Biologia
De WikiLingua.net
 |
 |
 |
 |
La biologia (del grec «βιος» bios, vida, i «λογος» logos, estudi) és una de les ciències naturals que té com objecte d'estudi als éssers vius i, més específicament, el seu origen, la seva evolució i les seves propietats: génesis, nutrició, morfogénesis, reproducció, patogenia, etc. S'ocupa tant de la descripció de les característiques i els comportaments dels organismes individuals com de les espècies en el seu conjunt, així com de la reproducció dels éssers vius i de les interaccions entre ells i l'entorn. D'aquesta manera, s'ocupa de l'estructura i la dinàmica funcional comunes a tots els éssers vius amb la finalitat d'establir les lleis generals que regeixen la vida orgànica i els principis explicatius fonamentals d'aquesta.
La paraula «biologia» en el seu sentit modern sembla haver estat introduïda independentment per Gottfried Reinhold Treviranus (Biologie oder Philosophie der lebenden Natur, 1802) i per Jean-Baptiste Lamarck (Hydrogéologie, 1802). Generalment es diu que el terme va ser encunyat en 1800 per Karl Friedrich Burdach, encara que s'esmenta en el títol del tercer volum de Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia, phytologia generalis et dendrologia, per Michael Christoph Hanov publicat en 1766.
Taula de continguts
|
[editar] Camps d'estudi
La biologia és una disciplina científica que abasta un ampli espectre de camps d'estudi que, sovint, es tracten com disciplines independents. Juntes, estudien la vida en un ampli camp d'escales. La vida s'estudia a escala atòmica i molecular en la biologia molecular, en la bioquímica i en la genètica molecular. Des del punt de vista cel·lular, s'estudia en la biologia cel·lular, i a escala pluricelular s'estudia en la fisiología, l'anatomia i la histología . La branca que estudia el desenvolupament o l'ontogenia d'un organisme individual és la biologia del desenvolupament.
Quan s'amplia el camp a més d'un organisme, la genètica tracta el funcionament de l'herència genètica dels pares a la seva descendència. La ciència que tracta el comportament dels grups és l'eteología, això és, de més d'un individu. La genètica de poblacions observa una població sencera i la genètica sistemàtica tracta els linajes entre espècies. Les poblacions interdependientes i els seus hàbitats s'examinen en l'ecología i la biologia evolutiva. Un nou camp d'estudi és l'astrobiología (o xenobiología), que estudia la possibilitat de la vida més enllà de la Terra.
Les classificacions dels éssers vius són molt nombroses. Es proposen des de la tradicional divisió en dos regnes establerta per Carlos Linneo en el segle XVII, entre animals i plantes, fins a les propostes actuals dels sistemes cladísticos amb tres dominis que comprenen més de 20 regnes.
[editar] Història de la Biologia
[editar] Principis de la Biologia
A diferència de la física, la biologia no sol descriure sistemes biològics en termes d'objectes que obeeixen lleis inmutables descrites per la matemàtica. No obstant, es caracteritza per seguir alguns principis i conceptes de gran importància, entre els quals s'inclouen la universalidad, l'evolució, la diversitat, la continuïtat, l'homeóstasis i les interaccions.
[editar] Universalidad: bioquímica, cèl·lules i el codi genètic
Hi ha moltes constants universals i processos comuns que són fonamentals per a conèixer les formes de vida. Per exemple, totes les formes de vida estan compostes per cèl·lules, que estan basades en una bioquímica comuna, que és la química dels éssers vius. Tots els organismes perpetuen els seus caràcters hereditaris mitjançant el material genètic, que està basat en l'àcid nucleico ADN, que empra un codi genètic universal. En la biologia del desenvolupament la característica de la universalidad també està present: per exemple, el desenvolupament primerenc de l'embrió segueix uns passos bàsics que són molt similars en molt organismes metazoo.
[editar] Evolució: el principi central de la biologia
Un dels conceptes centrals de la biologia és que tota vida descendeix d'un avantpassat comú que ha seguit el procés de l'evolució. De fet, aquesta és una de les raons per la qual els organismes biològics exhibeixen una semblança tan cridanera en les unitats i processos que s'han discutit en la secció anterior. Xerris Darwin conceptualizó i va publicar la teoria de l'evolució en la qual un dels principis és la selecció natural (a Alfred Russell Wallace se li sol reconèixer com codescubridor d'aquest concepte). Amb l'anomenada síntesi moderna de la teoria evolutiva, la deriva genètica va ser acceptada com un altre mecanisme fonamental implicat en el procés.
[editar] Els cromosomes:
Els cromosomes són estructures filamentosas formades per una matriu en la qual es disposa una doble hélice d'ADN, amb un gen que, segons les seves característiques, pot aparèixer en el fenotipo. Segons l'estat fisiológico de la cèl·lula, els cromosomes poden estar dispersos pel nucli, i són inidentificables, o bé espiralizados formant una espècie de bastoncillo. Els cromosomes es presenten per parelles, en una quantitat que és característica per a cada espècie. Així, per exemple, en els éssers humans el nucli de la major part de les cèl·lules conté 23 parells de cromosomes.
[editar] Els gens
El gen és la unitat bàsica de material hereditari, i físicament està format per un segment de l'ADN del cromosoma. Atenent a l'aspecte que afecta a l'herència, aquesta unitat bàsica rep també altres noms, com recón, quan el que es completa és la capacitat de recombianción (el recón serà el segment d'ADN més petit amb capacitat de recombinarse), i mutón, quan s'atén a les mutacions (i, així, el mutón serà el segment d'ADN més petit amb capacitat de mutarse).
En termes generals, un gen és un fragment d'ADN que codidifica una proteïna o un péptido.
[editar] Filogenia
Es diu filogenia a l'estudi de la història evolutiva i les relacions genealógicas de les estirpes. Les comparacions de seqüències d'ADN i de proteïnes, facilitades pel desenvolupament tècnic de la biologia molecular i de la genómica, juntament amb l'estudi comparatiu de fòssils o altres restes paleontológicos, generen la informació precisa per a l'anàlisi filogenético. L'esforç dels biòlegs per abordar científicamente la comprensió i la classificació de la diversitat de la vida ha donat lloc al desenvolupament de diverses escoles en competència, com la fenética, que pot considerar-se superada, o la cladística. No es discuteix que el desenvolupament molt recent de la capacitat de desxifrar sobre bases sòlides la filogenia de les espècies està catalizando una nova fase de gran productivitat en el desenvolupament de la biologia.
[editar] Diversitat: varietat d'organismes vius
Malgrat la unitat subyacente, la vida exhibeix una sorprenent diversitat en morfología, comportament i cicles vitals. Per a afrontar aquesta diversitat, els biòlegs intenten classificar totes les formes de vida. Aquesta classificació científica reflecteix els arbres evolutius (arbres filogenéticos) dels diferents organismes. Dites classificacions són competència de les disciplines de la sistemàtica i la taxonomía. La taxonomía situa als organismes en grups anomenats taxa, mentre que la sistemàtica tracta de trobar les seves relacions.
Tradicionalment, els éssers vius s'han vingut classificant en cinc regnes:
No obstant això, actualment aquest sistema de cinc regnes es creu desfasado. Entre les idees més modernes, generalment s'accepta el sistema de tres dominis:
Aquests àmbits reflecteixen si les cèl·lules posseeixen nucli o no, així com les diferències en l'exterior de les cèl·lules. Hi ha també una sèrie de" paràsits" intracelulares que, en termes d'activitat metabólica són cada vegada "menys vius":
El recent descobriment d'una nova classe de virus, denominat mimivirus, ha causat que es proposi l'existència d'un quart domini a causa de les seves característiques particulars, en el qual per ara només estaria inclòs aquest organisme.
[editar] Continuïtat: l'avantpassat comú de la vida
Es diu que un grup d'organismes té un avantpassat comú si té un ancestro comú. Tots els organismes existents en la Terra descendeixen d'un ancestro comú o, en el seu cas, d'un fons genètic ancestral. Aquest últim ancestro comú universal, això és, l'ancestro comú més recent de tots els organismes que existeixen ara, es creu que va aparèixer fa al voltant de 3.500 milions d'anys (vegi's origen de la vida).
La noció que "tota vida prové d'un ou" (del llatí "Omne vivum ex ovo") és un concepte fundacional de la biologia moderna, i ve a dir que sempre ha existit una continuïtat de la vida des del seu origen inicial fins a l'actualitat. En el segle XIX es pensava que les formes de vida podien aparèixer de forma espontània sota certes condicions (vegi's abiogénesis). Els biòlegs consideren que la universalidad del codi genètic és una prova definitiva a favor de la teoria del descendent comú universal (DCU) de tots els bacteris, archaea i eucariotas.
[editar] Homeostasis: adaptació al canvi
L'homeostasis és la propietat d'un sistema obert per a regular el seu mitjà intern per a mantenir unes condicions estables, mitjançant múltiples ajustos d'equilibri dinàmic controlats per mecanismes de regulació interrelacionados. Tots els organismes vius, siguin unicelulares o pluricelulares tenen la seva pròpia homeostasis. Per posar uns exemples, l'homeostasis es manifesta celularmente quan es manté una acidez interna estable (pH); a nivell d'organisme, quan els animals de sang calenta mantenen una temperatura corporal interna constant; i a nivell d'ecosistema , al consumir dióxido de carboni les plantes regulen la concentració d'aquesta molècula en l'atmosfera. Els teixits i els òrgans també poden mantenir la seva pròpia homeostasis.
[editar] Interaccions: grups i entorns
Tots els éssers vius interactúan amb altres organismes i amb el seu entorn. Una de les raons per les quals els sistemes biològics poden ser difícils d'estudiar és que hi ha massa interaccions possibles. La resposta d'un bacteri microscópica a la concentració de sucre en el seu mig (en el seu entorn) és tan complexa com la d'un lleó buscant menjada en la sabana africana. El comportament d'una espècie en particular pot ser cooperativo o agressiu; parasitario o simbiótico. Els estudis es tornen molt més complexos quan dos o més espècies diferents interactúan en un mateix ecosistema; l'estudi d'aquestes interaccions és competència de l'ecología .
[editar] Abast de la biologia
La biologia s'ha convertit en una iniciativa investigadora tan vasta que generalment no s'estudia com una única disciplina, sinó com un conjunt de subdisciplinas. Aquí es consideraran quatre amplis grups.
- El primer consta de disciplines que estudien les estructures bàsiques dels sistemes vius: cèl·lules, gens, etc.;
- el segon grup considera l'operació d'aquestes estructures a nivell de teixits, òrgans i cossos;
- una tercera agrupació té en compte els organismes i les seves històries;
- l'última constel·lació de disciplines està enfocada a les interaccions.
No obstant això, és important assenyalar que aquests límits, agrupacions i descripcions són una descripció simplificada de la investigació biològica. En realitat els límits entre disciplines són molt insegurs i, freqüentment, moltes disciplines es presten tècniques les uneixis a les altres. Per exemple, la biologia de l'evolució es recolza en gran mesura de tècniques de la biologia molecular per a determinar les seqüències d'ADN que ajuden a comprendre la variació genètica d'una població; i la fisiología pren préstecs abundants de la biologia cel·lular per a descriure la funció de sistemes orgànics.
[editar] Estructura de la vida
La biologia molecular és l'estudi de la biologia a nivell molecular. El camp se solapa amb altres àrees de la biologia, en particular amb la genètica i la bioquímica. La biologia molecular tracta principalment de comprendre les interaccions entre diversos sistemes d'una cèl·lula, incloent la interrelación de la síntesi de proteïnes d'ADN i ARN i de l'aprenentatge de com es regulen aquestes interaccions.
La biologia cel·lular estudia les propietats fisiológicas de les cèl·lules, així com els seus comportaments, interaccions i entorn; això es fa tant a nivell microscópico com molecular. La biologia cel·lular investiga els organismes unicelulares com bacteris i cèl·lules especialitzades d'organismes pluricelulares com els humans.
La comprensió de la composició de les cèl·lules i de com funcionen aquestes és fonamental per a totes les ciències biològiques. L'apreciación de les semblances i diferències entre tipus de cèl·lules és particularment important per als camps de la biologia molecular i cel·lular. Aquestes semblances i diferències fonamentals permeten unificar els principis apresos de l'estudi d'un tipus de cèl·lula, que es pot extrapolar i generalitzar a altres tipus de cèl·lules.
La genètica és la ciència dels gens, l'herència i la variació dels organismes. En la investigació moderna, la genètica proporciona importants eines d'investigació de la funció d'un gen particular, això és, l'anàlisi d'interaccions genètiques. Dintre dels organismes, generalment la informació genètica es troba en els cromosomes, i està representada en l'estructura química de molècules d'ADN particulars.
Els gens codifican la informació necessària per a sintetitzar proteïnes, que al seu torn, juguen un gran paper influint (encara que, en molts casos, no ho determinen completament) el fenotipo final de l'organisme.
La biologia del desenvolupament estudia el procés pel qual els organismes creixen i es desenvolupen. Amb origen en l'embriología , la biologia del desenvolupament actual estudia el control genètic del creixement cel·lular, la diferenciación cel·lular i la morfogénesis, que és el procés pel qual s'arriba a la formació dels teixits, dels òrgans i de l'anatomia .
Els organismes model de la biologia del desenvolupament inclouen el cuc rodó Caenorhabditis elegans, la mosca de la fruita Drosophila melanogaster, el peix zebra Brachydanio rerio, el ratolí Mus musculus i l'herba Arabidopsis thaliana.
[editar] Fisiología dels organismes
La fisiología estudia els processos mecànics, físics i bioquímics dels organismes vius, i intenta comprendre com funcionen totes les estructures com una unitat. El funcionament de les estructures és un problema cabdal en biologia.
Tradicionalment s'han dividit els estudis fisiológicos en fisiología vegetal i animal, encara que els principis de la fisiología són universals, no importa quin organisme particular s'està estudiant. Per exemple, el que s'aprèn de la fisiología d'una cèl·lula de levadura pot aplicar-se també a cèl·lules humanes.
El camp de la fisiología animal estén les eines i els mètodes de la fisiología humana a les espècies animals no humanes. La fisiología vegetal també pren prestades tècniques dels dos camps.
L'anatomia és una part important de la fisiología i considera com funcionen i interactúan els sistemes orgànics dels animals com el sistema nerviós, el sistema inmunológico, el sistema endocrino, el sistema respiratori i el sistema circulatori. L'estudi d'aquests sistemes es comparteix amb disciplines orientades a la medicina, com la neurología, la inmunología i altres semblants. L'anatomia comparada estudia els canvis morfofisiológicos que han anat experimentant les espècies al llarg de la seva història evolutiva, valent-se per a això de les homologías existents en les espècies actuals i l'estudi de restes fòssils.
Per una altra part, més enllà del nivell d'organització organísmico, l'ecofisiología estudia els processos fisiológicos que tenen lloc en les interaccions entre organismes, a nivell de comunitats i ecosistemes, així com de les interrelaciones entre els sistemes vius i els inertes (com per exemple l'estudi dels cicles biogeoquímicos o els intercanvis biosfera-atmosfera).
[editar] Diversitat i evolució dels organismes
La biologia de l'evolució tracta l'origen i la descendència de les espècies, així com el seu canvi al llarg del temps, això és, la seva evolució. És un camp global perquè inclou científics de diverses disciplines tradicionalment orientades a la taxonomía. Per exemple, generalment inclou científics que tenen una formació especialitzada en organismes particulars, com la teriología, l'ornitología o l'herpetología , encara que usen aquests organismes com sistemes per a respondre preguntes generals de l'evolució. Això també inclou als paleontólogos que a partir dels fòssils responen preguntes sobre la manera i el tempo de l'evolució, així com teòrics d'àrees tals com la genètica de poblacions i la teoria de l'evolució. En els anys 90 la biologia del desenvolupament va fer una reentrada en la biologia de l'evolució des de la seva exclusió inicial de la síntesi moderna a través de l'estudi de la biologia evolutiva del desenvolupament. Alguns camps relacionats que sovint s'han considerat part de la biologia de l'evolució són la filogenia, la sistemàtica i la taxonomía.
La dues disciplines tradicionals orientades a la taxonomía més importants són la botànica i la zoología. La botànica és l'estudi científic de les plantes. La botànica cobreix un ampli rang de disciplines científiques que estudien el creixement, la reproducció, el metabolismo, el desenvolupament, les malalties i l'evolució de la vida de la planta.
La zoología és la disciplina que tracta l'estudi dels animals, incloent la fisiología, l'anatomia i l'embriología . La genètica comuna i els mecanismes de desenvolupament dels animals i les plantes s'estudia en la biologia molecular, la genètica molecular i la biologia del desenvolupament. L'ecología dels animals està coberta amb l'ecología del comportament i altres camps.
[editar] Classificació de la vida
El sistema de classificació dominant es diu taxonomía de Linneo, i inclou rangs i nomenclatura binomial. La manera en què els organismes reben el seu nom està governat per acords internacionals, com el Codi Internacional de Nomenclatura Botànica (CINB o ICBN en anglès), el Codi Internacional de Nomenclatura Zoológica (CINZ o ICZN en anglès) i el Codi Internacional de Nomenclatura Bacteriana (CINB o ICNB en anglès). En 1997 es va publicar una cambra esborradora del biocódigo (BioCode) en un intent d'estandarizar la nomenclatura en les tres àrees, però no sembla haver estat adoptat formalment. El Codi Internacional de Classificació i Nomenclatura de Virus (CICNV o ICVCN en anglès) roman fora del BioCode.
[editar] Organismes en interacció
L'ecología estudia la distribució i l'abundància d'organismes vius i les interaccions d'aquests organismes amb el seu entorn. L'entorn d'un organisme inclou tant el seu hàbitat, que es pot descriure com la suma de factors abióticos locals com el clima i la geología, així com amb els altres organismes amb els quals comparteixen aquest hàbitat. Les interaccions entre organismes poden ser inter- o intraespecíficas, i aquestes relacions es poden classificar segons si per a cadascun dels agents en interacció resulta beneficiosa, perjudicial o neutra.
Un dels pilars fonamentals de l'ecología és estudiar el fluix d'energia que es propaga a través de la xarxa trófica, des dels productors primaris fins als consumidors i detritívoros, perdent qualitat dita energia en el procés al dissipar-se en forma de calor. El principal aporti d'energia als ecosistemes és l'energia provinent del sol, però les plantes (en ecosistemes terrestres, o les algues en els aquàtics) tenen una eficiència fotosintética limitada, igual que els herbívoros i els carnívoros tenen una eficàcia heterotrófica. Aquesta és la raó per la qual un ecosistema sempre podrà mantenir un major nombre i quantitat d'herbívoros que de carnívoros, i és pel que es coneix a les xarxes tróficas també com "piràmides", i és per això que els ecosistemes tenen una capacitat de càrrega limitada (i la mateixa raó per la qual es necessita molt més territori per a produir carn que vegetals).
Els sistemes ecològics s'estudien a diferents nivells, des d'individuals i poblacionals (encara que en certa manera pot parlar-se d'una "ecología dels gens", infraorganísmica), fins als ecosistemes complets i la biosfera, existint algunes hipòtesis que postulan que aquesta última podria considerar-se en certa manera un "supraorganismo" amb capacitat d'homeostasis . L'ecología és una ciència multidisciplinar i fa ús de moltes altres branques de la ciència, al mateix temps que permet aplicar alguns de les seves anàlisis a altres disciplines: en teoria de la comunicació es parla d'Ecología de la informació, i en màrqueting s'estudien els nichos de mercat. Existeix fins i tot una branca del pensament econòmic que sosté que l'economia és un sistema obert que ha de ser considerat com parteix integrant del sistema ecològic global.
L'etología, per una altra part, estudia el comportament animal (en particular d'animals socials com els insectes socials, els cánidos o els primats), i de vegades es considera una branca de la zoología. Els etólogos s'han ocupat, a la llum dels processos evolutius, del comportament i la comprensió del comportament segons la teoria de la selecció natural. En cert sentit, el primer etólogo modern va ser Xerris Darwin, el llibre del qual L'expressió de les emocions en els animals i homes va influir a molts etólogos posteriors al suggerir que certs trets del comportament podrien estar subjectes a la mateixa pressió selectiva que altres trets merament físics.
L'especialista en formigues I.O.Wilson va despertar una aguda polèmica en temps més recents amb el seu llibre de 1980 Sociobiología: La Nova Síntesi, al pretendre que la sociobiología hauria de ser una disciplina matriu, que partint de la metodologia desenvolupada pels etólogos, englobés tant a la psicologia com a l'antropología o la sociología i en general a totes les ciències socials, ja que en la seva visió la naturalesa humana és essencialment animal. Aquest enfocament ha estat criticat per autors com el genètic R.C.Lewontin per exhibir un reduccionismo que en última instància justifica i legitima les diferències instituidas socialment.
L'etología moderna comprèn disciplines com la neuroetología, inspirades en la cibernética i amb aplicacions industrials en el camp de la robótica i la neuropsiquiatría. També pren prestats molts desenvolupaments de la teoria de jocs, especialment en dinàmiques evolutives, i alguns dels seus conceptes més populars són el de gen egoista, creat per Richard Dawkins o el de Meme.
[editar] Referències
- Biologia general. (2004). "4a. edició". Edicions Universitat de Navarra. Barañáin, Espanya. ISBN 84-313-0719-6.
- Otto, James H. i Towle, Albert. (1992). Biologia moderna. "11va. edició". McGraw Hill/ Interamericana de Mèxic. Mèxic D.F., Mèxic. ISBN 0-03-071292-0.
- Margulis, L. i K. N. Schwartz: Cinc regnes. Guia il·lustrada dels phyla de la vida sobre la Terra. Barcelona, Labor.1985.
- Tudge, Colin: La varietat de la Vida, Història de totes les criatures de la terra. Un extens i prolijo manual que recull la classificació de tots els grups importants que existeixen, o han existit, sobre la terra.
- Campbell, N.: Biology: Concepts and Connections, 3rd ed., Benjamin/Cummings 2000. A college-level textbook (en anglès).
- Maddison, David R.: The Tree of Life, http://phylogeny.arizona.edu/. Projecte distribuït i multi-autor amb informació sobre filogenia i biodiversidad.
- Kimball, J. W.: Kimball's Biology Pages, http://www.ultranet.com/jkimball/BiologyPages/. Llibre de text on-line (en anglès).
- Buican, Denis : Història de la biologia, Madrid, Accent Editorial, 1995.
[editar] Vegi's també
Wikiversidad alberga projectes d'aprenentatge sobre Biologia.Wikiversidad
Portal:Biologia Contingut relacionat amb Biologia.- Biòlegs famosos
- Història de la biologia
- Premi Nobel de Fisiología o Medicina
- Vida
[editar] Enllaços externs
Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Biologia.
Wikcionario té una entrada sobre biologia.- Experiments Casolans de Biologia
- Biologia. Estudi dels éssers vius
- MundoBiología: Canal temàtic d'Internet dedicat a la biologia
- The Public Library of Science: Biology: Nou i ambiciós projecte de revista d'investigació sobre Biologia.
- www.biologia.org Portal amb recursos sobre biologia en castellà.
- Cursos i guies sobre biologia en castellà.
- Biology - School and University - Graphics
- Biologia i Bioética
- BioScripts - Recursos informàtics per a biòlegs
- ActionBioscience.org assumptes crítics de la biociencia
