Qué es la biología

La Biología es estudio de los seres vivos y sus procesos vitales. El campo trata con todos los aspectos fisicoquímicos de la vida. La tendencia moderna hacia la investigación interdisciplinaria y la unificación del conocimiento científico y la investigación de diferentes campos ha dado lugar a una superposición significativa del campo de la biología con otras disciplinas científicas.

Biología – Ramas

La biología se subdivide en ramas separadas para la conveniencia del estudio, aunque todas las subdivisiones están interrelacionadas por principios básicos. Por lo tanto, si bien es costumbre separar el estudio de las plantas (botánica) del de los animales (zoología) y el estudio de la morfología de los organismos y el de la fisiología, todos los seres vivos comparten en común ciertas características biológicas fenómenos, por ejemplo, varios medios de reproducción, división celular y transmisión de material genético.

La biología a menudo se aborda sobre la base de niveles que se ocupan de las unidades fundamentales de la vida. En el nivel de la biología molecular, por ejemplo, la vida se considera como una manifestación de transformaciones químicas y energéticas que ocurren entre los muchos componentes químicos que componen un organismo.

Como resultado del desarrollo de instrumentos y técnicas de laboratorio cada vez más potentes y precisas, es posible comprender y definir con gran precisión y exactitud no solo la última organización fisicoquímica (ultraestructura) de las moléculas en la materia viva sino también la forma en que la materia viva se reproduce a nivel molecular.

La biología celular es el estudio de las células: las unidades fundamentales de estructura y función en los organismos vivos. Las células se observaron por primera vez en el siglo XVII, cuando se inventó el microscopio compuesto. Antes de ese momento, el organismo individual se estudiaba en conjunto en un campo conocido como biología orgánica; esa área de investigación sigue siendo un componente importante de las ciencias biológicas.

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La biología de poblaciones trata con grupos o poblaciones de organismos que habitan en un área o región determinada. Incluidos en ese nivel están los estudios de los roles que juegan tipos específicos de plantas y animales en las interrelaciones complejas y autoperpetuadas que existen entre el mundo vivo y no vivo, así como los estudios de los controles incorporados que mantienen esas relaciones de forma natural.

Esos niveles ampliamente basados ​​-máquinas, células, organismos completos y poblaciones- pueden subdividirse aún más para su estudio, dando lugar a especializaciones tales como morfología, taxonomía, biofísica, bioquímica, genética, epigenética y ecología.

Un campo de la biología puede estar especialmente relacionado con la investigación de un tipo de cosa viviente, por ejemplo, el estudio de aves en ornitología, el estudio de peces en ictiología o el estudio de microorganismos en microbiología.

Biología – Conceptos básicos

Homeostasis

El concepto de homeostasis -que los seres vivos mantienen un ambiente interno constante- fue sugerido por primera vez en el siglo XIX por el fisiólogo francés Claude Bernard, quien afirmó que “todos los mecanismos vitales, variados como son, tienen un solo objeto: el de preservar constantes las condiciones de la vida”.

Como originalmente fue concebido por Bernard, la homeostasis se aplica a la lucha de un solo organismo para sobrevivir. El concepto se amplió más tarde para incluir cualquier sistema biológico de la célula a toda la biosfera, todas las áreas de la Tierra habitadas por seres vivos.

Unidad

Todos los organismos vivos, independientemente de su singularidad, tienen ciertas características biológicas, químicas y físicas en común. Todos, por ejemplo, se componen de unidades básicas conocidas como células y de las mismas sustancias químicas, que, cuando se analizan, exhiben similitudes notables, incluso en organismos tan dispares como las bacterias y los humanos.

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Además, dado que la acción de cualquier organismo está determinada por la manera en que interactúan sus células y porque todas las células interactúan de la misma manera, el funcionamiento básico de todos los organismos también es similar.

Por el contrario, las células bacterianas no contienen orgánulos. No solo hay unidad de sustancia y funcionamiento básico de vida, sino también unidad de origen de todos los seres vivos.

Sin embargo, si la vida se originó en la Tierra más de una vez en el pasado, el hecho de que todos los organismos tengan la misma estructura básica, composición y función parece indicar que solo un tipo original tuvo éxito.

Un origen común de la vida explicaría por qué en los humanos o las bacterias -y en todas las formas de vida en el medio- la misma sustancia química, el ácido desoxirribonucleico (ADN), en forma de genes explica la capacidad de toda la materia viviente para reproducirse exactamente y para transmitir información genética de padres a hijos.

Cada vez que ocurre un cambio en un gen (una mutación), hay un cambio de algún tipo en el organismo que contiene el gen. Es este fenómeno universal el que da lugar a las diferencias (variaciones) en las poblaciones de organismos de los que la naturaleza selecciona para sobrevivir a aquellos que son más capaces de hacer frente a las condiciones cambiantes en el medio ambiente.

Evolución

En su teoría de la selección natural, que se analiza con mayor detalle más adelante, Charles Darwin sugirió que la “supervivencia del más apto” era la base de la evolución orgánica (el cambio de los seres vivos con el tiempo). La evolución en sí es un fenómeno biológico común a todos los seres vivos, a pesar de que ha llevado a sus diferencias.

La evidencia para apoyar la teoría de la evolución proviene principalmente del registro fósil, de estudios comparativos de estructura y función, de estudios de desarrollo embriológico y de estudios de ADN y ARN (ácido ribonucleico).

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Tres tipos de selección natural, que muestran los efectos de cada uno sobre la distribución de fenotipos dentro de una población. Las flechas descendentes apuntan a los fenotipos contra los que actúa la selección. La selección de estabilización (columna izquierda) actúa contra fenotipos en ambos extremos de la distribución, favoreciendo la multiplicación de fenotipos intermedios.

La selección direccional (columna central) actúa contra solo un extremo de los fenotipos, causando un cambio en la distribución hacia el otro extremo. La selección diversificada (columna de la derecha) actúa en contra de los fenotipos intermedios, creando una división en la distribución hacia cada extremo.

Tres tipos de selección natural, que muestran los efectos de cada uno sobre la distribución de fenotipos dentro de una población. Las flechas descendentes apuntan a los fenotipos contra los que actúa la selección.

La selección de estabilización (columna izquierda) actúa contra fenotipos en ambos extremos de la distribución, favoreciendo la multiplicación de fenotipos intermedios.

La selección direccional (columna central) actúa contra solo un extremo de los fenotipos, causando un cambio en la distribución hacia el otro extremo. La selección diversificada (columna de la derecha) actúa en contra de los fenotipos intermedios, creando una división en la distribución hacia cada extremo.

Diversidad

A pesar de las similitudes biológicas, químicas y físicas básicas que se encuentran en todos los seres vivos, existe una diversidad de vida no solo entre las especies sino también dentro de cada población natural. El fenómeno de la diversidad ha tenido una larga historia de estudio porque muchas de las variaciones que existen en la naturaleza son visibles a simple vista.