4. Los seres vivos

En la naturaleza existen seres inertes, como las rocas o el viento y seres vivos como las personas, los animales y las plantas.

Sus elementos constitutivos son fundamentalmente el Carbono (C), Hidrógeno (N) Oxígeno (O) y Nitrógeno (N), presentándose otros muchos elementos en proporciones más bajas, estos son conocidos como bioelementos. Estos átomos se unen entre sí para formar moléculas, ya sean inorgánicas como el agua (el constituyente más abundante de nuestro organismo, dibujo de la derecha) u orgánicas como los glúcidos, lípidos, proteínas... Pero la vida que alberga estos átomos y moléculas reunidos con un propósito concreto, convierten al ser humano y a cualquier ser vivo en una extraordinaria máquina compleja

Podemos reconocer a los seres vivos porque tienen en común las siguientes características:

• Nacen. Todos los seres vivos proceden de otros seres vivos.
• Se alimentan. Todos los seres vivos necesitan tomar alimentos, aunque cada uno tome un tipo de alimento diferente.
• Crecen. Los seres vivos aumentan de tamaño a lo largo de su vida y, a veces, cambian de aspecto.
• Se relacionan. Los seres vivos son capaces de captar lo que ocurre a su alrededor y reaccionar como corresponda.
• Se reproducen. Los seres vivos pueden producir otros seres vivos parecidos a ellos.
• Mueren. Todos los seres vivos dejan de funcionar en algún momento y dejan, por tanto, de estar vivos.

Las funciones vitales.

Las funciones vitales son los procesos que todos los seres vivos realizan para mantenerse con vida. Las funciones vitales son tres:

• La nutrición.
• La relación.
• La reproducción.

La función de nutrición.

La nutrición es el proceso por el que los seres vivos toman alimentos, los aprovechan y expulsan las sustancias de deshecho que se producen.

Los alimentos contienen nutrientes, que son sustancias que los seres vivos emplean para crecer y conseguir la energía necesaria para realizar el resto de sus funciones vitales.

La función de relación.

La función de relación es el proceso por el que los seres vivos captan lo que ocurre en su entorno y responden en consecuencia.

Gracias a esta función todos los seres vivos son capaces, al menos, de conseguir alimentos y huir de los que les pudieran dañar. Por ejemplo, las personas usamos los órganos de los sentidos para informarnos de lo que ocurre y luego actuamos: nos movemos, hablamos,...

La función de reproducción.

La función de reproducción es el proceso por el que los seres vivos pueden dar lugar a descendientes que son parecidos a ellos.

De este modo, los nuevos seres vivos reemplazan a los que mueren. Muchos animales, como las personas, necesitan de la cooperación de una pareja para reproducirse.

5. La célula

Una célula (del latín cellula, diminutivo de cellam, celda, cuarto pequeño) es la unidad morfológica y fisiológica de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo, porque es capaz de actuar de forma autónoma. De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares.

El tamaño de las celulas es muy variable. La más pequeña, un tipo de bacteria denominada micoplasma, mide menos de una micra de diámetro. Entre las de mayor tamaño destacan las celulas nerviosas que descienden por el cuello de una jirafa, que pueden alcanzar más de 3 m de longitud. Las celulas humanas presentan también una amplia variedad de tamaños, desde los pequeños glóbulos rojos que miden 0,00076 mm hasta las hepáticas que pueden alcanzar un tamaño diez veces mayor. Aproximadamente 10.000 celulas humanas de tamaño medio tienen el mismo tamaño que la cabeza de un alfiler.
Más allá de sus diferentes aspectos y funciones, la definición de célula nos dice que todas ellas se encuentran envueltas en una membrana denominada plasmática la cual encierra una sustancia rica en agua a la que se la conoce como citoplasma. Dentro de la célula se producen infinidad de reacciones químicas, éstas son las que les permiten crecer, eliminar residuos y producir energía; el conjunto de todas estas reacciones se llama “metabolismo”. Cada una de las células que conforman nuestro cuerpo cuenta con información hereditaria codificada en moléculas de ácido desoxirribonucleico, más conocido como ADN; dicha información es la que se encarga de dirigir la actividad de las células y asegurar la reproducción y el paso de los caracteres a la descendencia.

Tipos de células

Gracias al microscopio, los científicos han podido describir dos grandes grupos de células: aquellas que no presentan una membrana que delimite al núcleo, llamadas células procariontes, y aquellas que presentan una membrana alrededordel núcleo, denominadas células eucariontes.

Células procariontes

Las células procariontes no poseen un núcleo celular delimitado por una membrana.

Los organismos procariontes son las células más simples que se conocen. En este grupo se incluyen las algas azul-verdosas y las bacterias.
Las células procariotas son estructuralmente mas simples que las eucariotas. Conformaron los primeros organismos del tipo unicelular que aparecieron sobre la tierra, hace unos 3.500 millones de años. Estas células procariotas tienen el material genético concentrado en la región central del citoplasma, pero sin una membrana protectora que defina un núcleo. La célula no tiene orgánulos –a excepción de ribosomas- ni estructuras especializadas. Como no poseen mitocondrias, los procariotas obtienen energía del medio mediante reacciones de glucólisis en los mesosomas o en el citosol. Están representados por los organismos del dominio Bacteria (bacterias y algas cianofíceas) y por los organismos pertenecientes al Dominio Archaea (extremófilos)

Células eucariontes

Las células eucariotas son más complejas que las procariotas y surgieron a partir de estas por el fenómeno de Endosimbiosis, hace unos 1.000 millones de años.

Tienen mayor tamaño y su organización es más compleja, con presencia de organelas que le permiten una notable especialización en sus funciones. El ADN está contenido en un núcleo con doble membrana atravesado por poros. Las células eucariotas están presentes en los organismos pertenecientes al Dominio Eukarya (Protistas, Hongos, Plantas y Animales)

3. La biología en el siglo XIX y XX

En el siglo XIX la Biología se transformó en una ciencia moderna. Diversos biólogos prestaron especial atención a seres microscópicos llamados bacterias y realizaron grandes descubrimientos, entre ellos cabe destacar a Luis Pasteur, quien pudo comprobar a mediados de siglo que la enfermedad que atacaba a los gusanos de seda en Francia era causada por una bacteria y perfeccionó métodos por medio de los cuales se podía proteger al gusano. Otro aporte de Pasteur a la ciencia fue la elaboración de la vacuna antirrábica.

A finales del siglo XIX se hicieron muchos descubrimientos relacionados con la herencia y la genética, entre ellos los de Gregor Johann Mendel (1822. 1884) quien estableció los principios que gobiernan la herencia de los caracteres específicos, inclusive la estructura y el color.

Otros investigadores basados en las leyes de la herencia se dedicaron al estudio de la supervivencia de las especies de plantas y animales, destacándose Carlos Darwin, quien explicó que en la naturaleza había un proceso de selección natural, basado en una continua lucha entre las diferentes plantas y animales por un sitio donde vivir.

A principios del siglo XX el conocimiento básico de la estructura celular permitió establecer las bases citológicas de los fenómenos hereditarios al comenzar a interpretarse los datos de la genética por medio del comportamiento de los cromosomas. Thomas Morgan, psicólogo y científico americano, y sus colaboradores dieron a conocer sus trabajos sobre la teoría cromosómica de la herencia, donde señalaron como se establece la ubicación de los genes o factores hereditarios en los cromosomas y sus relaciones recíprocas.

Es aquí donde se consolidan y desarrollan los aspectos químicos de la fisiología que llegaron a constituir una rama autónoma de la bioquímica.

La era de la biología molecular se inició en 1953 con el descubrimiento de la biología molecular del ADN por parte de F. Crick y J. Watson. Esta invención estuvo precedida por la invención del microscopio, lo que supuso otro gran avance para la evolución de la Biología.

Finalmente, dentro de los progresos de las investigaciones científicas de este siglo cabe destacar los aportes de la bioquímica, la cual estudia la composición química de los seres vivos y los distintos aspectos del metabolismo celular. Se puede afirmar que esta ciencia se reúne con la genética, la evolución y la citología en un campo común que constituye el estudio del origen de la vida y que actualmente trata de descubrir cómo se originaron las proteínas y los ácidos nucleicos, es decir, las macromoléculas más importantes de los seres vivos.

El panorama de la biología está dominado actualmente por el desarrollo de las aplicaciones industriales de las nuevas técnicas biológicas o biotecnologías, que en sus primeras fases ya han logrado importantes éxitos (cultivos híbridos, producción de antibióticos, etc...). Entre las nuevas tecnologías moleculares destaca la síntesis en laboratorio de ADN y de proteínas, lo que permite albergar grandes expectativas en la mejora de muchos procesos industriales; de la producción agropecuaria, y en la obtención de medicamentos más eficaces en la lucha contra las enfermedades.

2. Origen de la biología

El origen de la Biología debemos buscarlo en la antigua Grecia. El pueblo heleno estaba constituido por una serie de tribus, algunas de las cuales, como las de los jonios y los dorios, alcanzaron un gran desarrollo cultural. En la frontera entre ambas tribus estaba la isla de Cos, donde unos 600 años antes de Cristo se constituyó la primera institución científica reconocida: una escuela de medicina. Su figura más relevante fue Hipócrates (460-370 a. C.), considerado como el "Padre de la medicina" y que escribió una enciclopedia médica cuya influencia llegó hasta el siglo XVII.

Más influyente para la posteridad fue Aristóteles (384-322 a. C.), quien escribió varios tratados sistemáticos sobre embriogénesis, anatomía y botánica. También trataremos cuestiones relacionadas con Galeno, quien creo el método experimental en fisiología.

Su discípulo Teofrastos (372-287.C.) prestó más atención a los trabajos botánicos. En su Historia de las plantas se recogen algunas aportaciones originales como la observación de la germinación de la semilla.

En el siglo IX los árabes traducirán las obras griegas y romanas al árabe y harán aportaciones originales como la de Avicena (980-1037), quien basándose en Galeno codifica el conocimiento médico.

A partir del siglo XV, y dentro de la revolución científica que tuvo lugar en el Renacimiento, resurge el interés por los estudios anatómicos y fisiológicos. Como figuras importantes hay que destacar a Leonardo da Vinci (1452-1519), quien representa al hombre típico del Renacimiento. Éste realiza estudios sobre el cuerpo humano y su comparación con el de otros animales, así como estudios sobre el vuelo de las aves.

Vesalio (1514-1564) publicó en 1543 "De la estructura del cuerpo humano", que se considera el primer libro correcto de anatomía humana. Por otro lado, Fallopio, discípulo de Vesalio, hizo sus investigaciones sobre el sistema nervioso y los órganos generativos.

En el siglo XVII, Guillermo Harrey completó el descubrimiento de la circulación de la sangre iniciado por el español Miguel Servet en el siglo XVI.

A partir de estas investigaciones y de otros hombres de ciencias, los cuales compartieron esta información, nació la embriología.

Este mismo siglo se perfeccionó el microscopio que ampliaría el campo de la investigación biológica. Entre los impulsores hay que destacar al italiano Malpighi (1628-1694), que logró ver los capilares, y sobre todo al alemán Leeuwenhoek (1632-1703) que fue el primero que observó los protozoos y los espermatozoides.

Hooke (1635-1703) en 1665 dio el nombre de célula a los compartimentos que observó al examinar un trozo de corcho y que le recordaban las celdas de un panal de abejas.

Robert Hooke.- Hooke, Robert (1635-1703), científico inglés, conocido por su estudio de la elasticidad. Hooke aportó también otros conocimientos en varios campos de la ciencia.

Nació en la isla de Wight y estudió en la Universidad de Oxford. Fue ayudante del físico británico Robert Boyle, a quien ayudó en la construcción de la bomba de aire. En 1662 fue nombrado director de experimentación en la Sociedad Real de Londres, cargo que desempeñó hasta su muerte. Fue elegido miembro de la Sociedad Real en 1663 y recibió la cátedra Gresham de geometría en la Universidad de Oxford en 1665. Después del gran incendio de Londres en 1666, fue designado supervisor de esta ciudad, y diseñó varios edificios, como la casa Montague y el hospital Bethlehem.

Hooke realizó algunos de los descubrimientos e invenciones más importantes de su tiempo, aunque en muchos casos no consiguió terminarlos. Formuló la teoría del movimiento planetario como un problema de mecánica, y comprendió, pero no desarrolló matemáticamente, la teoría fundamental con la que Isaac Newton formuló la ley de la gravitación. Entre las aportaciones más importantes de Hooke están la formulación correcta de la teoría de la elasticidad (que establece que un cuerpo elástico se estira proporcionalmente a la fuerza que actúa sobre él), conocida como ley de Hooke, y el análisis de la naturaleza de la combustión. Fue el primero en utilizar el resorte espiral para la regulación de los relojes y desarrolló mejoras en los relojes de péndulo. Hooke también fue pionero en realizar investigaciones microscópicas y publicó sus observaciones, entre las que se encuentra el descubrimiento de las células vegetales.

1.- ¿Que es biología?

La Biología es un conjunto de ciencias que estudian la vida y los seres organizados, vivos o fósiles (Zoología, Botánica, Ecología, Paleontología, etc).

El término biología deriva de los vocablos griegos bios (que significa vida) y logos (que significa estudio o tratado). Fue propuesto en 1802, casi simultáneamente, por el francés Lamarck y el alemán Treviranus. Además, comprende el estudio de los seres microscópicos, de los vegetales e incluso del hombre. La biología atiende a distintos aspectos de ellos: su forma, su función, su composición química, el desarrollo de los distintos seres vivos y sus partes. También estudia la comparación entre los distintos seres vivos, así como las relaciones que se establecen entre ellos. Todo esto permite subdividir la biología en las siguientes disciplinas. Veamos:

Morfología: estudia y compara la forma y estructura de los seres vivos.

Bioquímica: la composición química y los procesos vitales que ocurren en su interior.

Biofísica: cómo influyen los factores físicos sobre los seres vivos.

Citología: la célula como unidad anatómica y funcional.

Histología: estudia la agrupación de células con funciones específicas que constituyen los tejidos.

Organografía: la reunión de tejidos en unidades más completas llamadas órganos.

Anatomía: el conjunto de órganos con igual función biológica que entran a formar parte de los llamados aparatos o sistemas.

Fisiología: funcionamiento parcial o general de los organismos.

Endocrinología: las hormonas como sustancias elaboradas por los organismos, cuya función es regular la actividad biológica.

Neurofisiología: las propiedades y funciones del cuerpo humano.

Embriología: desarrollo del embrión desde la fecundación del óvulo hasta el nacimiento.

Genética: transmisión y modificación de los caracteres individuales y específicos.

Sistemática: clasificación u ordenación de los seres vivos.

Taxonomía: fija los criterios, normas y técnicas para la clasificación.

Parasitología: trata los parásitos y sus efectos sobre los hospedantes.

Biogeografía: estudia los organismos en relación con el medio geográfico en el que aparecen.

Ecología: estudia las interrelaciones que se establecen entre los seres vivos y el medio ambiente.

Etología: se centra en el estudio comparado del comportamiento de los animales y en las adaptaciones filogenéticas del mismo.

Paleontología: estudia los restos de seres vivos extinguidos y sus relaciones con los actuales.