการที่ใช้ในการสร้างภาพของร่างกายมนุษย์ หรือบางส่วนของร่างกาย และหน้าที่การทำงานร่างกาย เพื่อจุดประสงค์ทางคลินิก หรือทางวิทยาศาสตร์ทางการแพทย์ Orthopedic Engineering เป็นสาขาที่เน้นการทำให้โรคหรือการได้รับบาดเจ็บของระบบกล้ามเนื้อ และกระดูกทุเลาลง โดยการพัฒนาฟังก์ชันการทำงานทางกลศาสตร์ของวัสดุชีวภาพร่วมกับวิศวกรรม เนื้อเยื่อ Rehabilitation Engineering เป็นการประยุกต์ใช้ความรู้ทางวิศวกรรมมาออกแบบ พัฒนา ดัดแปลง ทดสอบ ประยุกต์ใช้ และเผยแพร่เทคโนโลยีเพื่อแก้ปัญหาการสูญเสียความสามารถต่าง ๆ ของร่างกาย (พิการ) งานวิจัยด้านนี้ครอบคลุมการเคลื่อนไหว การติดต่อสื่อสาร การได้ยิน การมองเห็น การจดจำ และการช่วยให้ผู้พิการสามารถทำกิจกรรมในชีวิตประจำวันได้ดีขึ้น Systems Physiology เป็นสาขาที่รวมศาสตร์ทางการแพทย์ด้านต่าง ๆ เพื่อศึกษาโครงสร้าง ฟังก์ชันการทำงานของเซลล์ เนื้อเยื่อ และอวัยวะที่อธิบายถึงพฤติกรรมของระบบสิ่งมีชีวิต โดยทั่วไปการคำนวณทางสรีรวิทยาได้จากการรวมเทคโนโลยีและฟังก์ชันการทำงาน ของอวัยวะต่าง ๆ ในร่างกายสิ่งมีชีวิต อาทิ การหมุนเวียนเลือด การหายใจ เมตาบอลิซึม กลศาสตร์ชีวภาพ ระบบภูมิคุ้มกัน ระบบต่อมไร้ท่อ และอื่น ๆ