Достижения в генетике
Двойная спираль ДНК - это молекула, которая кодирует генетические инструкции, используемые при развитии и функционировании всех известных живых организмов и многих вирусов.
В начале 20-го века изучение наследственности стало важным исследованием после повторного открытия в 1900 году законов наследования, разработанных Менделем. В 20 веке также произошла интеграция физики и химии, причем химические свойства объяснялись как результат электронной структуры атома. В книге Лайнуса Полинга о природе химической связи использовались принципы квантовой механики для определения углов связи во все более сложных молекулах. Кульминацией работы Полинга стало физическое моделирование ДНК, раскрывающее тайну жизни (по словам Фрэнсиса Крика, 1953). В том же году эксперимент Миллера–Юри продемонстрировал при моделировании первичных процессов, что основные компоненты белков, простые аминокислоты, сами по себе могут быть созданы из более простых молекул, положив начало десятилетиям исследований химического происхождения жизни. К 1953 году Джеймс Д. Уотсон и Фрэнсис Крик прояснили базовую структуру ДНК, генетического материала для выражения жизни во всех ее формах, опираясь на работу Мориса Уилкинса и Розалинд Франклин, предположивших, что структура ДНК представляет собой двойную спираль.
В их знаменитой статье “Молекулярная структура нуклеиновых кислот” В конце 20-го века возможности генной инженерии впервые стали практическими, и в 1990 году начались масштабные международные усилия по составлению карты всего человеческого генома (проект "Геном человека"). Дисциплина экология обычно берет свое начало от синтеза дарвиновской эволюции и гумбольдтовской биогеографии в конце 19-го и начале 20-го веков. Однако не менее важными в становлении экологии были микробиология и почвоведение — в частности, концепция жизненного цикла, известная в работах Луи Пастера и Фердинанда Кона. Слово экология была придумана Эрнстом Геккелем, чей особенно целостный взгляд на природу в целом (и теорию Дарвина в частности) сыграл важную роль в распространении экологического мышления. В 1930-х годах Артур Тэнсли и другие начали развивать область экосистемной экологии, которая объединила экспериментальное почвоведение с физиологическими концепциями энергии и методами полевой биологии.
Нейробиология как отдельная дисциплина
Понимание нейронов и нервной системы становилось все более точным и молекулярным в течение 20-го века. Например, в 1952 году Алан Ллойд Ходжкин и Эндрю Хаксли представили математическую модель передачи электрических сигналов в нейронах гигантского аксона кальмара, которые они назвали “потенциалами действия”, и того, как они инициируются и распространяются, известную как модель Ходжкина–Хаксли. В 1961-1962 годах Ричард Фицхью и Дж. Нагумо упростили Ходжкина–Хаксли в рамках так называемой модели Фицхью–Нагумо. В 1962 году Бернард Кац смоделировал нейротрансмиссию через пространство между нейронами, известное как синапсы. Начиная с 1966 года, Эрик Кандель и его коллеги исследовали биохимические изменения в нейронах, связанных с обучением и хранением памяти у Aplysia. В 1981 году Кэтрин Моррис и Гарольд Лекар объединили эти модели в модель Морриса–Лекара. Такая все более количественная работа привела к появлению многочисленных биологических моделей нейронов и моделей нейронных вычислений. Нейробиологию начали признавать как самостоятельную академическую дисциплину. Эрик Кандель и его коллеги ссылаются на Дэвида Риоха, Фрэнсиса О. Шмитта и Стивена Куффлера как на тех, кто сыграл решающую роль в создании этой области.
