Biología Como Ciencia

Como hemos observado la Biología es una rama de las ciencias naturales. Además es una

ciencia, ya que tiene un conjunto de conocimientos acumulados sistemáticamente, y una

forma de investigación que les facilita a los biólogos acceder cada vez mayores

conocimientos con relación a una infinidad de aspectos relacionados con los seres vivos. 

La Biología estudia las diversas maneras que puede adoptar los seres vivos, además de

cómo es su estructura, función, evolución, crecimiento y relación con el medio. El nombre

"biología" (biología) fue implantado a comienzos del siglo XIX por Juan B. Lamarck y

Reynolds Treviranus, tiene su origen en dos vocablos griegos: Bios = vida y Logos

= estudio o tratado. En su definición más sencilla la Biología es la ciencia de la vida o el

estudio de la vida. 

La Biología se ha transformado en una ciencia tan amplia que de ninguna forma puede ser

dominada por un solo ser humano, tampoco puede ser expuesta en forma completa en un

solo libro; casi todos los biólogos son especialistas en algunas de las diferentes Ciencias

Biológicas. 

Origen de la vida

El estudio científico del origen de la vida se relaciona con el concepto filosófico de

abiogénesis que, en su sentido general, es la generación de vida a partir de materia inerte y,

en una definición más moderna, aborda la aparición de las primeras formas de vida a partir

de compuestos químicos primordiales. La generación de las formas de vida más complejas

a partir de las más simples es dominio de la teoría de la evolución. Estas teorías no

pretenden discernir sobre aspectos religiosos que adjudican una voluntad divina en el

origen de la vida (creacionismo), ni sobre aspectos metafísicos que ilustren sobre las causas

primigenias.

El origen de la vida es un problema difícil de afrontar. A pesar de ello, el estado actual de

la ciencia permite sugerir una hipótesis válida sobre como surgió la vida en la Tierra.

Todos los seres vivos están constituidos por sustancias orgánicas: proteínas, glúcidos o

hidratos de carbono, lípidos o grasas y ácidos nucleicos. Fueron varios los científicos,

destacando a Alexander Oparin y Stanley Miller, los que elaboraron teorías sobre la

formación de esos componentes esenciales para los organismos vivos.

Descubrir que la evolución es inherente a la vida, fue el criterio clave para emprender el

siguiente trabajo, que los caminos creativos que la vida opta para la vasta diversidad que

observamos, no es otra cosa que el producto de su existencia desde el momento el que la

materia se transformo en vida y conciencia.

Hace mil o dos mil millones de años, cuando la tierra estaba todavía caliente, envuelta en

espesas nubes de donde caían sin cesa aguaceros hirvientes, los primeros seres vivientes

aparecieron en los mares. Eran seres minúsculos, como microbios, y que apenas hubieron

aparecido, se multiplicaron y se transformaron..

Origen teórica de la vida

Esta teoría sobre el origen de la vida y la evolución intenta representar, al menos, un

elemento de reflexión en el largo camino del conocimiento científico.

Toda teoría de la evolución es a la vez una teoría sobre el origen de la vida, aunque se

intente disimular o no hablar de la posible definición de vida.

Igualmente, toda teoría sobre el origen de la vida tendrá gran influencia a la hora de

interpretar el registro fósil y demás aspectos relativos a la paleontología, especialmente en

lo referente a la evolución del hombre.

Aportes a las ciencias médicas

La ciencia que abarca un amplio espectro de campos de estudio es la biología que, a

menudo, se tratan como disciplinas independientes. Juntas, estudian la vida en un amplio

campo de escalas. La vida se estudia a escala atómica y molecular en biología molecular,

bioquímica y genética molecular. Desde el punto de vista celular, se estudia en biología

celular, y a escala pluricelular se estudia en fisiología, anatomía e histología. La biologia

que estudia el desarrollo o la ontogenia de un organismo individual es la biologia del

desarrollo.

La biología se ha convertido en una iniciativa investigadora tan vasta que generalmente no

se estudia como una única disciplina, sino como un conjunto de subdisciplinas. Aquí se

considerarán cuatro amplios grupos.

- El primero consta de disciplinas que estudian las estructuras básicas de los sistemas vivos:

células, genes, etc.;

- el segundo grupo considera la operación de estas estructuras a nivel de tejidos, órganos y

cuerpos;

- una tercera agrupación tiene en cuenta los organismos y sus historias;

- la última constelación de disciplinas está enfocada a las interacciones.

La fisiología estudia los procesos mecánicos, físicos y bioquímicos de los organismos

vivos, e intenta comprender cómo funcionan todas las estructuras como una unidad. El

funcionamiento de las estructuras es un problema capital en biología.

El campo de la fisiología animal extiende las herramientas y los métodos de la fisiología

humana a las especies animales no humanas. La fisiología vegetal también toma prestadas

técnicas de los dos campos.

La anatomía es una parte importante de la fisiología y considera cómo funcionan e

interactúan los sistemas orgánicos de los animales como el sistema nervioso, el sistema

inmunológico, el sistema endocrino, el sistema respiratorio y el sistema circulatorio. El

estudio de estos sistemas se comparte con disciplinas orientadas a la medicina, como la

neurología, la inmunología y otras semejantes. La anatomía comparada estudia los cambios

morfofisiológicos que han ido experimentando las especies a lo largo de su historia

evolutiva, valiéndose para ello de las homologías existentes en las especies actuales y el

estudio de restos fósiles.

Con todo esto se podría decir que la medicina tiene como base a la biología, ya que los

conocimeintos aportados por esta última sirven para entender muchas cosas que se plantean

en la medicina.

Relacion de la biología con otra ciencia

Bioquímica

La Bioquímica es la rama de la Química que estudia los seres vivos, especialmente de la

estructura y función de sus componentes químicos específicos, como son las proteínas,

carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en

las células. La bioquímica ´se basa en el concepto de que todo ser vivo contiene carbono y

en general están compuestos de Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, Fósforo y

Azufre.

Biofísica

La biofísica es la ciencia que estudia la biología con los principios y métodos de la física.

Se discute si la biofísica es una rama de la física o de la biología. Desde un punto de vista

puede concebirse que los conocimientos y enfoques acumulados en la física “pura” pueden

aplicarse al estudio de los sistemas biológicos. En ese caso la biofísica le aporta

conocimientos a la biología, pero no a la física. Ejemplos en ese sentido son la física de la

audición, la biomecánica, etc.

Otros estudiosos consideran que existen ramas de la física que deben desarrollarse a

profundidad como problemas físicos específicamente relacionados con las materia viviente.

Así, por ejemplo, las polímeros biológicos (como las proteínas) no son lo suficientemente

grandes como para poderlos tratar como un sistema mecánico, a la vez que no son lo

suficientemente pequeños como para tratarlos como moléculas simples en solución. Los

cambios energéticos que ocurren durante una reacción química catalizada por una enzima,

o fenómenos como el acoplamiento químico-osmótico parecen requerir más de un enfoque

físico teórico profundo que de una evaluación biológica.

Una cuestión central en la biofísica es la necesidad o no de nuevas leyes de la física para

explicar las propiedades de la materia viva. La gran mayoría de los autores se inclina por

considerar que no es necesario cambiar ninguna de las leyes fundamentales de la física para

entender los sistemas biológicos.

Bioinformática

Bioinformática es la aplicación de los ordenadores y los métodos informáticos en el análisis

de datos experimentales y simulación de los sistemas biológicos. Una de las principales

aplicaciones de la bioinformática es la simulación, la minería de datos (data mining) y el

análisis de los datos obtenidos en el estudio de moléculas relevantes para la vida, por ej. el

ADN/ARN/genoma (Proyecto Genoma Humano) o las proteínas proteoma, así como el

diseño y desarrollo de herramientas tales como: bases de datos, directorios web, etc.

Una definición mucho más global es:

Bioinformática es la aplicación del desarrollo de la computación y las matemáticas que

permite la administración, análisis y comprensión de datos para resolver preguntas

biológicas. (con conexiones a medi-, quimio-, neuro-, etc. informática). Modificado de:

Center for Research on Innovation and Competition (Harvey & Mc. Meekin, 2002).

Dos escuelas, la de EE.UU. y la del Reino Unido con Australia le dan diferentes coberturas

al término.

• Para los estadounidenses la bioinformática se enmarca dentro de lo mencionado en el

párrafo anterior.

• Para los británicos la bioinformática se extiende al estudio de cualquier tipo de dato

obtenido de entidades biológicas independientemente de la escala de estudio, desde

moléculas hasta paisaje, ecosistemas, etc.

Biotecnología

La biotecnología es la tecnología basada en la biología, especialmente usada en agricultura,

farmacia, ciencia de los alimentos, ciencias forestales y medicina. Probablemente el

primero que usó este término fue Karl Ereky, ingeniero húngaro, en 1919.

Se podría definir como “toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y

organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos

para usos específicos”.

“Fuente”: Convenio sobre la Diversidad Biológica. Artículo 2. PNUD 1992.

Otras definiciones son: “la utilización de organismos vivos, o partes de los mismos, para

obtener o modificar productos, mejorar plantas o animales o desarrollar microorganismos

para objetivos específicos”.

Biología molecular

La biología molecular es el estudio de la vida a un nivel molecular. Esta área se solapa con

otros campos de la Biología y la Química, particularmente Genética y Bioquímica. La

biología molecular concierne principalmente al entendimiento de las interacciones de los

diferentes sistemas de la célula, lo que incluye muchísimas relaciones, entre ellas las del

ADN con el ARN, la síntesis de proteínas, el metabolismo, y el cómo todas esas

interacciones son reguladas para conseguir un afinado funcionamiento de la célula.

La ingeniería genética es la tecnología de la manipulación y transferencia de ADN de un

organismo a otro, que posibilita la creación de nuevas especies, la corrección de defectos

genéticos y la fabricación de numerosos compuestos.

En 1973 los investigadores Stanley Cohen y Herbert Boyer producen el primer organismo

recombinando partes de su ADN en lo que se considera el comienzo de la ingeniería

genética. En 1997 se clona el primer mamífero, la Oveja Dolly.

Actualmente la Ingeniería Genética está trabajando en la creación de técnicas que permitan

solucionar problemas frecuentes de la humanidad como, por ejemplo, la escasez de

donantes para la urgencia de transplantes. En este campo se están intentando realizar cerdos

transgénicos que posean órganos compatibles con los del hombre.

El ADN es una base fundamental de información que poseen todos los organismos vivos,

hasta el más simple y pequeño. Esta información está a su vez dividida en determinada

cantidad de células organizadas en unidades llamadas genes, que varían dependiendo de la

especie. A su vez, cada gen contiene la información necesaria para que la célula sintetice

una proteína, por lo que el genoma y, en consecuencia, el proteoma, van a ser los

responsables de las características del individuo.

Los genes controlan todos los aspectos de la vida de cada organismo, incluyendo

metabolismo, forma, desarrollo y reproducción. Por ejemplo, una proteína X hará que en el

individuo se manifieste el rasgo de “pelo oscuro”, mientras que la proteína Y determinará el

rasgo de “pelo claro”.

La respuesta a todas estas preguntas se resume en dos palabras: Ingeniería Genética

Biología celular

Biología celular es la rama de la biología que persigue la comprensión de las funciones de

la célula, unidad estructural básica de los seres vivos. Atendiendo a su organización celular,

los seres vivos se clasificarán en acelulares (virus, viroides) y celulares, siendos estos a su

vez clasificados en eucariotas y procariotas.

Para alcanzar sus objetivos, los biólogos celulares se ven obligados a estudiar los

componentes de la célula a nivel molecular (biología molecular).

Componentes pricipales del estudio celular:

• Membrana plasmática

• citoesqueleto

• Núcleo celular

• Ribosomas

• Retículo endoplásmico

• Aparato de Golgi

• Mitocondrias

• Cloroplastos

• Lisosomas

• peroxisomas

• Vacuolas

• Pared celular

• Tráfico intracelular de membranas

Histología

La histología (del griego ἱστός) es la ciencia que estudia todo lo referente a los tejidos

orgánicos: su estructura microscópica, su desarrollo y sus funciones. La histología se

identifica a veces con lo que se ha llamado anatomía microscópica.

Embriología

La embriología es la rama de la biología del desarrollo que estudia los embriones animales

y su desarrollo. La formación y el desarrollo de un embrión es conocido como

embriogénesis. Se trata de una disciplina ligada a la anatomía e histología.

El desarrollo de un embrión se inicia con la fecundación, que origina la formación del

cigoto. Cuando finaliza este proceso, durante el cual se generan todas las principales

estructuras y órganos de la criatura, el embrión pasa a llamarse feto.

La embriología está rodeada de una gran controversia en temas como la fecundación in

vitro, la ingeniería genética y los bebés seleccionados genéticamente casi como un producto

de consumo.

La teratología estudia las malformaciones congénitas del embrión.

Paleontología

Un paleopatólogo en trabajo de campo

La paleontología es una disciplina geológica que estudia e interpreta el pasado geológico de

la Tierra. A su vez, se puede dividir en varios campos de estudio:

• la Paleozoología. Es la más conocida y extendida, y a la que se le atribuye generalmente

el nombre de Paleontología. Tiene un marco biológico fuerte, tanto que se puede abordar

desde la Biología o desde la Geología. Se encarga del estudio de los animales extintos, a

partir de sus restos fósiles, y de su taxonomía. Aquí se incluyen disciplinas como la

Paleoentomología o la Dinosaurología

• la Paleobotánica. Se encarga del estudio de seres vegetales o fúngicos extintos y su

taxonomía. Es una disciplina menos extendida que la anterior.

• la Paleoclimática. Se sale del marco biológico para adentrarse en la Meteorología. Emula

el clima, las condiciones atmosféricas, las franas climáticas del pasado geológico.

El cuerpo humano

El cuerpo humano es la estructura física y material del ser humano. El cuerpo humano de

un adulto tiene 206 huesos, mientras que el de un recién nacido está formado por cerca de

300, ya que algunos huesos, sobre todo los de la cabeza, se van fusionando durante la etapa

de crecimiento.

Teoría evolucionista del origen de la vida

A finales del siglo XIX, el llamado neodarvinismo primitivo, que se basa en elprincipio de

la selección natural como base de la evolución, encuentra en el biólogoalemán A.

Weismann uno de sus principales exponentes. Esta hipótesis admite quelas variaciones

sobre las que actúa la selección se transmiten según las teorías dela herencia enunciadas por

Mendel, elemento que no pudo ser resuelto Darwin,pues en su época aún no se conocían las

ideas del religioso austriaco.Durante el siglo XX, desde 1930 a 1950, se desarrolla la teoría

neodarwinistamoderna o teoría sintética,: denominada así porque surge a partir de la fusión

detres disciplinas diferentes: la genética, la sistemática y la paleontología. La creaciónde

esta corriente viene marcada por la aparición de tres obras. La primera, relativaa los

aspectos genéticos de la herencia, es

Genetics and the origin of species

(1937). Su autor, T. H. Dobzhansky, plantea que las variaciones genéticasimplicadas en la evolución

son esencialmente mínimas y heredables, de acuerdocon las teorías de Mendel.El cambio

que se introduce, y que coincide posteriormente con las aportaciones deotras disciplinas

científicas, es a consideración de los seres vivos no como formasaisladas, sino como

partícipes de una población. Esto implica entender los cambioscomo frecuencia génica de

los alelos que determinan un carácter concreto. Si estafrecuencia es muy alta en lo que se

refiere a la población, esto puede suponer lacreación de una nueva especie.Más adelante, E.

Mayr desarrollará en sus obras Systematics and the origin of thespecies (1942) y Animal

species evolution (1963) dos conceptos muy importantes:por un lado, el concepto biológico

de especie; por otra parte, Mayr plantea que lavariación geográfica y las condiciones

ambientales pueden llevar a la formación denuevas especies. De este modo, se pueden

originar dos especies distintas comoconsecuencia del aislamiento geográfico, o lo que es lo

mismo, dando lugar, cuandointentamos el cruzamiento de dos individuos de cada una de

estas poblaciones, aun descendiente no fértil. Atendiendo a las condiciones ambientales,

enconsonancia con las ideas de Dobzhansky., la selección actuaría conservando losalelos

mejor adaptados a estas condiciones y eliminando los menos adaptados. En1944 el

paleontólogo G. G. Simpson publica la tercera obra clave para poder

 

comprender esta corriente de pensamiento: en

Tempo and mode in evolution

establece la unión entre la paleontología y la genética de poblaciones.Durante la segunda

mitad del siglo XX se han planteado dos tendenciasfundamentales, la denominada

innovadora y el darvinismo conservador. La primerade ellas, cuyo máximo exponente es

M. Kimura, propone una teoría llamadaneutralista, que resta importancia al papel de la

selección natural en la evolución,dejando paso al azar. Por su parte, el neodarvinismo

conservador, representado porE. O. Wilson, R. Dawkins y R. L Trivers, queda sustentada

en el concepto de «genegoísta»; según esta hipótesis, todo ocurre en la evolución como si

cada gentuviera por finalidad propagarse en la población. Por tanto, la competición no

seproduce entre individuos, sino entre los aletos rivales. Así, los animales y lasplantas

serían simplemente estrategias de supervivencia para los gene