Definición y Objeto de Estudio de la Biología

La Biología (del griego Bio, vida, y Logía, estudio) es la ciencia dedicada al estudio de la vida. Su objetivo principal es estudiar a todos los seres vivos.

Niveles de Organización de la Vida

La vida se organiza en una jerarquía de complejidad creciente:

• Átomo: Mínima partícula de un elemento que conserva sus propiedades, con cierta complejidad.
• Molécula: Unión de dos o más átomos.
• Célula: Unidad básica de la vida.
• Tejido: Unión de varias células que realizan una actividad concreta.
• Órgano: Unión de varios tejidos.
• Sistemas de Órganos (o Aparatos): Dos o más órganos que ejecutan juntos una función específica del organismo.
• Organismo Multicelular: Ser vivo compuesto por muchas células.
• Población: Miembros de una especie que viven en la misma zona.
• Especie: Organismos muy parecidos que pueden reproducirse y tener descendencia.
• Comunidad: Dos o más poblaciones de especies diferentes que viven e interactúan en la misma zona.
• Ecosistema: Una comunidad más su ambiente abiótico.
• Biosfera: Parte de la Tierra habitada por los seres vivos. Incluye seres vivos y componentes abióticos.

Principios Científicos Fundamentales

La ciencia se basa en tres principios esenciales:

1. Causalidad Natural

   Establece que todos los fenómenos ocurren debido a causas naturales. Ejemplo: La lluvia, la cual ocurre en cualquier lugar y momento bajo ciertas condiciones.

2. Uniformidad de Espacio y Tiempo

   Sostiene que muchos sucesos biológicos importantes, como la evolución de la diversidad actual de los seres vivos, se produjeron antes de que hubiera seres humanos que los observaran.

3. Percepción Común

   La premisa de la percepción común objetiva es única de la ciencia: toda afirmación general, a través de hechos observados por cualquier humano, es exclusiva de la ciencia.

El Método Científico

Características del Método Científico

El método científico se caracteriza por ser:

1. Conocimiento racional y sistemático.
2. Exacto y verificable.

Pasos del Método Científico

Las etapas del método científico no son lineales, sino que constituyen procesos cíclicos. Los pasos incluyen:

1. Toma de datos.
2. Organización.
3. Recopilación.
4. Análisis.
5. Presentación.

Estos pasos se realizan para la deducción de conclusiones y la toma de decisiones.

La Investigación y la Formulación de Hipótesis

La investigación es el estudio sistemático de un sujeto con el fin de descubrir nuevos hechos y principios. La aplicación de lógica y objetividad son la base del uso del método científico. Para su desarrollo, es esencial lo que ya se conoce para la formulación de hipótesis. Las hipótesis se prueban mediante experimentación.

Planteamiento y Prueba de Ideas en Biología

Las ideas se plantean en forma de hipótesis, las cuales deben ser expresadas de forma tal que sean susceptibles a ser puestas a prueba.

Proceso de Experimentación

Para poner a prueba una hipótesis, debemos plantear una metodología para comenzar a realizar un experimento.

El flujo de la experimentación es:

Metodología → Experimento → Resultados → Análisis → Conclusiones

Ejemplo de Hipótesis: Cuando migran, los cisnes vuelan en bandadas para mitigar la fatiga producida por las corrientes de aire.

De la Hipótesis a la Ley: Teoría y Principio

Cuando una hipótesis amplia y de importancia fundamental ha sobrevivido a numerosas pruebas independientes, con un número suficiente de datos, recibe el nombre de Teoría.

Ejemplos de Teorías:

• Teoría del Big Bang.
• Teoría de la Evolución.
• Teoría Celular.

Una teoría que ha resistido a repetidas pruebas se eleva al estatus de Ley o Principio.

Ejemplos de Leyes:

• Leyes de Mendel.
• Leyes de Newton.
• Leyes de la Termodinámica.

Historia y Origen de la Disciplina Biológica

Antes del Siglo XIX, las ciencias biológicas no existían como disciplina unificada, sino como campos separados:

• Medicina
• Historia Natural
• Botánica
• Zoología

El término Biología se atribuye al naturalista alemán Gottfried R. Treviranus (1776 – 1837) y también al naturalista francés Jean-Baptiste de Monet, Caballero de Lamarck (1744 – 1829).

La Diversidad y la Clasificación (Taxonomía)

Carl Von Linneo (1708 – 1778), naturalista, publicó en 1753 Species Plantarum, donde describió en dos volúmenes enciclopédicos cada planta conocida en esa época. Estableció un sistema de clasificación jerárquica y un sistema de nomenclatura que se utiliza actualmente.

Nomenclatura Linneana

La clasificación sigue una jerarquía, siendo las categorías principales:

Reino → Género → Especie

En la nomenclatura binomial, la primera palabra corresponde al Género y la segunda a la Especie. La Taxonomía es la ciencia que clasifica a los seres vivos.

Figuras Clave en la Evolución del Pensamiento Biológico

• Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, Caballero de Lamarck

  Propuso la Primera Teoría de la Evolución, entendida como un proceso de transformación progresiva.

• Charles Lyell (1797 – 1875), Geólogo

  Desarrolló la Teoría Uniformitarista, que postula que el efecto constante y acumulativo de las fuerzas de la naturaleza había producido cambios en la historia de la Tierra.

• Alexander Humboldt (1769 – 1859)

  Impulsó un nuevo modelo de ciencia natural, más centrado en las características del terreno de donde provenían los especímenes recolectados, que en una mera descripción de esas especies.

• Charles Darwin (1809 – 1882)

  Cimentó las bases de que los organismos evolucionan, o cambian, a lo largo del tiempo. Su teoría se constituyó en el principio fundamental de la biología.

La Teoría de la Evolución de Darwin: El Principio Unificador

La Teoría de la Evolución de Darwin explica y describe cómo los organismos en la Tierra han cambiado a lo largo del tiempo y han adquirido una diversidad de nuevas formas. Esta famosa teoría proporciona un buen ejemplo de cómo un científico desarrolla una hipótesis y cómo una teoría científica crece y gana aceptación.

El cambio de la estructura genética de la población es un resultado de la Selección Natural.

La Ruta del H.M.S. Beagle

Darwin fue el primero en proponer la selección natural como una explicación para el mecanismo de la evolución que producía la diversidad de la vida en la Tierra. Su hipótesis creció a partir de sus observaciones durante cinco años de viajes alrededor del mundo (1832 – 1836).

La Evolución como Teoría Unificadora

Como dijo Theodosius Dobzhansky: “En la biología nada es lógico si no se contempla a la luz de la evolución.”

La evolución ha sido validada por:

• Fósiles.
• Estudios geológicos.
• Datación radioactiva de rocas.
• Genética.
• Biología molecular.
• Bioquímica.
• Experimentos de crianza animal para estudio de la anatomía comparada.

Eventos Naturales Consecuencia de la Evolución

La evolución es consecuencia de tres eventos naturales:

1. Variabilidad genética entre organismos.
2. La herencia de las variaciones.
3. La selección natural.