Нерозв'язані проблеми біології

У цій статті перераховано наразі нерозв'язані проблеми біології.

Загальна біологія

Еволюція та витоки життя

• Походження життя. Як саме і коли зародилося життя на Землі? Яка, якщо така є, із багатьох гіпотез правильна?
  • Витоки вірусів. Як саме і коли виникли різні групи вірусів?
  • Позаземне життя. Чи могло життя, яке не походить від планети Земля, розвинутись і на інших планетах? Чи може це життя бути розумним?
  • Які хімічні витоки життя? Як неживі хімічні сполуки породили самовідтворювані складні життєві форми?
• Еволюція статевого розмноження. Які вибіркові переваги сприяли розвитку статевого розмноження, і як воно розвивалося?
  • Гомосексуальність. У чому причина гомосексуальності, особливо у людського виду?
• Розвиток та еволюція мозку. Як і чому розвивався мозок? Які молекулярні детермінанти розвитку індивідуального мозку?

Біохімія та біологія клітин

• Що роблять білки з невідомою функцією? Майже за два десятиліття з моменту секвенування перших еукаріотів «біологічна роль» близько 20 % білків досі невідома. Багато з цих білків зберігаються у більшості видів еукаріотів, а деякі зберігаються в бактеріях, що вказує на життєво важливу роль.
• Визначники розміру клітин. Як клітини визначають, до якого розміру рости, перш ніж ділитись?
• Апарат Гольджі. Який точний механізм транспортування білків через апарат Гольджі?
• Механізм дії ліків. Механізми дії багатьох лікарських засобів, включаючи парацетамол, літій, талідомід та кетамін, повністю не вивчено.
• Згортання білків. Який код^{[прояснити]} згортання? Який механізм згортання? Чи можемо ми передбачити нативну структуру білка з його амінокислотної послідовності? Чи можна передбачити вторинну, третинну та четвертинну структуру поліпептидної послідовності, виходячи виключно з самої послідовності та інформації про навколишнє середовище? Зворотна проблема згортання білка: чи можливо створити поліпептидну послідовність, яка буде приймати задану структуру в певних умовах навколишнього середовища? Це було досягнуто для кількох малих кулястих білків за останні роки.
• Кінетика ферментів: чому деякі ферменти проявляють кінетику, швидшу за дифузію?
• Проблема згортання РНК: чи можна точно передбачити вторинну, третинну та четвертинну структуру послідовності полірибонуклеїнової кислоти на основі самої послідовності та середовища?
• Конструкція білка: Чи можна створити високоактивні ферменти de novo для будь-якої бажаної реакції?
• Біосинтез: чи можна отримувати бажані молекули, природні продукти тощо, з високим виходом за допомогою маніпуляції шляхом біосинтезу?
• Який механізм алостеричних переходів білків? Було висунуто гіпотези про узгоджені та послідовні моделі, але жодну з них не було перевірено.
• Які в рецепторів-сиріт ендогенні ліганди?
• Яка речовина є гіперполяризуючим фактором, що походить від ендотелію?

Інше

• Чому відбувається біологічне старіння? Існує ряд гіпотез, чому виникає старіння, в тому числі й те, що його запрограмовано змінами експресії генів і що це накопичувальна шкода біологічних процесів.
• Послідовність руху. Як ми можемо рухатися так керовано, хоча рухові нервові імпульси здаються випадковими та непередбачуваними?
• Як органи ростуть до правильної форми та розміру? Як остаточно формуються кінцева форма і розміри органів? Частково ці процеси контролюються сигнальним шляхом Гіппо
• Чи можуть біологічні системи, що розвиваються, вказувати на час? Певною мірою це, мабуть, так, як показав ген CLOCK.
• Чому малюки так рідко народжуються з раком?

Біологія не людини

Екологія, еволюція та палеонтологія

До нерозв'язаних проблем взаємодії організмів та їх розповсюдження в навколишньому середовищі належать:

• Парадокс планктону. Велика різноманітність фітопланктону, здається, порушує принцип конкурентного виключення.
• Кембрійський вибух. Що є причиною очевидного швидкого урізноманітнення багатоклітинного життя тварин приблизно на початку кембрію, внаслідок чого виникли майже всі сучасні типи тварин?
• Широтний градієнт різноманітності. Чому біорізноманіття збільшується, рухаючись від полюсів до екватора?
• Дарвінська таємниця ботаніки / рослин. Яка точна еволюційна історія квітів і що є причиною очевидно раптової появи майже сучасних квітів у викопних шарах?
• Відсутність скам'янілостей Loricifera. Існує щонайменше 100 видів цього типу морських тварин (багато з яких не описані), але жоден з них, як відомо, не присутній у викопних шарах.
• Дорослий вигляд ракоподібних з інфракласу Facetotecta. Дорослих особин цих тварин ніколи не знаходили і їхній вигляд залишається загадкою.
• Походження змій. Від наземних чи водних ящірок пішли змії? Існують свідчення на користь обох гіпотез.
• Походження черепах. Чи розвинулися черепахи від анапсид чи діапсид? Існують свідчення на користь обох гіпотез.
• Едіакарська біота. Як слід класифікувати біоти едіакарію? Незрозуміло навіть до якого царства вони належать. Чому їх так швидко й повно витіснили кембрійські біоти?

Етологія

До нерозв'язаних проблем, пов'язаних з поведінкою тварин, належать:

• Хомінг. Задовільне пояснення нейробіологічних механізмів, які дозволяють хомінг у тварини, ще не знайдено.
• Міграція метеликів. Як нащадки метеликів-монархів по всій Канаді та США, врешті-решт, мігруючи протягом кількох поколінь, вдається повернутися до кількох відносно невеликих місць зимування?
• Кит синій. Даних про сексуальність синього кита не так багато.
• Галові оси. В основному невідомо, як перетинчастокрилі індукують утворення галів у рослин; обговорювались хімічні, механічні та вірусні тригери.

Нелюдські органи та біомолекули

До нерозв'язаних проблем, пов'язаних зі структурою та функцією органів, процесів та біомолекул, що не належать людині, належать:

• Алкалоїди. Функція цих речовин у живих організмах, які їх продукують, не відома
• Korarchaeota (архея). Метаболічні процеси цього типу археї поки що незрозумілі.
• Коловертки. Яка функція ретроцеребрального органу коловерток (псевдокоеломатних тварин)?
• Глікогенове тіло. Функція цієї структури в спинному мозку птахів не відома.
• Проблема голови членистоногих. Давня зоологічна суперечка щодо сегментарного складу голів різних груп членистоногих та того, як вони еволюційно пов'язані між собою.
• Яєчники велетенських акул. Видається, що у самок велетенських акул функціонує лише правий яєчник. Причина невідома.
• Остеодерми/пазухи стегозавра. Існує давня дискусія щодо того, чи є основною функцією остеодерм / пазух стегозаврів: захист від хижаків, сексуальний прояв, розпізнавання видів, терморегуляція чи інші функції.

Нейрологія та пізнання

Нейрофізіологія

Пізнання та психологія

Див. також

• Список нерозв'язаних проблем нейронауки