Biología

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Exámenes Resueltos de otras asignaturas

¿Qué es la Biología?

Biología, estudio de los seres vivos y sus procesos vitales. El campo se ocupa de todos los aspectos físico-químicos de la vida. La tendencia moderna hacia la investigación interdisciplinaria y la unificación de los conocimientos científicos y la investigación de diferentes campos ha dado lugar a un importante solapamiento del campo de la biología con otras disciplinas científicas. Los principios modernos de otros campos -química, medicina y física, por ejemplo- están integrados con los de la biología en áreas como la bioquímica, la biomedicina y la biofísica.

La biología se subdivide en ramas separadas para facilitar el estudio, aunque todas las subdivisiones están interrelacionadas por principios básicos. Así pues, si bien es costumbre separar el estudio de las plantas (botánica) del de los animales (zoología), y el estudio de la estructura de los organismos (morfología) del de la función (fisiología), todos los seres vivos comparten en común ciertos fenómenos biológicos, por ejemplo, los diversos medios de reproducción, la división celular y la transmisión de material genético.

La biología se aborda a menudo sobre la base de niveles que se refieren a unidades fundamentales de la vida. En el nivel de la biología molecular, por ejemplo, la vida se considera una manifestación de las transformaciones químicas y energéticas que se producen entre los numerosos componentes químicos que componen un organismo. Gracias al desarrollo de instrumentos y técnicas de laboratorio cada vez más potentes y precisos, es posible comprender y definir con gran precisión y exactitud no sólo la organización fisicoquímica definitiva (ultraestructura) de las moléculas de la materia viva, sino también la forma en que la materia viva se reproduce a nivel molecular. Especialmente crucial para esos avances fue el auge de la genómica a finales del siglo XX y principios del XXI.

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 esa época, el organismo individual se estudiaba como un todo en un campo conocido como biología orgánica; esa área de investigación sigue siendo un componente importante de las ciencias biológicas.

La biología de las poblaciones se ocupa de los grupos o poblaciones de organismos que habitan en una zona o región determinada. Se incluyen en ese nivel los estudios de las funciones que desempeñan tipos específicos de plantas y animales en las complejas y autoperpetuantes interrelaciones que existen entre el mundo viviente y el no viviente, así como los estudios de los controles incorporados que mantienen esas relaciones de forma natural. Esos niveles de amplia base -moléculas, células, organismos enteros y poblaciones- pueden subdividirse aún más para su estudio, dando lugar a especializaciones como la morfología, la taxonomía, la biofísica, la bioquímica, la genética, la epigenética y la ecología. Un campo de la biología puede ocuparse especialmente de la investigación de un tipo de ser vivo, por ejemplo, el estudio de los pájaros en la ornitología, el estudio de los peces en la ictiología o el estudio de los microorganismos en la microbiología.

Conceptos básicos de la biología

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 constantemente las condiciones de vida”.

Como fue concebido originalmente por Bernard, la homeostasis se aplicó a la lucha de un solo organismo por sobrevivir. El concepto se amplió más tarde para incluir cualquier sistema biológico desde la célula a toda la biosfera, todas las zonas 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, están compuestos de unidades básicas conocidas como células y de las mismas sustancias químicas que, cuando se analizan, muestran notables similitudes, incluso en organismos tan dispares como las bacterias y los humanos. Además, dado que la acción de cualquier organismo está determinada por la manera en que sus células interactúan y que todas las células interactúan de manera muy similar, el funcionamiento básico de todos los organismos es también similar.

¿Por qué es tan importante la biología?

Supongo que podríamos dejar de lado lo obvio, que la biología es la base de la medicina. ¿Hay algo en el mundo que sea más importante que la salud humana para usted y sus seres queridos? Me gustaría incluir la salud mental en esto, ya que ahora hay pruebas de que la depresión podría ser una enfermedad inflamatoria no muy diferente del cáncer o la diabetes. La biología es la clave para que las personas vivan más tiempo y más sanas. La vacunación es la razón por la que no estamos muriendo de enfermedades infecciosas al ritmo alarmante que solíamos. La investigación con células madre tiene el potencial de tratar desde enfermedades neurodegenerativas debilitantes hasta el cáncer. La neurociencia nos está revelando cómo la genética y el medio ambiente juegan entre sí para determinar nuestras personalidades y nuestra inteligencia.

Por lo demás, la biología es una historia. Es la historia de lo que hace que el planeta Tierra, por lo que sabemos hasta ahora, sea único. Es la historia de dónde comenzó la vida, y el estudio de dónde terminaremos como individuos, pero también como especie. Toma una frase aparentemente trillada como “todos estamos conectados” y la cuantifica. Hay algo trascendentalmente edificante en la revelación de que compartimos un ancestro común con una secuoya gigante o una colonia de hormigas. Hay un humilde consuelo en saber que la vida en la Tierra tiene 3.800 millones de años y la raza humana sólo 200.000. Somos una pequeña parte de un hermoso todo.

Sin la biología, el estudio de por qué estamos aquí y cómo percibimos el mundo que nos rodea, toda la química, la física y las matemáticas que gobiernan el universo, ocurre en un vacío. De esa manera, la vida, le da al resto de la ciencia una audiencia. De esa manera la biología es tanto el espectador como el espectáculo. Hace que el universo sea un lugar menos solitario.

¿Por qué estudiamos biología?

Hay un par de razones. En primer lugar, porque la biología es adictiva. Una vez que aprendes sobre la evolución, el poder de la célula, y el ADN en la escuela secundaria, no hay vuelta atrás. Tu entusiasmo y curiosidad te impulsa a buscar nueva información. La biología trata de descubrir el “qué”, el “por qué” y, lo más importante, el “cómo” del mundo viviente que nos rodea. Y, el estudio de los seres vivos tiene la capacidad de moldear nuestra visión del mundo, y nos cautiva con el asombro al hacer preguntas y descubrir las macro y micro-complejidades de la vida. Y mientras haces preguntas, respondes algunas de ellas, pero la mayoría requieren que profundices más y más en el mundo de la biología. Una vez que te sumerges en el campo, rara vez escapas. Por eso es una adicción.

A medida que descubres los mecanismos de transcripción/traducción del ADN y la comunicación celular, cuestionas los fundamentos de la existencia. Moldeas tu religión, tu espiritualidad, alrededor de esta nueva información. Luego aprendes sobre la señalización química de las plantas y te das cuenta de que cuando hueles los árboles de fotosíntesis por los que pasas cada día, todos están involucrados en una comunicación oculta y compleja a través de moléculas aéreas y señales eléctricas subterráneas. Entonces ves una ardilla comiendo una nuez y sabes en un nivel superficial cómo las células de esa ardilla metabolizarán esa nuez para proporcionarle energía. Piensas en la diversidad de todos los animales de la Tierra y en todas sus diferentes habilidades evolucionadas que les ayudan a sobrevivir, y te ríes cuando te das cuenta de que no hay ninguna diferencia entre tú y ellos, en realidad. Tal vez sólo un par de cromosomas. Todos los seres vivos en la Tierra están compuestos del mismo material genético (A, G, C, T/U), reordenados de diferentes maneras.

Y lo más maravilloso de todo es tu cerebro, leyendo esto ahora mismo. Tu cerebro está tomando ondas de luz, vibraciones de sonido, información del tacto, el olfato, los receptores del gusto, y combinándolos para construir una realidad sin fisuras para ti cada segundo de cada día. Estudiamos la biología para poder estudiar la estructura y la función detrás de los comportamientos del organismo y detrás de la experiencia humana.

La gente estudia la biología porque nos maravillamos de todo todo todo el tiempo, y por una buena razón.

Estudian biología porque en la escuela, las clases de biología nunca son aburridas, nunca son una tarea, si es algo que te apasiona. Todos los días en clase aprendes otra pieza del gran rompecabezas.

Y va más allá de levantar pesas para construir músculo o correr para desarrollar resistencia. Los fisiólogos se meten en el meollo de la cuestión de cómo y por qué nuestros músculos reaccionan al estrés. Descubren qué es lo que causa que nos deshidratemos. O qué nos proporciona la energía para correr maratones o mojar una pelota de baloncesto.

En la superficie, podrías pensar que te quedas sin aliento cuando corres demasiado. Pero para los fisiólogos del ejercicio, no se conforman con una explicación tan básica. Han excavado en lo profundo para darse cuenta exactamente de cómo nuestro cuerpo utiliza el oxígeno y la compleja serie de reacciones que nos cansan. Para aprender más acerca de la ciencia del ejercicio, querrás echar un vistazo a este curso bien revisado.

Comprender nuestro entorno

Los humanos no son los únicos seres vivos de los que se ocupa la biología. También nos dice todo sobre las plantas y los animales, cómo viven, de qué están hechos y cómo interactúan con la humanidad y entre ellos. Esto nos permite sacar el máximo provecho de los recursos naturales de nuestro planeta mientras intentamos minimizar el impacto que tenemos en el medio ambiente.

Conservacionismo

Al comprender cómo funciona realmente la naturaleza y qué le permite florecer, somos capaces de señalar las formas en que podemos causarle daño y buscar métodos de hacer las cosas más respetuosos con el medio ambiente. La ecología, por ejemplo, estudia la relación entre los animales, las plantas y el medio ambiente, ayudándonos a entender cómo las cosas que los humanos y otros animales hacen pueden dañar o ayudar a la Madre Naturaleza.

La biología de la conservación mide las tasas de extinción y analiza cómo cada especie encaja en el ecosistema para identificar qué animales son cruciales para mantener el equilibrio. Pero la biología evolutiva también nos ayuda a entender cómo han evolucionado las cosas a lo largo del tiempo y que no todas las especies pueden sobrevivir a largo plazo.

Los científicos incluso están trabajando con economistas para determinar el capital natural, o el valor económico de nuestro medio ambiente y la vida silvestre para hacer las cosas más tangibles para los hombres de negocios y los líderes mundiales. Dependemos tanto de todas las cosas que obtenemos del medio ambiente – alimentos, oxígeno, refugio, combustible – que sólo tiene sentido obtener una mejor comprensión de cómo mantenerlo floreciente

Uso de los recursos naturales

Una gran parte del mantenimiento de nuestro medio ambiente es encontrar las mejores formas de aprovechar los recursos naturales de la Tierra de manera que sean seguros, eficientes y no causen demasiado daño a la naturaleza. Esto incluye todo, desde la perforación de petróleo hasta la tala de árboles.

Lo bueno de los árboles y otros recursos renovables es el hecho de que pueden volver a crecer o reponerse naturalmente con el tiempo. Pero no si son cortados, quemados o minados demasiado rápido y agresivamente. La biología nos ayuda a encontrar un equilibrio entre aprovechar las herramientas que tenemos y no destruir esas mismas herramientas para las generaciones futuras.

A través del estudio de las mejores formas de alimentar nuestras necesidades de energía y materiales, también somos capaces de encontrar maneras de sacar el máximo provecho de lo que tenemos e incluso encontrar alternativas que funcionen igual de bien. Por ejemplo, usando el maíz para crear combustible de etanol como un potencial reemplazo o suplemento del petróleo que actualmente usamos para alimentar nuestros autos.

Cosecha de alimentos

Las plantas son organismos vivos como el resto de nosotros, lo que significa que la biología también se interesa por ellas. La agrobiología se ocupa específicamente de determinar las mejores condiciones del suelo para entregar los nutrientes a las plantas para que crezcan grandes y fuertes. Esto puede tener un impacto significativo en el rendimiento de los cultivos de un agricultor.

La botánica, la rama de la biología que se ocupa del estudio de las plantas, es la forma en que sabemos qué plantas podemos comer en primer lugar. A menos que quieras ir por ahí probando cada baya y fruta que te encuentres para ver cuáles son buenas para comer, te recomendamos que confíes en nuestros expertos en biología para que nos digan qué es qué. La ciencia también juega un gran papel en la cría de ganado, como vacas y pollos. Utilizando parte de la nutrición de la que hablamos antes y aplicándola a los animales de granja, somos capaces de hacerlos grandes y bonitos para que proporcionen mucha carne y fertilizante.

La pesca, también. Hay biología marina y de agua dulce, entre otras, para enseñarnos qué peces están dónde y cuán buenos son para comer. Incluso hay un campo de la biología dedicado sólo al estudio de los peces, pero no te haremos tratar de pronunciar eso. Y claro, nuestros antepasados pescaban mucho antes de entender las complejidades de la ciencia, pero eso no significa que no nos beneficiemos mucho de ella con métodos de pesca más eficientes, lances más grandes, e incluso con la piscicultura.