La biología (del griego βίος [bíos] «vida», y -λογία [-logía] «tratado», «estudio» o «ciencia»)[1][2] es la ciencia natural que estudia todo lo relacionado con la vida y lo orgánico, incluyendo los procesos, sistemas, funciones, mecanismos u otros caracteres biológicos subyacentes a los seres vivos en diversos campos especializados que abarcan su morfología, fisiología, filogénesis, desarrollo, evolución, distribución e interacciones en los niveles macroscópico y microscópico.[6] En su sentido moderno, la palabra «biología» parece haber sido introducida independientemente por Gottfried Reinhold Treviranus (Biologie oder Philosophie der lebenden Natur, 1802) y por Jean-Baptiste Lamarck (Hydrogéologie, 1802).Generalmente, se dice que el término fue acuñado en 1800 por Karl Friedrich Burdach, aunque se menciona en el título del tercer volumen de Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia, phytologia generalis et dendrologia, de Michael Christoph Hanow y publicado en 1766.[7] Al científico que estudia la vida en general se le conoce como biólogo y pueden especializarse en cualquier rama de esta ciencia, aunque también pueden adquirir el apelativo de su especialidad, p. Ej: zoólogo, botánico, micólogo, microbiólogo, genetista, biólogo molecular, etc.[13] La historia de la biología trata sobre el estudio del mundo vivo desde los tiempos antiguos hasta los modernos.La microscopia reveló el previamente desconocido mundo de los microorganismos, sentando las bases para la teoría celular.Los organismos se definen como el conjunto de entidades que manifiestan vida,[15] sin embargo hasta la actualidad no se ha podido definir ni delimitar a los seres vivos con precisión,[14] por lo que se han desarrollado listas con características en común entre ellos, llamadas propiedades de la vida, la cual define que para considerar una entidad como un ser vivo debe de cumplir con las siguientes cualidades; una estructura organizada, metabolismo, homeostasis, crecimiento, reproducción, irritabilidad y evolución;[14] no obstante la lista discrepa dependiendo del autor, por lo que otras listas incluyen; movimiento, adaptación, ADN, carbono, entre otras,[15] como propiedades definitorias que debe tener un ser vivo, o incluso otras listas eliminan características como la reproducción, puesto que no es una propiedad obligatoria de los seres vivos.[24] Estos se clasifican en dos grupos: primarios y secundarios: También conocidas como sustancias orgánicas, son las moléculas que se hallan en todas las células, las cuales están constituidas por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.Estas conforman sustancias esenciales para el desarrollo de las especies, entre ellas carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, vitaminas, entre otros.Algunos oligoelementos esenciales son el potasio, el sodio, el calcio, el fósforo, el magnesio, el zinc y el hierro.Con la llamada síntesis moderna de la teoría evolutiva, la deriva genética fue aceptada como otro mecanismo fundamental implicado en el proceso.Hay muchas constantes universales y procesos comunes que son fundamentales para conocer las formas de vida.Sabemos que el ADN, sustancia fundamental del material cromático difuso (así se observa en la célula de reposo), está organizado estructural y funcionalmente junto a ciertas proteínas y ciertos constituyentes en formas de estructuras abastonadas llamadas cromosomas.En términos generales, un gen es un fragmento de ADN que codifica una proteína o un péptido.A pesar de la unidad subyacente, la vida exhibe una asombrosa diversidad en morfología, comportamiento y ciclos vitales.La taxonomía sitúa a los organismos en grupos llamados taxones, mientras que la sistemática trata de encontrar sus relaciones.La biología se ha convertido en una iniciativa investigadora tan vasta que generalmente no se estudia como una única disciplina, sino como un conjunto de subdisciplinas que sin embargo comparten los mismos fundamentos y principios biológicos básicos.Se proponen desde la tradicional división en dos reinos establecida por Carlos Linneo en el siglo XVII, entre animales y plantas, hasta las actuales propuestas de sistemas cladísticos con tres dominios que comprenden más de 20 reinos.El campo se solapa con otras áreas de la biología, en particular con la genética y la bioquímica.Los genes codifican la información necesaria para sintetizar proteínas, que a su vez, juegan un gran papel influyendo (aunque, en muchos casos, no lo determinan completamente) el fenotipo final del organismo.Los organismos modelo de la biología del desarrollo incluyen el gusano redondo Caenorhabditis elegans, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, el pez cebra Danio rerio, el ratón Mus musculus y la hierba Arabidopsis thaliana.El estudio de estos sistemas se comparte con disciplinas orientadas a la medicina, como la neurología, la inmunología y otras semejantes.Es un campo global porque incluye científicos de diversas disciplinas tradicionalmente orientadas a la taxonomía.Las dos disciplinas tradicionales orientadas a la taxonomía más importantes son la botánica y la zoología.La zoología es la disciplina que trata el estudio de los animales, incluyendo la fisiología, la anatomía y la embriología.En 1997 se publicó un cuarto borrador del biocódigo (BioCode) en un intento de estandarizar la nomenclatura en las tres áreas, pero no parece haber sido adoptado formalmente.El principal aporte de energía a los ecosistemas es la energía proveniente del sol, pero las plantas (en ecosistemas terrestres, o las algas en los acuáticos) tienen una eficiencia fotosintética limitada, al igual que los herbívoros y los carnívoros tienen una eficacia heterotrófica.En cierto sentido, el primer etólogo moderno fue Charles Darwin, cuyo libro La expresión de las emociones en los animales y hombres influyó a muchos etólogos posteriores al sugerir que ciertos rasgos del comportamiento podrían estar sujetos a la misma presión selectiva que otros rasgos meramente físicos.O. Wilson despertó una aguda polémica en tiempos más recientes con su libro de 1980 Sociobiología: La Nueva Síntesis, al pretender que la sociobiología debería ser una disciplina matriz, que partiendo de la metodología desarrollada por los etólogos, englobase tanto a la psicología como a la antropología o la sociología y en general a todas las ciencias sociales, ya que en su visión la naturaleza humana es esencialmente animal.Este enfoque ha sido criticado por autores como el genético R. C. Lewontin por exhibir un reduccionismo que en última instancia justifica y legitima las diferencias instituidas socialmente.
Los
virus
se consideran como un tipo de organismo en debate, esto debido a que cuentan con diversos de los criterios para considerarlo como un ser vivo, pero generalmente se cavila, hasta la fecha, que no lo son, esto debido a sus cualidades particulares, como falta de datos de su homeostasis, su incapacidad de reproducirse sin un hospedero o la falta de una estructura celular.
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14
]
Ilutración que muestra la evolución del
ser humano
desde las primeras formas de vida.
Representación esquemática de la molécula de
ADN
, la molécula portadora de la información genética.
Árbol filogenético
de los seres vivos basado en datos sobre su rARN. Los tres reinos principales de seres vivos aparecen claramente diferenciados:
bacterias
,
archaea
y
eucariotas
tal y como fueron descritos inicialmente por
Carl Woese
. Otros árboles basados en datos genéticos de otro tipo resultan similares pero pueden agrupar algunos organismos en ramas ligeramente diferentes, presumiblemente debido a la rápida evolución del rARN. La relación exacta entre los tres grupos principales de organismos permanece todavía como un importante tema de debate.
Simbiosis
entre un
pez payaso
del género de los
Amphipriones
y las
anémonas
de mar. El pez protege a las anémonas de otros peces comedores de anémonas mientras que los tentáculos de las anémonas protegen al pez payaso de sus depredadores.
En el campo de la
genética de poblaciones
la
evolución
de una población de organismos puede representarse como un recorrido en un
paisaje adaptativo
. Las flechas indican el flujo de la población sobre el espacio de adaptación y los puntos A, B y C representarían máximos de adaptabilidad locales. La bola roja indica una población que evoluciona desde una baja adaptación hasta la cima de uno de los máximos de adaptación.