La biología es una ciencia que estudia la vida. Utiliza el método científico y herramientas de laboratorio como el microscopio para formular hipótesis, recolectar datos y obtener conclusiones. La biología es importante para la salud humana, la conservación del medio ambiente, la agricultura, etc. Los seres vivos tienen características comunes. Existen organismos unicelulares y multicelulares. La biología se divide en ramas como la botánica y la zoología, y se apoya en otras ciencias como la química, la física, las matemáticas y la estadística.
Índice
- Qué es la biología
- Etimología de la biología
- Importancia de la biología
- Características de la vida según la biología
- Célula
- Ramas de la biología
- Ciencias auxiliares
Qué es la biología
La biología es una ciencia que estudia la vida, lo que incluye: el estudio de la estructura y función de los organismos, la evolución de las especies, la conservación de los ecosistemas, la distribución de las poblaciones de seres vivos, la interacción entre los seres vivos y su entorno, etc. La biología ayuda a entender el mundo que nos rodea, a mejorar nuestra calidad de vida y a conservar el medio ambiente.
La biología utiliza el método científico para formular sus hipótesis, recolectar datos, analizar información y formular conclusiones que redefinen los límites del campo de conocimiento biológico. Para ello, utiliza herramientas de laboratorio como el microscopio y técnicas matemáticas como la simulación. La descripción y entendimiento de las leyes que rigen la vida sobre el planeta es el producto científico de la biología.
Etimología de la biología
La palabra biología tiene su origen en las raíces griegas bíos (βίος) que significa vida y -logía (-λογία) que significa estudio o conocimiento.
Importancia de la biología
La investigación biológica ha proporcionado mejoras significativas en áreas como la agricultura, la ganadería, la genética y la conservación de la biodiversidad.
A continuación, se presentan algunas de las razones por las que la biología es un campo de conocimiento crucial para entender nuestro entorno y tomar decisiones informadas que mejoren la calidad de vida y el entorno:
Salud humana. La actividad de la biología es crucial en la medicina y la salud humana. Los descubrimientos en los campos de la biología molecular y la genética beneficiando a la humanidad en la prevención y tratamiento de enfermedades.
Conservación del medio ambiente. A través del conocimiento biológico se ha determinado la importancia de la conservación de la biodiversidad, en consecuencia, se diseñan e implementan acciones y políticas para la sostenibilidad.
Agricultura y seguridad alimentaria. El conocimiento biológico ayuda a desarrollar cultivos resistentes a enfermedades y a condiciones ambientales adversas. El conocimiento biológico es decisivo en el aumento de la productividad agrícola.
Características de la vida según la biología
La vida es la condición que distingue a los seres vivos de la materia inorgánica. Existen ciertas características compartidas por los seres vivos que permiten entender qué es la vida.
Los organismos adquieren y usan materiales y energía de su entorno
Los organismos adquieren y usan materiales y energía de su entorno, lo hacen para para realizar sus actividades como moverse y para construir y mantener las estructuras que forman sus cuerpos.
Los organismos fotosintéticos, como las plantas, adquieren energía solar mediante un proceso conocido como fotosíntesis. Esta energía les permite construir las moléculas que componen su cuerpo.
Los organismos no fotosintéticos, como los animales, adquieren energía al consumir a otros organismos, por ejemplo, un animal herbívoro consume plantas y, después, un animal carnívoro consume a otros animales, de este modo se transfiere la energía de un organismo a otro. Sin esta transferencia de energía los organismos no podrían realizar actividades necesarias para su sobrevivencia.
Los organismos mantienen activamente la complejidad organizada
Los organismos están formados por órganos y sistemas que trabajan juntos para mantener su funcionamiento adecuado. La homeostasis es un conjunto de fenómenos de autorregulación que mantienen constante la composición y las propiedades de los organismos, estos fenómenos controlan, entre otros, el crecimiento celular, la temperatura, el pH, la frecuencia cardíaca, la presión arterial y la concentración de nutrientes. Por ejemplo, la sudoración ayuda a regular la temperatura frente a variaciones externas.
Sin la capacidad de la autorregulación, los órganos y sistemas que componen a los organismos dejarían de funcionar adecuadamente y se deteriorarían. Por ejemplo, la falta de regulación en la división celular puede conducir a la multiplicación de células dañadas o anormales que, tal vez, formen tumores.
Los organismos perciben y responden a los estímulos
Los organismos han desarrollado órganos sensoriales especializados para percibir estímulos como la luz, el olor, el calor, el frío, el sabor, el movimiento, los colores, el contacto con otros objetos y el sonido. Luego, los estímulos son procesados por el sistema nervioso que envía señales al cerebro para que el organismo responda adecuadamente, es decir, para que interactúe con su entorno y se adapte a las circunstancias incrementando sus posibilidades de sobrevivencia.
Por ejemplo, cuando tocamos una superficie muy caliente retiramos la mano de manera inmediata, la piel percibe el calor, el sistema nervioso envía una señal al cerebro y reaccionamos quitando la mano para evitar una excoriación.
Los organismos detectan y evitan peligros, encuentran alimento o refugio, se reproducen, etc. Por ejemplo, las plantas perciben la luz y se inclinan en su dirección para aprovechar la energía.
Cuando hacemos ejercicio, nuestra temperatura aumenta y nuestro organismo responde sudando en un esfuerzo por regular la temperatura.
Los organismos crecen
Los organismos crecen, es decir, aumentan de tamaño y desarrollan nuevas estructuras para realizar funciones vitales. La síntesis de nuevos materiales hace posible el desarrollo y mantenimiento de las estructuras de órganos y sistemas.
Por ejemplo, los organismos unicelulares crecen, copian su material genético y se dividen a la mitad para reproducirse. El proceso por el que los organismos unicelulares se dividen a la mitad para reproducirse se conoce como fisión binaria.
Los organismos se reproducen
Los organismos tienen la capacidad de reproducirse, es decir, de producir descendencia similar a ellos mismos. Algunos organismos producen células reproductivas: espermatozoides y óvulos. Durante la fertilización estas células se fusionan dando lugar a un nuevo organismo. Otros organismos, como los hongos, producen esporas que liberan para que produzcan nuevos hongos.
La reproducción posibilita la transmisión de genes de una generación a otra, de progenitores a descendientes. Los genes contienen la información genética que determina las características o rasgos de los organismos. De este modo, se asegura la continuidad de las características de las especies.
Por ejemplo, para reproducirse la bacteria streptococcus se divide, el diente de león produce semillas, las golondrinas ponen huevos y los humanos dan a luz.
Los organismos evolucionan
La disponibilidad de alimentos, los cambios climáticos, la competencia por recursos, etc., determinan las características cruciales para la sobrevivencia. Los organismos con dichas características tienen más probabilidades de reproducirse y, de este modo, transmitir sus características a la siguiente generación. La evolución es un proceso de cambios acumulados durante generaciones.
A este proceso se le conoce como selección natural y explica porque algunos individuos que han heredado ciertos rasgos de sus progenitores sobreviven con mayor frecuencia que otros en ciertas condiciones ambientales. Solamente los rasgos de los que sobreviven se perpetúan.
Por ejemplo, el pelaje de algunos animales les permite camuflarse con su ambiente, esto les ayuda a evitar a los depredadores y tener mayores posibilidades de sobrevivir y reproducirse, como consecuencia, heredarán su pelaje a su descendencia.
Célula
La célula es la unidad básica de vida puesto que son capaces de realizar las funciones esenciales de los organismos: adquisición de energía, movimiento, reproducción, respuesta a los estímulos, etc. Existen diferentes tipos de células, algunas células transmiten señales eléctricas, otras las células transportan oxígeno y nutrientes, etc.
Organismos unicelulares
Los organismos unicelulares se componen por una sola célula. Se tata de los organismos más simples y primitivos, sin embargo, son capaces de realizar todas las funciones necesarias para vivir y son los organismos más abundantes en la Tierra. Las bacterias, levaduras y las amebas son organismos unicelulares.
Organismos multicelulares
Los organismos multicelulares son aquellos compuestos por más de una célula. Se trata de organismos más complejos que los organismos unicelulares. Los organismos multicelulares tienen células especializadas que se agrupan en tejidos, los tejidos se agrupan en órganos, los órganos se agrupan en sistemas que desempeñan un función particular del organismo.
Ramas de la biología
El conocimiento acumulado de la biología es tan amplio que ha dado lugar a un sinnúmero de subdisciplinas y de relaciones con otras ciencias.
La botánica y la zoología son las dos ramas más conocidas de la biología, la primera estudia lo concerniente a las plantas: cianobacterias, hongos, algas, árboles, arbustos, etc.; y la segunda estudia a los animales: insectos, peces, reptiles, mamíferos, etc.
Algunas de las principales subdisciplinas de la biología son las siguientes:
- Aracnología. Estudia a los arácnidos y es una subdisciplina de la zoología.
- Bacteriología. Estudia las bacterias y es una subdisciplina de la microbiología.
- Bioelectrónica. Estudia la aplicación de la electrónica para resolver problemas biológicos, por ejemplo, un marcapasos.
- Bioenergética. Estudia la transformación de la energía en los seres vivos.
- Bioestadística. Estudia los fenómenos biológicos por medio de la estadística.
- Bioestratigrafía. Estudia los estratos geológicos por medio de los fósiles que contiene cada uno de ellos.
- Bioética. Estudia los problemas éticos relacionados con las actividades de la biología, por ejemplo, la clonación.
- Biofísica. Estudia los fenómenos biológicos por medio de los métodos físicos.
- Biogeografía. Estudia la distribución de los seres vivos en el planeta, es decir, en la biosfera.
- Bioinformática. Estudia los fenómenos biológicos aplicando la potencia de cálculo de la informática.
- Biología celular. Estudia la estructura, propiedades, funciones y el ciclo de vida de las células, así como su interacción con su ambiente.
- Biología evolutiva. Estudia la transformación de las especies a través de los cambios que ocurren durante generaciones.
- Biología marina. Estudia a los ecosistemas de los mares.
- Biología molecular. Estudia los fenómenos que ocurren a nivel microscópico centrándose en la estructura molecular de los seres vivos.
- Biomecánica. Estudia el movimiento de los seres vivos por medio de las leyes de la mecánica. Es una subdisciplina de la biofísica.
- Biomedicina. Disciplina en la que concurren los conocimientos biológicos —biología molecular, genética, biología celular, etc.— para estudiar y resolver problemas médicos.
- Bioquímica. Estudia los procesos químicos de los seres vivos.
- Biotecnología. Estudia las aplicaciones de las células para desarrollar productos útiles a la sociedad.
- Botánica. Estudia los vegetales.
- Criobiología. Estudia la aplicación de las bajas temperaturas para la conservación de los tejidos biológicos.
- Cronobiología. Estudia los ritmos biológicos de los seres vivos.
- Ecología. Estudia a los seres vivos, el ambiente que habitan y las relaciones entre ellos.
- Entomología. Estudia a los insectos y es una subdisciplina de la zoología.
- Etología. Estudia los comportamientos de los seres vivos.
- Fisiología. Estudia las funciones de los seres vivos.
- Fitopatología. Estudias las enfermedades de los vegetales.
- Fotobiología. Estudia los efectos de la energía radiante sobre los seres vivos.
- Genética. Estudia las leyes de la herencia.
- Herpetología. Estudia a los reptiles, es una subdisciplina de la zoología.
- Hidrobiología. Estudia a los seres vivos que habitan en sistemas acuáticos.
- Ictiología. Estudia a los peces, es una subdisciplina de la zoología.
- Microbiología. Estudia los microorganismos, es decir, aquellos que solo podemos observar con un microscopio.
- Neurobiología. Estudia el sistema nervioso de los seres vivos.
- Primatología. Estudia a los primates.
- Zoología. Estudia a los animales.
Ciencias auxiliares de la biología
La biología aprovecha los conocimientos, herramientas y métodos de otras ciencias para producir conocimiento. La química, la física, las matemáticas y la estadística contribuyen al quehacer de la biología.
- Agronomía. La biología y la agronomía colaboran en el mejor aprovechamiento de los cultivos traduciéndose en más y mejores alimentos.
- Estadística. La biología y la estadística colaboran en el tratamiento de datos relacionados con los seres vivos y su hábitat. La estadística también es importante en el diseño de experimentos para obtener datos confiables. La estadística es fundamental en la recopilación y análisis de datos.
- Ética. La biología y la ética abordan dilemas propios del avance de la ciencia, por ejemplo, la clonación.
- Física. La biología y la física estudian la materia y energía de los seres vivos. Todos los seres vivos están sujetos a las leyes físicas. En conjunto, estudian el movimiento de los seres vivos por medio de las leyes de la mecánica. Otro ejemplo, es la óptica, rama de la física, que permite mejorar los microscopios con los que los biólogos estudian a los microorganismos. También, es fundamental para estudiar la transmisión de señales eléctricas en las células nerviosas.
- Geografía. La biología y la geografía estudian la distribución de los seres vivos sobre el planeta. Colaboran en definir la distribución de las especies en relación con otra variable como puede ser el clima. Estudian los patrones migratorios de las especies.
- Informática. La biología y la informática se ocupan del tratamiento de la información biológica por medio de computadoras. Un ejemplo es el software especializado para simular la dinámica de un ecosistema específico.
- Ingeniería. La biología y la ingeniería comparten sus técnicas para el aprovechamiento de los recursos naturales y el mejoramiento de la calidad de vida de las personas. En conjunto, pueden diseñar aparatos de diagnóstico como la resonancia magnética.
- Matemáticas. La biología y las matemáticas estudian a los seres vivos desde un enfoque cuantitativo. Se utilizan modelos matemáticos para analizar el comportamiento de las poblaciones de las especies. Las tasas de nacimiento y tasas de muertes permiten predecir el número de individuos en una población en un determinado momento.
- Química. La biología y la química estudian la composición y procesos químicos de los seres vivos que promueven el adecuado funcionamiento de sus órganos y sistemas. Ambas explican el fenómeno conocido como fotosíntesis por el que las plantas convierten material inorgánico en orgánico aprovechando la energía de la luz solar.
- Taxonomía. La taxonomía y la biología ordenan y clasifican a los seres vivos en dominios, reinos, divisiones, clases, ordenes, familias, géneros y especies.
La bioética, la biofísica, la bioestadística, la bioquímica, entre otras, son áreas científicas que surgen de la mano del progreso del conocimiento y de las necesidades de la sociedad.
Temas relacionados con la evolución: