Objašnjavamo što je biofizika, njezine ciljeve, predmet proučavanja i grane. Također, njegova važnost za razumijevanje života.
Što je biofizika?
Biofizika je disciplina koji se bavi proučavanjem biologija sa stajališta fizički (otuda njihov zajednički naziv). Ova dvostruka ili dvojna priroda onemogućuje definiranje radi li se o grani fizike bliskoj biologiji ili grani biologije bliskoj fizici.
U svakom slučaju, spaja teorijski duh fizike s mogućnošću dobivanja provjerljivih eksperimentalnih rezultata, nešto uobičajeno u biologiji.
Biofizika je, u tom smislu, jedna od prvih znanstvenih disciplina kojoj se kombiniraju različiti pristupi znanosti elementala, što je trend u usponu u suvremenom znanstvenom svijetu. Rezultati dobiveni ovom disciplinom su od interes i za biologiju i za primijenjenu fiziku.
To je mlada disciplina, barem po svom formalnom priznanju, budući da njezina područja proučavanja prethode konceptu same znanosti. Prva ispravna biofizička studija bila je u sedamnaestom stoljeću, kada su u sklopu njegovog rada objavljene studije njemačkog isusovačkog znanstvenika Atanasija Kirchera (1601-1680) o bioluminiscenciji životinja "Ars Magna Lucis et Umbrae”.
Predmet proučavanja biofizike
Predmet proučavanja biofizike može se definirati kao fizičko područje život ili primjena fizike na živih bića. Svojim predmetom proučavanja u velikoj mjeri promatra iz fizičke perspektive klasične mehanike, odnosno Newtonove mehanike.
Uključuje istraživanje pojavama uobičajeno u svijetu fizike, kao npr struja, the svjetlo, the magnetizam, među ostalima, ali je povezan sa svijetom biologije: bioelektričnost, bioluminiscencija, biomagnetizam i tako dalje.
Ciljevi biofizike
Biofizika teži različitim ciljevima, kao što su:
- Razumjeti ljudsko tijelo i druga živa bića u smislu sustava fizički obdaren kvantificiranim varijablama kao što je unutarnja energija, entropija, itd.
- Prevedite na jezik fizike (odnosno, opišite u njezinim terminima) neke posebne fenomene složenog života, posebno one koji uključuju energije osnove: elektricitet, magnetizam, gravitacija, itd.
- Primijenite sva dosadašnja znanja na rješenje problema specifične, kao što su proizvodnja proteza, izum tretmana i novih alata dijagnostički, ili novi materijali inspirirani samim životom.
- Provesti u praksi transdisciplinarni pristup fizici i biologiji, kako bi se nadišla ograničenja određenog područja pomoću alata i znanje drugih.
Grane biofizike
Glavna područja studija biofizike, od kojih svako inaugurira određenu granu interesa, su sljedeća:
- Biomehanika. Riječ je o proučavanju procesa ljudskog tijela, shvaćajući ih kao primjenu unutarnjih i vanjskih sila na njega, što nam omogućuje da o njima razmišljamo u terminima kao što su energetska učinkovitost, anatomska mehanika itd., što je opet korisno za proizvodnju proteza.
- Bioakustika. Kao što mu ime govori, istraživanje proizvodnje zvuk u životinje, uključujući ljudsko biće. To varira od ponašanja valovi zvuk, do neurofiziološkog aparata uha.
- Stanični motori. To je disciplina koja uključuje pokreti živih bića kao proces transformacije energije (kemija, obično) na poslu, te ih tako moći oponašati (na primjer, stvoriti nanomstrojeve).
- Dinamika proteina. Riječ je o proučavanju pokreta i nabora protein i druge molekularne konstrukcije, prema njihovoj strukturi, funkcijama ili sastavima, primjenjujući zakone fizike.
- Molekularna komunikacija. U biti, radi se o razmjeni informacija na staničnoj razini, kako između Stanice istog organizam, kao između jednostanični organizmi, koristeći sistemska načela koja se mogu dobro razumjeti s fizičke točke gledišta.
Važnost biofizike
Ono što je najzanimljivije u pogledu perspektive biofizike je da ona promišlja ili preispituje granice između svijeta materija (anorganski) i svijet života (organski), budući da na obje utječu iste temeljne sile fizike. Na taj način pruža elementarnije razumijevanje onoga što je život i što razlikuje živa bića od nežive tvari koja ih okružuje.
S druge strane, biofizika dopušta pristup biološkim problemima iz drugačije perspektive, što iskorištava elemente fizike, kao što je primjena elektromagnetskih zraka u ispitivanju stanica, ili nuklearne magnetske rezonancije za proučavanje tkiva organizmi nema potrebe da ih oštetite ili razbijete.