La zoología ( / z oʊ ˈ ɒ l ə dʒ i / ) [nota 1] es el estudio científico de los animales . Sus estudios incluyen la estructura , embriología , clasificación , hábitos y distribución de todos los animales, tanto vivos como extintos , y cómo interactúan con sus ecosistemas . La zoología es una de las ramas principales de la biología . El término se deriva del griego antiguo ζῷον , zōion ('animal') y λόγος , logos ('conocimiento', 'estudio'). [1]
Aunque los humanos siempre han estado interesados en la historia natural de los animales que veían a su alrededor, y utilizaron este conocimiento para domesticar ciertas especies, se puede decir que el estudio formal de la zoología se originó con Aristóteles . Consideró a los animales como organismos vivos, estudió su estructura y desarrollo, y consideró sus adaptaciones al entorno y la función de sus partes. La zoología moderna tiene sus orígenes durante el Renacimiento y el período moderno temprano, con Carl Linneo , Antonie van Leeuwenhoek , Robert Hooke , Charles Darwin , Gregor Mendel y muchos otros.
El estudio de los animales ha pasado en gran medida a ocuparse de la forma y función, las adaptaciones, las relaciones entre grupos, el comportamiento y la ecología. La zoología se ha ido subdividiendo cada vez más en disciplinas como clasificación , fisiología , bioquímica y evolución . Con el descubrimiento de la estructura del ADN por Francis Crick y James Watson en 1953, se abrió el ámbito de la biología molecular , lo que dio lugar a avances en la biología celular , la biología del desarrollo y la genética molecular .
La historia de la zoología recorre el estudio del reino animal desde la antigüedad hasta los tiempos modernos. Los pueblos prehistóricos necesitaban estudiar los animales y las plantas de su entorno para poder explotarlos y sobrevivir. En Francia hay pinturas rupestres, grabados y esculturas que datan de hace 15.000 años y que muestran bisontes, caballos y ciervos con todo detalle. Imágenes similares de otras partes del mundo ilustraban principalmente los animales cazados para alimentarse, pero también los animales salvajes. [2]
La Revolución Neolítica , que se caracteriza por la domesticación de los animales , continuó durante el período de la Antigüedad. El conocimiento antiguo de la vida silvestre se ilustra con representaciones realistas de animales domésticos y salvajes en el Cercano Oriente, Mesopotamia y Egipto, incluidas prácticas y técnicas de cría, caza y pesca. La invención de la escritura se refleja en la zoología por la presencia de animales en los jeroglíficos egipcios. [3]
Aunque el concepto de zoología como un campo único y coherente surgió mucho más tarde, las ciencias zoológicas surgieron de la historia natural remontándose a los trabajos biológicos de Aristóteles y Galeno en el antiguo mundo grecorromano . Aristóteles, en el siglo IV a.C., consideraba a los animales como organismos vivos, estudiando su estructura, desarrollo y fenómenos vitales. Los dividió en dos grupos: animales con sangre, equivalente a nuestro concepto de vertebrados , y animales sin sangre, invertebrados . Pasó dos años en Lesbos , observando y describiendo los animales y las plantas, considerando las adaptaciones de los diferentes organismos y la función de sus partes. [4] Cuatrocientos años después, el médico romano Galeno diseccionó animales para estudiar su anatomía y la función de las diferentes partes, porque la disección de cadáveres humanos estaba prohibida en aquella época. [5] Esto resultó en que algunas de sus conclusiones fueran falsas, pero durante muchos siglos se consideró herético desafiar cualquiera de sus puntos de vista, por lo que el estudio de la anatomía se embruteció. [6]
Durante la era posclásica , la ciencia y la medicina de Oriente Medio eran las más avanzadas del mundo, integrando conceptos de la Antigua Grecia, Roma, Mesopotamia y Persia, así como la antigua tradición india del Ayurveda , al tiempo que realizaba numerosos avances e innovaciones. [7] En el siglo XIII, Alberto Magno produjo comentarios y paráfrasis de todas las obras de Aristóteles; sus libros sobre temas como botánica , zoología y minerales incluían información de fuentes antiguas, pero también los resultados de sus propias investigaciones. Su enfoque general fue sorprendentemente moderno y escribió: "Porque [la tarea] de las ciencias naturales no es simplemente aceptar lo que se nos dice, sino investigar las causas de las cosas naturales". [8] Uno de los primeros pioneros fue Conrad Gessner , cuya monumental enciclopedia de animales de 4.500 páginas, Historia animalium , se publicó en cuatro volúmenes entre 1551 y 1558. [9]
En Europa, el trabajo de Galeno sobre anatomía permaneció en gran medida insuperado e indiscutido hasta el siglo XVI. [10] [11] Durante el Renacimiento y el período moderno temprano, el pensamiento zoológico fue revolucionado en Europa por un interés renovado en el empirismo y el descubrimiento de muchos organismos nuevos. En este movimiento se destacaron Andreas Vesalius y William Harvey , que utilizaron la experimentación y la observación cuidadosa en fisiología , y naturalistas como Carl Linnaeus , Jean-Baptiste Lamarck y Buffon , que comenzaron a clasificar la diversidad de la vida y el registro fósil , así como estudiar el desarrollo y comportamiento de los organismos. Antonie van Leeuwenhoek realizó un trabajo pionero en microscopía y reveló el mundo hasta entonces desconocido de los microorganismos , sentando las bases para la teoría celular . [12] Las observaciones de van Leeuwenhoek fueron respaldadas por Robert Hooke ; todos los organismos vivos estaban compuestos por una o más células y no podían generarse espontáneamente. La teoría celular proporcionó una nueva perspectiva sobre las bases fundamentales de la vida. [13]
Habiendo sido previamente terreno de señores naturalistas, a lo largo de los siglos XVIII, XIX y XX, la zoología se convirtió en una disciplina científica cada vez más profesionalizada . Exploradores naturalistas como Alexander von Humboldt investigaron la interacción entre los organismos y su entorno, y las formas en que esta relación depende de la geografía, sentando las bases de la biogeografía , la ecología y la etología . Los naturalistas comenzaron a rechazar el esencialismo y considerar la importancia de la extinción y la mutabilidad de las especies . [14]
Estos avances, así como los resultados de la embriología y la paleontología , fueron sintetizados en la publicación de 1859 de la teoría de la evolución por selección natural de Charles Darwin ; En esto, Darwin colocó la teoría de la evolución orgánica sobre una nueva base, al explicar los procesos mediante los cuales puede ocurrir y proporcionar evidencia observacional de que así fue. [15] La teoría de Darwin fue rápidamente aceptada por la comunidad científica y pronto se convirtió en un axioma central de la ciencia de la biología en rápido desarrollo. La base de la genética moderna comenzó con el trabajo de Gregor Mendel sobre los guisantes en 1865, aunque en ese momento no se comprendió la importancia de su trabajo. [dieciséis]
Darwin dio un nuevo rumbo a la morfología y la fisiología , al unirlas en una teoría biológica común: la teoría de la evolución orgánica. El resultado fue una reconstrucción de la clasificación de los animales sobre una base genealógica , una nueva investigación del desarrollo de los animales y los primeros intentos de determinar sus relaciones genéticas. El final del siglo XIX vio la caída de la generación espontánea y el surgimiento de la teoría de los gérmenes de la enfermedad , aunque el mecanismo de herencia siguió siendo un misterio. A principios del siglo XX, el redescubrimiento del trabajo de Mendel condujo al rápido desarrollo de la genética , y en la década de 1930 la combinación de genética de poblaciones y selección natural en la síntesis moderna creó la biología evolutiva . [17]
La investigación en biología celular está interconectada con otros campos como la genética, la bioquímica , la microbiología médica , la inmunología y la citoquímica . Con la secuenciación de la molécula de ADN por Francis Crick y James Watson en 1953, se abrió el ámbito de la biología molecular , lo que dio lugar a avances en la biología celular , la biología del desarrollo y la genética molecular . El estudio de la sistemática se transformó a medida que la secuenciación del ADN aclaró los grados de afinidad entre diferentes organismos. [18]
La zoología es la rama de la ciencia que se ocupa de los animales . Una especie puede definirse como el grupo más grande de organismos en el que dos individuos cualesquiera del sexo apropiado pueden producir descendencia fértil; Se han descrito alrededor de 1,5 millones de especies de animales y se ha estimado que pueden existir hasta 8 millones de especies de animales. [19] Una de las primeras necesidades fue identificar los organismos y agruparlos según sus características, diferencias y relaciones, y este es el campo del taxónomo . Originalmente se pensaba que las especies eran inmutables, pero con la llegada de la teoría de la evolución de Darwin surgió el campo de la cladística , que estudia las relaciones entre los diferentes grupos o clados . La sistemática es el estudio de la diversificación de las formas de vida, la historia evolutiva de un grupo se conoce como su filogenia , y la relación entre los clados se puede mostrar esquemáticamente en un cladograma . [20]
Aunque alguien que hiciera un estudio científico de los animales históricamente se habría descrito a sí mismo como zoólogo, el término ha llegado a referirse a aquellos que tratan con animales individuales, y otros se describen a sí mismos más específicamente como fisiólogos, etólogos, biólogos evolutivos, ecologistas, farmacólogos, endocrinólogos o parasitólogos. [21]
Aunque el estudio de la vida animal es antiguo, su encarnación científica es relativamente moderna. Esto refleja la transición de la historia natural a la biología a principios del siglo XIX. Desde Hunter y Cuvier , el estudio anatómico comparado ha estado asociado a la morfografía , configurando las áreas modernas de la investigación zoológica: anatomía , fisiología , histología , embriología , teratología y etología . [22] La zoología moderna surgió por primera vez en las universidades alemanas y británicas. En Gran Bretaña, Thomas Henry Huxley fue una figura destacada. Sus ideas se centraron en la morfología de los animales. Muchos lo consideran el mayor anatomista comparativo de la segunda mitad del siglo XIX. Al igual que Hunter , sus cursos se componían de conferencias y clases prácticas de laboratorio en contraste con el formato anterior de conferencias únicamente.
La clasificación científica en zoología , es un método mediante el cual los zoólogos agrupan y categorizan organismos por tipo biológico , como género o especie . La clasificación biológica es una forma de taxonomía científica . La clasificación biológica moderna tiene sus raíces en el trabajo de Carl Linnaeus , quien agrupó las especies según características físicas compartidas. Desde entonces, estas agrupaciones han sido revisadas para mejorar la coherencia con el principio darwiniano de descendencia común . La filogenética molecular , que utiliza secuencias de ácidos nucleicos como datos, ha impulsado muchas revisiones recientes y es probable que continúe haciéndolo. La clasificación biológica pertenece a la ciencia de la sistemática zoológica . [23]
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Muchos científicos consideran ahora obsoleto el sistema de los cinco reinos . Los sistemas de clasificación alternativos modernos generalmente comienzan con el sistema de tres dominios : Archaea (originalmente Archaebacteria); Bacterias (originalmente Eubacterias); Eucariotas (incluidos protistas , hongos , plantas y animales ) [24] Estos dominios reflejan si las células tienen núcleo o no, así como las diferencias en la composición química del exterior de las células. [24]
Además, cada reino se descompone recursivamente hasta que cada especie se clasifica por separado. El orden es: Dominio ; Reino ; filo ; clase ; orden ; familia ; género ; especies . El nombre científico de un organismo se genera a partir de su género y especie. Por ejemplo, los humanos figuran como Homo sapiens . Homo es el género y sapiens el epíteto específico; ambos combinados forman el nombre de la especie. Al escribir el nombre científico de un organismo, es apropiado escribir con mayúscula la primera letra del género y poner todo el epíteto específico en minúscula. Además, el término completo puede estar en cursiva o subrayado. [25]
El sistema de clasificación dominante se llama taxonomía de Linneo . Incluye rangos y nomenclatura binomial . La clasificación, taxonomía y nomenclatura de los organismos zoológicos está administrada por el Código Internacional de Nomenclatura Zoológica . En 1997 se publicó un borrador fusionado, BioCode, en un intento de estandarizar la nomenclatura, pero aún no se ha adoptado formalmente. [26]
La zoología de vertebrados es la disciplina biológica que consiste en el estudio de los animales vertebrados , es decir animales con columna vertebral , como peces , anfibios , reptiles , aves y mamíferos . Las diversas disciplinas de orientación taxonómica, como la mamografía , la antropología biológica , la herpetología , la ornitología y la ictiología , buscan identificar y clasificar especies y estudiar las estructuras y mecanismos específicos de esos grupos. El resto del reino animal se ocupa de la zoología de los invertebrados , un grupo vasto y muy diverso de animales que incluye esponjas , equinodermos , tunicados , gusanos , moluscos , artrópodos y muchos otros filos , pero no suele incluirse a los organismos unicelulares ni a los protistas . . [20]
La biología celular estudia las propiedades estructurales y fisiológicas de las células , incluido su comportamiento , interacciones y entorno . Esto se hace tanto a nivel microscópico como molecular para organismos unicelulares como las bacterias , así como para células especializadas en organismos multicelulares como los humanos . Comprender la estructura y función de las células es fundamental para todas las ciencias biológicas. Las similitudes y diferencias entre tipos de células son particularmente relevantes para la biología molecular.
La anatomía considera las formas de estructuras macroscópicas como órganos y sistemas de órganos. [27] Se centra en cómo los órganos y sistemas de órganos funcionan juntos en los cuerpos de humanos y animales, además de cómo funcionan de forma independiente. La anatomía y la biología celular son dos estudios que están estrechamente relacionados y pueden clasificarse como estudios "estructurales". La anatomía comparada es el estudio de similitudes y diferencias en la anatomía de diferentes grupos. Está estrechamente relacionado con la biología evolutiva y la filogenia (la evolución de las especies). [28]
La fisiología estudia los procesos mecánicos, físicos y bioquímicos de los organismos vivos intentando comprender cómo funcionan todas las estructuras en su conjunto. El tema de la "estructura para funcionar" es central en biología. Los estudios fisiológicos se han dividido tradicionalmente en fisiología vegetal y fisiología animal , pero algunos principios de la fisiología son universales, sin importar qué organismo en particular se estudie. Por ejemplo, lo que se aprende sobre la fisiología de las células de levadura también puede aplicarse a las células humanas. El campo de la fisiología animal extiende las herramientas y métodos de la fisiología humana a especies no humanas. La fisiología estudia cómo, por ejemplo, funcionan e interactúan los sistemas nervioso , inmunológico , endocrino , respiratorio y circulatorio . [29]
La biología del desarrollo es el estudio de los procesos mediante los cuales los animales y las plantas se reproducen y crecen. La disciplina incluye el estudio del desarrollo embrionario , la diferenciación celular , la regeneración , la reproducción asexual y sexual , la metamorfosis y el crecimiento y diferenciación de las células madre en el organismo adulto. [30] El desarrollo tanto de animales como de plantas se analiza con más detalle en los artículos sobre evolución , genética de poblaciones , herencia , variabilidad genética , herencia mendeliana y reproducción .
La biología evolutiva es el subcampo de la biología que estudia los procesos evolutivos (selección natural, descendencia común, especiación) que produjeron la diversidad de la vida en la Tierra. La investigación evolutiva se ocupa del origen y la descendencia de las especies , así como de sus cambios a lo largo del tiempo, e incluye científicos de muchas disciplinas de orientación taxonómica . Por ejemplo, generalmente involucra a científicos que tienen una formación especial en organismos particulares como la mamografía , la ornitología , la herpetología o la entomología , pero utilizan esos organismos como sistemas para responder preguntas generales sobre la evolución. [31]
La biología evolutiva se basa en parte en la paleontología , que utiliza el registro fósil para responder preguntas sobre el modo y el ritmo de la evolución, [32] y en parte en los desarrollos en áreas como la genética de poblaciones [33] y la teoría de la evolución. Tras el desarrollo de técnicas de toma de huellas dactilares de ADN a finales del siglo XX, la aplicación de estas técnicas en zoología ha aumentado la comprensión de las poblaciones animales. [34] En la década de 1980, la biología del desarrollo volvió a entrar en la biología evolutiva desde su exclusión inicial de la síntesis moderna a través del estudio de la biología evolutiva del desarrollo . Los campos relacionados que a menudo se consideran parte de la biología evolutiva son la filogenética , la sistemática y la taxonomía . [35]
La etología es el estudio científico y objetivo del comportamiento animal en condiciones naturales, [36] a diferencia del conductismo , que se centra en estudios de respuesta conductual en un entorno de laboratorio. Los etólogos se han preocupado particularmente por la evolución del comportamiento y la comprensión del comportamiento en términos de la teoría de la selección natural . En cierto sentido, el primer etólogo moderno fue Charles Darwin , cuyo libro, La expresión de las emociones en el hombre y los animales , influyó en muchos etólogos futuros. [37]
Un subcampo de la etología es la ecología del comportamiento , que intenta responder a las cuatro preguntas de Nikolaas Tinbergen con respecto al comportamiento animal: ¿cuáles son las causas próximas del comportamiento, la historia del desarrollo del organismo, el valor de supervivencia y la filogenia del comportamiento? [38] Otra área de estudio es la cognición animal , que utiliza experimentos de laboratorio y estudios de campo cuidadosamente controlados para investigar la inteligencia y el aprendizaje de un animal. [39]
La biogeografía estudia la distribución espacial de los organismos en la Tierra , [40] centrándose en temas como la dispersión y la migración , la tectónica de placas , el cambio climático y la cladística . Es un campo de estudio integrador, que une conceptos e información de la biología evolutiva , taxonomía , ecología , geografía física , geología , paleontología y climatología . [41] El origen de este campo de estudio está ampliamente acreditado a Alfred Russel Wallace , un biólogo británico que publicó algunos de sus trabajos conjuntamente con Charles Darwin . [42]
La biología molecular estudia los mecanismos genéticos y de desarrollo comunes de animales y plantas, intentando responder a las preguntas relativas a los mecanismos de herencia genética y la estructura del gen . En 1953, James Watson y Francis Crick describieron la estructura del ADN y las interacciones dentro de la molécula, y esta publicación impulsó la investigación en biología molecular y aumentó el interés en el tema. [43] Si bien los investigadores practican técnicas específicas de la biología molecular, es común combinarlas con métodos de genética y bioquímica . Gran parte de la biología molecular es cuantitativa y recientemente se ha realizado una cantidad significativa de trabajo utilizando técnicas informáticas como la bioinformática y la biología computacional .
La genética molecular , el estudio de la estructura y función de los genes, ha estado entre los subcampos más destacados de la biología molecular desde principios de la década de 2000. Otras ramas de la biología se basan en la biología molecular, ya sea estudiando directamente las interacciones de las moléculas por derecho propio, como en la biología celular y la biología del desarrollo , o indirectamente, donde se utilizan técnicas moleculares para inferir atributos históricos de poblaciones o especies , como en campos de la biología evolutiva como la genética de poblaciones y la filogenética . También existe una larga tradición de estudiar biomoléculas "desde cero", o molecularmente, en biofísica . [44]
2: el estudio científico y objetivo del comportamiento animal, especialmente en condiciones naturales.
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