Biologia 4
Karina Edling
La historia de la biologa trata sobre el estudio del mundo vivo desde los tiempos antiguos hasta los modernos. Aunque el concepto de biologa como campo coherente nico floreci en el siglo XIX, las ciencias biolgicas emergieron de las tradiciones de la medicina y la historia natural, llegando hasta la medicina egipcia antigua y los trabajos de Aristteles y Galeno en el antiguo mundo grecorromano, que se desarrollaron ms en la Edad Media con la medicina islmica y estudiosos como al-Jahiz, Avicena, Avenzoar, Ibn al-Baitar e Ibn Nafis. Durante el Renacimiento y al comienzo de la Edad Moderna, el pensamiento biolgico se revolucion en Europa por un inters renovado en el empirismo y el descubrimiento de muchos organismos nuevos. Prominentes en este movimiento lo eran Andrs Vesalio y William Harvey, que utilizaban la experimentacin y la observacin cuidadosa en medicina, y naturalistas como Carl Von Linneo y Georges-Louis Leclerc de Buffon, que empezaron a clasificar la diversidad de la vida y el registro fsil, as como el desarrollo y comportamiento de organismos. La microscopia revel el previamente desconocido mundo de los microorganismos, sentando las bases para la teora celular. La importancia creciente de la teologa natural, parcialmente una respuesta al esplendor de la filosofa mecnica, alent al crecimiento de la historia natural.
Entre los siglos siglo XVIII y XIX, las ciencias biolgicas como la botnica y la zoologa se convirtieron en disciplinas cientficas profesionales en incremento. Lavoisier y otros cientficos empezaron a conectar los mundos animado e inanimado mediante la fsica y la qumica. Los exploradores naturalistas como Alexander von Humboldt investigaron la interaccin entre organismos y su entorno, y los caminos en los que esta relacin depende de la geografa, poniendo los cimientos de la biogeografa, la ecologa y la etologa. Los naturalistas empezaron a rechazar el esencialismo al considerar la importancia de la extincin y la transmutacin de las especies. La teora celular provey una nueva perspectiva sobre las bases fundamentales de la vida. Estos desarrollos, as como los resultados de la embriologa y paleontologa, se sintetizaron en la teora de la evolucin por seleccin natural de Charles Darwin. A finales del siglo XIX se vio caer la teora de la generacin espontnea y el esplendor de la teora microbiana de la enfermedad, aunque el mecanismo de herencia biolgica permaneci un misterio.
A principios del siglo XX, el redescubrimiento del trabajo de Gregor Mendel condujo hacia el rpido desarrollo de la gentica por Thomas Hunt Morgan y sus estudiantes, y hacia los aos 1930 la combinacin de la gentica de poblaciones y la seleccin natural en la sntesis evolutiva moderna. Nuevas disciplinas se desarrollaron rpidamente, especialmente despus de que James Watson y Francis Crick propusieran la estructura del ADN con base en los trabajos de Rosalind Franklin. Despus del establecimiento del dogma central de la biologa molecular y el desciframiento del cdigo gentico, la biologa se dividi ampliamente entre biologa de organismos -los campos que tratan a la totalidad de organismos y grupos de organismos- y los campos relacionados con la biologa celular y molecular. Hacia finales del siglo XX, nuevos campos como la genmica y la protemica estaban dando la vuelta a esta tendencia, con bilogos de organismos utilizando tcnicas moleculares, y bilogos celulares y moleculares investigando la interaccin entre los genes y el ambiente, as como la gentica de poblaciones naturales de organismos.
Tambin conocidas como sustancias orgnicas, son las molculas que se hallan en todas las clulas, las cuales estn constituidas por carbono, hidrgeno, oxgeno, nitrgeno, fsforo y azufre. Estas conforman sustancias esenciales para el desarrollo de las especies, entre ellas carbohidratos, lpidos, protenas, cidos nucleicos, vitaminas, entre otros.
Los oligoelementos son minerales que se encuentran en muy bajas dosis en los seres vivos debido a su potencial txico pero que son primordiales para el correcto funcionamiento de diferentes procesos vitales. Algunos oligoelementos esenciales son el potasio, el sodio, el calcio, el fsforo, el magnesio, el zinc y el hierro.
A diferencia de la fsica, la biologa no suele describir sistemas biolgicos en trminos de objetos que obedecen leyes inmutables descritas por la matemtica. No obstante, se caracteriza por seguir algunos principios y conceptos de gran importancia, entre los que se incluyen: la universalidad, la evolucin, la diversidad, la continuidad, la homestasis y las interacciones.
Uno de los conceptos centrales de la biologa es que toda vida desciende de un antepasado comn que ha seguido el proceso de la evolucin. De hecho, sta es una de las razones por la que los organismos biolgicos exhiben una semejanza tan llamativa en las unidades y procesos que se han discutido en la seccin anterior. Charles Darwin conceptualiz y public la teora de la evolucin en la cual uno de los principios es la seleccin natural (a Alfred Russell Wallace se le suele reconocer como codescubridor de este concepto). Con la llamada sntesis moderna de la teora evolutiva, la deriva gentica fue aceptada como otro mecanismo fundamental implicado en el proceso.
Hay muchas constantes universales y procesos comunes que son fundamentales para conocer las formas de vida. Por ejemplo, todas las formas de vida estn compuestas por clulas, que estn basadas en una bioqumica comn, que es la qumica de los seres vivos. Todos los organismos perpetan sus caracteres hereditarios mediante el material gentico, que est basado en el cido nucleico ADN, que emplea un cdigo gentico universal. En la biologa del desarrollo la caracterstica de la universalidad tambin est presente: por ejemplo, el desarrollo temprano del embrin sigue unos pasos bsicos que son muy similares en muchos organismos metazoo.
Sabemos que el ADN, sustancia fundamental del material cromtico difuso (as se observa en la clula de reposo), est organizado estructural y funcionalmente junto a ciertas protenas y ciertos constituyentes en formas de estructuras abastonadas llamadas cromosomas. Las unidades de ADN son las responsables de las caractersticas estructurales y metablicas de la clula y de la transmisin de estos caracteres de una clula a otra. Estas reciben el nombre de genes y estn colocadas en un orden lineal a lo largo de los cromosomas.
El gen es la unidad bsica de material hereditario, y fsicamente est formado por un segmento del ADN del cromosoma. Atendiendo al aspecto que afecta a la herencia, esa unidad bsica recibe tambin otros nombres, como: recn, cuando lo que se completa es la capacidad de recombinacin (el recn ser el segmento de ADN ms pequeo con capacidad de recombinarse), y mutn, cuando se atiende a las mutaciones (y, as, el mutn ser el segmento de ADN ms pequeo con capacidad de mutarse).
Se llama filogenia al estudio de la historia evolutiva y las relaciones genealgicas de las estirpes. Las comparaciones de secuencias de ADN, ARN y de protenas, facilitadas por el desarrollo tcnico de la biologa molecular y de la genmica, junto con el estudio comparativo de fsiles u otros restos paleontolgicos, generan la informacin precisa para el anlisis filogentico. El esfuerzo de los bilogos por abordar cientficamente la comprensin y la clasificacin de la diversidad de la vida ha dado lugar al desarrollo de diversas escuelas en competencia, como la fentica, que puede considerarse superada, o la cladstica. No se discute que el desarrollo muy reciente de la capacidad de descifrar sobre bases slidas la filogenia de las especies est catalizando una nueva fase de gran productividad en el desarrollo de la biologa.
A pesar de la unidad subyacente, la vida exhibe una asombrosa diversidad en morfologa, comportamiento y ciclos vitales. Para afrontar esta diversidad, los bilogos intentan clasificar todas las formas de vida. Esta clasificacin cientfica refleja los rboles evolutivos (rboles filogenticos) de los diferentes organismos. Dichas clasificaciones son competencia de las disciplinas de la sistemtica y la taxonoma. La taxonoma sita a los organismos en grupos llamados taxones, mientras que la sistemtica trata de encontrar sus relaciones.
Estos mbitos reflejan si las clulas poseen ncleo o no, as como las diferencias en el exterior de las clulas. Hay tambin una serie de parsitos intracelulares que, en trminos de actividad metablica son cada vez menos vivos, por ello se los estudia por separado de los reinos de los seres vivos, estos seran los:
Hay un reciente descubrimiento de una nueva clase de virus, denominado los Nucleocytoviricota, ha causado que se proponga la existencia de un cuarto dominio debido a sus caractersticas particulares, en el que por ahora solo estara incluido estos organismos, sin embargo esta propuesta se ve desafiada por la transferencia horizontal de genes entre estos virus y sus huspedes.
La nocin de que toda vida proviene de un huevo (del latn Omne vivum ex ovum) es un concepto fundacional de la biologa moderna, y viene a decir que siempre ha existido una continuidad de la vida desde su origen inicial hasta la actualidad. En el siglo XIX se pensaba que las formas de vida podan aparecer de forma espontnea bajo ciertas condiciones (vase abiognesis). Los bilogos consideran que la universalidad del cdigo gentico es una prueba definitiva a favor de la teora del descendiente comn universal (DCU) de todas las bacterias, archaea y eucariotas.
La homeostasis es la propiedad de un sistema abierto que regula su medio interno para mantener unas condiciones estables, mediante mltiples ajustes de equilibrio dinmico controlados por mecanismos de regulacin interrelacionados. Todos los organismos vivos, sean unicelulares o pluricelulares tienen su propia homeostasis. Por ejemplo, la homeostasis se manifiesta celularmente cuando se mantiene una acidez interna estable (pH); a nivel de organismo, cuando los animales de sangre caliente mantienen una temperatura corporal interna constante; y a nivel de ecosistema, al consumir dixido de carbono las plantas regulan la concentracin de esta molcula en la atmsfera. Los tejidos y los rganos tambin pueden mantener su propia homeostasis.
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