Historia y Evolución de la Biología. La biología es la ciencia que estudia los seres vivos. Esto incluye su origen y evolución, así como las características de animales, plantas, hongos y microorganismos, sus procesos vitales, su comportamiento y su interacción con el medio ambiente.
La palabra «biología» se forma con las raíces griegas βίος (bíos), que significa ‘vida’, y -λογία (-logía), que significa ‘ciencia’ o ‘estudio’.
La biología estudia las características de los seres vivos, como el tamaño, la forma, las células que lo componen, cómo obtienen energía, para qué sirven sus estructuras. También estudia los organismos como parte de una comunidad, cómo se relacionan con el ambiente que los rodea y cómo les afecta.
Historia y Evolución de la Biología
Importancia de la biología
Uno de los objetivos fundamentales de la biología es establecer las leyes que rigen la vida de los organismos. Es decir, abarca el estudio del origen de la vida y su evolución a lo largo de nuestra existencia.
De allí que sea necesario la realización de investigaciones y estudios sobre los seres vivos de manera constante. Esto nos ha permitido conocer de mejor manera lo complejo que son los microorganismos y el funcionamiento de nuestro cuerpo.
La investigación científica en biología es crucial para descubrir cómo combatir infecciones o prevenir enfermedades. De esta manera, la biología contribuye a mejorar nuestra calidad de vida, así como la de otros animales y las plantas.
La biología también es una ciencia que aporta gran conocimiento a otras ciencias, como la antropología y la psicología.
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Ramas de la biología
La biología es una ciencia vasta. De esta se desprenden múltiples ramas para profundizar en aspectos de los organismos vivos como, por ejemplo:
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Biología molecular
Como biología molecular se conoce la parte de la biología que estudia los procesos de los seres vivos desde un punto de vista molecular. Específicamente, se enfoca en el estudio de dos macromoléculas: los ácidos nucleicos, entre ellos, el ADN y ARN, y las proteínas.
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Biología celular
Es la parte de la biología que estudia los fenómenos que tienen lugar en las células, así como sus propiedades, estructura, funciones, organelos, ciclo vital y la forma en que interactúan con su entorno. Es una disciplina afín a la biología molecular.
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Biología marina
La biología marina es la rama de la biología que se encarga de estudiar los organismos que habitan en ecosistemas marinos, así como la conservación de la vida marina y de su entorno en un sentido físico y químico.
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Historia de la biología
Los descubrimientos de científicos como Louis Pasteur cambiaron la forma de pensar la vida.
¿Cuál es la historia de la biología?
La historia de la biología es, al mismo tiempo, el recuento y el estudio del desarrollo de esta disciplina científica, dedicada como su nombre lo indica (del griego bios, “vida”, y logos, “conocimiento” o “discurso”) a la comprensión de los mecanismos y las dinámicas propias de la vida tal y como la conocemos.
El término “biología” fue acuñado en el siglo XIX, cuando en el año 1802 tanto el francés Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) como el alemán Gottfried Reinhold Treviranus (1776-1837) publicaron trabajos independientes que proponían el uso común de esa palabra. Así fundaron una ciencia completa, siguiendo el espíritu de la Ilustración europea.
Sin embargo, el estudio propiamente dicho de las leyes de la vida data de los primeros filósofos naturalistas de la Antigüedad. Así, lo que hoy en día llamamos biología, durante siglos se conoció como filosofía natural o historia natural, y por lo tanto quienes se dedicaban a su estudio eran llamados “filósofos” o “naturalistas”.
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Antecedentes de la biología
Resulta difícil marcar un punto de partida en la historia de la biología, ya que el interés del ser humano por el funcionamiento y las necesidades de animales y plantas nos ha acompañado desde siempre, sobre todo desde la Revolución del Neolítico, cuando la agricultura pasó a formar parte de nuestras vidas y se hizo indispensable conocer más sobre ellos.
Así,las distintas civilizaciones antiguas iniciaron el estudio de la vida, sin distinguir entre anatomía
humana, zoología, botánica, química, física, etc.
Hubo muchos célebres estudiosos del cuerpo y de la vida en la antigüedad, como Sushruta (c. siglo III a. C.), uno de los sabios fundadores de la medicina tradicional india, cirujano y autor del tratado Súsruta-samija; o el posterior Zhang Zhong Jin (150-209 d. C.), de la escuela de medicina ancestral china. Cada uno se inscribía en una vasta tradición cultural, religiosa y filosófica que sostenía una visión del mundo y de la vida misma.
En occidente, existen también equivalentes egipcios y griegos presocráticos, peroel más célebre estudioso de la vida fue el filósofo griego Aristóteles de Estagira (384-322 a. C.). Entre sus numerosas obras se halla la primera clasificación de los organismos de la cual se tiene registro, y el análisis y descripción de alrededor de 500 diferentes especies animales.
El modelo de pensamiento aristotélico fue de tal importancia que fue mejorado y ampliado por los naturalistas y médicos de las épocas posteriores, sobreviviendo así hasta más allá de la Edad Media. En ese entonces, mientras occidente se sumergía en el oscurantismo y el fanatismo religioso, tuvo lugar entre los siglos VIII y IX (d. C.) la Edad de Oro del islam, con grandes contribuciones a la biología y la medicina.
Nada más en zoología, destacaron el árabe Al-Jahiz (781-869), quien describió algunas de las primeras ideas en torno al evolucionismo y la lucha por la supervivencia a través de la cadena alimentaria; el kurdo Al-Dinawari (828-896), uno de los fundadores de la botánica y estudioso de más de 637 especies diferentes de plantas; y el persa Al-Biruni (973-1048), creador del concepto de la selección artificial y uno de los precursores del evolucionismo.
Occidente contribuyó poco durante la Alta Edad Media al avance de la biología, a pesar de que sí hubo aportes a la materia en las universidades europeas, como Hildegart von Bingen (1098-1179), Alberto Magno (1193-1280) o Federico II de Hohenstaufen (1194-1250). Pero en comparación con el interés que en Europa suscitaron la física y la química, la biología fue poco atendida en ese momento.
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La biología en la Revolución Científica
Esto cambió radicalmente con la llegada del Renacimiento y la Edad Moderna. El renovado interés occidental por las ciencias naturales y la fisiología, así como por la medicina moderna, se debió en gran medida a una nueva forma de pensamiento filosófico, caracterizado por el empirismo y la razón. Hubo grandes aportes a la botánica en forma de estudios de herbalismo, y a la zoología a través de numerosos bestiarios.
Gracias a los adelantos en la física y la óptica, la invención del microscopio permitió a finales del siglo XVI el primer estudio con ilustraciones de las primeras células: Micrographia (1665) del británico Robert Hooke (1635-1703).
Posteriormente, las mejoras introducidas por el neerlandés Antón van Leeuwenhoek (1632-1723) al microscopio permitieron incluso un salto más grande hacia adelante: la observación y descripción de la vasta y compleja vida microscópica, así como su relación con la vida macroscópica, a través del descubrimiento de las bacterias, los espermatozoides y otros protozoos.
Por si fuera poco, en esa época se dieron los primeros pasos en el desarrollo de la paleontología, inicialmente como una forma de debate respecto al diluvio universal bíblico.
El danés Nicolás Steno (1638-1686) describió los primeros fósiles y procedimientos de fosilización. Así sentó las bases para las muy posteriores teorías de la evolución y para el concepto mismo de la extinción, que en pleno siglo XVII eran impensables por contravenir las ideas religiosas sobre el origen de la vida.
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Característica de los seres vivos
Desde el punto de vista de la biología, los seres vivos o seres vivientes, también conocidos como organismos, son formas muy complejas de organización de la materia, capaces de funcionar como un sistema que se perpetúa en el tiempo, intercambiando energía y materia con su entorno.
Estas formas de vida se diferencian de la materia inerte en que cumplen con los procesos elementales de la existencia, que son:
Los seres vivos son el objeto fundamental de estudio de la biología, y son (de acuerdo a la hipótesis más aceptada) el fruto de complejos procesos químicos que se dieron en nuestro planeta en sus etapas primitivas de formación geológica.
Por último, todos los seres vivos poseen características básicas y elementales comunes, que describiremos en detalle a continuación.
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Características de los seres vivos
1. Poseen un grado determinado de organización celular
Todos los seres vivos están conformados por células.
Todos los seres vivientes son el resultado de una organización muy rigurosa de la materia que los conforma, y la unidad básica de la organización de la vida es la célula. Eso quiere decir que desde seres más complejos (como los mamíferos) hasta los más sencillos (como las bacterias), todos estamos conformados por células.
De hecho, dependiendo de cuántas sean, podemos hablar de dos tipos de seres vivientes:
Todos los seres vivos están conformados por células, aunque sus células respectivas tienen diferentes niveles de complejidad: algunas son simples y tienen pocos organelos, otras son más complejas y realizan diversos procesos bioquímicos especializados: las células epidérmicas, las células óseas y las células musculares, por ejemplo, realizan tareas distintas y por lo tanto tienen composiciones, formas y organelos diferentes.
2. Mantienen un orden interno u homeostasis
Mecanismos como el sudor permiten a los seres vivos mantener su equilibrio interno.
Para que los seres vivos puedan continuar viviendo, sus cuerpos deben regular sus funciones vitales y conservar un delicado equilibrio interno. Ingerir demasiado (o muy poco) de un cierto nutriente, perder demasiada temperatura o disponer de muy poca agua son algunos ejemplos de situaciones que pueden romper dicho balance y poner en peligro la continuidad de la existencia.
Para ello, los organismoshan desarrollado diferentes mecanismos que les permiten contrarrestar el efecto del medio ambiente sobre sus cuerpos y adaptarse a las situaciones para preservar su equilibrio interior.
Por ejemplo, cuando hace mucho calor, nuestras pieles sudan para hidratarse y para que la evaporación del sudor nos refresque; en cambio, cuando hace mucho frío, nuestro cuerpo tirita para que el movimiento de los músculos genere calor. Estas medidas intentan contrarrestar el efecto de la temperatura ambiental sobre nuestros cuerpos.
Lo mismo se produce a nivel celular: las células de nuestro cuerpo se mantienen con un nivel de acidez levemente superior al del plasma, ya que ello es propicio para sus reacciones químicas fundamentales. Para garantizar que dicho pH se conserve, liberan o acaparan iones y sales del entorno dependiendo de qué sea lo conveniente en el momento.
3. Reaccionan a estímulos medioambientales
Los seres vivos se adaptan a su entorno para preservarse a sí mismos.
Los seres vivos no existen en el vacío, sino que proliferan en un entorno que comparten con otras formas de vida y con diferentes procesos, dinámicas y mecanismos naturales, muchos de los cuales tienen determinada incidencia en la homeostasis.
Por ese motivo, los seres vivientes se relacionan con el entorno, es decir, perciben los estímulos a su alrededor y se orientan en el entorno de acuerdo a lo que más les conviene, tal y como hacemos cuando hace sol y buscamos una sombra.
Para ello, los seres vivos poseen distintos aparatos sensoriales que comunican el afuera del cuerpo con el adentro del cuerpo, y son capaces de reconocer estímulos medioambientales como el sonido, la luz, el olor, el pH, etc., y posteriormente reaccionar a ellos de una manera apropiada. De esta manera, los seres vivos se adaptan a su entorno para preservarse a sí mismos.
Por ejemplo, ciertas plantas poseen un mecanismo de fototropismo positivo, es decir, que cambian la posición de sus hojas y tallos en función de la presencia del sol, para así exponerlas a la mayor cantidad posible de luz solar (indispensable para la fotosíntesis).
Otras plantas, menos necesitadas de luz solar, en cambio, poseen fototropismo negativo y tienden a huir del sol, limitando o moderando la cantidad de luz que reciben sus hojas. De este modo, las plantas se adaptan a la cantidad y orientación de la luz solar del entorno, dependiendo de lo que mejor les convenga.
4. Atraviesan un ciclo vital
Los ciclos vitales de diferentes especies pueden ser muy distintos entre sí.
Todo ser viviente está en algún momento de su respectivo ciclo o circuito vital, es decir, en el conjunto de estadios o momentos vitales que debe transitar desde que nace hasta que muere. Los ciclos vitales pueden ser muy distintos entre sí, y esa es la razón por la cual algunos seres vivos son longevos y llevan vidas lentas, mientras que otros viven frenéticamente y se extinguen deprisa.
Todo ciclo de vida se compone de las siguientes etapas:
5. Poseen un metabolismo
El metabolismo permite a los seres vivos aprovechar la materia y energía.
Todos los seres vivos necesitan materia y energía para sostener sus ciclos bioquímicos andando, así como para repararse, desplazarse, crecer o emprender una metamorfosis.
Dicha energía y materia necesita provenir de alguna parte, y para ello existe el metabolismo, es decir, la capacidad de procesar nutrientes del medio ambiente y almacenarlos para emprender tareas posteriores. De otro modo, tendríamos que estar comiendo todo el día para sostenernos.
Existen muchas formas de metabolismo, dependiendo de cada forma de vida, pero en general consisten en cadenas de reacciones químicas que se dan en el interior del organismo de una manera controlada y específica, a partir de ciertas sustancias que se toman del medio ambiente y que al ser transformadas sirven de combustible para el cuerpo.
Por ejemplo, el cuerpo humano requiere de materia orgánica para descomponer y obtener así glucosa, un tipo de azúcar muy útil químicamente. Dicho azúcar es luego oxidado (o sea, puesto a reaccionar con el oxígeno tomado del medio ambiente al respirar) y sometido a diferentes procesos bioquímicos.
Como resultado se obtienen las moléculas de Adenosín Trifosfato (ATP), una molécula de pura energía química que puede utilizarse con fines muy diversos.
Existen dos procesos metabólicos fundamentales:
De manera similar, los metabolismos comprenden dos tipos de ciclo, que son:
6. Se nutren y excretan
Todo ser vivo toma nutrientes del ambiente y desecha sustancias que no necesita.
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Para mantener el metabolismo andando, los seres vivos deben conseguir materia y energía del entorno, y ello puede hacerse de muchas maneras diferentes. Pero una vez conseguida y procesada la materia, sin embargo, sus cuerpos deben también desechar los compuestos que no les son útiles o que les resultan peligrosos, es decir, excretar.
7. Se reproduce
La vida engendra nueva vida, pero a través de diferentes procesos.
La vida existe en base a su reproducción: todos los seres vivos provienen de otros seres vivos que existían antes que ellos, ya sea que hablemos de seres humanos, hongos, plantas, etc. La vida engendra nueva vida, y para ello puede acudir a procesos de diferente naturaleza, como son:
8. Evolucionan
La evolución no afecta a un solo individuo sino a la especie en su conjunto.
Evolucionar es adaptarse a largo plazo al entorno. Es un proceso que en realidad no realizan los seres vivos individualmente, sino que afecta a la especie en su conjunto, a medida que la descendencia presenta ciertos rasgos que les resultan benéficos para lidiar con el entorno y competir con más ventaja con otros seres vivos rivales.
La evolución es responsable de que una misma comunidad de seres vivos, repartida en dos ambientes distintos, acabe produciendo dos especies diferentes una vez transcurridas numerosas generaciones. Esa es la razón, por ejemplo, de que la fauna y la flora sean distintas en cada uno de los continentes, a pesar de que muchas especies presentan rasgos muy similares entre sí, dado que se hallan emparentadas evolutivamente.
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Niveles de organización de la materia viva.
Cuando hablamos de los niveles de organización de la materia, nos referimos a las posibles divisiones o estratificaciones en que es posible estudiar toda la materia conocida, en especial la orgánica (seres vivos), yendo desde una perspectiva más general y sencilla hasta una más detallada y de relaciones cada vez más complejas.
Si bien toda la materia en el universo está formada por un número finito de átomos, estos están combinados y organizados de manera tan compleja que pueden perderse de vista los bloques fundamentales que la constituyen. Por eso, pueden identificarse capas o niveles de organización dependiendo de las dimensiones del sistema de estudio.
Por ejemplo, un ser humano está hecho de átomos, sin duda, del mismo tipo de los que está hecho un planeta (convengamos que en el planeta habrá bastantes más átomos, dadas sus dimensiones), pero organizados de manera diferente. Lo mismo ocurre entre un ser humano y una célula, pues una persona contiene millones de células.
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