BIOLOGÍA: DEFINICIÓN
La biología (del griego «βίος» bios, vida, y «λóγος» logos, razonamiento, estudio, ciencia) es una rama de las ciencias naturales que tiene como objeto de estudio a los seres vivos y, más específicamente, su origen, su evolución y sus propiedades: génesis, nutrición, morfogénesis, reproducción, patogenia.
OBJETO DE SU ESTUDIO
La biología es una disciplina científica que abarca un amplio espectro de campos de estudio que, a menudo, se tratan como disciplinas independientes. Todas ellas juntas, estudian la vida en un amplio rango de escalas. La vida se estudia a escala atómica y molecular en biología molecular, en bioquímica y en genética molecular.
RAMAS DE LA BIOLOGÍA
• Antropología: estudio del ser humano como entidad biológica.
• Botánica: estudio de los organismos fotosintéticos (varios reinos).
• Micología: estudio de los hongos.
• Embriología: estudio del desarrollo.
• Microbiología: estudio de los microorganismos.
• Fisiología: estudio de la función corporal de los organismos
• Genética: estudio de los genes y la herencia.
• Evolución: estudio el cambio y la transformación de las especies a lo largo del tiempo.
• Histología: estudio de los tejidos.
• Ecología: estudio de los organismos y su relación.
• Etología: estudio del comportamiento de los seres vivos.
• Paleontología: estudio de los organismos que vivieron en el pasado.
• Anatomía: estudio de la estructura interna y externa de los seres vivos.
• Taxonomía: estudio que clasifica y ordena a los seres vivos.
• Filogenia: estudio de la evolución de los seres vivos.
• Virología: estudio de los virus.
• Citología: estudio de las células.
• Zoología: estudio de los animales.
• Biología epistemológica: estudio del origen filosófico de los conceptos biológicos.
• Biomedicina: Rama de la biología aplicada a la salud humana.
• Inmunología: estudio del sistema inmunitario de defensa.
• Organografía: estudio de órganos y sistemas.
BOTÁNICA CONCEPTO GENERAL
La Botánica (del griego βοτάνη = hierba) o fitología (del griego φυτόν = planta y λόγος = tratado) es una rama de la biología y es la ciencia que se ocupa del estudio de las plantas, incluyendo su descripción, clasificación, distribución, y relaciones con los otros seres vivos.
RAMAS DE LA BOTÁNICA
Tiene dos ramas principales: botánica pura y botánica aplicada.
La botánica pura estudia las plantas desde un punto de vista puramente biológico centrándose en su morfología. Consta de tres niveles:
-Cultivo de una vid (vitis vinifera) in vitro.Organografía
-Histología vegetal
-Citología vegetal
La botánica aplicada estudia las plantas y otros organismos vegetales tales como los líquenes, hongos y algas, su forma de interactuar en los ecosistemas para mantener el equilibrio y su utilidad o aplicación, según la finalidad que se persiga:
-botánica agrícola
-botánica forestal
-botánica farmacéutica
-botánica fitopatológica
DEFINICIÓN DE MORFOLOGÍA, ANATOMÍA E HISTOLOGÍA
En términos generales cuando se habla de morfología se está refiriendo al estudio de las formas externas de algo, más precisamente será en los ámbitos de la biología, la geología y la lingüística donde el término adquiere y ostenta una especial importancia y significación.
Dentro de la biología, la morfología es la disciplina que se ocupará del estudio de la forma y la estructura de un organismo o sistema, así como también de las transformaciones que los seres orgánicos van sufriendo como consecuencia del paso del tiempo.
La anatomía (del lat. anatomĭa, y éste del gr. ἀνατομή, disección ana y tomē, "corte y disección") es una ciencia descriptiva que estudia la estructura de los seres vivos, es decir la forma, topografía, la ubicación, la disposición y la relación entre sí de los órganos que las componen.
La Histología (del griego ιστός: histós "tejido" y logos "estudio") es la ciencia que estudia todo lo referente a los tejido orgánicos: su estructura microscópica, su desarrollo y sus funciones. La Histología se identifica a veces con lo que se ha llamado anatomía microscópica, pues su estudio no se detiene en los tejidos, sino que va más allá, observando también las células interiormente y otros corpúsculos, relacionándose con la bioquímica y la citología.
ORIGEN DEL UNIVERSO: TEORÍA DEL BIG-BANG
El origen del universo es el instante en que apareció toda la materia y la energía que tenemos actualmente en el universo como consecuencia de una gran explosión. Esta postulación es abiertamente aceptada por la ciencia en nuestros días y conlleva que el universo podría haberse originado hace entre 13.500 y 15.000 millones de años, en un instante definido. En la década de 1930, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble confirmó que el universo se estaba expandiendo, fenómeno que Albert Einstein con la teoría de la relatividad generalhabía predicho anteriormente.
Según la teoría del Big Bang, el Universo se originó en una singularidad espaciotemporal de densida infinita matemáticamente paradójica. El espacio se ha expandido desde entonces, por lo que los objetos astrofísicos se han alejado unos respecto de los otros.
En cosmología física, la teoría del Big Bang o teoría de la gran explosión es un modelo científico que trata de explicar el origen del Universo y su desarrollo posterior a partir de una singularidad espaciotempora. El término "Big Bang" se utiliza tanto para referirse específicamente al momento en el que se inició la expansión observable del Universo (cuantificada en la ley de Hubble), como en un sentido más general para referirse al paradigma cosmológico que explica el origen y la evolución del mismo.
ORIGEN DE LA VIDA
La cuestión del origen de la vida en la Tierra ha generado en las ciencias de la naturalez un campo de estudio especializado cuyo objetivo es dilucidar cómo y cuándo surgió. La opinió n más extendida en el ámbito científico establece la teoría de que la vida comenzó su existencia a partir de la materia inerte en algún momento del período comprendido entre 4.400 millones de años —cuando se dieron las condiciones para que el vapor de agua pudiera condensarse por primera vez y 2.700 millones de años atrás —cuando aparecieron los primeros indicios de vida. Las ideas e hipótesis acerca de un posible origen extraterrestre de la vida (panspermia), que habría sucedido durante los últimos 13.700 millones de años de evolución del Universo tras el Big Ban, también se discuten dentro de este cuerpo de conocimiento.
TEORIAS DEL ORIGEN DE LA VIDA
Es probable que el cosmos, integrado por todo aquello que pertenece a la realidad, tuviera su origen hace unos 10,000 a 20,000 millones de años. La región específica del cosmos en la que se encuentra nuestro planeta es el universo denominado vía láctea. Por universo se entiende un conjunto formado por millones de estrellas, aunque el vulgo suele aplicar este nombre al cosmos entero. El sol es una estrella de medianas dimensiones situada aproximadamente a dos terceras partes de la distancia entre el centro y la periferia de la Vía láctea. El sol y sus satélites planetarios constituyen el sistema solar. La teoría más aceptada sobre el origen del cosmos establece que éste surgió hace muchos millones de años como resultado de una descomunal explosión de materia densamente condensada: teoría del big bang o de la gran explosión. Los vestigios de esa antiquísima explosión se han estudiado mediante poderosos telescopios que hoy día captan la luz emitida hace millones de años por estrellas muy lejanas.
El Creacionismo
Desde la antigüedad han existido explicaciones creacionistas que suponen que un dios o varios pudieron originar todo lo que existe. A partir de esto, muchas religiones se iniciaron dando explicación creacionista sobre el origen del mundo y los seres vivos.
La Generación Espontánea
Desde la antigüedad este pensamiento sé tenia como aceptable, sosteniendo que la vida podía surgir del lodo, del agua, del mar o de las combinaciones de los cuatro elementos fundamentales: aire, fuego, agua, y tierr. Aristóteles propuso el origen espontáneo para gusanos, insectos, y peces a partir de sustancias como él roció, el sudor y la humedad. Según él, este proceso era el resultado de interacción de la materia no viva, con fuerzas capaces de dar vida a lo que no tenia.
Spallanzani Y Needhad
En esos mismos tiempos, otro científico llamado Needhad, sostenía que había una fuerza vital que originaba la vida. Sus suposiciones se basan en sus experimentos: hervía caldo de res en una botella, misma que tapaba con un corcho, la dejaba reposar varios días y al observar al microscopio muestra de la sustancia, encontraba organismos vivos. Él afirmaba que el calor por el que había hecho pasar el caldo era suficiente para matar a cualquier organismo y que, entonces, la presencia de seres vivos era originada por la fuerza vital. Sin embargo Spallanzani no se dejo convencer como muchos científico de su época, realizando los mismos experimentos de Needhad, pero sellada totalmente las botellas, las ponía a hervir, la dejaba reposar varios días y cuando hacia observaciones no encontraba organismos vivos. Esto lo llevo a concluir que los organismos encontrados por Needhad procedían del aire que penetraba a través del corcho.
Pauster
En 1862, Louis Pauster, medico francés, realizo una serie de experimentos encaminados a resolver el problema de la generación espontánea. Él pensaba que los causantes de la putrefacción de la materia orgánica eran los microorganismos que se encontraban en el aire. Para demostrar su hipótesis, diseño unos matraces cuello de cisne, en los cuales coloco líquidos nutritivos que después hirvió hasta esterilizarlos.
La Panspermia
Una propuesta mas para resolver el problema del origen de la vida la presento Svante Arrhenius, en 1908. su teoría se conoce con el nombre de panspermia. Según esta, la vida llego a la Tierra en forma de esporas y bacterias provenientes del espacio exterior que, a u vez, se desprendieron de un planeta en la que existían.
A esta teoría se le pueden oponer dos argumentos:
Se tiene conocimiento de que las condiciones del medio interestelar son poco favorables para la supervivencia de cualquier forma de vida. Además, se sabe que cuando un meteorito entra en la atmósfera, se produce una fricción que causa calor y combustión destruyendo cualquier espora o bacteria que viaje en ellos.
es que tampoco soluciona el problema del origen de la vida, pues no explica como se formo esta en el planeta hipotético del cual se habría desprendido la espora o bacteria.
La Teoría De Oparin – Haldane
Con el transcurso de los años y habiendo sido rechazada la generación espontánea, fue propuesta la teoría del origen físico-químico de la vida, conocida de igual forma como teoría de Oparin – Haldane.
La teoría de Oparin- Haldane se basa en las condiciones físicas y químicas que existieron en la Tierra primitiva y que permitieron el desarrollo de la vida.
De acuerdo con esta teoría, en la Tierra primitiva existieron determinadas condiciones de temperatura, así como radiaciones del Sol que afectaron las sustancias que existían entonces en los mares primitivos. Dichas sustancias se combinaron dé tal manera que dieron origen a los seres vivos.
Condiciones que permitieron la vida
Hace aproximadamente 5 000 millones de años se formo la Tierra, junto con el resto del sistema solar. Los materiales de polvo y gas cósmico que rodeaban al Sol fueron fusionándose y solidificándose para formar los todos los planetas.
¿Cómo fueron los primeros organismos?
Los elementos que se encontraban en la atmósfera y los mares primitivos se combinaron para formar compuestos, como carbohidratos, las proteínas y los aminoácidos. Conforme se iban formando estas sustancias, se fueron acumulando en los mares, y al unirse constituyeron sistemas microscópicos esferoides delimitados por una membrana, que en su interior tenían agua y sustancias disueltas.
Características diferenciales entre vegetales y animales
Diferencias entre las células animales y vegetales
Célula animal:
· No tiene pared celular (membrana celulósica) y presenta diversas formas de acuerdo con su función.
· No tiene plastos a diferencia de las células vegetales.
· Puede tener vacuolas pero no son muy grandes.
· Presenta centriolos: agregados de microtubulos cilindricos que forman los cilios y los flagelos y facilitan la división celular en células animales.
Célula vegetal
· Presentan una pared celular, más dura que una membrana plasmática normal (al estar compuesta principalmente de celulosa) y da mayor consistencia a la célula.
· Disponen de plastos: cloroplastos (organelo capaz de realizar la fotosíntesis), cromoplastos, leucoplastos (organelos que acumulan el almidón fabricado en la fotosíntesis)…
· Vacuolas de gran tamaño: acumulan sustancias de reserva o de desecho producidas por la célula.
Niveles de organización de los seres vivos
En la materia viva existen varios grados de complejidad, denominados niveles de organización.
1.- Nivel subatómico: integrado por las partículas subatómicas que forman los elementos químicos (protones, neutrones, electrones).
2.- Nivel atómico: son los átomos que forman los seres vivos y que denominamos bioelementos. Del total de elementos químicos del sistema periódico, aproximadamente un 70% de los mismos los podemos encontrar en la materia orgánica. Estos bioelementos los podemos agrupar en tres categorías:
Ø Bioelementos primarios: función estructural
Ø Bioelementos secundarios: función estructural y catalítica.
Ø Oligoelementos o elementos vestigiales : función catalítica
3.- Nivel molecular: En él se incluyen las moléculas, formadas por la agrupación de átomos (bioelementos). A las moléculas orgánicas se les denomina Biomoléculas o Principios inmediatos. Estos Principios Inmediatos los podemos agrupar en dos categorías, inorgánicos (agua, sales minerales, iones, gases) y orgánicos (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).
En este nivel también debemos agrupar las macromoléculas y los virus. Las primeras resultan de la unión de monómeros (aminoácidos, nucleótidos, etc...) y los segundos son la unión de proteínas con ácidos nucleicos.
4.- Nivel celular: donde nos encontramos a la célula (primer nivel con vida). Dos tipos de organizaciones celulares, Eucariota (células animales y vegetales) y Procariota (la bacteria). Los organismos unicelulares (Ej. Protozoos) viven con perfecta autonomía en el medio, pero en ocasiones nos podemos encontrar agrupaciones de células, las colonias, que no podemos considerar como seres pluricelulares por que a pesar de estar formados por miles de células cada una vive como un ser independiente.
5.- Nivel pluricelular: constituido por aquellos seres formados por más de una célula. Surge de la diferenciación y especialización celular. En él encontramos distintos niveles de complejidad: tejidos, órganos, sistemas y aparatos.
Mientras los tejidos son conjuntos de células de origen y forma parecida que realizan las mismas funciones, los órganos son un conjunto de tejidos diferentes que realizan actos concretos.
Los sistemas son conjuntos de órganos parecidos, al estar constituidos por los mismos tejidos, pero que realizan actos completamente independientes. Los aparatos (Ej. aparato digestivo), formados por órganos que pueden ser muy diferentes entre sí (Ej. dientes, lengua, estómago, etc...), realizan actos coordinados para constituir lo que se llama una función biológica (Ej. nutrición).
6.- Nivel de población: los individuos de la misma especie (aquellos que son capaces de reproducirse entre sí y tener descendencia fértil) se agrupan en poblaciones ( individuos de la misma especie que coinciden en el tiempo y en el espacio).
7.- Nivel de ecosistema: las poblaciones se asientan en una zona determinada donde se interrelacionan con otras poblaciones (COMUNIDAD O BIOCENOSIS) y con el medio no orgánico (Biotopo). Esta asociación configura el llamado ECOSISTEMA, objeto deestudio de los biólogos. Los ecosistemas son tan grande o tan pequeño como queramos, sin embargo el gran ecosistema terrestre lo forman la Biosfera (biocenosis) y el astro Tierra (biotopo).
Diversidad de los seres vivos: Moneras, Protistas, Fungi, Vegetales, Animales
Reino Monera
Es el reino más primitivo, agrupa a organismos procariotas que carecen de un núcleo rodeado por membranas y de organelas. Incluye a todas las bacterias (técnicamente las eubacterias) y las cianobacterias (llamadas anteriormente algas verdeazuladas) que son las formas más abundantes de este reino.
Reino protista
Es el primero de los reinos eucariotas los organismos aquí agrupados (y todos los eucariotas...) poseen núcleo verdadero y organelas, lo cual implica una compartimentalización y la dedicación de áreas específicas a funciones también específicas.
Los protistas se definen como aquellos organismos eucariotas que no son animales ni plantas ni hongos.
Reino fungi
Son organismos eucariontes, heterótrofos no fotosintéticos, formadores de esporas y que carecen de movimiento en todas las fases de su ciclo de vida; poseen paredes celulares y absorben su alimento por digestión enzimática externa.
Reino vegetal
Están formados por todas las plantas. Sus características principales son:
Son los únicos seres capaces de fabricar su propio alimento.
No pueden desplazarse de un lugar a otro.
No tienen órganos de los sentidos, aunque responden a ciertos estímulos: las raíces crecen hacia el suelo y buscan el agua; los tallos crecen hacia la luz.
Reino Animal
Al reino animal pertenecen alrededor de 2 millones de especies de seres vivos, agrupados en más de 30 filos o taxones (categorías u órdenes); básicamente, se pueden clasificar en dos grandes grupos: los vertebrados y los invertebrados.
Niveles morfológicos de organización: Protófitos, Talófitos, Cormófitos
1. Protófitos. Son los organismos primitivos que generalmente son móviles con células poco diferenciadas y sin división de funciones.
2. Talófitos. Son organismos con organización morfológica, hay una mayor división de funciones pero todavía no existen la raíz, el tallo ni las hojas verdaderas.
3. Protocormófitos. Son organismos estructurados morfológicamente. Con estructuras similares a raíz, tallo y hojas verdaderas pero sin diferenciación funcional.
4. Cormófitos. Son los organismos con verdaderas raíces, tallos y hojas.
Las grandes divisiones del Reino Vegetal, características sobresalientes de cada
una.
División Briofitos
Hepáticas, anthoceros y musgos. Plantas multicelulares con pigmentos fotosintéticos y reservas alimentarias parecidas a las de las algas verdes.
Clase Hepáticas
Clase Anthocerontáceas
Anthoceros. Los gametófitos son taloides. Posee
estomas.
Clase Musgos
Musgos: Sus gametófitos son “foliosos”.
División Psilofitos
Helechos arcaicos. Plantas vasculares homósporas, no
existe diferenciación entre la raíz y el vástago.
División Licofitos
Licofitos. Plantas vasculares homósporas y heterósporas.
División Esfenofitos
Colas de caballo. Plantas vasculares homósporas con
Tallos articulados marcados por nudos pequeños.
División Pterofitos.
Helechos. En su mayoría son homósporos, aunque hay
heterósporos.
División Coniferofitos
Coníferas. Plantas con semillas, hojas simples y aciculares.
División Cicadofitos
Cicadáceas. Plantas con semillas, de crecimiento cambial
lento. Gimnospermas.
División Gnetofitos
Plantas con semillas, con características de angiospermas,
presentan tejidos de xilema.
División Antofitos
Plantas con flores. Con semillas en las que los óvulos se encuentran encerrados en un carpelo y las semillas son llevadas luego en el interior del fruto. La flor es polinizada por los insectos.
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