(Fr.: biologie; Du.: Biologie; Eng.: biology), in de letterlijke betekenis: de leer van het leven. De techniek is een uiting van het leven, zich openbarend niet alleen bij de mens, maar bij alle levende organismen. Wanneer het begrip techniek in de ruimste zin wordt gehanteerd (van Dale) kan men stellen dat de levensprocessen de techniek vormen, met behulp waarvan de levende organismen zich in stand houden.
Biosynthese (het vermogen complexe organische moleculen uit elementaire bouwstenen op te bouwen), energiemetabolisme (het vermogen door interne chemische omzettingen energie aan bepaalde processen toe te voeren), en reproduktie (het zich vermenigvuldigen van cellen en organismen), behoren tot de meest centrale levensprocessen. Organisatievormen van de zgn. bio-elementen (o.a.: C, H, O, N, S, P, K, Ca) in de vorm van cellen en organismen worden hierdoor niet alleen in stand gehouden, maar bovendien op specifieke wijze aan het nageslacht overgeleverd. Hierdoor kan men deze organisatievormen over veel langer tijdsbestek dan de levensduur van de individuen onderscheiden als systematische eenheden (soorten, rassen enz.).
Het verschil tussen plant en dier is in deze beschouwing niet relevant, en kan overigens ook bezwaarlijk consequent worden gedefinieerd. Wel is het van belang te onderscheiden tussen autotrofe organismen die zich op basis van minerale stoffen in stand kunnen houden, en heterotrofe organismen die levende organismen of de dode overblijfselen daarvan voor hun onderhoud nodig hebben.
De organisatie van de levende materie wordt gekenmerkt door een sterke dynamiek (moleculen en cellen worden binnen organismen, individuen binnen populaties, onophoudelijk vervangen) en een dusdanige graad van complicatie dat generaties van onderzoekers, ondanks geperfectioneerde technische hulpmiddelen, er nog steeds niet in geslaagd zijn de drijvende krachten die deze organisatie veroorzaken, te doorgronden. Vandaar, dat op dit terrein talrijke onbewezen veronderstellingen bestaan, die variëren van wetenschappelijke theorieën tot religieuze opvattingen.
Hoewel de biologie terzake van zijn kernprobleem (waarom orde en geen chaos?) niet verschilt van de andere natuurwetenschappen is genoemde verwarrende complexiteit er oorzaak van, dat de biologie door sommigen ten onrechte niet tot de ‘exacte wetenschappen’ wordt gerekend. Aangezien de exacte wetenschappen de grondslag vormen van de techniek is het begrijpelijk, dat velen, eveneens ten onrechte, biologie en techniek als tegenstellingen zien.
Genoemde bio-elementen zijn primair georganiseerd in organische moleculen als koolhydraten, lipiden, aminozuren, nucleotiden enz., die weer tot macromoleculen (glycogeen, cellulose, chitine, nucleïnezuren, eiwitten) zijn verenigd. Hieruit worden weer organellen (celkern, mitochondriën, membranen enz.) opgebouwd, die op hun beurt zijn georganiseerd en geïntegreerd binnen cellen. Bij de meercellige organismen zijn deze cellen weer binnen weefsels en organen gedifferentieerd en geïntegreerd. Levende organismen tenslotte komen niet voor als unica, maar steeds als populaties van genetisch vergelijkbare individuen, waaruit de soorten zijn samengesteld.
In de levende materie zijn talrijke integratieprocessen werkzaam, die de elementaire eenheden samenbundelen tot eenheden van hogere orde (cel, organisme, populatie). Elk van deze integratieniveaus is gekenmerkt door een bijna verbijsterende veelvuldigheid en variabiliteit; een verschijnsel waarmee de bioloog veel meer vertrouwd is dan de beoefenaar van andere natuurwetenschappen.
Men kan de eigenschappen van de hogere eenheden niet rechtstreeks verklaren uit die van de samenstellende delen. Vandaar, dat in de biologie de onderzoekers op populatieniveau (ecologen, taxonomen) een andere benadering hebben dan de onderzoekers op organismeniveau (anatomen, fysiologen) en deze weer een andere benadering gebruiken dan de celbiologen, moleculaire biologen, biochemici en biofysici. Men kan de interacties tussen biologie en techniek alleen begrijpen vanuit deze diversiteit (afb. 1).
Bij het bestuderen van de eigenschappen van de levende organismen volgt de bioloog een vierledige vraagstelling.
1. Welke betekenis heeft de eigenschap voor het voortbestaan van individu en soort (waardebepalende vraagstelling)?
2. Op welke oorzakelijke betrekkingen berust de eigenschap (causaal analytische vraagstelling)?
3. Hoe ontwikkelt de eigenschap zich tijdens het tot stand komen van het individu (ontogenetische vraagstelling)?
4. Hoe is de eigenschap in de loop der tijden geëvolueerd (historische vraagstelling)?
Alleen het volgen van de tweede vraagstelling leidt in het algemeen tot technische toepassingen van de biologie. Het eigenlijke doel van de biologische wetenschap is het verwerven van inzicht en begrip; de beheersing van de levensprocessen is niet doel, maar resultaat.
Techniek van de levende materie.
De ‘vindingrijkheid’ van de levende organismen (de Engelse neuroloog Sherrington noemde dit: The Wisdom of the Body) openbaart zich in tweeërlei verschijnselen.
1. Het zich evolutionair verwerven van processen en structuren (adaptieve evolutie, ‘evolutionair leerproces’) als gevolg waarvan organismen in de strijd om het bestaan steeds beter zijn toegemst, en tenslotte levensbehoeften en sterftefactoren in steeds grotere mate beheersen. Het centrale zenuwstelsel dat het gedrag beheerst, is hiervan een voorbeeld. Treffende voorbeelden van gecompliceerd gedrag zijn te vinden bij de honingbij (ratenbouw, broedzorg, bijentaal, arbeidsverdeling);
2. Het integreren van ervaring in het centrale zenuwstelsel (centraalnerveus leerproces) dat bij de mens een zeer hoge graad van abstractie heeft bereikt. Verbetering van bestaande, en verwerving van nieuwe hulpmiddelen worden hierdoor mogelijk met een snelheid die in het rijk van de levende wezens nergens wordt geëvenaard. Toch moeten de, door de natuur evolutionair verworven technische hulpmiddelen van het leven niet gezien worden als een primitief voorstadium, dat nu door de techniek als uiting van de menselijke cultuur is achterhaald. Men doet er goed aan zich bescheiden op te stellen en te erkennen, dat vele, als nieuw ervaren verworvenheden van de menselijke techniek in vele hogere of lagere organismen al sinds miljoenen jaren worden toegepast en pas achteraf als zodanig worden herkend.
Vertaalmachines die in alle levende cellen bij de overdracht van genetische informatie functioneren (op submicroscopische schaal!), benevens digitale en analoge computerprincipes, waarop de werking van het centrale zenuwstelsel berust, zijn voorbeelden in de sfeer van chemische en elektronische techniek. De mechanische techniek van het levende is al van een even verbazingwekkende volmaaktheid. Haak- en grijpwerktuigen, hang- en sluitwerk, talloze typen verbindingen, zuiger- en membraanpomp, strijk- en blaasinstrumenten behoren hiertoe.
Aërodynamisch voldoen de vliegmechanismen van vogels en insekten aan zeer hoge eisen. In verschillende insektenorden wordt het principe van de gyroscoop toegepast bij sturing en stabilisatie tijdens de vlucht.
Implicaties van technische hulpmiddelen in de biologische wetenschapsbeoefening. De bioloog, die omstreeks 1930 was opgeleid en die 45 jaar later de moderne aanpak in het biologisch onderzoek tracht te overzien, komt tot de conclusie dat 80...90% van de thans bestudeerde onderwerpen tijdens zijn studie onbereikbaar zouden zijn geweest, door het ontbreken van de noodzakelijke technische hulpmiddelen. Het meest gerevolutioneerd (en dikwijls pas recent ontstaan) zijn de vakken op cel- en subcellulair gebied. Zeer grote veranderingen hebben anatomie en fysiologie ondergaan, terwijl systematiek en ecologie hun instrumentatie in een wat minder snel tempo (maar daarom niet minder significant) hebben uitgebouwd. Het is niet mogelijk (zie afb. 1) het biologisch onderzoek feilloos in drie integratieniveaus te classificeren; er zijn grote onderzoeksgebieden als genetica, milieutoxicologie en ecofysiologie, waarin men zich op verschillende niveaus beweegt. De gebruikte instrumentatie is in deze vakken zeer veelzijdig.
Nog niet lang geleden werd in taxonomisch en ecologisch onderzoek weinig kwantitatief werk verricht en was de instrumentatie weinig ontwikkeld. De moderne biotaxonomie, die van ultrastructurele, histologische, fysiologische en biochemische gegevens gebruik maakt, is van een aanzienlijk technisch arsenaal afhankelijk. In de ecologie bestond sinds lang interesse voor de mathematische beschrijving van de aantallen dynamiek van dieren in het veld. Deze beschrijving werd echter bemoeilijkt door de enorme veelheid van factoren en gegevens, de ruimtelijke verspreiding van de populaties over grote arealen, en de invloed van de voorgeschiedenis. Toepassing van dynamische simulatiemodellen waarin een onbeperkt aantal deelprocessen kan worden verwerkt, en die zich lenen voor verwerking in digitale computers, opent voor de ecologie ongekende mogelijkheden.
Klimaatgegevens werden oorspronkelijk verzameld door het aflezen en noteren van temperatuur, vochtigheid, regenval enz. De verwerking van de talloze gegevens en de interpretatie van hun ecologische effecten waren gebrekkig en moeizaam. Thans kunnen de gegevens automatisch op magneetband worden geregistreerd en in computers afgespeeld, waardoor men in zeer korte tijd kan samenvatten en correleren.
Op het niveau organisme wordt een onderzoek, dat vroeger maanden zou hebben gekost, dankzij de verfijnde meetapparatuur, nu in enkele dagen afgesloten.
Een hoog ontwikkelde instrumentele aanpak treft men ook aan in de moleculaire biologie, die de eigenschappen onderzoekt van de fijnst gestructureerde elementen van de levende cel.
Met behulp van een homogenisator worden de cellen fijn verdeeld en vervolgens in een ultracentrifuge blootgesteld aan zwaartekrachtvelden die honderdduizenden malen zo sterk kunnen zijn als dat van de aarde. Door de centrifugesnelheid trapsgewijze op te voeren, worden achtereenvolgens fracties verkregen waarin eerst de gevormde bestanddelen (kernen, mitochondriën, ribosomen) en vervolgens de macromoleculen (eiwitten, nucleïnezuren) in zuivere toestand zijn afgescheiden.
Door het maken van ultradunne coupes, na inbedden in kunststof, het opdampen van fijne goudlaagjes en andere contrasteertechnieken kan men nu met behulp van het elektronenmicroscoop met een oplossend vermogen van 0,2...1 nm de structuren bestuderen. Door biochemische technieken kunnen nu analyses tot op het moleculaire vlak worden uitgevoerd. Vervolgens tracht men door modellenbouw de elementen zodanig te rangschikken dat de werking van het geheel begrijpelijk wordt.
De mechanismen die men hierbij aantreft, stijgen uit boven het niveau van de chemie en worden in termen van informatieoverdracht beschreven (codering, decodering, transcriptie, translatie).
Rol van de techniek in de maatschappelijke toepassing van biologische hulpbronnen.
Wanneer men de landbouwkunde en de medische wetenschap als toegepaste biologie beschouwt, ziet men overal technische ontwikkelingen die hetzij de biologische activiteiten ondersteunen, hetzij op subtiele wijze bij biologische processen en structuren zijn aangepast.
De inbreng van de techniek in de land-, tuin- en bosbouw begint al bij de cultuurtechniek, waar grondbewerking, drainage en irrigatie, aangepast aan de grondsoort, de bodemstructuur en de hydrologische omstandigheden, met gespecialiseerde machines en materialen worden verricht. Doel is, een optimale beworteling van het gewas te verzekeren. Dit wordt vervolgens gezaaid of gepoot door weer andere gespecialiseerde machines, waarna meststoffen worden toegevoegd op basis van een na grondonderzoek gegeven advies; reeds vroeg wordt de plant beschermd door onkruid- en ziektebestrijding, waarbij de stoffen door gespecialiseerde spuit-, stuif- en vernevelmachines worden gedistribueerd. De oogst gebeurt als regel machinaal door rooi-, trek-, maai- en andere machines. Verdere bewerkingen als binden, dorsen en persen gebeuren dikwijls tijdens de oogst in daarvoor geschikte combines. Het sorteren en zuiveren van het geoogste produkt gebeurt grotendeels automatisch door sorteer- en schoonmachines.
Zeer geavanceerde ontwikkelingen hebben plaats in de kasteelt waar men in vele bedrijven het kasklimaat volautomatisch regelt, en meststoffen, water en pesticiden in vaste leidingen automatisch toevoert. Ook bij de verkoop van het produkt aan veilingen is een hoge graad van automatisering bereikt.
De arbeid in de bosbouw, die vroeger tot de laagst betaalde behoorde, is nu veredeld door het gebruik van talrijke technische hulpmiddelen, waaronder motorzagen, sleep- en hijsapparatuur, tractoren en grondbewerkingsmachines.
De technische ontwikkelingen in de veeteelt zijn met die in de land- en tuinbouw volkomen vergelijkbaar. De jonge dieren worden met speciale mengvoeders opgekweekt, samengesteld op grond van voedingsexperimenten. Mesterijen zijn geworden tot bio-industrieën waar klimaatregeling en verzorging in belangrijke mate zijn geautomatiseerd. In het bijzonder in de kippenhouderij zijn de legbatterijen een voorbeeld van extreme rationalisatie. Bij melkvee zijn aangepaste melkmachines in gebruik, die op natuurlijke afvoermechanismen inspelen. In de slachterijen en abattoirs zijn, van slacht tot vleeswaar, gespecialiseerde technische voorzieningen aanwezig.
De visserijtechniek maakt gebruik van o.a. echoloding, radar en radiopeiling. De vangapparatuur wordt door gespecialiseerde werktuigen bediend.Vriesruimen verzekeren een bederfvrije aanvoer van de vangst. Ook voor het conserveren en het verwerken van landbouw-, veeteelt- en visserijprodukten (inclusief de zuivelindustrie), en voor de voedselbereiding wordt vaak zeer gespecialiseerde apparatuur gebruikt.
Bij de houtverwerking zijn het machinaal zagen, schaven, schillen en verpulpen nauwkeurig op de eigenschappen van het hout ingesteld, evenals de moderne processen van het buigen, trekvrij maken en impregneren. Zeer interessant is ook de techniek van de vezelverwerking; de in de textielindustrie gebruikte apparatuur is geheel ingesteld op de specifieke eigenschappen van de grondstof, evenals dit het geval is in de papierindustrie, die talrijke plantaardige en dierlijke vezels door een verviltingsproces tot samenhang brengt.
Implicaties van de biologie in technische toepassingen.
De exploitatie van organismen.
Fermentatie en andere microbiologische processen.
Vele micro-organismen winnen energie uit anaërobe omzettingen of bezitten enzymen die diverse organische stoffen kunnen omzetten in door ons gewenste eindprodukten. Microbiologen, biochemici en technici hebben te zamen een aantal efficiënte industriële processen uitgewerkt, waarbij de micro-organismen of hun enzymen worden toegepast, en waarin zowel het aantallenverloop van de betrokken organismen als de aard en de snelheid van omzettingen door regeling van kweek- en reactie-omstandigheden worden beheerst. Populatiedynamisch is de theoretisch goed doorgewerkte techniek van de continu-cultuur van belang, waarbij door continue en gereguleerde toe- en afvoer een constante produktie wordt verzekerd. Gisten, bacteriën, streptomyceten, schimmels en hun enzymen worden hierbij toegepast.
Soms (bijv. bij de bakkersgist) gaat het om de micro-organismen zelf, maar meestal om de stofwisselingsprodukten en soms om de enzymen, zoals bijv. de bacteriële protease in wasmiddelen. Voorts zie Biochemische technologie.
De verschillende gespecialiseerde stammen van schimmels, bacteriën en gisten, die voor bepaalde produkties worden vereist, zijn het resultaat van onderzoek door microbiologen en mycologen, die, met de technieken van de microbiële genetica, bij voortduring nieuwe stammen selecteren welke een meer efficiënte en snellere produktie mogelijk maken.
Plantenteelt.
De biologische grondslagen van de plantenteelt liggen in de genetica, de plantenfysiologie en -ecologie en de plantenziektenkunde. De plantenveredeling gebruikt kennis uit de genetica, de bloeifysiologie en -ecologie, en bestudeert daarnaast, bij de beoordeling van de eigenschappen van het gewas, velerlei anatomische en fysiologische eigenschappen.
De plantenteelt in eigenlijke zin integreert de biologische kennis met die van bodemkunde, bemestingsleer en agroklimatologie. Daarbij zijn factoren als daglengtegevoeligheid, koudebehoefte en vochtrelaties van zeer veel belang voor het reguleren van bloei en vruchtzetting en vegetatieve groei. De in verband met de economische aspecten gewenste oogstzekerheid neemt meer en meer de plaats in van de vroegere maximalisatie van de opbrengst. Het streven naar een breed sortiment en de beschikbaarheid van bloemen, groenten enz. het gehele jaar door, geeft aanleiding tot zeer veel biologisch onderzoek, dat uiteindelijk tot doel moet hebben de beheersing van de plantaardige processen in al hun geledingen.
Veeteelt.
In de veeteelt is het vooral de veevoeding die op grond van biologisch onderzoek een hoge graad van perfectie bereikt. De dierfysiologie is daarbij een onmisbare basiswetenschap. Uiteraard speelt in de fokkerij de genetica een zeer belangrijke rol, terwijl de kunstmatige inseminatie een gedetailleerde anatomische en fysiologische kennis van het voortplantingsapparaat vereist. Minder dan men zou verwachten is de ethologie (gedragsleer) tot grondslag van de veeteelt geworden, maar er zijn op dit gebied de laatste jaren belangrijke vorderingen gemaakt.
Visserij.
De biologische grondslag van de visserij ligt in de limnologie (leer van het zoetwaterleven) en de mariene ecologie en hydrografie. De visserijbiologie integreert dit alles en houdt bovendien met talloze fysiologische eigenschappen rekening. Om een optimale vangst te verzekeren dient men niet alleen te weten wat en waar men moet vissen, maar bovendien is de vraag naar de juiste graad van exploitatie van het visbestand zeer belangrijk. Hiervoor zijn populatiebiologische gegevens nodig, waarbij leeftijdsopbouw, natuurlijke sterfte en vruchtbaarheid gekend moeten worden. Dit alles vraagt zeer veel biologisch onderzoek. Op grond van dergelijke gegevens bepaalt men ook de wettelijk toegestane vangapparatuur en de maaswijdte van de netten. Tenslotte is ook in de visserijbiologie de pathologie van veel betekenis.
Biologie en gezondheid.
Ziekteoorzaken.
Fytopathologie, diergeneeskunde en medische wetenschap als basis voor gewasbescherming, veterinaire en medische praktijk, berusten meer en meer op een hechte biologische grondslag. Biologisch doet zich het verschijnsel voor dat normale structuren en functies door ziekte veranderen in pathologische structuren en functies. In de eerste plaats is het nu van belang de oorzaken van de afwijkingen te leren kennen. Men heeft hierbij vele oorzakelijke factoren leren onderscheiden. Zowel de ontdekking als het tegengaan van de ziekteoorzaken zijn het resultaat van veel biologisch onderzoek geweest, vooral op het gebied van de fysiologie, biochemie, microbiologie, virologie, parasitologie, en de op de fysiologie berustende farmacologie en biologische toxicologie. In frontgebieden als het kankeronderzoek is de wetenschappelijke strijd om oorzakelijke kennis nog in volle gang. Bij de strijd tegen ziekten leveren de immunologie en de chemotherapie de belangrijkste bijdragen. Beide zijn door recent biologisch onderzoek in sterke mate verbeterd.
Immunisatie.
Bij de immunisatie tegen infecties (zowel bij planten als dieren) gaat het erom de synthese van eiwitten te induceren die met de infectueuze ‘vreemde lichamen’ zodanig reageren dat deze worden uitgeschakeld. De hiervoor benodigde antisera verkrijgt men uit kunstmatig geïnfecteerde dieren of planten of uit weefselkweek.
Chemotherapie.
De chemotherapie is op velerlei wijze van biologisch onderzoek afhankelijk. In de eerste plaats tracht men door onderzoek de Achilles-hiel te vinden waarop men de therapie kan richten. Zeer ingenieus biologisch speurwerk is op dit gebied verricht. Oorspronkelijk waren ook de chemotherapeutica zelf in hoofdzaak van biologische oorsprong. Tegenwoordig worden de werkzame stoffen meestal hetzij uit micro-organismen betrokken, hetzij in chemische fabrieken gesynthetiseerd. Bij het toetsen van de werking van de stoffen en bij het bepalen van de juiste dosering spelen biologische experimenten in de vorm van bio-assays een belangrijke rol (fysiologische metingen aan proefdieren of aan hun geïsoleerde organen).
Biomedische technieken.
Terwijl de hormoontherapie en de chemotherapie voorbeelden zijn van samenwerkingsvelden tussen chemische technologie en biologie is de ‘biomedical engineering’ een terrein, waar technieken en methoden uit de natuurkunde, de elektrotechniek en de mechanische techniek worden toegepast in de diagnose, behandeling en voorkoming van afwijkingen bij mens en dier. In het bijzonder bij invaliditeit komt de techniek te hulp door het vervaardigen van prothesen. Hoorapparaten, kunstgebitten, kunstlenzen, kunsthanden en -benen, zijn voorbeelden, waarbij dikwijls een zeer hoge graad van perfectie wordt bereikt. Ook detectie-apparaten, bijv. voor de localisatie van tumoren, en pacemakers die de hartslag stabiliseren behoren tot deze categorie. Zowel de structuur van de apparaten en de hierbij gebruikte materialen als de inpassing in het lichaam leveren problemen op, die door combinaties van biologische en technische kennis tot een oplossing moeten worden gebracht. Uiteraard neemt ook in de chirurgische techniek de biomedische research een belangrijke plaats in.
Planteziektenkunde.
In de planteziektenkunde als hulpwetenschap van de plantenteelt beweegt zich het biologisch onderzoek zowel op het niveau van de populatie als op dat van organisme en cel. Benadering op celniveau vindt men vooral in de virologie en mycologie, waar de aantaster zó klein is, dat een eventuele weerstand berust op de reactie van de individuele cellen van de waardplant. Bij de diagnostiek begeeft de viroloog zich op subcellulair niveau, de mycoloog op weefselniveau. Bij de beoordeling van de afwijkende fysiologie van de zieke plant volgen fytopatholoog en viroloog dezelfde weg.
Onder de technische hulpmiddelen die de gewasbescherming ten dienste staan, nemen chemische bestrijdingsmiddelen de voornaamste plaats in. Zeer recent ontwikkelt men daarnaast biorationale pesticiden die teruggaan op bekende biologische processen en waarvan de kennis van het werkingsmechanisme vooropstaat. Biologische groeiregulatoren behoren tot deze categorie. Terwijl vroeger in het biologisch onderzoek de fysiologische effecten van pesticiden de meeste aandacht kregen, worden nu de ecologische effecten in belangrijke mate bestudeerd. Selectiviteit, non-persistentie en nevenwerkingen staan daarbij als eigenschappen op de voorgrond.
Biologie en vervuiling.
Biologische processen kunnen enerzijds aanleiding geven tot bederf en vervuiling van technische installaties, en anderzijds er toe bijdragen dat afvalstoffen worden afgebroken en de bouwstenen weer in de stofkringloop worden opgenomen (recycling).
Aangroei en biologisch bederf.
Huidaangroei van schepen, en biologisch bederf van levensmiddelen en materialen behoren tot deze categorie. Al in de vroegste tijden ondervonden zeevaarders grote moeilijkheden door het zich vestigen op de scheepshuid van vele soorten mariene organismen en de hiermee gepaard gaande weerstandvergroting bij de vaart. Ook in moderne tijd hebben de metalen schepen van hetzelfde euvel te lijden. De biologische studie van de maatregelen die deze aangroei tegengaan heeft interessante gegevens opgeleverd over de samenstelling en het opbrengen van verfsoorten die de aangroei voorkomen (zie Aangroeiwerende verf). Het biologisch bederf van materialen betreft een grote reeks van organismen en een breed spectrum van materialen. De bederfprocessen betreffen ten dele het chemisch aantasten van de materialen door exudaten (meest voorkomende geval) en ten dele mechanische beschadiging door penetratie en abrasie (insekten, knaagdieren). Biologisch onderzoek heeft een grote reeks van preventieve en curatieve maatregelen opgeleverd.
Biologische reiniging: hergebruik van afvalstoffen.
Het is al sinds Leeuwenhoek bekend, dat zich in aftreksels van plantenmaterialen bacteriën ontwikkelen, en dat men enige tijd later infusoriën waarneemt (eencellige dieren) die zich met deze micro-organismen voeden. In de samenstelling van deze infusoriën doen zich vervolgens wijzigingen voor die op een successie wijzen, een elkaar opvolgen van de verschillende soorten die met elkaar in een voedselketenrelatie staan, en die zich in het veranderde milieu achtereenvolgens het best handhaven.
Zo wordt in vervuild water de organische stof via bacteriën, kleine een- en meercellige dieren (planktonorganismen) en verdere voedselketen-elementen betrekkelijk snel afgebroken tot koolstofdioxide en ammoniak, die weer als basis voor het plantenleven fungeren. De groene plant produceert in het licht zuurstof, die de ademhaling van bacteriën, planktonorganismen en hogere dieren waarborgt. Voorts zie Afvalstoffen; Afvalverwijdering.
Biologie en techniek - een antithese?
De confrontatie van een steeds verdergaande technische ontwikkeling enerzijds en een snel groeiend biologisch inzicht anderzijds doet de vraag rijzen: zijn biologie en techniek tegenstrijdige elementen? Daarnaast geven de maatschappelijke effecten en nevenwerkingen van de techniek tot deze vraag aanleiding. De techniek als bedreiging van het levende ervaren we recent als milieuverontreiniging in de meest ruime zin. De economische en technische groei heeft een schaalvergroting teweeggebracht in verschijnselen die op zichzelf niet nieuw waren.
De techniek kan, ongebreideld in de maatschappij toegepast onder criteria van efficiëntie en maximalisatie van opbrengsten, een bedreiging voor het leven vormen, wanneer er geen tegenspel bestaat dat ontwrichtingen tijdig voorkomt. Dit tegenspel wordt in recente tijd dikwijls door biologen geleverd, als natuurbeschermers, milieutoxicologen, geïntegreerde bestrijders, en, meer intuïtief en in mindere mate natuurwetenschappelijk gemotiveerd, alternatieve en biologisch-dynamische landbouwers. Daarbij ontwikkelen zich tevens de hygiëne en preventieve geneeskunde in breed-maatschappelijke zin.
Een steeds grotere biologische kennis kan ons tijdig waarschuwen tegen mogelijke gevaren die mens en omgeving bedreigen door onjuist of onvoldoende gestuurde technische ontwikkelingen. Anderzijds zal een steeds meer verfijnde techniek een steeds selectiever toepassing in biologische processen mogelijk maken. Techniek is zo inherent aan het biologische, dat het één zonder het ander ondenkbaar is.