ทางชีวภาพ หมายถึงอะไร ?
ความหลากหลายทางชีวภาพ
ความหลากหลายทางชีวภาพ (English: biodiversity) หมายถึง การมีสิ่งมีชีวิตน้อยนิด พันธุ์ในระบบนิเวศอันเป็นแหล่งที่อยู่อาศัย ซึ่งมีมากมายและแตกต่างกันทั่วโลก หรือง่าย ๆ คือ การที่มีชนิดพันธุ์ (species) สายพันธุ์ (genetics) และระบบนิเวศ (ecosystem) ที่แตกต่างหลากหลายบนจักรวาล
ชีววิทยา
พันธุศาสตร์เป็นสาขาที่ศึกษายีน พันธุกรรม และการผันแปรของสิ่งมีชีวิต ในการศึกษาวิจัยสมัยใหม่ มีเครื่องมือที่สำคัญในการศึกษาหน้าที่ของยีน หรือความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม ในสิ่งมีชีวิต ข้อมูลทางพันธุกรรมจะอยู่ในโครโมโซม ซึ่งข้อมูลจะแทนที่ด้วยโครงสร้างทางเคมีของโมเลกุลของดีเอ็นเอ การย่อยสลายทางชีวภาพ
การย่อยสลายทางชีวภาพคือกระบวนการที่นำสารอินทรีย์มาทำปฏิกิริยากับสารอนินทรีย์ ทำให้ย่อยสลายได้ ซึ่งอินทรียวัตถุจะเปลี่ยนเป็นแร่ธาตุ สารลดแรงตึงผิวซึ่งจะหลั่งออกมายังผิวด้านนอกโดยการทำงานของเซลล์จุลินทรีย์ เพื่อเพิ่มกระบวนการย่อยสลายทางชีวภาพ นิเวศวิทยา
ชีวภูมิศาสตร์ (การควบรวมกันของชีววิทยาและภูมิศาสตร์) คือการศึกษาเชิงเปรียบเทียบของการกระจายทางภูมิศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตและวิวัฒนาการที่สอดคล้องกันของลักษณะทางพันธุกรรมของพวกมันในพื้นที่และเวลา "วารสารชีวภูมิศาสตร์" ได้ก่อตั้งขึ้นในปี 1974 ชีวภูมิศาสตร์และนิเวศวิทยามีการแชร์รากทางวิชาการจำนวนมากของพวกมัน ตัวอย่างเช่น'ทฤษฎีของเกาะชีวภูมิศาสตร์'ที่พิมพ์โดยนักคณิตศาสตร์ Robert MacArthur และนักนิเวศวิทยา Edward O. Wilson ในปี 1967 ถือเป็นหนึ่งในพื้นฐานของทฤษฎีนิเวศ การย่อยสลายทางชีวภาพ
ใช้ครั้งแรกในบทความทางชีวภาพปี ค.ศ. 1961 ขณะที่ลูกจ้างอธิบายการสลายตัวของวัตถุที่มีส่วนประกอบของคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ด้วยจุลินทรีย์ ในปัจจุบันการย่อยสลายทางชีวภาพมีการส่งเสริมผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมที่เป็นส่วนหนึ่งของวงจรธรรมชาติของโลก และมีความสามารถในการย่อยสลายกลับไปเป็นธาตุธรรมชาติ เนื้อเยื่อ
เนื้อเยื่อที่พบได้ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์อื่น ๆ เช่น เนื้อเยื่อท่อลำเลียง (Vascular tissue) ในพืช เช่น ไซเล็ม (xylem) และ โฟลเอ็ม (phloem) เนื้อเยื่อพืชสามารถแบ่งได้กว้าง ๆ ออกเป็น 3 ระบบ คือ เนื้อเยื่อชั้นผิว (epidermis) , เนื้อเยื่อพื้น (ground tissue) และเนื้อเยื่อท่อลำเลียง (Vascular tissue) ทั้งหมดนี้เราเรียกรวมกันว่า มวลชีวภาพ (biomass) ชีววิทยาทางทะเล
มหาสมุทรเป็นบ้านของสิ่งมีชีวิตมากมายบนโลกนี้ ทว่าเพราะขนาดที่ใหญ่และความซับซ้อนของมหาสมุทรนั้นทำให้มีหลายๆส่วนที่ยังไม่ถูกสำรวจ ทั้งนี้เราจึงไม่สามารถคาดเดาจำนวนสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในมหาสมุทรทั้งหมดได้ ประมาณ 71% ของพื้นผิวโลกนั้นครอบคลุมด้วยมหาสมุทร ที่อยู่ของสิ่งมีชีวิตใต้น้ำที่มีการศึึกษาในชีววิทยาทางทะเลนั้นมีหลากหลายตั้งแต่ ในชั้นบางๆของแรงตึงผิว ระหว่างน้ำและชั้นบรรยากาศ ซึ่งเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิตเล็กๆ ไปจนถึง ร่องลึกก้นสมุทร ซึ่งสามารถมีความลึกได้มากกว่า 10,000 เมตรใต้ผิวน้ำ โดยจำเพาะตัวอย่างของที่อยู่อาศัยมีเช่น พืดหินปะการัง ป่าสาหร่ายเคลป์ (kelp forests) ทุ่งหญ้าทะเล ภูเขาไฟใต้น้ำ ปล่องไฮโดรเทอร์มอล แอ่งหิน พื้นโคลน พื้นทราย และ พื้นหินใต้ทะเล รวมไปถึงพื้นน้ำ (pelagic zone) ซึ่งปราศจากของแข็งและมีเพียงผิวน้ำที่เป็นขอบเขตที่สังเกตได้ สิ่งมีชีวิตที่ศึกษาก็มีตั้งแต่ ที่มีขนาดเล็กมากอย่าง แพลงก์ตอนพืช และ แพลงก์ตอนสัตว์ ไปจนถึง สัตว์ในไฟลัม ซีทาเซียซีทาเซีย (อันดับวาฬและโลมา) ซึ่งมีขนาดลำตัวยาวได้ถึง 30 เมตร หรือ 98 ฟุต ความยั่งยืน
ในวิชานิเวศวิทยา ความยั่งยืน () คือ ความสามารถในการคงทน เป็นวิธีที่ระบบชีววิทยายังคงความหลากหลายและมีผลผลิต (productive) ได้ไม่จำกัด พื้นที่ชุ่มน้ำและป่าที่อยู่นานเป็นตัวอย่างของระบบชีววิทยาที่ยั่งยืน ในคำที่ใช้ทั่วไปกว่า ความยั่งยืนคือ ความคงทนของระบบและกระบวนการ หลักการการจัดความยั่งยืน คือ การพัฒนาอย่างยั่งยืน ซึ่งรวมสี่โดเมน (domain) ที่เชื่อมสัมพันธ์กัน คือ นิเวศวิทยา เศรษฐศาสตร์ การเมืองและวัฒนธรรม  ชีววิทยา
การศึกษาโครงสร้างพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต เช่นเซลล์ ยีน การศึกษาการทำงานของโครงสร้างต่าง ๆ ตั้งแต่ระดับเนื้อเยื่อ ระดับอวัยวะ จนถึงระดับร่างกาย การศึกษาประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิต เช่น วิวัฒนาการ การศึกษาความสัมพันธ์ในระหว่างสิ่งมีชีวิต เช่น การพึงพาอาศัยกัน การเกือกุลของสิ่งมีชีวิต บทนำวิวัฒนาการ
วิวัฒนาการเป็นทฤษฎีวิทยาศาสตร์หลัก ที่ชีววิทยาตลอดจนศาสตร์อื่น ๆ อีกมากใช้เพื่อเข้าใจชีวิต
รวมทั้งแพทยศาสตร์ จิตวิทยา ชีววิทยาเพื่อการอนุรักษ์ (conservation biology) มานุษยวิทยา นิติเวชศาสตร์ เกษตรกรรม และการประยุกต์ใช้ทางสังคมและวัฒนธรรมอื่น ๆ ชีวนิเวศ
ไบโอมในน้ำ (aquatic biomes) ที่พบเป็นองค์ประกอบหลักในไบโอสเฟียร์นั้น ประกอยด้วย ไบโอมแหล่งน้ำจืด (freshwater biomes) และไบโอมแหล่งน้ำเค็ม(marine biomes) และพบกระจายอยู่ทั่วเขตภูมิศาสตร์ในโลกนี้ 
โดย ทั่วไปประกอบด้วยแหล่งน้ำนิ่ง ซึ่งได้แก่ ทะเลสาบ สระ หนอง หรือบึง กับแหล่งน้ำไหล ซึ่งได้แก่ ธารน้ำไหลและแม่น้ำ เป็นต้น
โดยทั่วไปประกอบด้วยแหล่งน้ำเค็ม ซึ่งได้แก่ ทะเลและมหาสมุทร ซึ่งพบได้ในปริมาณมากถึงร้อยละ 71 ของพื้นที่ผิวโลก และมีความลึกมากโดยเฉลี่ยถึง 3,750 เมตร ไบโอมแหล่งน้ำเค็มจะแตกต่างจากน้ำจืดตรงที่มีน้ำขึ้นน้ำลงเป็นปัจจัยกายภาพสำคัญ
ช่วงรอยต่อของแหล่งน้ำจืดและน้ำเค็มที่มาบรรจบกัน ซึ่งมักจะพบตามปากแม่น้ำ การขึ้นลงของกระแสน้ำมีอิทธิผลต่อการเปลี่ยนแปลงค่าความเค็มของน้ำในแหล่ง น้ำกร่อยเป็นอย่างมาก ไบรโอโลยี
ไบรโอโลยี (; มาจากคำในภาษากรีก bryon แปลว่า มอสส์หรือลิเวอร์เวิร์ตและ logos แปลว่า การศึกษา) เป็นหนึ่งในสาขาของวิชาพฤกษศาสตร์ โดยเป็นการศึกษาพืชไม่มีท่อลำเลียงหรือไบรโอไฟต์ อันได้แก่มอสส์ ฮอร์นเวิร์ตและลิเวอร์เวิร์ต สาขานี้มักเกี่ยวข้องกับวิทยาไลเคน เนื่องจากสิ่งมีชีวิตทั้งสองชนิดมีลักษณะและวิถีชีวิตเฉพาะนิเวศคล้ายคลึงกัน แต่ไบรโอไฟต์และไลเคนไม่ได้อยู่ในอาณาจักรเดียวกัน ภูมิศาสตร์
ภูมิศาสตร์กายภาพเป็นสาขาที่มุ่งเน้นการศึกษาถึงสภาพทางภูมิศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์โลก เพื่อเข้าใจลักษณะและปัญหาของธรณีภาค อุทกภาค บรรยากาศ และชีวภาค นิเวศวิทยา
ความซับซ้อนมีการเข้าใจว่าเป็นความพยายามในคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่จำเป็นในการปะติดปะต่อชิ้นส่วนปฏิสัมพันธ์มากมายเกินความจุของหน่วยความจำซ้ำของจิตใจมนุษย์ รูปแบบทั่วโลกของความหลากหลายทางชีวภาพมีความซับซ้อน ความซับซ้อนทางชีวภาพนี้เกิดขึ้นจากอิทธิพลซึ่งกันและกันในหมู่กระบวนการทางนิเวศวิทยาที่ใช้งานและสร้างอิทธิพลต่อรูปแบบในระดับที่แตกต่างกันที่เกลี่ยเข้าหากัน เช่นพื้นที่ในช่วงการเปลี่ยนแปลงหรือ ecotones ที่กระจายภูมิทัศน์ ความซับซ้อนเกิดจากอิทธิพลซึ่งกันและกันในหมู่ระดับขององค์กรทางชีวภาพเมื่อพลังงานและสสารถูกรวมเข้าเป็นหน่วยที่ใหญ่กว่าที่ซ้อนทับลงบนชิ้นส่วนขนาดเล็กกว่า "สิ่งที่เป็นส่วนรวมทั้งหมด () ในระดับหนึ่งจะกลายเป็นหลายๆชิ้นส่วนของอีกระดับหนึ่งที่สูงกว่า" รูปแบบขนาดเล็กไม่จำเป็นต้องอธิบายปรากฏการณ์ของขนาดที่ใหญ่กว่า เพียงแต่แสดงเอาไว้ในสำนวน (ประกาศเกียรติคุณโดยอริสโตเติล) 'ผลรวมใหญ่กว่าชิ้นส่วน' ชีววิทยา
ชีววิทยาของเซลล์เป็นสาขาที่ศึกษาลักษณะทางสรีรวิทยาของเซลล์ รวมไปถึงพฤติกรรม ปฏิสัมพันธ์ และสิ่งแวดล้อมของเซลล์ ทั้งระดับจุลภาคและระดับโมเลกุล สาขาวิชานี้จะศึกษาวิจัยทั้งสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว อย่างเช่นแบคทีเรีย และเซลล์ที่ทำหน้าที่พิเศษในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ อย่างเช่นมนุษย์ นิเวศวิทยา
นิเวศวิทยา () (มาจากภาษากรีก: οἶκος "บ้าน"; -λογία, "การศึกษาของ" ) คือ การวิเคราะห์และการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ของปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมของสิ่งมีชีวิต ได้แก่ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตที่มีต่อกันและกัน และปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตที่มีกับสิ่งแวดล้อมแบบ'อชีวนะ' () ของสิ่งมีชีวิตนั้น หัวข้อนักนิเวศวิทยามักสนใจจะรวมถึงความหลากหลายทางนิเวศวิทยา การกระจาย ปริมาณ (ชีวมวล) จำนวน (ประชากร) ของสิ่งมีชีวิต เช่นเดียวกับการแข่งขันระหว่างพวกมันภายในและระหว่างระบบนิเวศ ปฏิสัมพันธ์ที่เป็นองค์ประกอบของระบบนิเวศมีลักษณะเป็นไดนามิค ซึ่งประกอบไปด้วย สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในระบบนิเวศ ชุมชนของสิ่งมีชีวิตที่พวกมันสร้างขึ้น และองค์ประกอบที่ไม่มีชีวิตของสภาพแวดล้อมของสิ่งมีชีวิต กระบวนการในระบบนิเวศ () เช่น การผลิตโดยผู้ผลิต (เช่น พืช สาหร่าย) การเกิดขึ้นของดิน () วัฏจักรสารอาหาร และกิจกรรมการสร้างสภาวะที่เหมาะสม () จะเป็นตัวกำหนดการไหลของพลังงานและสสารจากสถานะหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่งในระบบนิเวศ กระบวนการเหล่านี้จะทำงานอย่างเป็นปกติโดยสิ่งมีชีวิตที่มีบทบาทที่เฉพาะเจาะจงและความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศนั้น โดยความหลากหลายทางชีวภาพ () ที่หมายถึงความหลากหลายของสายพันธุ์ ของยีน และของระบบนิเวศ จะช่วยเพิ่มการบริการในระบบนิเวศ () ชีวนิเวศ
น้ำจืดและทะเล biomes อาจจะเป็นสิ่งที่สำคัญมากที่สุดของทุก biomes กลางน้ำเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่สำคัญ น้ำเป็นพื้นฐานของชีวิตที่จะสนับสนุนชีวิตและสายพันธุ์ที่นับไม่ถ้วนอยู่ในนั้นทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งของชีวิตของพวกเขา biomes น้ำจืดให้เรามีน้ำดื่มและน้ำเพื่อการชลประทานการเพาะปลูกของเรา มหาสมุทรของโลกมีผลกระทบที่ยิ่งใหญ่กว่าในสภาพภูมิอากาศโลกกว่าป่าทำ น้ำมีความจุสูงสำหรับความร้อนและเพราะโลกเป็นส่วนใหญ่ปกคลุมด้วยน้ำอุณหภูมิของบรรยากาศจะถูกเก็บไว้อย่างเป็นธรรมอย่างต่อเนื่องและสามารถรองรับชีวิต นอกจากนี้กำลังการผลิตสภาพภูมิอากาศบัฟเฟอร์มหาสมุทรมีหลายพันล้านแพลงก์ตอนการสังเคราะห์แสงซึ่งมีสัดส่วนมากที่สุดของการสังเคราะห์แสงที่เกิดขึ้นบนโลก โดยเหล่านี้มีอาจจะไม่ออกซิเจนเพียงพอที่จะสนับสนุนเช่นประชากรโลกมีขนาดใหญ่และชีวิตสัตว์ที่ซับซ้อน นิเวศวิทยา
ความซับซ้อนทั้งหลายทางนิเวศที่มนุษย์กำลังเผชิญอยู่ผ่านทางการแปลงทางเทคโนโลยีของ biome ของโลกได้เป็นสาเหตุให้เกิดยุค Anthropocene (ยุคหนึ่งในช่วงเวลาสำคัญในอดีตที่เริ่มขึ้นเมื่อกิจกรรมต่างๆของมนุษย์มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อระบบนิเวศของโลก) ชุดที่เป็นเอกลักษณ์ของสถานการณ์ทั้งหลายได้สร้างความจำเป็นสำหรับวิทยาศาสตร์แนวรวมใหม่ที่เรียกว่า'มนุษย์กับระบบธรรมชาติ' () ที่สร้างขึ้นบนสถานการณ์นั้น แต่เคลื่อนที่เกินจากสาขานิเวศวิทยาของมนุษย์ ระบบนิเวศผูกเข้ากับสังคมมนุษย์ผ่านทางหน้าที่การทำงานที่วิกฤตและครอบคลุมทั้งหมดของการสนับสนุนชีวิตที่พวกเขาค้ำจุนไว้ ในการรับรู้ของหน้าที่การทำงานเหล่านี้และความไม่สามารถของวิธีการประเมินมูลค่าทางเศรษฐกิจแบบดั้งเดิมที่จะเห็นค่าในระบบนิเวศ ได้มีการพุ่งขึ้นของการสนใจในทุนทางสังคมธรรมชาติซึ่งจัดหาวิธีการใส่มูลค่าในคลังและการใช้ข้อมูลและวัสดุอันเนื่องมาจากสินค้าและบริการของระบบนิเวศ ระบบนิเวศทำการผลิต ควบคุม บำรุงรักษา และให้ในสิ่งจำเป็นที่สำคัญและเป็นประโยชน์ต่อสุขภาพของมนุษย์ (ด้านกระบวนการการรับรู้และด้านสรีรวิทยา) เศรษฐกิจ, และแม้กระทั่งพวกมันยังจัดหาข้อมูลหรือฟังก์ชันอ้างอิงเป็นเหมือนห้องสมุดมีชีวิตที่ให้โอกาสสำหรับการพัฒนาวิทยาศาสตร์และขบวนการการรับรู้ในเด็กที่มีส่วนร่วมในความซับซ้อนของโลกธรรมชาติ ระบบนิเวศเกี่ยวข้องอย่างสำคัญกับนิเวศวิทยามนุษย์เนื่องจากพวกมันเป็นรากฐานที่ดีที่สุดของเศรษฐกิจโลกในขณะที่ทุกสินค้าและความสามารถในการแลกเปลี่ยนในที่สุดเกิดจากระบบนิเวศบนโลก 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 สายใยอาหาร
สายใยอาหาร หรือวัฏจักรอาหาร บรรยายความสัมพันธ์แบบการกินกันในชุมชนนิเวศวิทยา นักนิเวศวิทยาสามารถรวบรวมรูปแบบชีวิตทุกชนิดอย่างกว้างขวางเป็นหนึ่งในสองหมวดหมู่ที่เรียกว่า ระดับหรือลำดับขั้นการกินอาหาร ได้แก่ ) ออโตทรอพ และ 2) เฮเทโรทรอพ ในการบำรุงเลี้ยงร่างกาย การเจริญเติบโต การพัฒนา และเพื่อสืบพันธุ์ของพวกออโตทรอพผลิตอินทรีย์สารจากอนินทรีย์สาร รวมถึงทั้งแร่ธาตุและแก๊ส เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ ปฏิกิริยาเคมีเหล่านี้ต้องอาศัยพลังงาน ซึ่งมาจากดวงอาทิตย์เป็นหลักและส่วนใหญ่โดยการสังเคราะห์ด้วยแสง แม้ปริมาณน้อยมากมาจากปล่องไฮโดรเทอร์มอลและน้ำพุร้อน มีการไล่ระหว่างระดับการกินอาหารตั้งแต่ออโตทรอพสมบูรณ์ซึ่งมีแหล่งคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศเพียงแหล่งเดียว ไปจนถึงมิกโซทรอพ (เช่น พืชกินสัตว์) ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตออโตทรอพที่ได้รับอินทรีย์สารบางส่วนจากแหล่งอื่นนอกเหนือจากบรรยากาศ และเฮเทโรทรอพสมบูรณ์ซึ่งได้รับอินทรีย์สารโดยการกินออโตทรอพและเฮเทโรทรอพอื่น สายใยอาหารเป็นการแสดงหลากหลายวิธีการกินอย่างง่าย ซึ่งเชื่อมโยงระบบนิเวศเข้าด้วยกันเป็นระบบการแลกเปลี่ยนรวม มีความสัมพันธ์การกินกันหลายประเภทซึ่งสามารถแบ่งได้อย่างหยาบ ๆ เป็นการกินพืช กินสัตว์ กินซาก และภาวะปรสิต อินทรีย์สารบางอย่างที่กินโดยเฮเทโรทรอพ เช่น น้ำตาล ให้พลังงาน ออโตทรอพและเฮเทโรทรอพมีทุกขนาด ตั้งแต่ขนาดเล็กจนมองด้วยตาเปล่าไม่เห็นไปจนถึงหนักหลายตัน จากสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินไปจนถึงต้นไม้ยักษ์ และจากไวรัสไปจนถึงวาฬสีน้ำเงิน 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)) 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 พันธุวิศวกรรม
พันธุวิศวกรรมตามปกติไม่ได้รวมถึงการเพาะพันธ์สัตว์และการเพาะพันธ์พืชแบบดั้งเดิม, การปฏิสนธินอกร่างกาย (English: In vitro fertilisation), การเหนี่ยวนำของเซลล์ที่มีโครโมโซมเหมือนกันมากกว่าสองคู่ (English: polyploidy), การกลายพันธุ์และเทคนิคการละลายของเซลล์ที่ไม่ใช้กรดนิวคลีอิก recombinant หรือสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมในกระบวนการ[4]. อย่างไรก็ตามคณะกรรมาธิการยุโรปยังกำหนดพันธุวิศวกรรมในวงกว้างที่รวมทั้งการคัดเลือกพันธุ์และวิธีการอื่นๆของการเลือกประดิษฐ์[5]. การโคลนิงและการวิจัยเซลล์ต้นกำเนิด, แม้ว่าจะไม่ได้รับการพิจารณาว่าเป็นพันธุวิศวกรรม[6], ถูกนำไปสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดและพันธุวิศวกรรมสามารถนำมาใช้ภายในพวกมัน[7]. ชีววิทยาสังเคราะห์ (English: Synthetic biology) เป็นสาขาวินัยที่เกิดขึ้นใหม่ที่ใช้พันธุวิศวกรรมอีกขั้นหนึ่งไกลกว่าเดิมโดยการใช้สารพันธุกรรมสังเคราะห์เทียมจากวัตถุดิบให้เป็นสิ่งมีชีวิต[8]. ความตกลงชั่วคราว
เมื่อพิจารณาศัพท์ แปลว่า วิถี แนวทาง และ แปลว่า แห่งการมีชีวิต เมื่อรวมกันเข้าก็แปลตรงตัวว่า "วิถีชีวิต" ซึ่งเป็นนัยแสดงการผ่อนปรนระหว่างคู่กรณีที่มีความขัดแย้งกันเพื่อให้ดำเนินชีวิตกันต่อไปได้ สำนวนดังกล่าวมักจะใช้เฉพาะในโอกาสลำลองหรือสถานการณ์ชั่วครั้งชั่วคราวเกี่ยวกับเรื่องการเมือง ตัวอย่างเช่นเมื่อคู่กรณีสามารถทำความตกลงชั่วคราวเกี่ยวกับดินแดนอันเป็นกรณีพิพาท แม้ว่าจะมีความแตกต่างกันทางการเมืองหรือทางวัฒนธรรม แต่ทั้งสองฝ่ายก็สามารถยอมรับความแตกต่างของกันและกันได้โดยมีวัตถุประสงค์ในการดำเนินความคืบหน้าต่อไป ความคิดดังกล่าวเป็นหลักปรัชญาการเมืองของนักปรัชญาการเมืองชาวอังกฤษ จอห์น เอ็น. เกรย์ ปัญหาสิ่งแวดล้อม
ปัญหาสิ่งแวดล้อมต่างมีผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อชีวิตของมนุษย์ในด้านสิ่งแวดล้อมชีวกายภาพ แนวคิดเชิงสิ่งแวดล้อมนิยมเป็นการเคลื่อนไหวทางสังคมและสิ่งแวดล้อมรูปแบบหนึ่ง ที่ให้การสนับสนุน, การศึกษา และการเคลื่อนไหวด้านการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อม นิเวศวิทยา
สิ่งมีชีวิตอยู่ภายใต้แรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อม แต่พวกมันยังปรับเปลี่ยนที่อยู่อาศัยของพวกมันอีกด้วย ข้อเสนอแนะด้านกฎระเบียบระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมของพวกมันสามารถส่งผลกระทบต่อสภาพทั้งหลายตั้งแต่ระดับท้องถิ่น (เช่นบ่อตัวบีเวอร์) จนถึงระดับโลก ตลอดช่วงเวลาและแม้หลังจากการตาย เช่นท่อนไม้หรือแหล่งสะสมโครงกระดูกซิลิกาที่เริ่มเน่าจากสิ่งมีชีวิตในทะเล กระบวนการและแนวคิดของวิศวกรรมระบบนิเวศที่มีความเกี่ยวข้องกับการก่อสร้างสภาวะที่เหมาะสม แต่วิศวกรรมระบบนิเวศเกี่ยวข้องเท่านั้นกับการปรับเปลี่ยนทางกายภาพของที่อยู่อาศัยในขณะที่การก่อสร้างสภาวะที่เหมาะสมยังพิจารณาผลกระทบด้านวิวัฒนาการของการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพกับสภาพแวดล้อมและฟีดแบ็คสาเหตุในกระบวนการของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ วิศวกรระบบนิเวศจะถูกกำหนดเป็น "สิ่งมีชีวิตที่โดยทางตรงหรือทางอ้อมเป็นตัวกลางในการปรับความพร้อมของทรัพยากรให้กับสายพันธุ์อื่นๆ โดยทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาวะทางกายภาพในวัสดุแบบชีวนะหรืออชีวนะ ในการทำอย่างนั้น พวกมันปรับเปลี่ยน ดูแลรักษาและสร้างที่อยู่อาศัย" ชีววิทยา
สาขาวิชาพันธุศาสตร์เป็นการศึกษาการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตจากรุ่นหนึ่งไปสู่อีกรุ่นหนึ่ง สาขาวิชาพฤติกรรมวิทยาเป็นการศึกษาพฤติกรรมของกลุ่มสิ่งมีชีวิต สาขาวิชาพันธุศาสตร์ประชากรเป็นการศึกษาพันธุศาสตร์ในระดับประชากรของสิ่งมีชีวิต การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งกับสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่ง และระหว่างสิ่งมีชีวิตกับถิ่นที่อยู่อาศัย จัดอยู่ในสาขาวิชานิเวศวิทยาและชีววิทยาของวิวัฒนาการ จุลชีววิทยา
จุลชีววิทยา (English: Microbiology) คือการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตซึ่งมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ซึ่งเรียกว่าจุลินทรีย์ ได้แก่ แบคทีเรีย โปรโตซัว ไวรัส เชื้อรา และ สาหร่าย พันธุศาสตร์
จีโนมของสิ่งมีชีวิตหนึ่ง ๆ อาจเปลี่ยนไปได้มากเมื่อผ่านไปหลายรุ่น ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าวิวัฒนาการ การคัดเลือกการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์สามารถทำให้สิ่งมีชีวิตสปีชีส์หนึ่ง ๆ วิวัฒนาการไปจนมีความสามารถในการอยู่รอดในสิ่งแวดล้อมดีขึ้น เรียกว่าการปรับตัว สปีชีส์ใหม่เกิดจากกระบวนการการเกิดสายพันธุ์ใหม่ ส่วนใหญ่มักเป็นผลจากการแบ่งแยกจากภูมิศาสตร์ที่ทำให้ประชากรของสิ่งมีชีวิตเดียวกันไม่มีโอกาสแลกเปลี่ยนยีนซึ่งกันและกัน โดยวิชาที่นำเอาหลักการทางพันธุศาสตร์มาใช้ในการศึกษาชีววิทยาประชากรและวิวัฒนาการเรียกว่าการสังเคราะห์วิวัฒนาการสมัยใหม่ เกษตรกรรม
เกษตรกรรม (English: agriculture) เป็นการเพาะปลูกพืช เห็ดรา เลี้ยงสัตว์ และรูปแบบของชีวิตแบบอื่น ๆ เพื่อเป็นอาหาร เส้นใย เชื้อเพลิงชีวภาพ ยารักษาโรคและผลิตภัณฑ์อื่นเพื่อความยั่งยืนและเพิ่มสมรรถนะชีวิตมนุษย์[1] เกษตรกรรมเป็นพัฒนาการที่สำคัญในความเจริญของอารยธรรมมนุษย์ที่ไม่ย้ายที่อยู่ซึ่งการเพาะปลูกหรือเลี้ยงสัตว์ในสปีชีส์ที่ถูกทำให้เชื่องได้ผลิตอาหารส่วนเกิน ซึ่งช่วยหล่อเลี้ยงพัฒนาการของอารยธรรม การศึกษาด้านเกษตรกรรมถูกเรียกว่า เกษตรศาสตร์ ประวัติศาสตร์ของเกษตรกรรมย้อนกลับไปหลายพันปี และการพัฒนาของมันได้ถูกขับเคลื่อนโดยความแตกต่างอย่างมากของภูมิอากาศ วัฒนธรรมและเทคโนโลยี อย่างไรก็ตาม เกษตรกรรมทั้งหมดโดยทั่วไปพึ่งพาเทคนิคต่างๆเพื่อการขยายและบำรุงที่ดินที่เหมาะสมต่อการเลี้ยงสปีชีส์ที่ถูกทำให้เชื่อง สำหรับพืช เทคนิคนี้มักอาศัยการชลประทานบางรูปแบบ แม้จะมีหลายวิธีการของเกษตรกรรมในพื้นที่แห้งแล้งอยู่ก็ตาม ปศุสัตว์จะถูกเลี้ยงในระบบทุ่งหญ้าผสมกับระบบที่ไม่เป็นเจ้าของที่ดิน ในอุตสาหกรรมที่ครอบคลุมพื้นที่เกือบหนึ่งในสามของพื้นที่ที่ปราศจากน้ำแข็งและปราศจากน้ำของโลก ในโลกพัฒนาแล้วเกษตรอุตสาหกรรมที่ยึดการปลูกพืชเชิงเดี่ยวขนาดใหญ่ได้กลายเป็นระบบเกษตรกรรมสมัยใหม่ที่โดดเด่น แม้ว่าจะมีแรงสนับสนุนที่เพิ่มมากขึ้นสำหรับเกษตรกรรมแบบยั่งยืน รวมถึงเกษตรถาวรและเกษตรกรรมอินทรีย์ โพรทิสต์
โพรทิสต์ ( มาจากคำในภาษากรีกว่า protiston แปลว่า "สิ่งแรกสุด") หมายถึงจุลชีพยูแคริโอตหลากหลายกลุ่มใหญ่กลุ่มหนึ่ง ในอดีตกลุ่มโพรทิสต์มีสถานะเป็นอาณาจักร โพรทิสตา () ซึ่งรวมสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่ไม่สามารถจัดประเภทลงอาณาจักรอื่นได้เลย ซึ่งต่อมาก็ถูกคัดค้านในอนุกรมวิธานสมัยใหม่ มันอาจพิจารณาได้ว่าเป็นการรวมกลุ่มอย่างหลวม ๆ ของสิ่งมีชีวิต 30-40 ไฟลัมที่ผสมผสานกันต่าง ๆ นานาในเรื่องภาวะโภชนาการ กลไกของการเคลื่อนไหวเอง ผนังที่ห่อหุ้มเซลล์ และวงจรชีวิต  ชีวมณฑล
ชีวมณฑล () จาก "ชีวิต" และ σφαῖρα ("sphaira") หรือทรงกลม เป็นผลรวมทั่วโลกของระบบนิเวศทั้งหมด นอกจากนี้ยังสามารถที่เรียกว่าโซนของสิ่งมีชีวิตบนโลก ซึ่งเป็นระบบปิด (นอกเหนือจากรังสีจากดวงอาทิตย์ รังสีจักรวาล และความร้อนจากชั้นหินร้อนภายในของโลก) และระบบที่ปรับสมดุลตัวเองได้  ชีวิตด้านเพศ
ในเพศสภาพของมนุษย์ ชีวิตด้านเพศ หรือ เซ็กส์ไลฟ์ () เป็นส่วนหนึ่งของการมีอยู่ของบุคคลซึ่งอาจประกอบด้วยกิจกรรมทางเพศหรือแสดงถึงการขาดกิจกรรมทางเพศ โดยทั่วไปคำอาจมีความหมายแฝงและการตีความทางสังคมหลายแบบ แต่มักรวมถึงสิ่งเหล่านี้: ชีววิทยา
สรีรวิทยาเป็นสาขาที่ศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการทางกายภาพและทางชีวเคมีในสิ่งมีชีวิต เพื่อให้เข้าใจหน้าที่ของโครงสร้างต่าง ๆ ซึ่งเป็นหลักการสำคัญในการศึกษาทางชีววิทยา การศึกษาทางสรีรวิทยาสามารถแบ่งออกได้เป็นสรีรวิทยาของพืชและสรีรวิทยาของสัตว์ แต่หลักของสรีรวิทยาในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดล้วนแต่เหมือนกัน ตัวอย่างเช่น การศึกษาสรีรวิทยาของเซลล์ยีสต์สามารถประยุกต์ใช้กับการศึกษาในเซลล์มนุษย์ได้ สรีรวิทยาของสัตว์เป็นการศึกษาทั้งในมนุษย์และสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ สรีรวิทยาของพืชก็มีวิธีการศึกษาเช่นเดียวกับในสัตว์ มลพิษทางดิน
มลพิษทางดินมีผลเสียอย่างสำคัญต่อระบบนิเวศ มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของดินอย่างถึงรากซึ่งอาจเกิดจากการมีสารเคมีอันตรายหลายชนิดแม้มีสารนั้นในความเข้มข้นต่ำ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถแสดงออกเป็นการเปลี่ยนแปลงของเมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์และสัตว์ขาปล้องประจำถิ่นในดินนั้น ๆ ส่งผลให้มีการกำจัดห่วงโซ่อาหารปฐมภูมิบางส่วน ซึ่งอาจมีผลลัพธ์ใหญ่หลวงต่อผู้ล่าหรือผู้บริโภคต่อไป
ซึ่งผลกระทบภายในระบบนิเวศนั้นจะแบ่งได้เป็น 2 ส่วน จากสิ่งมีชีวิตที่มีการใช้ดินในการดำรงชีวิต ได้แก่
พืชทุกชนิดต้องอาศัยดินในการเจริญเติบโตทั้งนั้น หากมีการปนเปื้อนในดิน ซึ่งสาเหตุหลักมาจากกิจกรรมทางการเกษตรของมนุษย์ เช่น การใช้ยาปรับศัตรูพืชชนิดแอมโมเนียมซัลเฟต แล้วละลายน้ำจะถูกเปลี่ยนเป็นไนเตรท ( Nitrate ) ส่งผลโดยตรงต่อการดูดซึมแร่ธาตุอาหารของพืชจากดิน จากเดิมพืชใช้รากดูดซึมอาหารจากดิน กลายเป็นรากดูดซึมสารพิษจากดินเข้าไปแทนที่ ทำให้พืชมีการเจริญเติบโตที่ช้าลง เกิดการตกค้างของสารพิษในพืช ส่งผลให้อัตราการสร้างคลอโรฟิลล์ลดลง ใบพืชแห้งเหี่ยว ไม่มีดอกไม่มีผล จำนวนพืชค่อยๆลดลง และตายไป เมื่อพืชตายไปทำให้ดินขาดความสมดุล สามารถเกิดการผุกร่อน และพังทะลายของหน้าดินได้โดยง่าย ทำให้ดินขาดความอุดมสมบูรณ์
สัตว์หรือสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในดิน เช่น ไส้เดือน มด แบคทีเรียต่างๆ เป็นอีกสิ่งหนึ่งที่มีผลทำให้ดินมีความอุดมสมบูรณ์ ดินที่มีการปนเปื้อนจะส่งผลต่อห่วงโซ่อาหารของสัตว์ดังกล่าว ทำให้สัตว์ไม่สามารถใช้ดินในการสร้างอาหารได้ ไม่สามารถย่อยแบคทีเรียได้ ส่งผลต่อกระบวนการเมทาบอลิซึม ทำให้สัตว์และแบคทีเรียค่อยๆตายไป ทำให้ดินขาดความอุดมสมบูณ์  นิเวศวิทยา
แนวคิดด้านวิศวกรรมระบบนิเวศได้กระตุ้นความชื่นชมใหม่สำหรับอิทธิพลที่สิ่งมีชีวิตมีในระบบนิเวศและในกระบวนการวิวัฒนาการ คำว่า "การก่อสร้างสภาวะที่เหมาะสม" มักจะถูกนำมาใช้ในการอ้างอิงกับกลไกการฟีดแบ็คที่มีการชื่นชมต่ำเกินไปของการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่สื่อให้เห็นถึงแรงบนสภาวะที่เหมาะสมแบบอชีวนะ ตัวอย่างหนึ่งของการคัดเลือกโดยธรรมชาติผ่านทางวิศวกรรมระบบนิเวศเกิดขึ้นในรังของแมลงสังคม เช่นมด ผึ้ง ตัวต่อ และปลวก มีภาวะธำรงดุล () (โฮมีโอสเตซิส, การที่ร่างกายสามารถรักษาภาวะในร่างกายให้คงที่ เช่น อุณหภูมิ ความดันเลือด ความสมดุลของน้ำและเกลือแร่ เป็นต้น โดยไม่ให้เปลี่ยนแปลงไปตามสภาวะแวดล้อม เช่น ควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย ควบคุมสมดุลของน้ำและเกลือแร่ ความเป็นกรดเป็นด่าง ความเข้มข้นของสารต่าง ๆ ภายใน [พจนานุกรมศัพท์ สสวท.] หรือ ภาวะไม่ธำรงดุล () ฉุกเฉินในโครงสร้างของรังที่ควบคุม เก็บรักษาและปกป้องสรีรวิทยาของอาณานิคมทั้งหมด ตัวอย่างเช่นปลวกจะปั้นมูลดินเพื่อรักษาอุณหภูมิภายในให้คงที่ผ่านการออกแบบปล่องไฟปรับอากาศ โครงสร้างของตัวรังเองอาจอยู่ภายใต้แรงของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ นอกจากนี้รังยังสามารถอยู่รอดได้หลาย ๆ รุ่นต่อมาเพื่อให้ลูกหลานได้สืบทอดทั้งวัสดุทางพันธุกรรมและสภาวะที่เหมาะสมเดิมที่ถูกสร้างขึ้นก่อนเวลาของพวกมัน พฤกษศาสตร์
พฤกษศาสตร์ () หรือ ชีววิทยาของพืช () หรือ วิทยาการพืช,พืชศาสตร์ () เป็นสาขาวิชาหนึ่งของชีววิทยา ที่ศึกษาเกี่ยวกับพืชและการเจริญเติบโต พฤกษศาสตร์มีขอบเขตการศึกษาที่กว้างขวางครอบคลุมตั้งแต่พืช สาหร่าย และเห็ดรา ศึกษาทั้งในด้านโครงสร้าง การเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ เมแทบอลิซึม โรค และคุณสมบัติทางเคมีและความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการระหว่างกลุ่มต่าง ๆ การศึกษาทางด้านพฤกษศาสตร์เริ่มต้นจากความรู้ที่สืบต่อกันมา จากการจำแนกพืชที่กินได้ พืชสมุนไพรและพืชมีพิษ เป็นศาสตร์ที่เก่าแก่สาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ จากความสนใจในเรื่องพืชของบรรพบุรษทำให้ปัจจุบันจำแนกสิ่งมีชีวิตในด้านพฤกษศาสตร์มากกว่า 550,000 ชนิดหรือสปีชีส์ นิเวศวิทยา
ขนาดที่ใหญ่ที่สุดขององค์กรในเชิงนิเวศคือชีวมณฑล ซึ่งเป็นผลรวมของระบบนิเวศในโลก ความสัมพันธ์เชิงนิเวศน์จะควบคุมการไหลของพลังงาน สารอาหาร และสภาพภูมิอากาศตลอดทางขึ้นไปจนถึงขนาดของโลก ตัวอย่างเช่น ประวัติศาสตร์แบบไดนามิกของ CO ในบรรยากาศของโลกและองค์ประกอบ O ได้รับผลกระทบจากการไหลแบบ biogenic ของก๊าซที่มาจากการหายใจและการสังเคราะห์แสง ที่มีระดับของก๊าซที่ผันผวนอยู่ตลอดเวลาเมื่อเทียบกับนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการของพืชและสัตว์ ทฤษฎีทางนิเวศวิทยายังถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายปรากฏการณ์การกำกับดูแลที่เกิดขึ้นด้วยตัวเองในระดับของโลก ตัวอย่างเช่นสมมติฐานของ Gaia เป็นตัวอย่างของความเป็นองค์รวมที่ถูกนำไปใช้ในทางทฤษฎีนิเวศวิทยา สมมติฐานของ Gaia ระบุว่ามีฟีดแบ็คลูปเกิดขึ้นจากการเผาผลาญอาหารของสิ่งมีชีวิตที่ช่วยรักษาอุณหภูมิแกนของโลกและสภาพบรรยากาศภายในช่วงแคบ ๆ ของความอดทนที่ควบคุมด้วยตัวเอง เกษตรกรรม
กระบวนการเจริญเติบโตเกินขอบเขต (English: eutrophication) หรือสารอาหารที่มากเกินไปในระบบนิเวศทางน้ำเป็นผลให้เกิดบุปผาสาหร่าย(อัลกัลบลูม, สาหร่ายเบ่งบาน การเพิ่มจำนวนของกลุ่มชีวพืชจำนวนมาก ทั้งที่มองเห็นและ ไม่เห็นด้วยตาเปล่าอย่างรวดเร็ว ทำให้น้ำมีสีเขียวหรือแดง [สิ่งแวดล้อม]) (English: algal bloom) และภาวะขาดออกซิเจน (English: anoxia) นำไปสู่การฆ่าปลา การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพและทำให้น้ำไม่เหมาะสำหรับดื่มและใช้ในอุตสาหกรรมอื่นๆ การใส่ปุ๋ยมากเกินไปและการประยุกต์ใช้ปุ๋ยหมักในพื้นที่เพาะปลูก เช่นเดียวกับความหนาแน่นของปศุสัตว์ที่สูงก่อให้เกิดสารอาหาร (ส่วนใหญ่ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส) ที่ไหลล้นและชะล้างออกจากที่ดินเพื่อเกษตรกรรม สารอาหารเหล่านี้เป็นมลพิษแบบ nonpoint source (ต้นกำเนิดไม่เป็นจุด, แหล่งทิ้งไม่เป็นจุด ต้นกำเนิดหรือแหล่งระบายทิ้งของเสียที่ไม่เป็นจุด เช่น น้ำเสียที่มาจากพื้นที่การเกษตรหรือไอเสียจากรถยนต์ในเขตเมืองทั้งเมือง [สิ่งแวดล้อม]) ที่สำคัญที่เอื้อต่อกระบวนการเจริญเติบโตเกินขอบเขตในระบบนิเวศทางน้ำ[73] นิเวศวิทยา
นักนิเวศวิทยาจะศึกษาและวัดงบประมาณสารอาหารที่จะเข้าใจว่าวัสดุเหล่านี้ถูกควบคุม มีการไหล และถูกรีไซเคิลผ่านสภาพแวดล้อมได้อย่างไร งานวิจัยนี้ได้นำไปสู่ความเข้าใจที่ว่ามีข้อเสนอแนะทั่วโลกระหว่างระบบนิเวศต่างๆและพารามิเตอร์ทั้งหลายทางกายภาพของ ดาวเคราะห์ดวงนี้ รวมทั้งแร่ธาตุ ดิน ค่า pH ไอออน น้ำและก๊าซในชั้นบรรยากาศ หกองค์ประกอบที่สำคัญ (ไฮโดรเจน คาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน กำมะถัน และฟอสฟอรัส; H, C, N, O, S และ P) ก่อรูปเป็นเสาหลักของไมโครโมเลกุลทางชีวภาพทั้งหมดและป้อนเข้าสู่กระบวนการทางธรณีเคมีของโลก จากขนาดของชีววิทยาที่เล็กที่สุด ผลที่เกิดขึ้นโดยรวมของพันล้านของพันล้านของกระบวนการทางนิเวศวิทยาได้ทำการขยายและควบคุมอย่างหนักในวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีของโลก การเข้าใจเกี่ยวกับความสัมพันธ์และวัฏจักรที่เป็นสื่อกลางระหว่างองค์ประกอบทั้งหลายเหล่านี้กับทางเดินของระบบนิเวศของพวกมันมีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อการทำความเข้าใจชีวธรณีเคมีทั่วโลก
นิเวศวิทยาของงบประมาณคาร์บอนทั่วโลกเป็นตัวอย่างหนึ่งของการเชื่อมโยงระหว่างความหลากหลายทางชีวภาพและชีวธรณีเคมี คาดว่ามหาสมุทรของโลกเก็บปริมาณคาร์บอนไว้ 40,000 gigatonnes (Gt) พืชและดินเก็บ 2070 Gt และคาดว่าการปล่อยคาร์บอนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็น 6.3 Gt ต่อปี ได้มีการปรับโครงสร้างที่สำคัญในงบประมาณคาร์บอนทั่วโลกเหล่านี้ในช่วงประวัติความเป็นมาของโลก มีการควบคุมในระดับสูงมากโดยนิเวศวิทยาของพื้นดิน ตัวอย่างเช่นตลอดช่วงครึ่งแรกของช่วงเวลา Eocene volcanic outgassing ออกซิเดชันของก๊าซมีเทนที่เก็บไว้ในพื้นที่ชุ่มน้ำและก๊าซอื่นที่ก้นทะเลได้เพิ่มความเข้มข้นของ CO (คาร์บอนไดออกไซด์) ในชั้นบรรยากาศขึ้นอยู่ในระดับสูงถึง 3,500 พีพีเอ็ม ความหลากหลายทางชีวภาพ
ความแตกต่างหลากหลายระหว่างระบบนิเวศ ทำให้โลกมีถิ่นที่อยู่อาศัยเหมาะสมสำหรับสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ ระบบนิเวศแต่ละประเภทให้ประโยชน์แก่การดำรงชีวิตของมนุษย์แตกต่างกัน หรืออีกนัยหนึ่งให้ "บริการทางสิ่งแวดล้อม" (environmental service) ต่างกันด้วย อาทิ ป่าไม้ทำหน้าที่ดูดซับน้ำ ไม่ให้เกิดน้ำท่วมและการพังทลายของดิน ส่วนป่าชายเลนทำหน้าที่เก็บตะกอนไม่ให้ไปทบถมจนบริเวณปากอ่าวตื้นเขิน ตลอดจนป้องกันการกัดเซาะบริเวณชายฝั่งจากกระแสลมและคลื่นด้วย เป็นต้น สรีรวิทยาระบบนิเวศ
สรีรวิทยาระบบนิเวศ (; มาจากภาษากรีก οἶκος, oikos,"บ้าน"; φύσις, physis,"ธรรมชาติ กำเนิด" และ λογία, logia ความรู้) หรือ สรีรวิทยาสิ่งแวดล้อม เป็นหัวข้อทางวิทยาศาสตร์ชีวภาพซึ่งจากการศึกษาการปรับตัวทางสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิตกับสภาวะของสิ่งแวดล้อม มีความเกี่ยวข้องกับสรีรวิทยาวิวัฒนาการและสรีรวิทยาเปรียบเทียบ ชีวิต
ชีวิต คือ หน่วยที่ต้องใช้พลังงาน มีคุณสมบัติทั้งกายภาพและชีวภาพดังต่อไปนี้ เทคโนโลยีชีวภาพ
เป็นพัน ๆ ปีมาแล้วที่มนุษย์ได้ใช้เทคโนโลยีชีวภาพในการเกษตร, การผลิตอาหาร, และการทำยารักษาโรค. คำนี้ส่วนใหญ่เชื่อว่าจะถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี 1919 โดยวิศวกรฮังการี Károly Ereky. ในช่วงปลายทศวรรษที่ 20 และต้นศตวรรษที่ 21, เทคโนโลยีชีวภาพได้ขยายไปรวมถึงวิทยาศาสตร์ใหม่ ๆ และหลากหลายเช่น genomics, เทคโนโลยียีน recombinant, ภูมิคุ้มกันประยุกต์ (), และการพัฒนาวิธีการรักษาและการตรวจวินิจฉัยทางเภสัชกรรม"
แนวคิดกว้างของ "เทคโนชีวภาพ" หรือ "เทคโนโลยีชีวภาพ" ครอบคลุมหลากหลายของวิธีการสำหรับการปรับเปลี่ยนสิ่งที่มีชีวิตตามวัตถุประสงค์ของมนุษย์, การกลับไปที่การเพาะพันธ์ () สัตว์, การเพาะปลูกของพืช, และ "การปรับปรุง" พวกเหล่านี้ผ่านโปรแกรมการปรับปรุงพันธุ์ที่ใช้ตัวเลือกประดิษฐ์ () และการผสมข้ามพันธุ์. การใช้งานที่ทันสมัยยังรวมถึงพันธุวิศวกรรมเช่นเดียวกับเทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเซลล์และเนื้อเยื่อ. สมาคมเคมีอเมริกันกำหนดเทคโนโลยีชีวภาพเป็นการประยุกต์ใช้สิ่งมีชีวิต, ระบบ, หรือกระบวนการทางชีวภาพโดยอุตสาหกรรมต่าง ๆ เพื่อการเรียนรู้เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ของชีวิตและการปรับปรุงมูลค่าของวัสดุและสิ่งมีชีวิตเช่นยา, พืช, และปศุสัตว์. เทคโนโลยีชีวภาพยังเขียนในทางชีววิทยาศาสตร์ล้วน ๆ (การเพาะเลี้ยงเซลล์สัตว์, ชีวเคมี, ชีววิทยาของเซลล์, ตัวอ่อน, พันธุศาสตร์, จุลชีววิทยา, และชีววิทยาโมเลกุล). ในหลายกรณีมันยังขึ้นอยู่กับความรู้และวิธีการจากภายนอกทรงกลมของชีววิทยาอีกด้วย ซึ่งรวมถึง: วัฏจักรคาร์บอน
วัฏจักรคาร์บอน เป็นวัฏจักรชีวธรณีเคมี ซึ่งคาร์บอนถูกแลกเปลี่ยนระหว่างสิ่งมีชีวิต, พื้นดิน, น้ำ และบรรยากาศของโลกคาร์บอนเป็นธาตุสำคัญธาตุหนึ่งของสิ่งมีชีวิต เป็นองค์ประกอบประมาณ 50%ของเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต และในรูปคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งมีความจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช การหมุนเวียนของคาร์บอนในระบบนิเวศแบ่งได้เป็น 3 แบบ ตามระยะเวลาที่ใช้ในการหมุนเวียนให้ครบรอบคือ ระยะสั้น ระยะกลางและระยะยาว โมเลกุลชีวภาพ
โมเลกุลชีวภาพ หรือ ชีวโมเลกุล () หมายถึง โมเลกุลใด ๆ ที่สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ขึ้น รวมทั้ง มหโมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น โปรตีน พอลิแซคคาไรด์ ลิพิด และกรดนิวคลีอิก และโมเลกุลขนาดเล็ก เช่น เมทาบอไลต์ (metabolite) จัดเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของอาหารที่จำเป็นต่อร่างกาย มีโมเลกุลตั้งแต่ขนาดเล็กจนถึงขนาดใหญ่มาก มีธาตุไฮโดรเจนและคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักแต่ละชนิดมีโครงสร้าง สมบัติและปฏิกิริยาที่ต่างกัน ทำให้มีหน้าทีและประโยชน์ต่อร่างกายแตกต่างกันไป ชีววิทยา
สัตววิทยา (zoology) ศึกษาชีววิทยาของสัตว์ ตั้งแต่สัตว์ชั้นต่ำพวก ฟองน้ำ แมงกะพรุน พยาธิตัวแบน พยาธิตัวกลม กลุ่มหนอนปล้อง สัตว์ที่มีข้อปล้อง กลุ่มสัตว์พวกหอย ปลาดาว จนถึง สัตว์มีกระดูกสันหลัง และ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม พฤกษศาสตร์ (Botany) เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับพืช ศึกษาทั้งในด้านโครงสร้าง การเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ กระบวนการสร้าง (แอแนบอลิซึม) และสลาย (แคแทบอลิซึม) โรค และคุณสมบัติทางเคมีและความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มต่าง ๆ การกระจายของพืชในส่วนต่าง ๆ ของโลก จุลชีววิทยา (Microbiology) คือการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็ก ส่วนมากมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ซึ่งเรียกว่าจุลินทรีย์ ได้แก่ แบคทีเรีย อาร์เคีย ไวรัส เชื้อรา และ ยีสต์ กีฏวิทยา (Entomology) เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับสัตว์ในกลุ่มของแมลง การจัดจำแนก สรีรวิทยา สัณฐานวิทยา และนิเวศวิทยาของแมลง ปักษีวิทยา (Ornithology) เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับนก เห็ดวิทยา ราวิทยาหรือ กิณวิทยา (Mycology) เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับเห็ด และ รา มีนวิทยา (Ichthyology) ศึกษาปลา ลักษณะรูปร่างภายนอกของปลา ระบบต่าง ๆ ภายในตัวปลา การจัดจำแนกปลาออกเป็นกลุ่มหรือประเภทต่าง ๆ และเรื่องอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับปลา สังขวิทยา (Malacology) ศึกษาหอย โดยเฉพาะหอยน้ำจืดที่เป็นเจ้าบ้านส่งผ่านของพยาธิ ปรสิตวิทยา (Parasitology) ศึกษาปรสิต ซึ่งดำรงชีพโดยเป็นตัวเบียฬของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น เช่น พยาธิตัวกลม พยาธิตัวแบน นิเวศวิทยา
นิเวศวิทยาเป็นวิทยาศาสตร์ทางชีวภาพมากเท่าๆกับวิทยาศาสตร์ของมนุษย์ นิเวศวิทยามนุษย์เป็นการสืบสวนแบบสหวิทยาการเข้าไปในนิเวศวิทยาของสายพันธุ์ของเรา "นิเวศวิทยามนุษย์อาจถูกกำหนดเป็น (1) จากมุมมองทางชีว-นิเวศเพื่อการศึกษามนุษย์ในฐานะที่เป็นผู้ที่มีอำนาจครอบงำทางนิเวศของชุมชนและระบบของทั้งพืชและสัตว์ (2) จากมุมมองทางชีว-นิเวศในแบบที่เป็นเพียงแค่ผลกระทบจากสัตว์ที่มีต่อสัตว์อื่นและการที่สัตว์ได้รับผลกระทบเนื่องจากสภาพแวดล้อมทางกายภาพของพวกมัน.. และ (3) เพียงแค่ความเป็นมนุษย์ ที่มีสักอย่างที่แตกต่างจากชีวิตสัตว์โดยทั่วไป การมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมทั้งทางกายภาพและที่ผ่านการปรับปรุงในวิธีการที่โดดเด่นและสร้างสรรค์ นิเวศวิทยามนุษย์แบบสหวิทยาการที่แท้จริงจะบ่งบอกตัวเองได้มากที่สุดในทั้งสามแบบข้างต้น" คำว่านิเวศวิทยามนุษย์ได้รับการแนะนำอย่างเป็นทางการในปี 1921 แต่นักสังคมวิทยา นักภูมิศาสตร์ นักจิตวิทยาและสาขาอื่นๆ ให้ความสนใจในความสัมพันธ์ของมนุษย์กับระบบธรรมชาติในหลายศตวรรษก่อนหน้านี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ชีวมณฑล
ภายใต้นิยามที่กว้างที่สุดในทางชีวกายภาพของดาวเคราะห์ (biophysiological) ชีวมณฑล คือ ระบบนิเวศในระดับดาวเคราะห์ที่ควบรวมเอาสิ่งมีชีวิตทั้งหมด และความสัมพันธ์ทั้งระหว่างกันเอง กับทั้งปฏิสัมพันธ์กับองค์ประกอบต่างๆของธรณีภาค ปฐพีภาค อุทกภาค และชั้นบรรยากาศ มาไว้ด้วยกัน มีการสันนิษฐานว่าชีวมณฑลมีการวิวัฒนาการ มาตั้งแต่ต้นกำเนิดของชีวิตบนโลก ไม่ว่าจะเป็นกระบวนการกำเนิดชีวิตจากสิ่งไร้ชีวิต (biopoiesis) หรือ กระบวนการกำเนิดชีวิตจากสิ่งมีชีวิต (biogenesis) ซึ่งเริ่มต้นขึ้นอย่างน้อยเมื่อ 3.5 พันล้านปีก่อน วัฏจักรทางชีวธรณีเคมี
แหล่งพลังงานสำคัญของการหมุนเวียนของแร่ธาตุต่างๆคือพลังงานจากแสงอาทิตย์ และพลังงานจากสารที่อยู่ในสภาพรีดิวซ์ พลังงานเหล่านี้จะถ่ายทอดไปในระบบนิเวศและทำให้ระบบนิเวศทำงานได้ ธาตุที่มีการหมุนเวียนในวัฏจักรนี้ มีทั้งธาตุอาหารหลัก เช่น คาร์บอน ไนโตรเจน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ฟอสฟอรัส และกำมะถัน ธาตุอาหารรอง ได้แก่ แมกนีเซียม โปตัสเซียม โซเดียม และธาตุฮาโลเจน ธาตุอาหารเสริม ได้แก่ โบรอน โคบอลต์ โครเมียม ทองแดง โมลิบดินัม นิกเกิล ซีลีเนียม และสังกะสี ธาตุที่ไม่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต สามารถเข้ามาหมุนเวียนในวัฏจักรได้เช่นกัน เช่น โลหะหนักต่างๆ ก๊าซชีวภาพ
ก๊าซชีวภาพเกิดจากการหมักของสารอินทรีย์โดยมีจุลินทรีย์จำพวกแบคทีเรียเช่นจุลินทรีย์กลุ่มสร้างมีเทน (methane-producing bacteria)หรือเมทาโนเจน และจุลินทรีย์กลุ่มสร้างกรด (acid-producing bacteria) มาช่วยย่อยในสภาวะไร้อากาศ ในกระบวนการย่อยในสภาวะไร้อากาศ เป็นการที่จุลินทรีย์ต่างๆ ทำปฏิกิริยาย่อยสลายสารอินทรีย์
ลงจากสิ่งมีชีวิตซึ่งมีโครงสร้างที่ซับซ้อนลงเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนน้อยลงเป็นขั้นๆ ไป
CHCOOH --> CH + CO
กรดอะซิติก มีเทน คาร์บอนไดออกไซด์
2CHCHOH + CO --> CH + 2CHCOOH
เอทานอล คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน กรดออะซิติก
CO + 4H --> CH4 + 2HO นิเวศวิทยา
นิเวศวิทยาและวิวัฒนาการถือว่าเป็นพื่น้องกันของสาขาวิชาวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต การคัดเลือกโดยธรรมชาติ ประวัติชีวิต การพัฒนา การปรับตัว ประชากร และมรดก เป็นตัวอย่างของแนวคิดที่ร้อยเข้าด้วยกันให้เป็นทฤษฎีทางนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการ ลักษณะทางสัณฐานวิทยา ทางพฤติกรรมและทางพันธุกรรมเป็นตัวอย่างที่สามารถสร้างเป็นแผนที่ของต้นไม้แห่งวิวัฒนาการเพื่อศึกษาพัฒนาการเชิงประวัติศาสตร์ของสายพันธ์ในส่วนที่เกี่ยวกับการทำงานและบทบาทของพวกมันในสถานการณ์ของระบบนิเวศที่แตกต่างกัน ในกรอบงานนี้ เครื่องมือการวิเคราะห์ของนักนิเวศวิทยาและนักวิวัฒนาการมีการทับซ้อนกันเมื่อพวกเขาจัดองค์กร จำแนกและตรวจสอบชีวิตผ่านหลักการระบบทั่วไปเช่น phylogenetics หรือระบบของอนุกรมวิธานแบบ Linnaean() สองสาขานี้มักจะปรากฏอยู่ด้วยกัน เช่นในชื่อเรื่องของวารสาร "แนวโน้มในนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการ" ไม่มีขอบเขตที่คมชัดที่แบ่งแยกนิเวศวิทยาออกจากวิวัฒนาการและพวกมันแตกต่างกันมากขึ้นในพื้นที่ของพวกมันมุ่งเน้นการประยุกต์ใช้ ทั้งสองสาขาวิชาได้ค้นพบและอธิบายการอุบัติขึ้นและคุณสมบัติและกระบวนการที่ไม่เหมือนใครในการดำเนินงานทั่วขนาดพื้นที่หรือชั่วคราวที่แตกต่างกันขององค์กร ในขณะที่เขตแดนระหว่างนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการยังไม่ชัดเจน นิเวศวิทยาจะศึกษาปัจจัยแบบอชีวนะและชีวนะที่มีอิทธิพลต่อกระบวนการวิวัฒนาการ และวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วอาจจะเกิดขึ้นในระยะเวลาทางนิเวศวิทยาที่สั้นที่สุดเท่ากับคนรุ่นหนึ่ง 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) การจำแนกชั้นทางวิทยาศาสตร์
พันธุ์ () ใช้กับประชากรของสิ่งมีชีวิตเฉพาะ พืช และสัตว์ ที่เกิดการแปรผัน อันเนื่องมาจากสภาพภูมิศาสตร์ ภูมิอากาศ หรือนิเวศวิทยา สิ่งมีชีวิตมีการปรับตัวต่อการแปรผันนั้น ซึ่งมีผลทำให้ลักษณะทางพันธุกรรมเปลี่ยนแปลงไป และแสดงออกมาทางลักษณะสัณฐานวิทยาและสรีรวิทยาเรียกว่า รูปแบบตามนิเวศ (ecotype) ลำดับขั้นนี้มี 2 ลักษณะตามข้อคิดเห็นที่เป็น 2 แบบ คือ 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 วิทยาทางเดินอาหาร
วิทยาทางเดินอาหาร () เป็นสาขาของแพทยศาสตร์ซึ่งศึกษาระบบย่อยอาหารและความผิดปกติของระบบย่อยอาหาร สาขาของการแพทย์เฉพาะทางนี้เน้นถึงโรคของระบบย่อยอาหารรวมพยาธิสภาพตั้งแต่ปากไปจนถึงทวารหนัก แพทย์เฉพาะทางที่ศึกษาด้านนี้เรียกว่า อายุรแพทย์โรคระบบทางเดินอาหาร (Gastroenterologist) ซึ่งต้องสำเร็จการศึกษาแพทยศาสตรบัณฑิต แพทย์ประจำบ้านด้านอายุรศาสตร์ และแพทย์ประจำบ้านต่อยอดด้านโรคระบบทางเดินอาหาร  การย่อยสลายทางชีวภาพ
การย่อยสลายทางชีวภาพ () หรือการสลายตัวทางชีวภาพ คือสารเคมีที่สลายตัวของวัสดุจากเชื้อแบคทีเรียหรือทางชีวภาพอื่นๆ
โดยมีความสัมพันธ์กับระบบนิเวศ การจัดการขยะ ชีวการแพทย์ และสภาพแวดล้อมทางชีวภาพ ซึ่งเกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่สามารถย่อยสลายกลับไปเป็นธาตุตามธรรมชาติ สารอินทรีย์จะถูกย่อยสลายด้วยออกซิเจน หรือไม่ใช้ออกซิเจน สิ่งมีชีวิตนอกโลก
สิ่งมีชีวิตนอกโลก (extraterrestrial life) (จากคำภาษาละติน: "extra" ["เกินกว่า" หรือ "ไม่ใช่ของ"] และ terrestris ["อาศัยอยู่บนโลก, เป็นของโลก"]) ถูกกำหนดให้เป็นชีวิตที่ไม่ได้เกิดจากโลก มันมักจะหมายถึง สิ่งมีชีวิตนอกโลก หรือเรียกเพียงว่า มนุษย์ต่างดาว (หรือมนุษย์ต่างดาวในอวกาศเพื่อให้แตกต่างจากคำจำกัดความอื่น ๆ ของมนุษย์ต่างภิภพหรือมนุษย์ต่างดาว) รูปแบบชีวิตเหล่านี้ตามสมมติฐานของชีวิตช่วงระยะเริ่มจากสิ่งมีชีวิตจำพวกแบคทีเรียขั้นพื้นฐานเหมือนสิ่งมีชีวิตที่เรียบง่ายไปไกลจนถึงขั้นที่มีความซับซ้อนมากขึ้นเกินกว่าสิ่งมีชีวิตที่เรียกว่า มนุษย์ ความเป็นไปได้ว่ายังอาจจะมีไวรัส (viruses) ที่มีการดำรงชีวิตอยู่แบบสิ่งมีชีวิตนอกโลก (extraterrestrially) ได้รับการเสนอขึ้น 
การพัฒนาและการทดสอบสมมติฐานเกี่ยวกับชีวิตต่างดาวที่เป็นที่รู้จักกันในนามของวิชาที่เรียกว่า "ชีววิทยานอกโลก" หรือ "ชีวดาราศาสตร์" ("exobiology" or "astrobiology") แม้ว่าวิชาชีวดาราศาสตร์จะยังคงพิจารณาถึงชีวิตที่เกิดขึ้นที่เป็นขั้นพื้นฐานบนโลกที่ใช้ในบริบททางดาราศาสตร์อยู่ก็ตาม นักวิทยาศาสตร์หลายคนคิดว่าชีวิตนอกโลกเป็นสิ่งที่มีความเป็นไปได้ แต่ก็ยังไม่มีหลักฐานโดยตรงในการดำรงอยู่ของมัน นับตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 20 ได้มีการค้นหาอย่างต่อเนื่องสำหรับสัญญาณของชีวิตนอกโลก, จากวิทยุที่ใช้ในการตรวจจับสัญญาณต่างดาวที่มีความเป็นไปได้, ไปจนถึงกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้ในการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบที่มีศักยภาพเพียงพอสำหรับเป็นสถานที่เอื้ออาศัยสำหรับสภาพชีวิตที่อาจสามารถทำให้เกิดขึ้นได้ นอกจากนี้มันก็ยังมีบทบาทที่สำคัญต่องานเขียนทางด้านเกี่ยวกับนิยายวิทยาศาสตร์ (science fiction) อีกด้วย ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา, ผลงานทางด้านนิยายวิทยาศาสตร์, โดยเฉพาะอย่างยิ่งการมีส่วนร่วมของฮอลลีวู้ด, ได้ช่วยเพิ่มทวีความสนใจให้มากขึ้นของประชาชนในความเป็นไปได้เกี่ยวกับชีวิตนอกโลก บางส่วนสนับสนุนให้ใช้วิธีการเชิงรุกสำหรับในความพยายามและได้รับการติดต่อกับสิ่งมีชีวิตจากห้วงอวกาศ, ในขณะที่อีกบางส่วน ยืนยันว่ามันก็อาจจะเป็นอันตรายต่อมนุษย์เราชาวโลกเราได้สำหรับในการที่จะกระตือรือร้นเรียกร้องความสนใจจากมนุษย์ต่างดาว ในอดีตที่ผ่านมา, ความขัดแย้งกันระหว่างวัฒนธรรมที่เจริญและคนพื้นเมืองนั้นก็ยังไม่ได้เป็นไปด้วยดี  นิเวศวิทยา
mutualisms แบบทางอ้อมจะเกิดขึ้นที่สิ่งมีชีวิตแยกกันอยู่ ตัวอย่างเช่นต้นไม้ที่อาศัยอยู่ในแถบเส้นศูนย์สูตรของโลกปล่อยออกซิเจนออกมาในบรรยากาศที่ช่วยค้ำจุนสายพันธุ์ต่างๆที่อาศัยอยู่ในบริเวณขั้วโลกที่ห่างไกลของโลก ความสัมพันธ์นี้จะเรียกว่าภาวะอิงอาศัย () เพราะผู้อื่นจำนวนมากได้รับผลประโยชน์ของอากาศที่สะอาดฟรีๆหรือไม่เป็นอันตรายกับต้นไม้ที่ปล่อยออกซิเจนออกมา ถ้าผู้อาศัยได้รับประโยชน์ในขณะที่โฮสต์ต้องได้รับความทุกข์ ความสัมพันธ์นี้จะเรียกว่าปรสิต () แม้ว่าปรสิตสร้างภาระให้กับโฮสต์ (เช่น การเสียหายต่ออวัยวะหรือหน่อพันธ์ที่ใช้สืบพันธุ์ของพวกมัน ทำให้มีการปฏิเสธการบริการของผู้ที่รับประโยชน์) ผลกระทบสุทธิของพวกมันในความเหมาะสมของโฮสต์ไม่จำเป็นต้องเป็นลบและดังนั้นจึงกลายเป็นเรื่องยากที่จะคาดการณ์ วิวัฒนาการร่วมยังถูกผลักดันโดยการแข่งขันระหว่างสายพันธุ์หรือในหมู่สมาชิกของสายพันธุ์เดียวกันภายใต้ร่มธงของการเป็นปรปักษ์กันซึ่งกันและกัน () เช่นหญ้าแข่งขันกันสำหรับพื้นที่การเจริญเติบโต ตัวอย่างเช่นสมมติฐาน Red Queen Hypothesis กล่าวว่าปรสิตติดตามและเชี่ยวชาญในระบบป้องกันทางพันธุกรรมที่พบบ่อยในท้องถิ่นของโฮสต์ของมันที่ผลักดันวิวัฒนาการของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเพื่อกระจายพื้นที่ทางพันธุกรรมของประชากรที่ตอบสนองต่อความกดดันปฏิปักษ์ ทางเดินอาหาร
ทางเดินอาหาร () ในทางสัตววิทยา เป็นท่อซึ่งสัตว์ที่มีสมมาตรด้านข้าง (bilateria) ส่งอาหารไปยังอวัยวะที่ทำหน้าที่ย่อยอาหาร ทางเดินอาหารในสัตว์ที่มีสมมาตรด้านข้างขนาดใหญ่มักมีทางออกด้วย คือ ทวารหนัก ซึ่งเป็นช่องทางที่สัตว์ถ่ายของเสียออกมาเป็นของแข็ง ส่วนสัตว์ที่มีสมมาตรด้านข้างขนาดเล็กมักไม่มีทวารหนักและขับของเสียออกด้วยวิธีการอื่น เช่น ทางปาก ชีววิทยาวิวัฒนาการ
ชีววิทยาวิวัฒนาการ () เป็นสาขาย่อยของชีววิทยาที่ศึกษากระบวนการวิวัฒนาการที่ได้สร้างความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตบนโลก เริ่มตั้งแต่สิ่งมีชีวิตที่เป็นบรรพบุรุษร่วมเดียวกัน
กระบวนการนี้รวมทั้ง การคัดเลือกโดยธรรมชาติ การสืบเชื้อสายร่วมกัน และการเกิดสปีชีส์
สาขานี้พัฒนามาจากการศึกษาที่นักชีววิทยาชาวอังกฤษ เซอร์ จูเลียน ฮักซ์ลีย์ เรียกว่า modern evolutionary synthesis (ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1930) ซึ่งก็เป็นความรู้จากสาขาอื่น ๆ ทางชีววิทยาที่มีอยู่แล้วแต่ยังไม่ได้นำมารวมกันเป็นต้นว่าพันธุศาสตร์ นิเวศวิทยา systematics และบรรพชีวินวิทยา แม่เหล็กไฟฟ้าชีวภาพ
แม่เหล็กไฟฟ้าชีวภาพ () หรือ ไฟฟ้าชีวภาพ () หมายถึงพลังงานไฟฟ้า พลังงานแม่เหล็ก หรือสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากเซลล์ เนื้อเยื่อ หรือสิ่งมีชีวิตต่างๆ ตัวอย่างนี้รวมไปถึง ศักย์ไฟฟ้าเยื่อหุ้มเซลล์ (membrane potential) และกระแสไฟฟ้าที่ไหลอยู่ในเส้นประสาทและกล้ามเนื้อ ซึ่งก่อให้เกิดศักยะงาน (action potential) ชีวประวัติ
ชีวประวัติ เป็นคำนาม มาจากคำว่า ชีวิต และ ประวัติ หมายถึง ประวัติชีวิตบุคคล ส่วนคำว่า biography มีรากศัพท์มาจากภาษากรีก คือคำว่า bíos (βίος) ที่หมายถึง ชีวิต (life) และ gráphein (γράφειν) ที่มีความหมายว่าการเขียน (to write)  ชีววิทยา
frame|สายใยอาหาร ประกอบขึ้นจากห่วงโซ่อาหารหลายห่วงโซ่ แสดงถึงความสัมพันธ์ที่สลับซับซ้อนของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ สาขานิเวศวิทยาจะศึกษาการกระจายและความหนาแน่นของสิ่งมีชีวิต รวมทั้งความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม สิ่งแวดล้อมของสิ่งมีชีวิตจะหมายถึงถิ่นที่อยู่อาศัย ซึ่งจะรวมไปถึงปัจจัยทางกายภาพอย่างสภาพภูมิอากาศและลักษณะทางภูมิศาสตร์ รวมทั้งสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่อาศัยอยู่ในบริเวณเดียวกัน การศึกษาระบบทางนิเวศวิทยามีหลายระดับ ตั้งแต่ระดับสิ่งมีชีวิต ระดับประชากร ระดับระบบนิเวศ ไปจนถึงระดับโลกของสิ่งมีชีวิต จึงจะเห็นได้ว่า นิเวศวิทยาเป็นสาขาที่ครอบคลุมถึงสาขาอื่น ๆ อีกมากมาย สิ่งมีชีวิตเฉพาะถิ่น
สิ่งมีชีวิตเฉพาะถิ่น หรือ สิ่งมีชีวิตถิ่นเดียว () หมายถึง สิ่งมีชีวิต ไม่ว่าจะเป็นพืชหรือสัตว์ ชนิดที่แพร่กระจายพันธุ์ตามธรรมชาติในบริเวณเขตภูมิศาสตร์เขตใดเขตหนึ่งของโลก และเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีเขตกระจายพันธุ์ทางภูมิศาสตร์ค่อนข้างจำกัด ไม่กว้างขวางนัก เช่น อาจจะพบตามระบบนิเวศต่าง ๆ เช่น บนเกาะ, ยอดเขา, หน้าผาของภูเขาหินปูน, แอ่งพรุ เป็นต้น ถิ่นที่อยู่ดังกล่าวมีสภาพจำกัดของสิ่งแวดล้อมหรือมีสภาพดินฟ้าอากาศเป็นเอกลักษณ์เฉพาะของตัว ที่เหมาะสมสำหรับการดำรงชีวิตอยู่ของสิ่งมีชีวิตนั้น ๆ นิเวศวิทยา
ในความหมายของ metapopulation ผู้อพยพถูกจัดว่าเป็นผู้อพยพออก (เมื่อพวกมันออกจากภูมิภาค) หรือผู้อพยพเข้า (เมื่อพวกมันเข้าสู่ภูมิภาค) และสถานที่ถูกจัดว่าแหล่งออก () หรือแหล่งเข้า () สถานที่ () เป็นคำทั่วไปที่หมายถึงสถานที่ที่นักนิเวศวิทยาทำการสุ่มประชากร ตัวอย่างเช่นบ่อน้ำหรือกำหนดพื้นที่การสุ่มอยู่ในป่า ตัวเชื่อมแหล่งออก () เป็นสถานที่ผลิตที่สร้างอุปทานตามฤดูกาลของหนุ่มสาวที่จะอพยพไปยังสถานที่เชื่อมต่ออื่นๆ ตัวเชื่อมแหล่งเข้า () เป็นสถานที่ที่ไม่ก่อให้เกิดผลผลิตเพียงแต่รับผู้อพยพเข้าเท่านั้น นั่นก็คิอประชากรในสถานที่นั้นจะหายไปเว้นแต่ว่ามีความช่วยเหลือตัวเชื่อมแหล่งจ่ายที่อยู่ติดกันหรือสภาพแวดล้อมที่กลายเป็นที่พอใจมากขึ้น โมเดลของ Metapopulation ตรวจสอบไดนามิคส์ของการเชื่อมโยงตลอดเวลาเพื่อตอบคำถามที่อาจมีเกี่ยวกับนิเวศวิทยาเชิงพื้นที่และเชิงประชากร นิเวศวิทยาของ metapopulations เป็นกระบวนการแบบไดนามิกอย่างหนึ่งของการสูญพันธ์และการล่าอาณานิคม ตัวเชื่อมขนาดเล็กที่มีคุณภาพต่ำ (เช่นแหล่งรับ) จะมีการบำรุงรักษาหรือการช่วยเหลือจากการไหลเข้าของผู้อพยพใหม่ตามฤดูกาล โครงสร้าง metapopulation แบบไดนามิกมีการวิวัฒนาการปีต่อปีที่บางตัวเชื่อมเป็นแหล่งเข้าในปีที่แห้งแล้งและเป็นแหล่งออกที่เมื่อเงื่อนไขเป็นที่พอใจมากขึ้น นักนิเวศวิทยาใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ผสมกับการศึกษาภาคสนามเพื่ออธิบายโครงสร้างของ metapopulation การสํารวจทางชีวภาพ
การสํารวจทางชีวภาพ มักจะใช้ตัวชี้วัด เช่น องค์ประกอบของสปีชีส์และความอุดมสมบูรณ์ (ยกตัวอย่างเช่น จำนวนของสปีชีส์, มลภาวะที่ก่อให้เกิดการเสื่อมของสปีชีส์) และปัจจัยทางนิเวศวิทยา (จำนวนของบุคคล, สัดส่วนของสัตว์ที่กินสัตว์อื่นเป็นอาหาร, การปรากฏตัวของโรคภัยไข้เจ็บ) การสํารวจทางชีวภาพอาจระบุปัญหามลพิษที่ค่อนข้างยากหรือมีราคาแพงในการตรวจสอบ โดยใช้วิธีการทดสอบทางเคมี ชีววิทยา
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะมีความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ และกับสิ่งแวดล้อม เหตุผลหนึ่งที่ทำให้การศึกษาระบบทางชีววิทยาทำได้ยากคือ ความสัมพันธ์ดังกล่าวมีมากมายหลายทางที่เป็นไปได้ แม้แต่ในการศึกษาระดับที่เล็กที่สุด เช่น แบคทีเรียจะมีปฏิกิริยากับน้ำตาลที่อยู่โดยรอบ ซึ่งเป็นการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม เหมือนกับที่สิงโตมีการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมขณะที่ออกหาอาหารในทุ่งหญ้าซาวันนา ส่วนพฤติกรรมที่มีต่อสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ อาจเป็นไปทั้งในลักษณะอาศัยอยู่ร่วมกัน คุกคามต่อกัน เป็นปรสิต หรือพึ่งพาอาศัยกัน ความสัมพันธ์นี้จะซับซ้อนมากขึ้นหากมีสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด หรือมากกว่า มีความเกี่ยวข้องต่อกันในระบบนิเวศ การศึกษาความสัมพันธ์นี้จัดเป็นสาขาวิชานิเวศวิทยา ภูมิศาสตร์
ภูมิศาสตร์ (English: geography, Greek: γεωγραφία แปลว่า "การพรรณนาเกี่ยวกับโลก"[1]) เป็นสาขาทางวิทยาศาสตร์ที่มุ่งเน้นถึงการศึกษาเกี่ยวกับพื้นดิน ภูมิประเทศ ประชากร และปรากฏการณ์บนโลก[2] บุคคลแรกที่ใช้คำว่า γεωγραφία คือเอราทอสเทนีส (276–194 ปีก่อน ค.ศ.)[3] ภูมิศาสตร์ครอบคลุมสาขาต่าง ๆ ที่มุ่งเน้นความเข้าใจเกี่ยวกับโลกและความซับซ้อนระหว่างมนุษย์และธรรมชาติที่เกิดขึ้นซึ่งไม่เฉพาะแต่ในรูปธรรมแต่ยังรวมถึงความเป็นมาและการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น ประสาทชีววิทยา
ประสาทชีววิทยา (English: Neurobiology) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับเซลล์ชนิดต่างๆ ในระบบประสาท และการจัดระเบียบของเซลล์เหล่านี้ให้สามารถทำงานเชื่อมต่อกันเป็นวงจรเพื่อใช้ประมวลผลข้อมูลและการแสดงออกทางพฤติกรรม ประสาทชีววิทยาเป็นแขนงวิชาย่อยของชีววิทยาและประสาทวิทยาศาสตร์ ประสาทชีววิทยาแตกต่างจากประสาทวิทยาศาสตร์ซึ่งเป็นสาขาวิชาที่กว้างและเกี่ยวข้องกับการศึกษาระบบประสาทในหลายรูปแบบ นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาประสาทชีววิทยาเรียกว่านักประสาทชีววิทยา (neurobiologist) ชีววิทยา
ชีววิทยาเป็นสาขาวิชาที่ใหญ่มากจนไม่อาจศึกษาเป็นสาขาเดียวได้ จึงต้องแยกออกเป็นสาขาย่อยต่าง ๆ ในหัวข้อนี้จะแบ่งสาขาย่อยออกเป็น 4 กลุ่ม กลุ่มที่หนึ่งเป็นสาขาที่ศึกษาโครงสร้างพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต อย่างเช่นเซลล์ ยีน เป็นต้น กลุ่มที่สองศึกษาการทำงานของโครงสร้างต่าง ๆ ตั้งแต่ระดับเนื้อเยื่อ ระดับอวัยวะ จนถึงระดับร่างกาย กลุ่มที่สามศึกษาประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิต กลุ่มที่สี่ศึกษาความสัมพันธ์ในระหว่างสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตาม การแบ่งกลุ่มนี้เป็นเพียงการจัดหมวดหมู่ให้สาขาต่าง ๆ ในชีววิทยาให้เป็นระเบียบและเข้าใจง่าย แต่ความจริงแล้ว ขอบเขตของสาขาต่าง ๆ นั้นไม่แน่นอน และสาขาวิชาส่วนใหญ่ก็จำเป็นต้องใช้ความรู้จากสาขาอื่นด้วย ตัวอย่างเช่น สาขาชีววิทยาของวิวัฒนาการ ต้องใช้ความรู้จากสาขาอณูวิทยา เพื่อจัดลำดับของดีเอ็นเอ ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจความแปรผันทางพันธุกรรมของประชากร หรือสาขาวิชาสรีรวิทยา ต้องใช้ความรู้จากสาขาชีววิทยาของเซลล์ เพื่ออธิบายการทำงานของระบบอวัยวะ การสํารวจทางชีวภาพ
การสํารวจทางชีวภาพ () เป็นการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตเพื่อประเมินสภาพของทรัพยากรทางนิเวศวิทยา เช่น แหล่งน้ำ วิวัฒนาการชาติพันธุ์
ในชีววิทยา วิวัฒนาการชาติพันธุ์
จากคำกรีก φυλή, φῦλον - "phylon", "phylon" = เผ่า, สกุล, เชื้อชาติ + γενετικός - "genetikós" = จุดเริ่มต้น, ที่มา, กำเนิด)
เป็นการศึกษาประวัติและความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการระหว่างหน่วยหรือกลุ่มสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ 
ความสัมพันธ์จะค้นพบผ่านการอนุมาน/การวิเคราะห์ทางวิวัฒนาการชาติพันธุ์ ซึ่งตรวจสอบลักษณะที่สืบทอดได้ เช่น ลำดับดีเอ็นเอหรือสัณฐาน ด้วยแบบจำลองทางวิวัฒนาการของลักษณะเหล่านี้
ผลการวิเคราะห์เรียกว่า phylogeny หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ต้นไม้วิวัฒนาการชาติพันธุ์ (phylogenetic tree) ซึ่งเป็นผังแสดงสมมติฐานถึงประวัติและความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการของกลุ่มสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ
ปลายของต้นไม้อาจเป็นสิ่งมีชีวิตที่ยังมีอยู่หรือเป็นซากดึกดำบรรพ์ โดยเป็น "ที่สุด" หรือ "สภาพปัจจุบัน" ในสายพันธุ์
การวิเคราะห์โดยวิวัฒนาการชาติพันธุ์ได้กลายเป็นหลักในการเข้าใจความหลากหลายทางชีวภาพ วิวัฒนาการ ระบบนิเวศ และจีโนม ภูมิศาสตร์
ภูมิศาสตร์สามารถแบ่งสาขาออกกว้างๆ ได้ออกเป็นสองสาขา คือ ภูมิศาสตร์มนุษย์และภูมิศาสตร์กายภาพ ซึ่งในอดีตส่วนใหญ่จะมุ่งเน้นถึงสิ่งแวดล้อมสรรค์สร้างว่ามนุษย์สามารถรังสรรค์ จัดการ มีมุมมองและอิทธิพลต่อพื้นที่นั้นอย่างไร ในภายหลังได้มีการมุ่งเน้นถึงสิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติว่าสิ่งมีชีวิต ภูมิอากาศ ดิน น้ำ และธรณีสัณฐานมีผลและปฏิสัมพันธ์อย่างไร[10] ความแตกต่างระหว่างวิธีการศึกษาเหล่านี้นำไปสู่​​การเกิดสาขาที่สามซึ่งผสานกันระหว่างภูมิศาสตร์กายภาพและภูมิศาสตร์มนุษย์คือ ภูมิศาสตร์สิ่งแวดล้อม ซึ่งเป็นการศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งแวดล้อมและมนุษย์[8] นิเวศวิทยา
เพื่อจัดโครงสร้างของการศึกษาด้านนิเวศวิทยาให้อยู่ในกรอบแนวคิดที่จัดการได้ โลกชีวภาพจะถูกจัดวางให้เป็นลำดับชั้นที่ซ้อนกันตั้งแต่ในระดับยีนไปยังเซลล์ไปยังเนื้อเยื่อไปยังอวัยวะไปยังสิ่งมีชีวิตไปยังสายพันธุ์ไปยังประชากรไปยังชุมชนไปยังระบบนิเวศไปยังชีวนิเวศ () และไปจนถึงระดับชีวมณฑล กรอบงานแบบนี้ก่อตัวเป็นรูปแบบการปกครองแบบหนึ่งที่ครอบคลุมการปกครองอื่นๆ () และได้แสดงออกเป็นพฤติกรรมแบบไม่เชิงเส้น หมายความว่า "ผลและสาเหตุไม่เป็นสัดส่วนกัน เพื่อที่ว่าการเปลี่ยนแปลงเล็กๆที่เกิดกับตัวแปรที่วิกฤตเช่นจำนวนไนโตรเจนที่คงที่สามารถนำไปสู่หลายการเปลี่ยนแปลงที่ไม่เป็นสัดส่วนกัน หรืออาจเป็นสิ่งที่ไม่สามารถเปลี่ยนกลับคืนได้ในคุณสมบัติของระบบ" ชีววิทยาทางทะเล
ชีววิทยาทางทะเล คือการศึกษาเชิงวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทร น้ำกร่อย รวมไปถึงแหล่งน้ำอื่นๆ ในชีววิทยานั้นมีหลายไฟลัม วงศ์ และ สกุล ซึ่งมีทั้งสปีชีส์ที่อาศัยอยู่บนบก และ สปีชีส์ที่อาศัยอยู่ในทะเล ชีวะวิทยาทางทะเลนั้นแบ่ง สปีชีส์จากสิ่งแวดล้อมแทนที่กับอนุกรมวิธาน นิเวศวิทยาทางทะเลนั้นไม่เหมือนกับ ชีววิทยาทางทะเล ด้วยความที่ นิเวศวิทยานั้นเน้นไปที่การศึกษาเกี่ยวกับการปฏิสัมพันธ์กันของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งมีชีวิตตัวอื่น หรือ กับสิ่งแวดล้อม ในขณะที่ ชีววิทยานั้นคือการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตนั้นๆ พิษ
พิษ ในบริบทชีววิทยา คือ สสารใด ๆ ที่ก่อการรบกวนแก่สิ่งมีชีวิต มักโดยปฏิกิริยาเคมีหรือกิจกรรมอย่างอื่นในระดับโมเลกุล เมื่อซึมซาบเข้าสู่สิ่งมีชีวิตนั้นในปริมาณที่เพียงพอ สาขาแพทยศาสตร์ (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สัตวแพทยศาสตร์) และสัตววิทยา มักแยกพิษออกจากชีวพิษ (toxin) และจากพิษสัตว์ (venom) ชีวพิษเป็นพิษที่ผลิตโดยหน้าที่ทางชีวภาพบางอย่างในธรรมชาติ และพิษสัตว์มักนิยามเป็น ชีวพิษที่ฉีดเข้าสู่ร่างกายโดยการกัดหรือต่อยเพื่อก่อผลของมัน ขณะที่พิษอื่นโดยทั่วไปนิยามเป็นสสารที่ดูดซึมผ่านเยื่อบุผิว อาทิ ผิวหนังหรือลำไส้ นิเวศวิทยา
ระบบนิเวศกำลังเผชิญหน้าอย่างสม่ำเสมอกับการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมธรรมชาติและการปั่นป่วนทั้งหลายตลอดเวลาและตลอดพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ การปั่นป่วนหมายถึงกระบวนการใดๆที่เอาชีวมวลออกจากชุมชน เช่นไฟไหม้ น้ำท่วม ภัยแล้ง หรือการปล้นสะดม การปั่นป่วนเกิดขึ้นในช่วงที่แตกต่างกันอย่างมากมายในแง่ของขนาด ระยะทางที่ห่างไกลและระยะเวลา และเป็นทั้งสาเหตุและผลิตภัณฑ์จากความผันผวนของธรรมชาติในอัตราการตาย, การวมกลุ่มกันของหลายสายพันธ์ และความหนาแน่นของมวลชีวภาพภายในชุมชนของระบบนิเวศ การปั่นป่วนเหล่านี้สร้างสถานที่ขึ้นมาใหม่ในที่ซึ่งทิศทางใหม่เกิดขึ้นจากการปะติดปะต่อกันของการทดลองและโอกาสทางธรรมชาติ การกลับคืนสู่ปกติในระบบนิเวศเป็นทฤษฎีรากฐานที่สำคัญในการบริหารจัดการระบบนิเวศ ความหลากหลายทางชีวภาพช่วยขับเคลื่อนการกลับคืนสู่ปกติของระบบนิเวศที่ทำหน้าที่เป็นชนิดหนึ่งของการประกันในสิ่งที่จะเกิดขึ้นใหม่ ชีวธรณีเคมี
ชีวธรณีเคมี () คือการศึกษาเชิงวิทยาศาสตร์บนพื้นฐานกระบวนการทางเคมี, ฟิสิกส์, ธรณีวิทยา, และชีววิทยา รวมถึงการปฏิกิริยาซึ่งควบคุมองค์ประกอบของสิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติ (รวมถึงชีวาลัย, อุทกภาค, บรรยากาศ และธรณีภาค) และวัฏจักรของสสารและพลังงานต่างๆ ซึ่งลำเลียงสารประกอบต่างๆ ในโลกทั้งในเวลาและอวกาศ ชีวธรณีเคมีเป็นวิทยาศาสตร์ระบบ วิวัฒนาการ
ในด้านชีววิทยา วิวัฒนาการ () คือการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในประชากรของสิ่งมีชีวิต จากรุ่นหนึ่งสู่อีกรุ่นหนึ่ง วิวัฒนาการเกิดจากกระบวนการหลัก 3 กระบวนการ ได้แก่ ความแปรผัน การสืบพันธุ์ และการคัดเลือก โดยอาศัยยีนเป็นตัวกลางในการส่งผ่านลักษณะทางพันธุกรรม อันเป็นพื้นฐานของการเกิดวิวัฒนาการ ลักษณะเช่นนี้เกิดขึ้นในประชากรเพื่อให้เกิดความแปรผันทางพันธุกรรมเมื่อสิ่งมีชีวิตให้กำเนิดลูกหลานย่อมเกิดลักษณะใหม่ หรือเปลี่ยนแปลงลักษณะเดิม โดยลักษณะใหม่ที่เกิดขึ้นนี้มีสาเหตุสำคัญ 2 ประการ ประการหนึ่ง เกิดจากกระบวนการกลายพันธุ์ของยีน และอีกประการหนึ่ง เกิดจากการแลกเปลี่ยนยีนระหว่างประชากร และระหว่างสปีชีส์ ในสิ่งมีชีวิตที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ สิ่งมีชีวิตใหม่ที่เกิดขึ้นจะผ่านกระบวนการแลกเปลี่ยนยีน อันก่อให้เกิดความแปรผันทางพันธุกรรมที่หลากหลายในสิ่งมีชีวิต วิวัฒนาการเกิดขึ้นเมื่อความแตกต่างทางพันธุกรรมเกิดขึ้น จนเกิดความแตกต่างมากขึ้นเรื่อยๆ จนกลายเป็นลักษณะที่แตกต่างกัน  ชีวเคมี
ชื่อนี้มาจากภาษาเยอรมันว่า "บิโอเคมี" (Biochemie) ซึ่งแรกตั้งโดย ฮอปเปอ-ซีเลอร์ (Hoppe-Sieler) ในปี พ.ศ. 2420 (ค.ศ. 1877) โดยเขาให้คำจำกัดความไว้เป็นอย่างดีว่า เป็นเนื้อหาวิชาซึ่งครอบคลุมการเข้าศึกษาชีววิทยาในเชิงโมเลกุลทุกๆ ด้าน เทคโนโลยีชีวภาพ
ในทางตรงกันข้าม, วิทยาศาสตร์ชีวภาพที่ทันสมัย (รวมถึงแม้กระทั่งแนวคิดเช่นนิเวศวิทยาโมเลกุล) จะถูกโอบแล้วอย่างใกล้ชิดและขึ้นอยู่อย่างหนักกับวิธีการที่ได้รับการพัฒนาผ่านทางเทคโนโลยีชีวภาพและสิ่งที่เป็นความคิดโดยทั่วไปว่าเป็นอุตสาหกรรมวิทยาศาสตร์ของชีวิต. เทคโนโลยีชีวภาพคือการวิจัยและการพัฒนาในห้องปฏิบัติการโดยใช้ชีวสารสนเทศสำหรับการสำรวจ, การสกัด, การใช้ประโยชน์และการผลิตจากสิ่งมีชีวิตใด ๆ และแหล่งที่มาใด ๆ ของชีวมวลโดยใช้วิธีการวิศวกรรมชีวเคมีที่ผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าเพิ่มสูงอาจจะมีการวางแผน (เช่นสร้างขึ้นใหม่โดยการสังเคราะห์), ที่มีการคาดการณ์, ที่มีการสร้างรูป, ที่มีการพัฒนา, ที่มีการผลิตและจำหน่ายเพื่อวัตถุประสงค์ในการดำเนินงานอย่างยั่งยืน (สำหรับผลตอบแทนจากเงินลงทุนเริ่มแรกที่ไร้ความลึกในด้าน R & D) และการได้รับสิทธิบัตรคงทน (สำหรับสิทธิพิเศษสุดสำหรับการขาย, และก่อนหน้าที่จะได้นี้เพื่อได้รับความเห็นชอบในระดับชาติและนานาชาติจากผลการทดลองในสัตว์ทดลองและมนุษย์ทดลอง, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาเภสัชกรรมของเทคโนโลยีชีวภาพเพื่อป้องกันผลข้างเคียงที่ไม่สามารถตรวจพบหรือความกังวลด้านความปลอดภัยใด ๆ จากการใช้ผลิตภัณฑ์) . นิเวศวิทยา
อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างระหว่างสภาพแวดล้อมภายนอกและภายในเป็นนามธรรมที่รวมชีวิตและสภาพแวดล้อมให้เป็นหน่วยหรือข้อเท็จจริงที่แยกออกจากกันไม่ได้ในความเป็นจริง มีการแทรกซึมของเหตุและผลระหว่างสภาพแวดล้อมและใช้ชีวิต ตัวอย่างเช่นกฎของอุณหพลศาสตร์ถูกนำไปใช้กับนิเวศวิทยาด้วยวิธีสภาวะทางกายภาพของมัน ด้วยความเข้าใจของหลักการการเผาผลาญอาหารและหลักการทางอุณหพลศาสตร์ การบัญชีที่สมบูรณ์ของการใช้พลังงานและการไหลของวัสดุสามารถได้รับการตรวจสอบผ่านทางระบบนิเวศหนึ่ง ด้วยวิธีนี้ความสัมพันธ์ทางด้านสิ่งแวดล้อมและระบบนิเวศจะมีการศึกษาผ่านการอ้างอิงถึงชิ้นส่วนวัสดุที่ตามหลักการแล้วจัดการได้และแยกจากกันได้ อย่างไรก็ตาม หลังจากที่องค์ประกอบด้านสิ่งแวดล้อมที่มีประสิทธิภาพมีการทำความเข้าใจผ่านการอ้างอิงถึงสาเหตุของพวกมัน องค์ประกอบพวกนี้เชื่อมโยงโดยหลักการกลับมารวมกันเป็นความสมบูรณ์แบบบูรณาการหรือระบบที่ครั้งหนึ่งเคยถูกเรียกว่าเป็น holocoenotic ซึ่งรู้กันว่าเป็นวิธีการวิภาษไปสู่นิเวศวิทยา วิธีการวิภาษใช้ตรวจสอบชิ้นส่วน แต่ผสมสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมให้เป็นความสมบูรณ์แบบไดนามิก (หรือ Umwelt) การเปลี่ยนแปลงในปัจจัยทางนิเวศและทางสิ่งแวดล้อมอย่างหนึ่งสามารถมีผลควบคู่กันไปกับสถานะแบบไดนามิกของระบบนิเวศทั้งหมด ธรรมชาติ
ปัจจุบัน "ธรรมชาติ" มักหมายถึง ธรณีวิทยาและสัตว์ป่า ธรรมชาติอาจหมายถึงอาณาจักรของพืชและสัตว์หลายชนิดทั่วไป และในบางกรณีหมายถึง ขบวนการซึ่งเกี่ยวข้องกับวัตถุไร้ชีวิต คือ วิถีซึ่งสิ่งบางประเภทโดยเฉพาะดำรงและเปลี่ยนแปลงแนวของตน เช่น ลมฟ้าอากาศและธรณีวิทยาของโลก และสสารและพลังงานอันประกอบขึ้นเป็นทุกสิ่งเหล่านี้ นอกจากนี้ยังใช้หมายถึง "สิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติ" สัตว์ป่า หิน ป่า ชายหาด และโดยทั่วไปสิ่งเหล่านี้ที่ไม่ถูกเปลี่ยนแปลงอย่างสำคัญโดยอันตรกิริยาของมนุษย์โดยทั่วไปไม่ถูกพิจารณาว่าเป็นส่วนหนึ่งของธรรมชาติ ยกเว้นถูกจัดเป็น อย่างเช่น "ธรรมชาติมนุษย์" มโนทัศน์เก่ากว่าของสิ่งธรรมชาติซึ่งยังพบในปัจจุบันอยู่ชี้ข้อแตกต่างระหว่างธรรมชาติกับที่มนุษย์สร้างขึ้น (artificial) โดยสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นเข้าใจว่าเป็นสิ่งที่ถูกทำให้เกิดขึ้นจากความรู้สึกตัวหรือจิตของมนุษย์ ขึ้นอยู่กับบริบทเฉพาะ คำว่า "ธรรมชาติ" ยังอาจแตกต่างจากไม่เป็นธรรมชาติ เหนือธรรมชาติหรือสังเคราะห์ ชีววิทยา
อณูชีววิทยาเป็นสาขาหนึ่งในชีววิทยา ซึ่งศึกษาในระดับโมเลกุล สาขานี้มีความสอดคล้องกับสาขาอื่น ๆ ในชีววิทยา โดยเฉพาะสาขาพันธุศาสตร์และชีวเคมี อณูชีววิทยาเป็นการศึกษาปฏิสัมพันธ์ของระบบต่าง ๆ ในเซลล์ ซึ่งได้แก่ ความสัมพันธ์ระหว่าง ดีเอ็นเอ อาร์เอ็นเอ การสังเคราะห์โปรตีน และการควบคุมความสัมพันธ์เหล่านี้ เชื้อเพลิง
สิ่งมีชีวิตที่มีคาร์บอนเป็นพื้นฐาน (carbon-based life) ทุกชนิด คือตั้งแต่จุลชีพไปจนถึงสัตว์รวมทั้งมนุษย์ ใช้เชื้อเพลิงเป็นแหล่งพลังงาน เซลล์ต่างๆ จะต้องเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางเคมีที่เรียกว่า เมแทบอลิซึม (metabolism) ซึ่งดึงเอาพลังงานออกมาจากอาหารหรือแสงอาทิตย์ในรูปแบบที่สามารถใช้ในการดำรงชีวิต นอกจากนั้นมนุษย์ใช้เทคนิคที่หลากหลายเพื่อแปรเปลี่ยนพลังงานรูปแบบหนึ่งไปสู่อีกรูปแบบหนึ่ง ซึ่งการสร้างพลังงานก็เพื่อจุดประสงค์ที่มากไปกว่าพลังงานในร่างกายมนุษย์ การใช้พลังงานที่ถูกปลดปล่อยออกจากเชื้อเพลิงมีตั้งแต่ การทำความร้อนเพื่อการปรุงอาหาร การผลิตไฟฟ้า หรือแม้แต่การเพิ่มแสนยานุภาพของอาวุธ เชื้อเพลิงชีวภาพ
เชื้อเพลิงชีวภาพ () เป็น เชื้อเพลิง ที่ได้จาก ชีวมวล หรือ มวลชีวภาพ ซึ่งเป็นผลผลิตจากสิ่งมีชีวิต 
หรือ ผลิตผลจากการสร้างและสลายของสิ่งมีชีวิต (metabolic byproducts) เช่นมูลสัตว์ ซึ่งเป็น พลังงานทดแทน (Alternative energy) และเป็นพลังงานสะอาด (clean energy)ไม่เหมือนพลังงานจาก แหล่งธรรมชาติ อื่น เช่น ปิโตรเลียม ถ่านหิน และ 
เชื้อเพลิง นิวเคลียร์  ชีววิทยา
หลักของลักษณะร่วมกันอีกสิ่งหนึ่งคือ สิ่งมีชีวิตทุกชนิด นอกเหนือจากเซลล์ของไวรัส ประกอบขึ้นจากเซลล์ และยังมีกระบวนการเจริญเติบโตคล้ายคลึงกัน ตัวอย่างเช่น สิ่งมีชีวิตชั้นสูงส่วนใหญ่จะมีเอ็มบริโอที่มีลักษณะขั้นต้นคล้ายกัน และมียีนคล้ายกันอีกด้วย ต้องเป็นสิ่งมีชีวิตประเภทเดียวกันเท่านัน้จึงจะสามารถได้รับการผสมกันได้ นิเวศวิทยา
นิเวศวิทยากระบวนการการรับรู้ () รวบรวมทฤษฎีและข้อสังเกตจากนิเวศวิทยาเชิงวิวัฒนาการและประสาทชีววิทยา วิทยาศาสตร์กระบวนการการรับรู้ขั้นต้น เพื่อให้เข้าใจถึงผลกระทบที่การปฏิสัมพันธ์ของสัตว์กับถิ่นที่อยู่อาศัยของพวกมันที่มีกับระบบการรับรู้ของพวกมันและวิธีการที่ระบบเหล่านั้นจะจำกัดพฤติกรรมภายในกรอบนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการ "อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งเมื่อเร็วๆนี้วิทยาศาสตร์กระบวนการการรับรู้ยังไม่ได้ให้ความสนใจเพียงพอที่จะเป็นจริงพื้นฐานที่ว่าลักษณะพันธุกรรมกระบวนการรับรู้ได้วิวัฒน์ภายใต้สภาวะตามธรรมชาติที่เจาะจง ด้วยการพิจารณาของความกดดันตัวเลือกเกี่ยวกับการรับรู้ นิเวศวิทยากระบวนการการรับรู้สามารถนำไปอุดหนุนการเชื่อมโยงทางปัญญาเข้ากับการศึกษาสหสาขาวิชาชีพของกระบวนการการรับรู้" ขณะที่การศึกษาที่เกี่ยวข้องกับ 'การเชื่อมต่อ' หรือการปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม นิเวศวิทยากระบวนการการรับรู้ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ enactivism ซึ่งเป็นสาขาทางวิชาการหนึ่งที่มีพื้นฐานจากมุมมองที่ว่า "... เราต้องดูสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมเหมือนกับว่ามันถูกผูกไว้ด้วยกันในรายละเอียดและตัวเลือกซึ่งกันและกัน ... " 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 เทคโนโลยีชีวภาพ
ในทางตรงกันข้าม, ชีววิศวกรรมทั่วไปถูกมองว่าเป็นสาขาที่เน้นมากขึ้นสำหรับวิธีการระบบที่สูงขึ้น (ไม่จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงหรือมีการใช้วัสดุชีวภาพ"โดยตรง") สำหรับการเชื่อมต่อกับสิ่งมีชีวิตและการใช้ประโยชน์จากสิ่งมีชีวิตนั้น. วิศวกรรมชีวภาพคือการประยุกต์ใช้หลักการของวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์ธรรมชาติกับเนื้อเยื่อ, เซลล์และโมเลกุล. แบบนี้ถือได้ว่าเป็นการใช้ความรู้จากการทำงานกับชีววิทยาที่มีการจัดการเพื่อให้บรรลุผลที่สามารถปรับปรุงฟังก์ชันในพืชและสัตว์. เกี่ยวเนื่องกัน, วิศวกรรมชีวการแพทย์เป็นสาขาที่ทับซ้อนกันสาขาหนึ่งที่มักจะดึงออกมาและประยุกต์ใช้"เทคโนโลยีชีวภาพ" (ตามคำนิยามที่หลากหลาย), โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาย่อยของชีวการแพทย์และ/หรือวิศวกรรมเคมีเช่นวิศวกรรมเนื้อเยื่อ, วิศวกรรมชีวเวชภัณฑ์, และพันธุวิศวกรรม. ชีววิทยา
สาขาวิชาหลักใหญ่ที่เกี่ยวกับอนุกรมวิธานมี 2 สาขา คือ พฤกษศาสตร์ และสัตววิทยา พฤกษศาสตร์เป็นสาขาที่ศึกษาเกี่ยวพืช มีเนื้อหาครอบคลุมกว้างขวางตั้งแต่การเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ เมแทบอลิซึม โรค และวิวัฒนาการของพืช ส่วนสัตววิทยาจะศึกษาเกี่ยวกับสัตว์ รวมทั้งลักษณะทางสรีรวิทยาของสัตว์ซึ่งอยู่ในสาขากายวิภาคศาสตร์และคัพภวิทยา กลไกทางพันธุศาสตร์และการเจริญของพืชและสัตว์จะศึกษาในสาขาอณูชีววิทยา อณูพันธุศาสตร์ และชีววิทยาของการเจริญ นักชีววิทยา
นักชีววิทยา คือนักวิทยาศาสตร์ที่ทุ่มเทและคิดค้นผลการทดลองทางชีววิทยาผ่านการศึกษาเกี่ยวกับชีวิต นักชีววิทยาจะศึกษาเกี่ยวกับระบบสิ่งมีชีวิตและความสัมพันธ์ที่สิ่งมีชีวิตมีต่อสิ่งแวดล้อม นักชีววิทยาจะคอยวิจัยเพื่อค้นหากลวิธีที่ควบคุมการทำงานของระบบสิ่งมีชีวิต และยังมีส่วนวิจัยเพื่อพัฒนาหรือปรับปรุงกระบวนการผลิตเกี่ยวกับยา การอุตสาหกรรม และการเกษตรด้วย บทนำวิวัฒนาการ
อนุกรมวิธานเป็นสาขาของชีววิทยาที่ตั้งชื่อและจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตทั้งหมด
นักวิทยาศาสตร์อาศัยความคล้ายคลึงกันทางสัณฐานและพันธุกรรมเพื่อช่วยจัดสิ่งมีชีวิตตามความสัมพันธ์ทางบรรพบุรุษ
ยกตัวอย่างเช่น ลิงอุรังอุตัง กอริลลา ชิมแปนซี และมนุษย์ล้วนจัดอยู่ในหน่วยอนุกรมวิธานเดียวกันคือ วงศ์ Hominidae (ลิงใหญ่)
เพราะความคล้ายคลึงกันทางสัณฐานที่มาจากบรรพบุรุษร่วมกัน (ซึ่งเรียกว่า homology หรือแปลได้ว่า การมีกำเนิดเดียวกัน)
หลักฐานที่ชัดเจนของวิวัฒนาการมาจากการวิเคราะห์โครงสร้างที่มีกำเนิดเดียวกัน (homologous)
เป็นโครงสร้างในสปีชีส์ต่าง ๆ ที่ไม่ทำหน้าที่เดียวกันแต่กลับมีโครงสร้างคล้าย ๆ กัน
เช่น กรณีแขนขาท่อนปลายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ระบบนิเวศทางทะเล
ระบบนิเวศทางทะเล () เป็นระบบนิเวศที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลก ของระบบนิเวศในแหล่งน้ำทุกชนิด ซึ่งรู้จักกันดีในพื้นที่ มหาสมุทร, กลุ่มดินเค็ม และ เขตน้ำขึ้น-น้ำลง, ปากแม่น้ำ และ ทะเลสาบน้ำเค็ม, ป่าโกงกาง และ แนวปะการัง, ทะเลน้ำลึก และ สัตว์ทะเลหน้าดิน สามารถเทียบได้กับแหล่งน้ำจืด ซึ่งมีปริมาณเกลือเข้มข้นกว่า ระบบนิเวศทางทะเล ครอบคลุมพื้นที่ 3 ใน 4 ส่วนของโลก ซึ่งถือได้ว่าสิ่งมีชีวิตที่เป็นพืชได้สนับสนุนกันและกันกับสัตว์ ในทางกลับกันเราอาจจะมองเห็นห่วงโซ่อาหารได้หลากหลายอย่าง ทะเลลึก
ทะเลลึก(English: Deep sea) [1]เป็นชั้นของระดับน้ำที่มีความลึกตั้งแต่ 200 เมตรลงไปซึ่งนับเป็น 70% ของน้ำในมหาสมุทรทั่วโลกเป็นที่ ๆ มีแสงน้อยจนถึงไม่มีแสงเลยสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่อาจจะกินสารอินทรีย์หรือซากศพจากทะเลด้านบนด้วยเหตุนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์เคยสันนิษฐานว่าจะมีสิ่งมีชีวิตชีวิตจำนวนน้อยมากในมหาสมุทรลึก แต่จากการตรวจสอบนั้นได้เปิดเผยว่ามันเป็นอะไรตรงกันข้ามกับการสันนิฐานนั้นเพราะมันมีสิ่งมีชีวิตมากมายในทะเลลึกลึกนอกจากนี้ยังสามารถเห็นการพัฒนาการที่ความหลากหลายมากมายของสิ่งมีชีวิตเพื่อใช้ในการดำรงชีวิตอยู่อีกทั้งยังมีห่วงโซ่อาหารและขยะหรือจากซากสัตว์ แบคทีเรียต่าง ๆ นิเวศวิทยา
รูปแบบทางชีวภูมิศาสตร์และการกระจายของสายพันธ์มีการอธิบายหรือทำนายผ่านความรู้ของลักษณะของสายพันธุ์และความต้องการด้านสภาวะที่เหมาะสม หลายสายพันธ์มีลักษณะ(ทางกรรมพันธ์) () ของฟังชั่นทางพันธุกรรมที่ถูกปรับเปลี่ยนที่ไม่เหมือนใครให้เข้ากับสภาวะทางนิเวศวิทยา ลักษณะทางพันธุกรรมหนึ่ง ๆ จะเป็นสมบัติ () หรือลักษณะทางพันธุกรรมที่ปรากฏให้เห็นเช่นส่วนสูงหรือสีผิว () ที่วัดได้ของสิ่งมีชีวิตที่อาจมีอิทธิพลต่อการอยู่รอดของมัน ยีนมีบทบาทสำคัญในการมีปฏิสัมพันธ์ของการพัฒนาและการแสดงออกด้านสิ่งแวดล้อมของลักษณะทางพันธุกรรม สายพันธุ์ประจำถิ่นจะวิวัฒนาการลักษณะทางพันธุกรรมที่เหมาะสมกับแรงกดดันตัวเลือกของสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นของพวกมัน ซึ่งมีแนวโน้มยอมรับข้อได้เปรียบในการแข่งขันและกีดกันสายพันธ์ที่ถูกดัดแปลงมาคล้ายกันจากการกระจายทางภูมิศาสตร์ที่ทับซ้อนกัน 'หลักการกีดกันด้านการแข่งขัน' ระบุว่าสองสายพันธ์ไม่สามารถอยู่ร่วมกันไปเรื่อย ๆ โดยการอาศัยอยู่ในทรัพยากรที่จำกัดเดียวกัน; สายพันธ์หนึ่งมักจะเก่งกว่าอีกสายพันธ์หนึ่ง เมื่อสายพันธ์ที่ถูกดัดแปลงมาคล้ายกันมีถิ่นที่อยู่ทับซ้อนกันทางภูมิศาสตร์ การตรวจสอบอย่างใกล้ชิดเปิดเผยให้เห็นถึงความแตกต่างของระบบนิเวศที่ลึกซึ้งในที่อยู่อาศัยหรือความต้องการอาหารของพวกมัน อย่างไรก็ตาม การศึกษาบางโมเดลและเชิงประจักษ์แนะนำว่าการปั่นป่วน () สามารถปรับปรุงวิวัฒนาการร่วมและสภาวะการเข้าอยู่อาศัยที่เหมาะสม () ที่ใช้ร่วมกันของสายพันธุ์ที่คล้ายกันที่เข้าพักอาศัยอยู่ในชุมชนหลากสายพันธ์ที่อุดมสมบูรณ์ ถิ่นที่อยู่อาศัยรวมกับสภาวะที่เหมาะสมเรียกว่า ecotope ซึ่งถูกกำหนดให้เป็นตัวแปรเต็มรูปแบบด้านสิ่งแวดล้อมและด้านชีวภาพที่มีผลกับทั้งสายพันธุ์ มวลชีวภาพ
มวลชีวภาพ หรือ ชีวมวล (biomass) คือสารอินทรีย์ที่เป็นแหล่งกักเก็บพลังงานจากธรรมชาติและสามารถนำมาใช้ผลิตพลังงานได้ เช่น เศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร หรือกากจากกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมการเกษตร เช่น การสํารวจทางชีวภาพ
การสำรวจทางชีวภาพได้รับการนำมาใช้โดยหน่วยงานภาครัฐที่รับผิดชอบในการบริหารจัดการที่ดินสาธารณะ การวางแผนด้านสิ่งแวดล้อม และ/หรือ การวางระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมในการประเมินทรัพยากรของระบบนิเวศ เช่น แม่น้ำ ลำธาร ทะเลสาบ และพื้นที่ชุ่มน้ำ การย่อยสลายทางชีวภาพ
การย่อยสลายทางชีวภาพสามารถวัดเป็นจำนวนได้หลายวิธี นักวิทยาศาสตร์มักใช้การทดสอบการหายใจของจุลิทรีย์ที่ใช้ออกซิเจน (Aerobe) ในการหายใจ โดยเก็บตัวอย่างที่เป็นของเสียในรูปของแข็ง ที่ประกอบด้วยจุลินทรีย์และดิน ต่อมาผึ่งลมทิ้งไว้หลายวัน จุลินทรีย์จะทำการย่อยตัวอย่างทีละน้อย และผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งผลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะเป็นตัวบ่งชี้การย่อยสลาย การย่อยสลายทางชีวภาพสามารถวัดโดยจุลินทรีย์ที่ไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic) และจำนวนมีเทน หรือ โลหะผสมที่สามารถผลิตได้ ในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ เรียกว่า กระบวนการการบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพ ธรรมชาติวิทยา
ธรรมชาติวิทยาเดิมเป็นวิชาหลักที่เปิดสอนเฉพาะในมหาวิทยาลัยโดยอาจารย์ทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่นานๆ เข้าจึงได้กระจายออกมาสู่กิจกรรมของนักสะสมสมัครเล่นมากกว่าการเป็นวิทยาศาสตร์แท้ๆ มากขึ้น โดยเฉพาะในสหราชอาณาจักรและอเมริกาที่งานในด้านนี้ขยายตัวอย่างรวดเร็วกลายเป็นงานอดิเรกเฉพาะชนิดมากขึ้น เช่นการศึกษาเรื่องนก ผีเสื้อและดอกไม้ป่า ในขณะเดียวกันนักวิทยาศาสตร์ก็ได้พยายามบ่งชี้สาขาวิชาชีววิทยาให้เด่นชัดและรวมกันให้เป็นตัวตนที่ชัดเจนขึ้น (แม้จะมีเพียงบางส่วนที่เป็นผลสำเร็จ แต่อย่างน้อยๆ ก็ได้มาถึงขั้น "การสังเคราะห์วิวัฒนาการสมัยใหม่" (modern evolutionary synthesis) แต่ถึงกระนั้น ธรรมเนียมของธรรมชาติวิทยาก็ยังคงเล่นบทบาทของชีววิทยาเมื่อครั้งคริสต์ศตวรรษ 19 และ 20 อยู่ โดยเฉพาะเกี่ยวกับด้านนิเวศวิทยา พฤติกรรมวิทยา (ethology) และ วิวัฒนาการชีววิทยา