Biologie heeft als onderwerp de studie van levende wezens vanuit alle mogelijke gezichtspunten. Daardoor bestaan er in de biologie een groot aantal subdisciplines.
Sommige subdisciplines hangen samen met de aard van de bestudeerde wezens : ornithologen bestuderen vogels, entomologen insecten, botanici planten, primatologen primaten … Het lijstje kan lang gemaakt worden. Daarnaast zijn er subdisciplines die samenhangen met specifieke gezichtspunten : in anatomie wordt lichaamsbouw bestudeerd, in fysiologie de werking van de verschillende organen, in ecologie de samenhang tussen levende wezens en hun omgeving. De cytologie bestudeert de bouw en eigenschappen van cellen, waaruit alle levende wezens opgebouwd zijn. De evolutietheorie houdt zich bezig met de geschiedenis van de levende wezens en onderzoekt de mechanismen en gebeurtenissen die deze geschiedenis bepaald hebben.
Men zal geen enkele bioloog vinden die al deze subdisciplines beheerst. Men kan dus ook niet verwachten dat scholieren met al deze takken van de biologie geconfronteerd worden in het secundair onderwijs. Welke wel en waarom ? Wij zien drie criteria om een bepaalde tak van de biologie te behandelen in het middelbaar onderwijs. Sommige subdisciplines zijn van groot belang omdat ze een grote rol spelen in het begrijpen van belangrijke maatschappelijke debatten. Andere geven meer inzicht in bepaalde aspecten van het individuele leven, en deze inzichten kunnen bijdragen aan de levenskwaliteit van de persoon in kwestie. En dan zijn er een aantal bezigheden, zoals in het natuurbehoud, waar vele mensen spontaan interesse voor hebben.
Kennis van ecologie is nodig om de draagwijdte van enkele grote wereldwijde problemen te begrijpen. Probleem bij uitstek is uiteraard de klimaatsverandering die de levensomstandigheden op aarde helemaal dreigt dooreen te schudden. Klimaatkunde is ondertussen een wetenschap op zich geworden, waarin ecologische inzichten een belangrijke rol spelen : welke zijn de gevolgen van de temperatuurverhoging voor het voortbestaan van diverse ecosystemen ? Kunnen veranderde ecosystemen, bv. een verdwenen regenwoud, op hun beurt weer een effect hebben op de temperatuurstijging ? Welke invloed zal de temperatuurverandering hebben op de verspreiding van planten en dieren ?
Daarnaast zijn er nog een reeks andere, dikwijls met elkaar verbonden problemen van ecologische aard. De menselijke invloed op de aarde zorgt voor een vermindering van de biodiversiteit. Is dat alleen een probleem voor natuurliefhebbers, die hun geliefkoosde vogels of vlinders niet meer zien of zijn er nog andere gevolgen ? De verspreiding van giftige stoffen en van kunststoffen in de natuur maakt dat geen plaats op aarde onaangetast blijft. Welke gevolgen zal dit uiteindelijk hebben voor ecosystemen en voor de mens ?
Binnen de biologie is de genetica een eerder recente tak. In 1865 al had Mendel zijn beroemde erfelijkheidswetten geformuleerd. Maar de toenmalige wetenschappelijke wereld zat er blijkbaar niet op te wachten, en Mendels resultaten kwamen onder in de lade terecht, waar ze tot in 1900 bleven rusten. Tijdens de eerste halve eeuw van zijn bestaan was de genetica een wetenschap die hoofdzakelijk steunde op de resultaten van kruisingsproeven. In 1953 werd dan de structuur van DNA ontdekt door Watson en Crick, en daarmee was het startschot gegeven voor de moleculaire genetica. Deze heeft sindsdien een enorme vlucht genomen en leidde rond de jaren 80 van de vorige eeuw tot de moderne biotechnologie (Men kan spreken van een “oudere biotechnologie”, waarmee dan bijvoorbeeld het gebruik van schimmels en gisten in de productie van kaas, bier en wijn bedoeld worden. Van recentere datum is de productie van antibiotica uit schimmels, maar ook dat dateert reeds van rond 1930.)
Zowel in de genetica als in de erop geënte biotechnologie worden aan een hoog tempo nieuwe toepassingen ontwikkeld. Dikwijls zijn deze het onderwerp van maatschappelijke debatten.
Meest in het oog springend is waarschijnlijk de controverse over het gebruik van GGO’s (genetisch gemanipuleerde organismen). In de discussies hierover worden politieke, economische en wetenschappelijke argumenten door elkaar gemengd. Belangrijk is dat de wetenschappelijke argumentatie niet kan overgelaten worden aan degenen die belang hebben bij de productie. Dus moet onze schoolopleiding voor de nodige inzichten zorgen bij een breder publiek, zodat die voldoende gewapend zijn om een standpunt in te nemen en het debat aan te gaan .
Er wordt verder veel onderzoek gedaan naar de genetische basis van diverse ziekten. In de nabije toekomst zal men in staan zijn voor bepaalde ziekte een risico-profiel op te maken op basis van DNA-onderzoek. Maar willen mensen altijd ingelicht worden over hun risicoprofiel ? En mag dit overgemaakt worden aan instanties zoals verzekeringen en ziekenfondsen ? Dit zijn moeilijke debatten, die in een zo breed mogelijke kring moeten gevoerd worden. En met voldoende wetenschappelijke kennis.
Nog een debat waarin de genetica centraal staat, en dat regelmatig terug opduikt, is dat tussen “nature or nurture”. In welke mate is een bepaalde persoon het resultaat van de genencombinatie die bij de conceptie ontstaan is, en in welke mate heeft zijn/haar leefomgeving daar later nog invloed op gehad ? Het probleem stelt zich o.a. bij het inschatten van het potentieel van een leerling. In welke mate zijn studiecapaciteiten genetisch bepaald en in welke mate kan de juiste pedagogische aanpak voor vooruitgang zorgen ? De mendelse genetica uit de beginperiode had een erg dogmatisch karakter ( “een kenmerk wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van een gen”). De epigenetica die tijdens het laatste decennium is ontwikkeld stelt daar tegenover dat milieu-invloeden op de activiteit van een gen soms over meerdere generaties doorgegeven worden.
Een goed begrip van de biologische evolutie is de basis voor belangrijke filosofische inzichten. Door het werk van Darwin vond de evolutie-idee algemeen ingang. Voordien was het westerse wereldbeeld statisch : de wereld zag er uit zoals God hem geschapen had, en daar zou ook nooit verandering in komen. In het begin van de 19de eeuw beschreven de natuurfilosofen nog hoe de orde in de natuur een afspiegeling was van het wezen van God. Toen Darwin in zijn jonge jaren een anglicaanse priesteropleiding volgde was het werk van William Paley (“Natural Theology”) daarin verplichte leerstof. Nu weten wij dat de natuur, de aarde, de maatschappij, het zonnestelsel, het heelal permanent in verandering zijn.
De oorsprong van de mensheid kunnen wij kaderen in het geheel van de biologische evolutie. Na de catastrofe die onder meer de reuzenreptielen van de aardbodem deed verdwijnen, kwam er veel ecologische ruimte, waarin onder meer de halfapen gedijden. Zij gaven het ontstaan aan apen, mensapen en ten slotte een reeks mensensoorten. De huidige mens is de enige mensensoort die tot vandaag is blijven bestaan.
De evolutietheorie is ook een uitstekend voorbeeld om scholieren te tonen hoe een wetenschappelijke theorie in elkaar zit. De theorie formuleert de best mogelijke samenvatting en verklaring van de huidige kennis. Nieuwe feiten en waarnemingen laten toe ze te vervolmaken en eventueel bepaalde inzichten te wijzigen. De verschillende episodes die het bestaan van de evolutietheorie heeft gekend geven hiervan een mooie illustratie: een aantal voorlopers, met Lamarck als meest bekende, lanceren de idee van evolutie. Darwin ontwikkelt de theorie van evolutie door natuurlijke selectie en brengt daarmee de theorie op het niveau van een wetenschappelijke theorie. De neodarwinisten verbreden het inzicht, o.a. door de combinatie van Darwins theorie met de kennis van de genetica. Maar ook daarna blijven discussies bestaan, en o.m. Stephen Jay Gould pleit voor een grondige aanpassing van de inzichten over de vorming van nieuwe soorten.
Als we spreken over biologische kennis die de levenskwaliteit kan verbeteren, denken we bijvoorbeeld aan kennis over de menselijke voortplanting. Bij onderzoeken blijkt dat rond vruchtbaarheid en zwangerschap nog steeds veel onwetendheid voorkomt bij scholieren – al staat het natuurlijk niet om dat openlijk toe te geven, en zijn er best wel heel wat scholieren die zeer goed op de hoogte zijn. Goed aangepakte lessen blijven dus hun plaats hebben. Kunstmatige voortplantingstechnieken moeten zeker ook ter sprake komen. Een toenemend aantal geboorten heeft plaats na ingrepen om zwangerschap te initiëren. Een goede kennis van de menselijke voortplanting laat toe te begrijpen welke de oorzaken van onvruchtbaarheid kunnen zijn en ook op welke manier een ingreep daaraan kan verhelpen.
Vroeg of laat worden mensen met allerlei ziekten geconfronteerd, bij zichzelf of in hun omgeving. Natuurlijk is het niet de bedoeling om al in het middelbaar onderwijs dokters te vormen. Maar een goede kennis van de menselijke fysiologie laat toe bij nogal wat ziekten te begrijpen wat er aan de hand is. Het wordt dan een stuk gemakkelijker om in dialoog te treden met de behandelende dokter, of om op het internet gevonden informatie te interpreteren.
Ten slotte is de natuur rondom ons een bron van ontspanning en genot voor heel wat mensen. En dikwijls geldt dan : voldoende kennis laat toe om beter te genieten. Wij pleiten er niet voor om in het middelbaar onderwijs mensen tot volleerde ornithologen of botanici op te leiden. Maar scholieren tijdens een uitstap of een atelier eens laten proeven van deze mogelijkheden vinden we wel aangewezen. Men kan er van gebruik maken om hen, indien ze dit wensen, in contact te brengen met de vele verenigingen die er bestaan en waar enthousiaste vrijwilligers altijd welkom zijn.
