La biología es la ciencia natural que estudia la vida y los organismos vivos , incluida su estructura física, procesos químicos, interacciones moleculares , mecanismos fisiológicos , desarrollo y evolución .
A pesar de la complejidad de la ciencia, hay ciertos conceptos unificadores que la consolidan en un campo único y coherente. La biología reconoce a la célula como la unidad básica de la vida, los genes como la unidad básica de la herencia y la evolución como el motor que impulsa la Creación y extinción de especies.
Los organismos vivos son sistemas abiertos que sobreviven transformando la energía y disminuyendo su entropía local para mantener una condición estable y vital definida como homeostasis.
Las subdisciplinas de la biología se definen por los métodos de investigación empleados y el tipo de sistema estudiado: la biología teórica utiliza métodos matemáticos para formular modelos cuantitativos, mientras que la biología experimental realiza experimentos empíricos para probar la validez de las teorías propuestas y comprender los mecanismos subyacentes de la vida y cómo apareció y evolucionó a partir de materia no viva hace unos 4 mil millones de años a través de un aumento gradual en la complejidad del sistema. Ver ramas de biología
Historia de la biología
El término biología se deriva de la palabra griega βίος , bios , " vida " y el sufijo -λογία , -logia , "estudio de". La forma en latín del término apareció por primera vez en 1736 cuando el científico sueco Carl Linnaeus (Carl von Linné) usó biologi en su Bibliotheca botánica . Fue usado nuevamente en 1766 en una obra titulada Philosophiae naturalis sive physicae: tomus III, continens geologian, biologian, phytologian generalis , por Michael Christoph Hanov , un discípulo de Christian Wolff.. El primer uso alemán, Biologie , fue en una traducción de 1771 de la obra de Linneo. En 1797, Theodor Georg August Roose usó el término en el prefacio de un libro, Grundzüge der Lehre van der Lebenskraft . Karl Friedrich Burdach usó el término en 1800 en un sentido más restringido del estudio de los seres humanos desde una perspectiva morfológica, fisiológica y psicológica ( Propädeutik zum Studien der gesammten Heilkunst ). El término entró en su uso moderno con el tratado de seis volúmenes Biologie, o Philosophie der lebenden Natur (1802–22) de Gottfried Reinhold Treviranus , quien anunció:
Los objetos de nuestra investigación serán las diferentes formas y manifestaciones de la vida, las condiciones y leyes bajo las cuales ocurren estos fenómenos y las causas a través de las cuales se han efectuado. La ciencia que se ocupa de estos objetos se indica con el nombre de biología [Biologie] o la doctrina de la vida [Lebenslehre].
Aunque la biología moderna es un desarrollo relativamente reciente, las ciencias relacionadas e incluidas dentro de ella han sido estudiadas desde tiempos antiguos. La filosofía natural se estudió desde las civilizaciones antiguas de Mesopotamia , Egipto , el subcontinente indio y China . Sin embargo, los orígenes de la biología moderna y su enfoque del estudio de la naturaleza se remontan a menudo a la antigua Grecia . Si bien el estudio formal de la medicina se remonta a Hipócrates (ca. 460–370 aC), fue Aristóteles.(384–322 aC) que contribuyó más ampliamente al desarrollo de la biología. Especialmente importantes son su Historia de los animales y otras obras en las que mostró inclinaciones naturalistas, y luego obras más empíricas que se centraron en la causación biológica y la diversidad de la vida. El sucesor de Aristóteles en el Liceo , Teofrasto , escribió una serie de libros sobre botánica que sobrevivieron como la contribución más importante de la antigüedad a las ciencias de las plantas, incluso en la Edad Media.
Los eruditos del mundo islámico medieval que escribieron sobre biología incluyeron al-Jahiz (781–869), Al-Dīnawarī (828–896), que escribió sobre botánica, y Rhazes (865–925) que escribieron sobre anatomía y fisiología. . La medicina fue especialmente bien estudiada por los estudiosos islámicos que trabajan en las tradiciones filósofas griegas, mientras que la historia natural se basó en gran medida en el pensamiento aristotélico, especialmente en la defensa de una jerarquía fija de la vida.
La biología comenzó a desarrollarse y crecer rápidamente con la espectacular mejora del microscopio de Anton van Leeuwenhoek . Fue entonces cuando los eruditos descubrieron espermatozoides , bacterias , infusorios y la diversidad de la vida microscópica. Las investigaciones de Jan Swammerdam provocaron un nuevo interés en la entomología y ayudaron a desarrollar las técnicas básicas de disección microscópica y tinción.
Los avances en microscopía también tuvieron un profundo impacto en el pensamiento biológico. A principios del siglo XIX, varios biólogos señalaron la importancia central de la célula . Luego, en 1838, Schleiden y Schwann comenzaron a promover las ideas ahora universales de que (1) la unidad básica de los organismos es la célula y (2) que las células individuales tienen todas las características de la vida , aunque se oponen a la idea de que (3) todas Las células provienen de la división de otras células. Sin embargo, gracias a la obra de Robert Remak y Rudolf Virchow , en la década de 1860, la mayoría de los biólogos aceptaron los tres principios de lo que se conoció como teoría celular.
Mientras tanto, la taxonomía y la clasificación se convirtieron en el foco de los historiadores naturales. Carl Linnaeus publicó una taxonomía básica para el mundo natural en 1735 (variaciones que han estado en uso desde entonces), y en la década de 1750 introdujo nombres científicos para todas sus especies. Ñ Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon , trató las especies como categorías artificiales y las formas de vida como maleables, incluso sugiriendo la posibilidad de una descendencia común . Aunque se oponía a la evolución, Buffon es una figura clave en la historia del pensamiento evolutivo ; Su trabajo influyó en las teorías evolutivas de Lamarck y Darwin.
El pensamiento evolutivo serio se originó con las obras de Jean-Baptiste Lamarck , quien fue el primero en presentar una teoría coherente de la evolución.Él postuló que la evolución era el resultado del estrés ambiental en las propiedades de los animales, lo que significa que cuanto más frecuente y rigurosamente se usaba un órgano, más complejo y eficiente se volvería, adaptando así al animal a su entorno.
Lamarck creía que estos rasgos adquiridos podrían luego transmitirse a la descendencia del animal, quien los desarrollaría y perfeccionaría aún más. Sin embargo, fue el naturalista británico Charles Darwin , que combina el enfoque biogeográfico de Humboldt , la geología uniformista de Lyell ,Los escritos de Malthus sobre el crecimiento de la población, y su propia experiencia morfológica y extensas observaciones naturales, forjaron una teoría evolutiva más exitosa basada en la selección natural ; El razonamiento y la evidencia similares llevaron a Alfred Russel Wallace a alcanzar independientemente las mismas conclusiones. Aunque fue objeto de controversia (que continúa hasta hoy), la teoría de Darwin se extendió rápidamente por la comunidad científica y pronto se convirtió en un axioma central de la ciencia de la biología en rápido desarrollo.
El descubrimiento de la representación física de la herencia vino junto con los principios evolutivos y la genética de poblaciones . En la década de 1940 y principios de la década de 1950, los experimentos apuntaban al ADN como el componente de los cromosomas que contenían las unidades portadoras de rasgos que se habían conocido como genes . Un enfoque en nuevos tipos de organismos modelo, como virus y bacterias , junto con el descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN en 1953, marcó la transición a la era de la genética molecular . Desde la década de 1950 hasta la actualidad, la biología se ha extendido enormemente en el dominio molecular . El código genético fue descifrado porHar Gobind Khorana , Robert W. Holley y Marshall Warren Nirenberg después de que se entendiera que el ADN contenía codones . Finalmente, el Proyecto del genoma humano se lanzó en 1990 con el objetivo de mapear el genoma humano en general . Este proyecto se completó esencialmente en 2003, con un análisis adicional aún por publicarse. El Proyecto del Genoma Humano fue el primer paso en un esfuerzo globalizado para incorporar el conocimiento acumulado de la biología en una definición molecular funcional del cuerpo humano y los cuerpos de otros organismos.
Fundamentos de la biología moderna
Teoría celular
La teoría celular establece que la célula es la unidad fundamental de la vida , que todos los seres vivos están compuestos por una o más células y que todas las células surgen de células preexistentes a través de la división celular .
En organismos multicelulares , cada célula en el cuerpo del organismo deriva en última instancia de una sola célula en un óvulo fertilizado . La célula también se considera la unidad básica en muchos procesos patológicos. Además, el fenómeno del flujo de energía ocurre en las células en procesos que forman parte de la función conocida como metabolismo . Finalmente, las células contienen información hereditaria ( ADN), que se pasa de una célula a otra durante la división celular. La investigación sobre el origen de la vida, la abiogénesis , equivale a un intento de descubrir el origen de las primeras células.
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