Ekoloji ya da doğa bilimi, canlıların hem kendi aralarında hem de fiziksel çevreleri ile olan ilişkileri inceleyen bilim dalıdır. Ekoloji canlıları birey, popülasyon, komünite, ekosistem ve biyosfer düzeylerinde inceler. Ekoloji çok yakından ilişkili olduğu biyocoğrafya, evrimsel biyoloji, genetik, etoloji ve doğa tarihi dallarıyla örtüşür. Ekoloji, biyoloji biliminin bir dalıdır.
Genetik ya da kalıtım bilimi, biyolojinin organizmalardaki kalıtım ve genetik varyasyonu inceleyen bir dalıdır. Türkçeye Almancadan geçen genetik sözcüğü 1831 yılında Yunanca γενετικός - genetikos ("genitif") sözcüğünden türetildi. Bu sözcüğün kökeni ise γένεσις - genesis ("köken") sözcüğüne dayanmaktadır.
Zooloji hayvanların bilimsel olarak incelenmesidir. Çalışmaları, hem yaşayan hem de soyu tükenmiş tüm hayvanların yapısını, embriyolojisini, sınıflandırmasını, alışkanlıklarını ve dağılımını ve ekosistemleriyle nasıl etkileşime girdiklerini içerir. Zooloji, biyolojinin ana dallarından biridir. Terim, Antik Yunanca ζῷον, zōion ('hayvan') ve λόγος, logos kelimelerinden türetilmiştir.
Evrim, popülasyondaki gen ve özellik dağılımının nesiller içerisinde seçilim baskısıyla değişmesidir. Bazen dünyanın evrimi, evrenin evrimi ya da kimyasal evrim gibi kavramlardan ayırmak amacıyla organik evrim ya da biyolojik evrim olarak da adlandırılır. Evrim, modern biyolojinin temel taşıdır. Bu teoriye göre hayvanlar, bitkiler ve Dünya'daki diğer tüm canlıların kökeni kendilerinden önce yaşamış türlere dayanır ve ayırt edilebilir farklılıklar, başarılı nesillerde meydana gelmiş genetik değişikliklerin bir sonucudur.
Genetik mühendisliği, canlıların kalıtsal özelliklerini değiştirerek, onlara yeni işlevler kazandırılmasına yönelik araştırmalar yapan bilim alanıdır. Bu uygulamalarla uğraşan bilim insanlarına "genetik mühendisi" denir. Genetik mühendisleri, genlerin yalıtılması, çoğaltılması, farklı canlıların genlerinin birleştirilmesi ya da genlerin bir canlıdan başka bir canlıya aktarılması gibi çalışmalarla uğraşırlar. Genetik mühendisliği için, rekombinant DNA teknolojisi, gen klonlaması, DNA klonlaması, genetik maniplasyon/modifikasyon veya gen ekleme (splays) birçok bilim insanınca eş anlamlı olarak kullanılabilmektedir.
Türlerin Kökeni, İngiliz doğa tarihçisi Charles Darwin'in 24 Kasım 1859'da yayımlanan kitabıdır. Orijinal adı Doğal Seçilim Yoluyla Türlerin Kökeni ya da Yaşam Mücadelesinde Avantajlı Irkların Korunumu Üzerine idi, ancak 1872'de çıkan 6. baskısında Türlerin Kökeni olarak kısaltıldı. Bilim tarihinin en önemli çalışmalarından biridir ve evrimsel biyolojinin temelini oluşturduğu kabul edilir. Çalışma, Darwin'in HMS Beagle gemisi ile 1831-1836 yılları arasında yaptığı araştırma gezisi sonrasında, özellikle Galápagos Adalarındaki gözlemlerine dayandırarak oluşturduğu biyolojik evrim kuramı üzerinedir.
Biyolojide filogenetik çeşitli organizma grupları arasındaki evrimsel ilişkinin araştırmasıdır. Bu ilişkiler filogeni olarak adlandırılır. Filogenetik terimi Yunanca kökenlidir, "kabile, ırk" anlamına gelen file veya filon (φυλή/φῦλον) ve doğumla ilişkili anlamındaki genetikos (γενετικός) terimlerinden türetilmiştir. Organizmaların sınıflandırması ve adlandırması olan taksonomi, filogenetikten büyük miktarda etkilenmiştir ama yöntemsel ve mantıksal olarak farklıdır. Bu iki saha, "kladizm" veya "kladistik" olarak bilinen filogenetik sistematik bilim dalında örtüşürler. Filogenetik sistematikte taksonları birbirinden ayırt etmek için sadece filogenetik ağaçlar kullanılır. Evrimsel hayat ağacının araştırılması için filogenetik analiz yöntemleri vazgeçilmez hâle gelmiştir.
Doğal seçilim, canlıların fenotiplerindeki farklılıklardan ötürü hayatta kalma şansının ve üreme başarısının değişkenlik göstermesidir. Evrimin esas mekanizmalarından biri olup, bir popülasyonun nesiller boyunca karakteristik olan kalıtsal özelliklerindeki değişimdir. Charles Darwin, kendi görüşüne göre kasıtlı olarak gerçekleştirilen yapay seçilime karşılık kendiliğinden gerçekleşen "doğal seçilim" terimini popülerleştirmiştir.
Popülasyon genetiği, popülasyonlardaki fertlerin benzerlik ve farklılıklarının kaynaklarını, bunun yanında popülasyonlardaki alel frekansının dağılımlarını ve değişimlerini araştıran bir genetik altdalıdır.
Biyolojide adaptasyonun birbiriyle ilişkili üç anlamı vardır. İlk olarak, organizmaları çevrelerine uyduran ve evrimsel uygunluklarını artıran dinamik evrimsel doğal seçilim sürecidir. İkinci olarak, bu süreç sırasında popülasyonun ulaştığı bir durumdur. Üçüncü olarak, her bir organizmada işlevsel bir role sahip olan, doğal seçilim yoluyla korunan ve evrimleşen fenotipik bir özellik veya adaptif bir özelliktir.
Karşılıklı yardımlaşma veya evrimsel iş birliği, biyolojide birbirleri için yararlı olan ve aralarında yardımlaşma davranışları sergileyen canlı organizmaların davranışlarını tanımlamak için kullanılan terimler olup bu evrimsel yardımlaşma, bir iş birliği temelinde yararlı oldukları için doğal seçilim tarafından seçilmişlerdir. Bu tanıma göre, altrüizm (fedakarlık), dayanışma gösteren canlı için ilk bakışta doğrudan yararı olmayan bir karşılıklı yardımlaşma şeklidir. Hem yardımda bulunan, hem de yardım alan canlı için doğrudan faydaları olan karşılıklı yardımlaşma davranışları ise "karşılıklı yararlı" davranışlar olarak tanımlanır. Doğal seçilimin karşılıklı yardımlaşma davranışlarının bazı türlerini neden onaylayıp tercih ettiğine dair bazı açıklayıcı teoriler bulunmaktadır. Bu teoriler birbirlerini dışlamamakla beraber aşağıda tartışılan teorilerin birden fazlası karşılıklı yardımlaşma davranışının bir yönünü açıklamada katkıda bulunabilir.
Yapay seçilim, insanların bilinçli ve amaçlı olarak bir organizmanın belli özelliklerini seçmesi ve kontrollü olarak yetiştirmesi sürecini anlatan tanım. Bu terim, Charles Darwin tarafından belirli özelliklere sahip canlıların farklılaşarak çoğalmalarının gelişmiş hayatta kalma veya üreme yeteneklerine dayandığı doğal seçilime karşılık olarak kullanılmıştır. İnsan eliyle hangi hayvan ya da bitkinin üretileceğine karar verildiği yapay seçilimin aksine, doğal seçilimde ne tür varyasyonların ve genlerin gelecek nesillere aktarılacağını çevre veya doğa şartları belirler.
Fenotipik özellik veya biyolojik özellik, bir canlı organizmanın fenotipik karakterinin kalıtılan, doğal çevre tarafından belirlenen veya her ikisinin bir kombinasyonu olabilen değişik bir varyantı. Örneğin, göz rengi bir karakter veya bir niteliğin soyut tanımlanması olurken mavi, ela ve kahverengi ise somut özelliklerdir.
Adaptif radyasyon veya adaptif yayılım, evrimsel biyolojide hızlıca çoğalım gösteren bir tür veya soy içinde ekotipler husule getirerek ekolojik ve fenotipik çeşitliliğe yol açan, aynı zamanda yeni türlerin meydana gelmesinde büyük rol oynayarak birçok farklı grupların evrimine hizmet eden olayı tanımlayan terim. Bu süreç, son bir atadan başlayarak türleşmeye ve canlı organizmaların farklı çevre şartlarında ve yaşam ortamlarında yararlanabilecekleri, farklı morfolojik ve fizyolojik özelliklerin fenotipik adaptasyonlarına yol açar. Bu anlamda adaptif yayılım, az çeşitlilik gösteren bir türün çevre şartlarına özel uyumlar geliştirerek daha yüksek oranlarda çeşitlenmesi ve yayılmasıdır. Bunun yanında adoptif yayılım, daha önce işgal edilmemiş ve yararlanılmayan farklı ekolojik nişlerin kullanılabilmesi de sağlar.
Makro evrim, ayrılmış gen havuzunun bölümlerindeki evrimdir. Makro evrim çalışmaları; mikro evrimin girdisiyle sadece tek bir tür içinde olmayan canlılar sınıflandırılmasında tür seviyesinin üzerindeki grup ve kategorilerde görülen tüm evrimsel değişimlerdir.
Evrimin kanıtları ve canlıların ortak atadan geldiği, bilim insanlarının uzun yıllar boyunca çeşitli alanlar ve disiplinlerde canlıların akrabalık derecesi ve ortak kökenine dair çalışmalarda ortaya çıkarılmış olup bu kanıtlar, evrimsel süreçlerin meydana geldiğini göstererek evrimin bir olgu olarak gerçekliğini doğrulamış ve Dünya üzerindeki yaşamın türlülük ve çeşitliliğine neden olan doğal süreçler hakkında bir bilgi zenginliği sağlamıştır. Bu kanıtlar, yaşamın zaman içinde nasıl ve neden değiştiğini açıklayan ve bilimsel bir kuram olan modern evrimsel sentezi desteklemektedir. Evrimsel biyologlar, test edilebilir varsayımlarda bulunup hipotezleri test ederek ve nedenlerini açıklayan ve gösteren kuramlar geliştirerek ortak atayı belgelerler.
Mikro evrim, tek bir canlı türü ve bu türün popülasyonları içinde çeşitli seleksiyonlar sonucu oluşan tüm küçük değişimler ve evrimleşme olayları. Bu anlamda mikro evrim, bir popülasyonun gen sıklığında küçük ölçekte oluşan değişimlerin evrimidir.
Evrilebilirlik, uyumsal bir evrim sistemi içinde bir canlının kalıtsal fenotipik varyasyon geliştirme kapasitesini tanımlar. Bu anlamda evrilebilirlik, tür içindeki bir popülasyonun sadece genetik çeşitlilik yaratma yeteneğini değil, aynı zamanda doğal seçilim yoluyla uyumsal genetik çeşitlilik geliştirme yeteneğini ifade eder. Kısaca bir kuşağın evrim geçirme kapasitesi onun evrilebilirliği olarak tanımlanır.
Evrimsel gelişim biyolojisi, canlı türlerin ataları aralarındaki ilişkiyi belirlemek ve gelişimsel süreçlerin nasıl evrildiğini keşfetmek için farklı organizmaların gelişim süreçlerini karşılaştıran biyolojinin bir alt dalıdır. Bu anlamda evrimsel gelişim biyolojisi embriyonik gelişimin kökeni ve evrimini araştırarak tüylerin evrimi gibi gelişmeleri ve gelişim süreçlerini, yeni özelliklerin kazanılmasında ve ortaya çıkmasında nasıl etki ettikleri, gelişimsel plastisitenin evrimdeki rolü, ekolojik etkenlerin gelişime ve evrimsel değişime nasıl yol açtıkları, yakınsak evrimin ve homolojinin gelişimsel temelleri gibi konuları ele alır.
Biyolojik sistematik, geçmişte yaşamış ve günümüzde yaşayan canlıların çeşitlenmesi ve zaman içinde bu canlılar arasındaki ilişkileri inceleyen bir alandır. Bu ilişkiler evrim ağaçları, filogenetik ağaçları ya da kladogramlar (filogeniler) olarak görsel hâle getirilir. Filogenilerin iki bileşeni vardır: Gruplar arasındaki ilişkileri gösteren dallanma sırası ve evrim için geçen süreyi gösteren dal uzunluğu. Tür ve daha yüksek taksonların filogenetik ağaçları anatomik ya da moleküler özellikler gibi karakter özelliklerinin evrimi ve organizmaların dağılımını araştıran biyocoğrafya üzerine yapılan çalışmalarda kullanılır. Diğer bir deyişle sistematik, Dünya üzerinde yaşamın evrimsel tarihçesini anlamak için kullanılır.
