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La biología es el ramo de la Ciencia que estudia los seres vivos (del griego βιος - bios = vida y λογος - logos = estudio, o sea el estudio de la vida). Debruça-si sobre el funcionamiento dinámico de los organismos desde una escala molecular subcelular hasta el nivel poblacional e interacional, tanto intraespecíficamente cuánto interespecíficamente, así como la interacción de la vida con su ambiente físico-químico. El estudio de estas dinámicas al largo del tiempo es llamado, de forma general, de biología evolutiva y contempla el estudio del origen de las especies y poblaciones, así como de las unidades hereditárias mendelianas, los genes. La biología comprende un espectro amplio de áreas académicas frecuentemente consideradas disciplinas independientes, pero que, en su conjunto, estudian la vida en las más variadas escalas.
La vida es estudiada a la escala atómica y molecular por la biología molecular, por la bioquímica y por la genética molecular, en el que se refiere a la célula por la biología celular y a la escala multicelular por la fisiologia , por la anatomia y por la histologia . La biología del desarrollo estudia la vida al nivel del desarrollo u ontogenia del organismo individual.
Subiendo en la escala para grupos de más que un organismo, la genética estudia las bases de la hereditariedade y de la variación entre individuos. La etologia estudia el comportamiento de los individuos. La genética poblacional estudia la dinámica de los alelos en las población, mientras que la sistemática trabaja con linajes de muchas especies. Las conexiones de individuos, poblaciones y especies entre sí y con sus habitats son estudiadas por la ecologia y los orígenes de tales interacciones por la biología evolutiva. Una nueva área, altamente especulativa, la astrobiologia (o xenobiologia) estudia la posibilidad de vida para allá de nuestro planeta. La biología clínica constituye el área especializada de la biología profesional, para Diagnose en salud y calidad de vida, de los procesos orgánicos éticamente consagrados.
De una forma más general, los ramos de la Biología son:
- Zoologia
- Botânica
- Micologia
- Bacteriologia
- Virologia
- Citologia o Biología Celular
- Genética
- Biología Molecular
- Sistemática
- Biología Evolutiva
- Fisiologia
- Ecologia
- Biología de Sistemas
- Biología de la Conservación
- Bioética
- Biología del Desarrollo
- Histologia
- Etologia
- Imunologia
- Biotecnologia
Todas las áreas de especialización de los biólogos surgen del cruzamento de los diferentes ramos de la Biología.
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Principios de la biología
A pesar de, al contrario de la física, la biología no describir los sistemas biológicos en términos de objetos que obedecen la leyes imutáveis descritas de forma matemática, no deja de ser caracterizada por un correcto número de principios y conceptos nucleares: universalidad, evolución, diversidad, continuidad, homeostase e interacción.
Universalidad: bioquímica, células y el código genético
Ver artículo principal: Existen muchas unidades universales y procesos comunes que son fundamentales para todas las formas de vida . Por ejemplo, casi todas las formas de vida son constituidas por células que, por su parte, funcionan según una bioquímica común basada en el carbono. La excepción a esa regla son los virus y los príons, que no son compuestos por células. Los primeros asumen una forma cristalizada inactiva y sólo se reproducen con el aparato nuclear de las células blanco. Los príons, por su parte, son proteínas auto replicantes-infectantes, que causan, por ejemplo, a encefalopatia bovina espongiforme (o "apenas de la vaca loca" ).
Todos los organismos transmiten su hereditariedade a través de material genético basado en ácidos nucleicos, pudiendo ser o ADN (Ácido desoxirribonucléico) o RNA (Ácido ribonucléico), usando un código genético universal. Durante el desarrollo el tema de los procesos universales está también presente: por ejemplo, en la mayoría de los organismos metazoários, los pasos básicos del desarrollo inicial del embrión partilham estágios morfológicos semejantes y envuelven genes similares.
Evolución: el principio céntrico de la biología
Uno de los conceptos nucleares y estruturantes en biología es que toda la vida descende de un ancestral común mediante un proceso de evolución . De hecho, es una de las razones por las cuales los organismos biológicos exhiben la notable similaridade de unidades y procesos discutida en la sección anterior. Charles Darwin estableció la evolución como una teoría viable al enunciar su fuerza motriz: la selección natural. (Alfred Russel Wallace es comumente reconocido como co-autor de este concepto). A deriva genética fue admitida como un mecanismo adicional en la llamada síntesis moderna. La historia evolutiva de una especie, que describe las varias especies de que aquella descende y las características de estas, juntamente con su relación con otras especies vivas, constituyen su filogenia. La elaboración de una filogenia recurre a la más variadas abordagens, desde la comparación de genes en el ámbito de la biología molecular o de la genómica hasta comparación de fósiles y otros vestigios de organismos antiguos por la paleontologia . Las relaciones evolutivas son analizadas y organizadas mediante varios métodos, expresamente la filogenia , la fenética y la cladística . Los principales eventos en la evolución de la vida, tal como los biólogos los ven, pueden ser resumidos en esta cronologia evolutiva.
Diversidad: la variedad de los organismos vivos
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A pesar de la unidad subyacente, la vida exhibe una diversidad sorprendente en términos de morfologia , comportamiento y ciclos de vida. La clasificación de todos los seres vivos es una tentativa de lidar con toda esta diversidad, y el objeto de estudio de la sistemática y de la taxonomia. La taxonomia separa los organismos en grupos llamados tasa, mientras que la sistemática busca establecer relaciones entre estos. Una clasificación científica debe reflectir los árboles filogenéticas, también llamadas árboles evolutivas, de los varios organismos.
Tradicionalmente, los seres vivos son divididos en cinco reinos:
Pero, varios autores consideran este sistema desactualizado. Abordagens más modernas comienzan generalmente con el sistema de los tres dominios:
Estos dominios son definidos con base en diferencias a nivel celular, como la presencia o ausencia de núcleo y la estructura de la membrana exterior. Existe aún toda una serie de parásitos intracelulares considerados progresivamente menos “vivos” en términos de su actividad metabólica:
Homeostase: adaptación al cambio
La homeostase es la propiedad de un sistema abierto de regular su ambiente interno de modo a mantener una condición estable mediante múltiples ajustes de un equilibrio dinámico controlados por la interacción de mecanismos de regulación. Todos los organismos, unicelulares y multicelulares , exhiben homeostase. La homeostase se puede manifestar al nivel de la célula, en el mantenimiento de una acidez (pH) interna estable, del organismo, en la temperatura interna constante de los animales de sangre caliente, y aún del ecossistema, en el mayor consumo de dióxido de carbono atmosférico debido a un mayor crecimiento de la vegetação provocado por el aumento del teor de dióxido de carbono en la atmósfera. Tejidos y órganos también mantienen homeostase.
Interacción: grupos y ambientes
Todo el ser vivo interage con otros organismos y con su ambiente. Una de las razones por las cuales los sistemas biológicos son tan difíciles de estudiar es precisamente la posibilidad de tantas interacciones diferentes con otros organismos y con el ambiente. Una bacteria microscópica reaccionando a un gradiente local de azúcar está reaccionando a su ambiente exactamente de la misma forma que un león está reaccionando a su cuando busca alimento en la savana africana. Dentro de una misma especie o entre especies, los comportamientos pueden ser cooperativos, agresivos, parasíticos o simbióticos . La cuestión se hace más compleja a medida que un número creciente de especies interage en un ecossistema. Este es el principal objeto de estudio de la ecologia.
Ámbito de la biología
La biología se hizo un campo de investigación tan vasto que generalmente no es estudiada como una única disciplina, pero antes hendida en varias disciplinas subordinadas. Consideramos aquí cuatro grandes agrupaciones. El primero consiste en las disciplinas que estudian las estructuras básicas de los sistemas vivos: células, genes, etc.; una segunda agrupación aborda el funcionamiento de estas estructuras al nivel de los tejidos, órganos y cuerpos; un tercero incide sobre los organismos y su ciclo de vida; una última agrupación de disciplinas foca-si en las interacciones. Nótese, pero, que estas descripciones, estas agrupaciones y las fronteras entre estos son sólo una descripción simplificada del todo que es la investigación biológica. En la realidad, las fronteras entre disciplinas son muy fluidas y la mayoría de las disciplinas recurre frecuentemente la técnica doutras disciplinas. Por ejemplo, la biología evolutiva se apoya fuertemente en técnicas de la biología molecular para determinar secuencias de ADN que ayudan a percibir la variación genética dentro de una población; y la fisiologia recurre a menudo a la biología celular en la descripción del funcionamiento de los sistemas de órganos.
Estructura de la vida
La biología molecular es el estudio de la biología al nivel molecular, solapándose en gran medida con otras áreas de la biología, expresamente la genética y la bioquímica . Se ocupa esencialmente de las interacciones entre los varios sistemas celulares, incluyendo la correlación entre ADN, RNA y la síntesis proteica, y de como estas interacciones son reguladas.
La biología celular estudia las propiedades fisiológicas de las células, así como su comportamiento, interacciones y ambiente , tanto al nivel microscópico como molecular. Se ocupa tanto de organismos unicelulares como las bacterias, como de células especializadas en organismos multicelulares como las de los humanos.
Comprender la composición y el funcionamiento de las células es esencial para todas las ciencias biológicas. Evaluar las semejanzas y las diferencias entre los diferentes tipos de células es particularmente importante para estas dos disciplinas, y es a partir de estas semejanzas y diferencias fundamentales que emerge un patrón unificador que permite que los principios deducidos a partir de un tipo de célula sean extrapolados y generalizados para otros tipos de célula.
La genética es la ciencia de los genes, de la hereditariedade y de la variación entre organismos. En la investigación moderna, providencia herramientas importantes para el estudio de la función de un gen particular y para el análisis de interacciones genéticas. En los organismos, la información genética normalmente está en los cromossomas, más concretamente, en la estructura química de cada una de las moléculas de ADN .
Los genes codificam la información necesaria para la síntesis de proteínas que, por su parte, desempeñan un papel esencial, aunque lejos de absoluto, en la determinación del fenótipo del organismo.
La biología del desarrollo estudia el proceso por el cual los organismos crecen y se desarrollan. Confinada originalmente a la embriologia, nuestros días estudia el control genético del crecimiento y diferenciação celular y de la morfogénese, el proceso que da origen a los tejidos, órganos y a la anatomia en general. Entre las especies privilegiadas en estos estudios se encuentran el nemátode Caenorhabditis elegans, la mosca-del-aceite Drosophila melanogaster, el pez-cebra Brachydanio rerio o Danio rerio, el camundongo Mus musculus, y la hierba Arabidopsis thaliana.
Fisiologia de los organismos
La fisiologia estudia los procesos mecánicos, físicos y bioquímicos de los organismos vivos, intentando comprender como las varias estructuras funcionan como uno todo. ES tradicionalmente hendida en fisiologia vegetal y fisiologia animal, pero los principios de la fisiologia son universales, independientemente del organismo estudiado. Por ejemplo, información acerca de la fisiologia de una célula de levedura también se aplica la células humanas, y el mismo conjunto de técnicas y métodos es aplicado a la fisiologia humana o a la de otras especies, animales y vegetais.
La anatomia es una parte importante de la fisiologia y estudia la forma como funcionan e interagem los varios sistemas de un organismo, como, por ejemplo, los sistemas nervioso, imunitário, endócrino, respiratorio y circulatório . El estudio de estos sistemas es partilhado con disciplinas de la medicina como la neurologia, la imunologia y afins.
Diversidad y evolución de los organismos
La biología evolutiva se ocupa del origen y descendência de entidades biológicas (especies, poblaciones o mismo genes), así como de su modificación al largo del tiempo, o sea, de su evolución. ES una área heterogénea donde trabajan investigadores oriundos de las más variadas disciplinas taxonómicas, tales como la mamalogia, la ornitologia y la herpetologia , que usan su conocimiento sobre esos organismos para responder la cuestiones generales de evolución. Incluye aún los paleontólogos que estudian fósiles para responder la cuestiones acerca del modo y del tiempo de la evolución, y teóricos de áreas como la genética poblacional y la teoría evolutiva. En la década de 1990, la biología del desarrollo recuperó su papel en la biología evolutiva después de su exclusión inicial de la síntesis moderna. Áreas como la filogenia, la sistemática y la taxonomia están relacionadas con la biología evolutiva y son por veces consideradas parte de esta.
Las dos grandes disciplinas de la taxonomia son la botânica y la zoologia. La botânica se ocupa del estudio de las plantas y comprende un vasto abanico de disciplinas que estudian su crecimiento, reproducción, metabolismo, desarrollo, enfermedades y evolución . La zoologia se ocupa del estudio de los animales, incluyendo aspectos como su fisiologia, anatomia y embriologia . Tanto la botânica como la zoologia se dividen en disciplinas más pequeñas especializadas en grupos particulares de animales y plantas. La taxonomia incluye otras disciplinas que se ocupan doutros organismos además de las plantas y de los animales, como, por ejemplo, la micologia , que estudia los fungos. Los mecanismos genéticos y de desarrollo partilhados por todos los organismos son estudiados por la biología molecular, por la genética molecular y por la biología del desarrollo.
Clasificación de la vida
El sistema de clasificación dominante es conocido como taxonomia lineana, que incluye conceptos como la estruturação en niveles y la nomenclatura binomial. La atribución de nombres científicos a organismos es regulada por acuerdos internacionales como el Código Internacional de Nomenclatura Botânica (ICBN), el Código Internacional de Nomenclatura Zoológica (ICZN), y el Código Internacional de Nomenclatura Bacteriana (ICNB). Uno esbozo de un código único fue publicado en 1997 en una tentativa de uniformizar la nomenclatura en las tres áreas, pero que parece no haber sido aún adoptado formalmente. El Código Internacional de Clasificación y Nomenclatura de Virus (ICVCN) no fue incluido en este esfuerzo de uniformização.
Interacciones entre organismos
La ecologia estudia la distribución y la abundancia de los organismos vivos, y las interacciones de los organismos entre sí y con su ambiente. El ambiente de un organismo incluye no sólo su habitat, que puede ser descrito como la suma de los factores abióticos locales tales como el clima y la geología , pero también por los otros organismos con quienes reparto su habitat. Los sistemas ecológicos son estudiados la diferentes niveles, del individual y poblacional al del ecossistema y de la biosfera. La ecologia es una ciencia multidisciplinar, recurriendo a varios otros dominios científicos.
La etologia estudia el comportamiento animal (con particular ênfase en los animales sociales como los primatas y los canídeos) y es por veces considerada un ramo de la zoologia. Una preocupación particular de los etólogos se prende con la evolución del comportamiento y su compreensão en términos de la teoría de la selección natural. De cierto modo, el primero etólogo moderno fue Charles Darwin, cuyo libro The expression of the emotions in animals and men influenció muchos etólogos.
Historia de la Biología
Ver artículos principales: Biólogos famosos e Historia Formado por combinación del griego βίος (bios), que significa vida, y λόγος (logos), que significa palabra, idea, la palabra biología en su sentido moderno parece haber sido introducida independientemente por Gottfried Reinhold Treviranus (Biologie oder Philosophie dé lebenden Natur, 1802) y por Jean-Baptiste Lamarck (Hydrogéologie, 1802). La palabra propiamente dicta puede haber sido cunhada en 1800 por Karl Friedrich Burdach, pero aparece en el título del Volumen 3 de la obra de Michael Christoph Hanov Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geología, biología, phytologia generalis et dendrologia, publicada en 1766.
Bibliografia
- Maddison, David R.. The Tree of Life, http://phylogeny.arizona.edu/. Un proyecto en internet con múltiples autores y descentralizado conteniendo información sobre filogenia biodiversidad. (en inglés)
- Margulis, Lynn. Five Kingdoms: An Illustrated Guide te lo the Phyla of Life on Earth, 3rd ed.. W. H. Freeman & Co., 1998. (en inglés)
- Campbell, Neil. Biology: Concepts and Connections, 3rd ed.. Benjamin/Cummings, 2000. Libro de texto universitario. (en inglés)
- Kimball, John W.. Kimball's Biology Pages, http://www.ultranet.com/jkimball/BiologyPages/. Libro de texto pesquisável online. (en inglés)
- Suenes, José Luis. Biología el tercer milenio 1, Editora Scipione, 1999.
- Clázio & Bellinello. Biología (Volumen único). Editora Actual, 1999.
- Marcondes, Ayrton. Biología y Ciudadanía, 3 volúmenes. Escala educacional, 2008.
- El Gen Egoísta - de Richard Dawkins
- La Idea Peligrosa de Darwin - de Daniel Dennett
- La tela de la vida - de Fritjof Capra
- El renascer de la naturaleza de Rupert Sheldrake
- El Origen de las Especies - de Charles Darwin
Ver también
mhr:Биологийmwl:Biologiepnb:حیاتیات
