módulo i -...

Dra. Vanessa V. Valdés S. UNIVERSIDAD DE PANAMÁ | CENTRO REGIONAL UNIVERSITARIO DE BOCAS DEL TORO

Módulo I INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA

Biología general Módulo I. Introducción a la biología

1

Dra. Vanessa V. Valdés S.

1. Concepto de biología

El término Biología se deriva de la voces griegas: el prefijo bios que significa vida (o

entraña la idea de algo vivo) y el sufijo logia que es el estudio o tratado. Así, en el

sentido amplio, es la ciencia de la vida (fig.1), vida que es representada por los

diversos organismos que cubren el planeta y que hasta el momento hemos clasificado

en 5 reinos, según Wittacker o 6 planteado en el libro de Biggs, así nuestro concepto lo

podemos precisar como la ciencia que estudia a los 6 reinos y sus fenómenos

comunes: sus orígenes (cómo se formó la vida en la Tierra), su continuidad (cómo se

han dado los cambios y transformaciones a lo largo del tiempo), su diversidad

(representado por los reinos: monera, protista, fungi, plantas y animales) y sus

relaciones ( la manera como interactúan los factores bióticos con los abióticos y

viceversa).

2. Historia de la biología

LA EDAD ANTIGUA (HASTA EL SIGLO V)

Hasta los griegos el saber en Biología era de carácter popular, exceptuando quizás los

pueblos de Egipto y Babilonia donde (en relación con la medicina y el

embalsamamiento de cadáveres) se consiguieron importantes avances en Anatomía y

Fisiología animal y humana.

Seiscientos años antes de Cristo, apareció en la isla griega de Cos la primera escuela

dedicada a la Medicina. En ella destaca Hipócrates (460-3 70 a. C.) quien

consideraba que las enfermedades eran procesos naturales que había que combatir

ayudando a las propias fuerzas curadoras de la Naturaleza.

Aristóteles (384-322 a. C.) puede ser considerado como el primer biólogo. Estudió las

semejanzas y diferencias entre las diferentes especies de seres vivos y realizó una

primera clasificación, introduciendo términos como el de animales con sangre y

animales sin sangre (equivalen a los de animales vertebrados y animales

invertebrados).


2


Aristóteles aplicó y difundió las ideas de Empédocles de Agrigento (492-432 a. C.)

para quien el mundo y sus habitantes estaban formados por cuatro elementos: agua,

aire, tierra y fuego. Al observar los animales que surgían del lodo, de las ciénagas,

etc., Aristóteles supuso que muchos nacían por generación espontánea tras la unión de

tierra y agua y la interpenetración de una fuerza vital. Para otros seres superiores,

consideró su nacimiento mediante reproducción sexual.

El prestigio de Aristóteles fue tan grande que durante los siglos siguientes,

prácticamente durante dos mil años, no se discutió ninguna de sus afirmaciones en el

campo de la Biología.

En la Roma imperial cabe citar los nombres de Dioscórides, uno de los primeros

botánicos; de Lucrecio y su obra De rerurn naturae; y de Plinio el Viejo (23-79 d. C.),

autor de una importante Historia natural en la que se citan especies tanto reales como

mitológicas o inventadas. Posteriormente destaca Galeno (129-201), famoso por sus

aportaciones en el campo de la Medicina.

LA EDAD MEDIA (SIGLOS V-XV)

Entre los Siglos V y X se produjo un serio retroceso de la cultura. Exceptuando China y

la India, aunque muchos de sus descubrimientos se perdieron y debieron ser

redescubiertos más tarde en Occidente. Los árabes contactaron con estas culturas y

con los textos clásicos grecorromanos. Así, tradujeron los libros de Hipócrates, Galeno

y Dioscórides, durante el siglo X, en Córdoba. En el siglo XI comenzaron a surgir las

Universidades, en las que se estudiaba a Aristóteles, al que se le consideraba el

maestro.

San Alberto Magno (1206-1280), que fue profesor de Santo Tomás de Aquino. San

Alberto realizó una clasificación de las plantas según sus hojas y frutos, escribió una

obra sobre animales en 26 tomos, descubrió la función de las antenas de las hormigas

para su comunicación, la forma de tejer de las arañas, la necesidad de incubación de

los huevos de las águilas, etc.


3


Roger Bacon (1214-1294), fraile franciscano partidario de que en la investigación

científica los razonamientos teóricos nada prueban, que todo depende de la

experimentación (los resultados).

LA ÉPOCA DEL RENACIMIENTO

El Renacimiento tuvo su cuna en Italia y allí donde surgieron los primeros trabajos

científicos serios, como los de Leonardo da Vinc¡ (1452-1 519), que extendió su

curiosidad investigadora a la anatomía humana e intuyó la larga duración de las épocas

pasadas, y los trabajos de Andrés Vesalio (1514-1564), que basó sus estudios

anatómicos en la disección de cadáveres. En esta época, el aragonés Miguel Servet

(1511-1553) descubrió la circulación sanguínea y William Harvey (1578-1657)

completó este descubrimiento y demostró el mecanismo de la circulación sanguínea en

los circuitos mayor y menor.

Los siglos XVI y XVII estuvieron muy influidos por el descubrimiento de América. Las

nuevas especies de plantas y animales polarizaron el interés de los naturalistas, entre

los que destacaron los sistemáticos John Ray y Tournefort. Galileo Galilei (1564-

1642) fue el autor de la primera Historia natural de América, aunque es más conocido

por sus descubrimientos en Astronomía.

En el siglo XVII, Francis Bacon (1561-1626) realizó sus estudios basándose en la

experimentación., e introdujo las bases del método cualitativo-inductivo que tanto sirvió

para la elaboración de teorías e hipótesis durante el siglo XIX. René Descartes (1596-

1650), autor del Discurso del método (1631), desarrolló en esta obra las cuatro reglas

de la investigación científica.

Entre los científicos más importantes de esta época destacan Red¡ (1626-1698), que

se declaró contrario a la generación espontánea; los hermanos Janssen, que

inventaron el microscopio a finales del siglo XVI; Malpighi (1628-1694), que Descubrió

los capilares sanguíneos, los alvéolos pulmonares, la circulación renal(pirámides de

Malpighi), etc.; y Robert Hooke (1635-1703), que introdujo el término célula.


4


EL SIGLO XVIII

En el siglo XVIII, la mayoría de los científicos eran partidarios de un cambio: frente a

las ideas anteriores, consideraban la ciencia como la única vía objetiva de

conocimiento. Este espíritu quedó reflejado en la Enciclopedia de las Artes y de las

Ciencias de Diderot (1713-1784) y D'Alembert (1717-1783), obra en la que se resumió

todo el conocimiento científico, tanto en Biología como en las otras ramas del saber.

Entre los científicos del siglo XVIII mencionaremos a Van Leeuwenhoek (1632-1723),

descubridor de los protozoos y primer observador de células como los glóbulos rojos,

los espermatozoides y las bacterias; T. Needham (1731-1789), defensor de la

generación espontánea, y Spallanzani (1729-1799), detractor de la misma.

El siglo XVIII es el siglo de los grandes viajeros y sistemáticos. Entre ellos destaca el

sueco Karl von Linné (1707-1778), fijista y aristotélico, que ideó la nomenclatura

binomial de género y especie, actualmente en uso, y clasificó los animales y las plantas

en las sucesivas ediciones de su obra Sistema naturae. Esta obra sirve de base a la

sistemática actual.

EL SIGLO XIX

Tras el siglo XVIII en el que la mayor actividad de los biólogos se desarrolló en el

campo de la sistemática, en un intento de clasificar las especies procedentes del Nuevo

Mundo, se suscitó en el siglo XIX una interpretación, basada en la razón, tanto de la

aparición de las diferentes especies como de su distribución y parentesco. Así surgió

la teoría evolucionista, uno de cuyos primeros defensores fue el francés Jean-Baptiste

Lamarck (1744-1829), que explicaba su hipótesis basándose en dos principios: «la

necesidad crea el órgano y su función lo desarrolla», y «los caracteres adquiridos se

heredan».

Esta teoría chocaba, por un lado, con la crítica de quienes pedían datos, experiencias,

etc., que la confirmaran y, por otro, con la opinión del francés Georges Cuvier(1769-


5


1832), considerado como el padre de la Paleontología y de la Anatomía comparada,

Cuvier era fijista, es decir, creía en la inmutabilidad de las especies. Para explicar la

desaparición de especies que sólo existieron en el pasado y de las cuales sólo quedan

restos fosilizados suponía que hubo una serie de catástrofes sucesivas que produjeron

su extinción. Posteriormente, después de cada catástrofe se desarrollaba una nueva y

distinta creación.

En 1859, el naturalista inglés Charles Darwin (1809-1882) publicó El origen de las

especies. En este libro recogió las conclusiones a que había llegado durante el viaje

científico que muchos años antes había realizado por todo el Nuevo Mundo a bordo del

Beagle. La teoría de Darwin se apoyaba en dos puntos: la variabilidad de la

descendencia y la selección natural o, dicho de otro modo, la supervivencia del más

apto.

Schwann (1810-1882) y Schleiden (1804-1,881), destacaron en Histología por

enunciar la teoría celular. En Microbiología, Pasteur (1822-1895) llevó a cabo

experimentos definitivos sobre la irrealidad de la generación espontánea, descubrió que

algunos microorganismos tenían carácter patógeno, aisló el bacilo del cólera de las

gallinas, dedujo el concepto de inmunidad y descubrió la vacuna antirrábica.

Posteriormente, Robert Koch (1843-1910) aisló el microbio que producía el carbunco,

el bacilo de la tuberculosis y el microbio del cólera. En 1865, el médico escocés

Josepli Lister (1827-1912) descubrió que la infección de las heridas se debe a las

bacterias y en 1867 utilizó el fenol para crear un ambiente bactericida en la sala de

operaciones. En 1884, el médico y bacteriólogo español Jaime Ferrán (1852-1929)

descubrió la vacuna contra el cólera. En Fisiología destacó Claude Bernard (1813-

1878), que puede ser considerado como el padre de la Fisiología.

En 1865, el agustino Gregor Mendel (1822-1884) publicó sus trabajos sobre las leyes

que sigue la herencia biológica.

A mediados del siglo XIX apareció el término «ecología» para designar a una nueva


6


rama de las Ciencias Biológicas. Ernst Haeckel fue tal vez el primero que definió esta

ciencia. El zoólogo francés I. Geoffroy Saint-Hilaire propuso la denominación

«etología» para el estudio de las relaciones de los organismos dentro de la familia, de

la sociedad en su conjunto y de la comunidad.

EL SIGLO XX

En el siglo XX se produjo una revolución científica por la aparición de nuevos

instrumentos, como el microscopio electrónico, que ha permitido grandes avances en

Citología e Histología, como a la gran cantidad de personas y grupos de investigación

que se dedican a la ciencia en todo el mundo. Son tantos estos avances que a

continuación vamos a enumerar los más significativos:

● 1900, De Vries, Correns y Tschermack, redescubrimiento de las Leyes de

Mendel.

● 1903, Batteson y Punnet, concepto de interacción genética.

● 1904, Pavlov, fisiología de la digestión.

● 1905, Koch, bacilo de la Tuberculosis.

● 1906, Golgi y Ramón y Cajal, trabajos en Citología.

● 1911, Morgan, recombinación genética y mapas cromosómicos.

● 1922, Meyerhof, paso del Glucógeno a Ácido láctico.

● 1923, McLeod y Banting, descubrimiento de la insulina.

● 1924, Oparin, hipótesis del origen abiótico de la vida.

● 1927, Muller, efecto mutágeno de los Rayos X.

● 1929, Fleming, descubrimiento de la Penicilina.

● 1941, Beadle y Tatum, relaciones entre genes y enzimas.

● 1953, Watson y Crick, estructura de la doble hélice de ADN.

● 1959, Ochoa, descubrimiento de la ARN-polimerasa.

● 1959, Kornberg, descubrimiento de la ADN-polimerasa.

● 1964, Bloch y Lynen, metabolismo de lípidos.

● 1965, Jacob y Monod, funcionamiento de los genes.

● 1978, Mitchell, hipótesis quimiosmótica.

● 1987, Tonegawa, diversidad de los anticuerpos.


7


● 1989, Altman y Cech, propiedades catalíticas del ARN.

● etc...

PERSPECTIVAS ACTUALES Y DE FUTURO DE LA BIOLOGÍA.

La Biología es una ciencia pura, cuyo objeto es el conocimiento de qué es y de cómo

se desarrolla la vida. Se siguen dos líneas de trabajo: la investigación pura y la

investigación aplicada.

BIOLOGÍA Y MEDICINA

Todavía se desconoce un tratamiento eficaz para los principales tipos de cáncer. El

uso indiscriminado de antibióticos ha hecho que la aparición de cepas resistentes sea,

por desgracia, muy frecuente.

Se requiere, por tanto, descubrir nuevos antibióticos. Aún no existe un tratamiento

eficaz para las enfermedades producidas por virus (gripe, hepatitis, SIDA, etc.).

Las enfermedades por deficiencia en la herencia genética son muy difíciles de tratar

mediante las terapias convencionales (fármacos). La posibilidad de sustituir los genes

defectuosos mediante la Ingeniería genética abre una ventana de esperanza para

muchos enfermos. Los trasplantes de órganos se ven limitados por procesos

inmunitarios de rechazo de los nuevos tejidos. Todavía existen enfermedades tan

comunes como la artrosis, el reuma, la úlcera, etc., para las que por el momento no hay

una terapéutica satisfactoria.

BIOLOGÍA E INDUSTRIA

En la actualidad se trabaja en fermentaciones, como la elaboración de vino a partir del

zumo de uva, la fermentación de la harina para hacer pan, la fermentación de la leche

para obtener yogur y diferentes tipos de quesos.

También se trabaja en la extracción de sustancias alcaloides, vitaminas, etc., de las

plantas. En el futuro es previsible que se incremente la línea de la síntesis artificial de


8


sustancias orgánicas. Así se obtienen ya muchas hormonas, antibióticos y

vitaminas. El conocimiento profundo de la fotosíntesis tal vez permita la obtención

de materia orgánica a expensas simplemente de agua, anhídrido carbónico, sales

minerales y luz. Del petróleo podrían obtenerse glúcidos y lípidos e incluso, por

filtración, proteínas. El estudio sobre las posibilidades de asimilar la celulosa en el

tubo digestivo humano puede también contribuir a la obtención de un nuevo alimento.

BIOLOGÍA EN AGRICULTURA Y GANADERÍA.

Tras el uso excesivo de insecticidas, especialmente el diclorodifeniltricloroetano

(DDT), han desaparecido en muchos casos los depredadores naturales de los insectos

(principalmente pájaros) al acumularse en sus tejidos los insecticidas que contenían

sus presas. Por otro lado, han aparecido insectos mutantes resistentes que ahora

precisan altas concentraciones de insecticida para ser atacados. Actualmente se

trabaja en la lucha biológica. Se trata de encontrar especies parásitas o

depredadoras de las plagas cuyo ciclo de reproducción sea más rápido. También se

utiliza el método de soltar hembras o machos esterilizados.

Otro aspecto interesante de la Biología aplicada a este campo es la obtención, por

selección de nuevas razas, de ganado de mayor rendimiento (vacas de leche y de

carne, cerdos, gallinas, etc.). En esta misma línea está la obtención de híbridos de

elevado rendimiento agrícola, por ejemplo, híbridos de maíz con mazorcas dos o tres

veces más pesadas que las normales, variedades de patatas de tubérculos más

grandes o más resistentes frente a un clima, etc.

BIOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE

El predominio de la especie humana sobre las demás especies ha producido una

variación importante en el equilibrio biológico de prácticamente toda la Tierra.

Ante la pasividad de la sociedad se ha ido liquidando el patrimonio natural de las

futuras generaciones: industrias que contaminan las aguas y la atmósfera, uso

irracional de los recursos, distribución absurda de la población humana en ciudades de


9


millones de habitantes mientras que más de la mitad de la Tierra está deshabitado,

aprovechamiento devastador del campo y del mar...

El impacto ecológico no es fruto de un simple aumento de población, sino más bien el

resultado de una grave falta de organización y de previsión. Desde hace mucho tiempo

se conoce la conveniencia de núcleos de población pequeños, que ocupen poca

superficie, permitan zonas amplias de bosque y queden armonizados con el paisaje

circundante.

Al vivir los hombres en grandes núcleos de población, se hace preciso un alto grado de

organización y esto lleva consigo el desequilibrio del entorno. Esto acarrea un

desequilibrio ecológico en aquellas zonas del entorno en donde se vierten los residuos,

en donde se realizan los monocultivos necesarios para la alimentación de la ciudad, en

donde se obtiene energía para dicha ciudad, etc. Son pues, preferibles los núcleos

urbanos pequeños. Igualmente, la vida en las grandes ciudades va asociada a un

despilfarro de energía tanto mayor cuanto más populosa es la ciudad.

En los países más desarrollados, en donde la esperanza de vida de los niños es

altísima y, por tanto, la población debería crecer sin problemas, es donde se están

dando casos de decrecimiento. Esto ocasiona un desequilibrio entre los individuos de

edades altas (ancianos), que aumentan respecto a los de edades medias y bajas

(productores), que son cada vez menos.

Esta situación es obviamente la antesala del declive de esa población y de la pérdida

de su hegemonía respecto a las poblaciones jóvenes colindantes en expansión

demográfica.

La Ecología suministra cada vez más datos sobre productividades, sobre distribución

territorial, demarcando aquellas zonas que por su interés científico precisan ser

conservadas, sobre el impacto contaminador de los productos químicos, de las

centrales nucleares y térmicas, de la polución de aguas, por basuras, etc.


10


En Biología pura se investiga prácticamente en todos los campos, pero hay algunos

que, por el interés que pueden tener las aplicaciones de los descubrimientos, reciben

un mayor apoyo económico y con ello un avance y una popularidad mayores. Entre

éstos podemos citar: la Genética, la Ecología, la Microbiología, la Fisiología animal,

vegetal y humana, la Bioquímica, especialmente en lo que respecta al material

genético y al intento de sintetizar un ser vivo, la Ingeniería genética, la Biónica, que

es el estudio de los mecanismos propios de los seres vivos, como el funcionamiento de

los órganos de los sentidos, del cerebro, etcétera, con la finalidad de diseñar máquinas,

sistemas, de autocontrol (feed-back), etc., cuya construcción estudia la Cibernética; la

Exobiología, que estudia las posibilidades y circunstancias de la vida fuera de la

Tierra, etc.

3. Ramas de la biología y ciencias auxiliares de la biología.

Es una disciplina con un fuerte impacto en la vida y la sociedad, nos ayuda a entender

el comportamiento de los fenómenos biológicos, la forma como se originan, la manera

como se interrelacionan y los efectos que pueden tener.

En la salud

Preocupación permanente, es responder al mecanismo de transplante de órganos, a

dominar enfermedades como el cáncer, el SIDA, (figura 4), a desarrollar actividades

preventivas contra el cólera, paludismo, a ponernos en alerta contra el mecanismo de

trasmisión genética de las enfermedades como la diabetes, la hemofilia, fibrosis cística,

etc. La búsqueda constante por identificar factores que favorezcan nuestra salud.

En la problemática ambiental

¿Qué efectos tiene la deforestación? ¿Cuál es el grado de daño que ocasionan los

plaguicidas? ¿Qué impacto tendrá la sobreexplotación de los recursos marinos, de los

forestales o de la fauna silvestre? ¿Cómo podremos detener el avance de la

deforestación, de la desaparición de especies, el efecto invernadero, la lluvia ácida, o


11


los derrames petroleros? Al parecer la Biología está abocada a resolver problemas

ocasionados por nuestro estilo de vida y los excesos que nos hemos planteado con

nuestra vida moderna, sin embargo esto es solo una dimensión. Por otra parte tenemos

la tarea de conocer la riqueza natural que poseemos ya que sólo el 1% de la

biodiversidad es conocida y escasamente usamos unas 100 especies de vegetales y

animales a nivel mundial, cuando tenemos cerca de 40 millones de especies que aún

no logramos identificar.

En la producción de alimentos

La hambruna a nivel mundial es cada vez más escandalosa, se reporta la muerte de

200 000 personas por hambre, en México plantea Andrés Garay que: “El 70% de la

población padece diferentes grados de desnutrición y que más de la mitad de las

muertes de niños menores de cuatro años se atribuyen a secuelas de una nutrición

deficiente, la amibiasis se torna 30 veces mas frecuente entre los pobres y de cada 100

tuberculosos, 60 son campesinos y 30 son obreros”. La población mundial ya ha

rebasado los 6000 millones de habitantes y en México estamos muy cerca de ser 100

millones de personas y todos con las mismas necesidades y derecho a la alimentación.

Por otro lado, nos encontramos con tierras cada vez más agotadas, la frontera agrícola

ha llegado a su límite y sólo nos queda seguir creciendo como lo hemos hecho en

estas últimas décadas, a costa de las selvas o bosques. De ahí que la Biología, se

preocupa en desarrollar mecanismos que nos permitan producir mayor cantidad de

alimentos de manera sustentable, a través de propuestas como la Agro-Biología o la

Agricultura Sustentable, que cuestiona el uso indiscriminado de sustancias químicas

para la producción de alimentos.

En la filosofía de la vida

Si el objetivo central de esta disciplina es el estudio de la vida, éste debe de

preservarla, el de acercar satisfactores que así lo permitan, todo lo que atente contra

ello es cuestionable, como por ejemplo: ¿Se aprueba el aborto?, por lo que habremos

de determinar ¿Cuándo y en qué momento ya se tiene vida? ¿Qué postura tomar ante

la eutanasia y ante la pena de muerte? ¿Nos podemos erigir en autoridades que


12


determinen, quién vive o quién muere? Esta postura no sólo será cuando se habla del

ser humano. (Pasará lo mismo con el reino animal) Tú que opinas, de la muerte sin

compasión, del dolor innecesario, para saciar el hambre conforme al instinto, como en

una corrida de toros, una pelea de gallos o de perros. La cacería indiscriminada

cobijada por el “deporte”, o por probar qué tan buena puntería tenemos, aunque

dejemos a nuestra presa como una basura por nuestro paso. Y que decidir: ¿Clonamos

o no clonamos? ¿Le daremos luz verde a los organismos transgénicos? ¿Qué pasará

con la privacidad génica de cada uno de nosotros? ¿Servirá para determinar si somos

sanos y tenemos derecho al trabajo remunerado? Y finalmente ¿A quién le pertenece

la secuencia génica, al que la descifró o al medio ambiente natural y social, que lo

gestaron a lo largo de cientos de generaciones? En otras palabras, el fríjol, el maíz o la

papa, le pertenecen a los Mexicanos, Peruanos o a los Estadounidenses, sin duda,

muchas otras preguntas de igual relevancia han colocado un nuevo escenario en el que

se mueve la Biología a través de la Bioética.

El objeto de estudio de la Biología es la vida, sin embargo ésta es muy compleja, ha

sido necesario recurrir al auxilio de otras disciplinas científicas y a la creación de

nuevas ramas que permitan lograr el objetivo, sus límites han sido difíciles de

determinar y su amplitud es tal, que no hay una persona que la domine, se ha

requerido el auxilio de otras ciencias, sobre todo, si partimos de que los seres vivos

estamos regidos por las leyes de la física y la química, las ciencias que han auxiliado a

la Biología en diferentes momentos históricos son: Astronomía, Economía, Ética,

Oceanografía, Geología, Matemáticas, Física y Química.

Los aportes de las ciencias auxiliares

Química.- Nos facilita comprender el funcionamiento de los organismos, la manera

cómo transforman los alimentos, cómo son degradados para obtener energía, la forma

cómo fijan la energía los vegetales, su composición química y cómo son reintegrados a

la tierra a partir de los ciclos biogeoquímicos.


13


Física.- Sus aportes a la conformación de la microscopía, ha dotado de una gran

herramienta de trabajo, el aporte de la termodinámica, expresada a través de las leyes

que llevan su mismo nombre, nos dan posibilidades de interpretar mejor los ciclos

biogeoquímicos, el comportamiento de la energía a través de las cadenas alimenticias,

nos da posibilidades de comprender mejor el mecanismo de la respiración.

Matemáticas.- La posibilidad de analizar los fenómenos biológicos de manera

cuantitativa, nos permite predecir el comportamiento de las poblaciones en cuanto a su

aumento o disminución, el cómo se difunde una enfermedad o cómo se trasmiten los

caracteres de padres a hijos para obtener variedades mejoradas.

Geografía.- La influencia de la latitud, longitud, altura sobre el nivel del mar, los tipos

de suelo... como factores determinantes para la distribución de los organismos, su

ubicación o abundancia dependiendo de cada uno de ellos.

Geología.- Aporta elementos importantes para el estudio de los fósiles ubicados en

sustratos de suelo o incrustados en un tipo de roca, la forma como evolucionaron los

continentes para establecer la Teoría de la Pangea, la formación de diferentes envases

o cuerpos de agua que dan la posibilidad de crear algún tipo de ecosistema.

Astronomía.- Favorece la explicación acerca del ciclo astral de los animales, es decir

determina cuándo se aparean, cuándo se dará la floración en función de las horas luz o

la fructificación relacionada a las horas frío, por qué y cómo se da el comportamiento

migratorio de los organismos y el establecimiento del reloj biológico.

Oceanografía.- Estudia el comportamiento de los océanos y su impacto en las formas

de vida no sólo marinas sino continentales a través de los ciclones; la forma como

influyen las corrientes marinas o el fenómeno del niño y niña que son determinantes en

los climas y por ende, el desarrollo de la vida en general.

Historia.- Nos ayuda a la reconstrucción de los hechos biológicos, como la

conformación de las eras geológicas y los acontecimientos que en cada una de ellas

encierra, nos ha facilitado establecer la cronología celular, los diferentes

acontecimientos que se dieron antes y después del DNA, los diferentes científicos que

intervinieron durante 2000 años, para finalmente, conocer la forma de cómo los

vegetales producen sus alimentos o lo que llevamos recorridendo... entorno al origen

de la vida.


14


Ética.- Como parte de la Filosofía que trata de la moral y de las obligaciones del

hombre, abre un espacio de reflexión a través de fuertes cuestionamientos, entorno a lo

que podrían considerarse excesos relacionados con la vida: El aborto, la eutanasia, la

pena de muerte, congelación de embriones humanos, madres incubadoras, la

clonación en humanos...cuestionamientos que se basan en principios, normas y valores

y que van encausando el actuar de la Biología en relación a su objeto de estudio: La

vida y todo lo que a ella le afecte.

Política.- Aunque no se le puede considerar una ciencia, actualmente se ha constituido

en un fuerte auxiliar, no para comprender la forma como se llevan a cabo los procesos

biológicos sino la búsqueda de formas que permitan proteger las diferentes

expresiones de la vida como: Las selvas y bosques, evitar y sancionar el contrabando

de flora y fauna, de la contaminación, o la sobreexplotación, todo esto a través de

formular leyes, decretos, reglamentos (figura 9), emitir sanciones, negociar

internacionalmente para adquirir recursos económicos para mantener las áreas

protegidas o hacer que las fronteras realmente funcionen para detener el contrabando

de especies, la circulación de sustancias tóxicas o normar la existencia de basureros

radioactivos.

Ramas de la biología

Múltiples son las ciencias que se han desprendido, como ramas creadas a través del

tiempo, por la necesidad de precisar el análisis de la vida en diferentes niveles, como el

atómico, el celular, funcional, estructural o de biodiversidad: plantas, animales, hongos,

protozoarios o bacterias.

Las siguientes ramas de la Biología, pueden abordar indistintamente, a cualquiera de

los reinos existentes desde diferentes niveles:

CIENCIA OBJETO DE ESTUDIO

Genética Los mecanismos, leyes de la herencia y variaciones genéticas.

Citología Las células, su estructura y función.


15


Fisiología El funcionamiento de los organismos.

Anatomía La estructura de los organismos.

Paleontología Los organismos del pasado por sus fósiles.

Taxonomía La clasificación y relación de los organismos con la evolución.

Biología molecular La estructura de los genes y las proteínas.

Biofísica Las leyes de la física y su impacto en los procesos biológicos.

Bioquímica Las reacciones químicas que se dan en la célula.

Evolución El cómo surgen especies nuevas y cómo influyen en las nuevas.

Ecología La forma como se relacionan los organismos entre sí y su medio

Ambiente.

Estas ramas se especializan en alguno de los reinos:

Zoología Los animales.

Botánica Las plantas.

Microbiología Los microorganismos.

Micología Las características de los hongos.

Las siguientes ramas se identifican por su especialidad en alguno de los organismos:

Mastozoología Los mamíferos.

Virología Los virus.

Ornitología Las aves.

Ictiología Los peces.

Entomología Los insectos.

Herpetología Los reptiles.

Ficología Las algas.

Nematología Gusanos filamentosos.


16


Las siguientes ramas manejan ecosistemas generales:

Biología marina La vida en el mar.

Hidrobiología Los ecosistemas de aguas continentales.

Ecología Los organismos en relación a su medio ambiente.

Sociobiología Las relaciones sociales que se dan entre las poblaciones animales

Etología Comportamiento de los animales.

Parasitología Los organismos que viven a expensas de otros.

Estas ramas manejan algún nivel de expresión de los organismos:

Histología Los tejidos y sus propiedades.

Dendrología La edad de los árboles y su interpretación en relación al clima.

Embriología Las primeras etapas de desarrollo de los seres vivos.

Neurofisiología El cerebro y el sistema nervioso.

Se consideran ramas de reciente aplicación:

Biomedicina La aplicación de los principios biológicos a la salud.

Biotecnología Lleva a escala industrial procesos biológicos (por ejemplo la

respiración).

O ramas muy especializadas como:

Conquiología Las conchas de los moluscos


17


4. Método Científico

En este apartado hablaremos de la forma como los científicos conocen, de la manera

como se estudia la biología o los seres vivos y cómo la ciencia, se va construyendo, a

partir de un trabajo riguroso y sistemático, para dar como resultado, el conocimiento

científico.

Conocimiento.

El conocimiento nos permite tener certeza de la realidad, interpretarla

proporcionándonos herramientas para enfrentarnos a ella (de ahí el dicho popular “el

que no conoce es como el que no ve”). Sabemos de la existencia de dos tipos de

conocimiento o formas de acercarnos al objeto de conocimiento, que hasta el

momento, hacen posible la vida de las personas sobre la Tierra: el conocimiento

empírico (popular) y científico.

Conocimiento empírico

Empírico significa, lo referente a la experiencia. Se trata de un nivel en donde los

sentidos y el aspecto físico de las cosas se vinculan estrechamente. Este conocimiento

es el que todos poseemos en mayor o menor medida, nos permite resolver problemas

específicos como: El vestir, alimentarnos, el hacer producir la tierra, el manejar un

vehículo, criar animales, desarrollar herramientas para la pesca o manejo del bosque.

El conocimiento empírico ha permitido el impulso de los oficios: carpintero, albañil,

herrero, panadero, curtidor (figura 10), talabartero, tejedor, ebanista, plomero...y

muchos otros que han llegado a identificar comunidades enteras como: Atzompa, en el

manejo del barro, San Bartolo Coyotepec, para el manejo del barro negro, Tlacolula, en

la producción del mezcal, Etla, en la producción del queso, Ocotlán, para la producción

de pieles curtidas y cuchillería, Nochixtlán, en la elaboración de barbacoa... etc.

A través del conocimiento empírico, se han identificado diferentes plantas con usos

muy variados: medicinales, para la construcción, utilizadas como cercos vivos,

productoras de taninos (curtientes), jabonosas, para carbón, edulcorantes, forrajeras,


18


productoras de miel, etc. Este conocimiento ha permitido identificar diferentes tipos de

suelo, con vocación variada. Facilitó domesticar plantas como el maíz que tiene 10 000

años de manipulación por los campesinos o el trigo de hace 5000 años. Esto ha

favorecido el cuidado de los recursos naturales y la sobrevivencia a lo largo de la

historia hasta nuestros tiempos.

El conocimiento empírico, se caracteriza por transmitirse de padres a hijos como

herencia, generalmente no se registra, no se elaboran libros entorno a los saberes, se

trasmite verbalmente, no desarrolla trabajo experimental, se conduce a través de

acierto y error, es inexacto e impreciso. Es un conocimiento no menos importante que

el científico, sin embargo su tratamiento y análisis son diferentes, así como, el aporte

correspondiente. Para poder acceder a un conocimiento científico, es necesario recurrir

al empírico como primer acercamiento, al objeto de conocimiento.

Conocimiento científico

A través del cocimiento empírico entendemos, sin más, lo que percibimos, si queremos

apreciar características, que no son tan obvias a simple vista y hacer diferentes

interpretaciones, entonces, tendremos que recurrir al conocimiento científico, generado

a través de la observación, del descubrir, explicar y predecir la realidad; para ello, sólo

a través de la investigación podremos lograrlo y crear un cuerpo de conocimientos que

no sean dogmáticos, ya que, los supuestos en esta lógica, se someten al análisis y

crítica, que nos lleven a establecer postulados y axiomas, que concluyan en la

creación de la ciencia, concebida según Tamayo y Tamayo como “conjunto de

conocimientos racionales, ciertos, probables, obtenidos metódicamente,

sistematizables y verificables que hacen referencia a objetos de la misma naturaleza”;

para generar conocimiento científico, el camino obligado es la investigación científica,

que se basa en la estructura del Método Científico, fundamentado en la pregunta y la

búsqueda de respuestas originadas por la observación y la experimentación.

Así, el conocimiento científico es metódico, utiliza el método científico, es sistemático,

deja su testimonio escrito en una diversidad amplia de documentos, que nos permitan


19


crear nuevos postulados a partir de los ya existentes; privilegia a la institución

educativa o de investigación como la generadora del conocimiento, sus conocimientos

son probados, una y otra vez, bajo las mismas condiciones en que fueron generados,

reconoce al investigador o científico como portadores del saber. Saber que tiene que

pasar por diversas formas, sus planteamientos deberán ser precisos, exactos,

rigurosos, objetivos y libres de prejuicios sólo así se construirá la ciencia.

“Lo que hace sistemática a la ciencia es la atención que presta a la organización del

conocimiento, de modo que sea factiblemente accesible para todos aquellos que

deseen construir sobre sus cimientos. De esta manera, la ciencia es una empresa tanto

personal como social. La ciencia no es un misterio: a través de sus reglas y

procedimientos se encuentra abierta para toda persona que esté dispuesta a afrontar

sus retos. La ciencia busca encontrar un conocimiento preciso sobre los aspectos del

mundo accesibles a sus métodos de investigación. No se trata de un sustituto de la

filosofía, la religión o el arte, el hecho de ser científico no impide a nadie la participación

en esos otros campos del conocimiento humano.

Procesos del pensamiento sistemático

Los procesos de pensamiento sistemático en los que se apoya la ciencia pueden ser

divididos, en su mayor parte, en dos categorías: deducción e inducción. En el

razonamiento deductivo se comienza con la información disponible, que recibe el

nombre de premisas, y luego se obtienen conclusiones basadas en esa información.

La deducción se efectúa desde los principios generales hasta las conclusiones

específicas (va de lo general a lo particular). Por ejemplo, si aceptamos la premisa de

que todos los pájaros tienen alas, y la segunda premisa de que los gorriones son

pájaros, podemos concluir, por deducción, que los gorriones tienen alas.

La inducción es un proceso prácticamente opuesto a la deducción. En el razonamiento

inductivo se empieza por hacer observaciones específicas, de las cuales se pretende

obtener una conclusión, o una regla o principio general unificador. El método inductivo

se emplea en la organización de datos dispersos y en su colocación en categorías


20


manipulables, un proceso realizado con base en la pregunta ¿qué es lo que tienen en

común todos estos hechos? Un punto débil de este método de razonamiento es que las

conclusiones así obtenidas contienen más información que los hechos estudiados en

los cuales se basan. Se pasa de muchos ejemplos observados a todos los ejemplos

posibles cuando se formula el principio general. Esto se conoce como el salto

inductivo. Sin éste no sería posible llegar a las generalizaciones. Sin embargo,

conviene mantener presente la posibilidad de que la conclusión sea válida. La

información adicional contenida en las conclusiones inductivas puede provenir

exclusivamente de la actividad creativa de una mente humana, y la creatividad, por

admirable que sea, no es infalible.

Aquí se muestra un ejemplo de razonamiento inductivo: cuando se retira el sostén de

manzanas, naranjas, piedra y árboles, estos caen al suelo; de aquí, se deduce que una

fuerza que actúa sobre estos objetos los atrae hacia la tierra (fuerza de gravedad).

Aunque una conclusión se base en miles de observaciones, sigue siendo posible que la

invaliden nuevas observaciones. Sin embargo, cuando más grande sea el número de

casos que se emplean, mayores serán las probabilidades de obtener conclusiones

científicas válidas. El científico busca la posibilidad de afirmar que cualquier conclusión

específica tiene cierta probabilidad estadística de ser correcta (Ville, et al, pp 20).

Método Científico

La palabra método, proviene del griego meta “a lo largo del camino” y odos “camino”,

un método es una manera ordenada de realizar una actividad. En la ciencia, un método

implica un orden sistemático que se sigue durante una investigación, así el método

científico podemos concebirlo como el camino, la estrategia, el proceso, la lógica del

pensamiento científico o el procedimiento viable que se sigue para la solución de un

problema de relevancia social. Según De la Torre. Es un procedimiento riguroso

formulado lógicamente para lograr la adquisición, organización o sistematización y

expresión de conocimientos tanto en su aspecto teórico como experimental. “Gracias a

un buen método, el científico logra, con mayor seguridad, el control de variables, la

producción tecnológica y la satisfacción intelectual” (Saenz, p. 121).


21


En todo método se pueden exigir, por lo menos, dos cualidades: la eficacia y la

eficiencia. La eficacia consiste en la seguridad para obtener el fin deseado. La

eficiencia consiste en la adecuación y la proporción de los medios empleados para

conseguir el fin propuesto.

De lo anterior, se desprende la importancia del método en la ciencia. Gracias a él, es

posible obtener las finalidades del pensamiento científico con mayor seguridad y

presteza. Sin embargo, el método no es un fin en si mismo, es decir, no habría por qué

esclavizarse a ese conjunto de reglas sugerencias y pistas que constituyen un método

determinado. Por tanto, habría que considerar al método como un instrumento o medio

que, por supuesto, tiene su importancia, pero también sus limitaciones.

1.- Observación del problema. En esta primera etapa, pretendemos percatarnos del

mínimo detalle del comportamiento del fenómeno y en función de ello, plantear con

precisión el Problema. Es importante resaltar, que si bien es cierto, la observación, es

el punto inicial de la investigación, esta se constituye en una característica que

habremos de fomentar a lo largo de toda nuestra investigación.

Es una de las cualidades más sobresalientes de un científico, que como mencionamos,

habrá de apoyarse en aparatos (microscopio, binoculares, telescopio, computadora)

que le permitan, hacer de la observación algo muy diferente de la contemplación. La

fuente última de todos los hechos científicos son las observaciones y experimentos

cuidadosos, realizados sin parcialidad.

2.- Planteamiento del problema. La detección del problema nos da posibilidades de

centrar nuestra atención en alguna característica particular del fenómeno a estudiar, No

podemos abordarlo en su totalidad, ya que la realidad en sí, es compleja. La

característica del problema es que se plantea en forma de pregunta muy precisa y

parte necesariamente de la observación. ¿Por qué las plantas son verdes? ¿Qué

comen las plantas? ¿Por qué los hijos se parecen a los padres? ¿Cómo se originó la

vida? ¿Por qué la luz calienta? ¿Por qué la luz forma una sombra en los cuerpos? ¿Por


22


qué suceden los eclipses?

Según lo plantea Saenz, la pregunta debe tener dos condiciones, la primera se

refiere a su carácter universal, al manejo de los paradigmas para que pueda ser

aceptada en el ámbito de lo científico, la segunda condición es que sea verificable, es

decir, que pueda ser factible su contestación, con lo que desechamos preguntas que

pertenecen al ámbito de la imaginación, damos por sentado que las preguntas tengan

relevancia, claridad y precisión.

3.- Hipótesis. La hipótesis es una respuesta provisional, una suposición que

establecemos como una forma de explicarnos la naturaleza del fenómeno estudiado, es

una respuesta ingeniosa cargada de conocimiento previo, se constituye en la columna

vertebral de nuestro trabajo, a partir de la hipótesis desarrollaremos el experimento por

el que demostraremos su veracidad o falsedad.

Si nuestra hipótesis es verdadera, se convierte en una tesis científica (ley, principio,

explicación, conclusión o una relación entre diferentes objetos de estudio). La hipótesis

para ser considerada científica, deberá tener, un carácter universal, hipotético, de

relación entre fenómenos, coherencia, verificabilidad, sencillez y predictibilidad.

4.- Experimento. Es la parte de la investigación más atractiva en términos de acción,

ya que ésta requerirá no sólo del ingenio, de la experiencia, de los conocimientos que

tengamos sino también del esfuerzo físico, muchas veces tendremos que velar toda la

noche para observar a los organismos en su medio natural o hacer una prueba con

diversas repeticiones donde es importante identificar un grupo control o testigo y el otro

experimental. El diseño del experimento exige mucha creatividad, hay hipótesis que

han estado formuladas por varias décadas sin que pueda diseñarse el experimento,

hasta que llegó el científico que tuvo la chispa o el destello para comprobarla. Por

ejemplo, la hipótesis propuesta por Oparín “la vida se originó por evolución química”,

tuvieron que pasar más de 30 años para que se formulara el experimento a través del

aparato de TESLA, que simula las condiciones de la atmósfera primitiva y comprueba


23


parcialmente la hipótesis.

El reto en esta etapa de la investigación, es diseñar formas, que nos permitan el control

de las variables que en ella intervienen. La repetición del experimento, bajo las

mismas condiciones en que fue formulado, da la oportunidad a que otros verifiquen

nuestros resultados cuantas veces sea necesario. La cuantificación de los datos, nos

dará mayor certeza del comportamiento del fenómeno y nos permite llegar a la

predicción. El uso de la balanza, el termómetro, el análisis químico, son algunos

instrumentos para la cuantificación del fenómeno. Al respecto, la estadística es un

fuerte aliado que permite determinar la frecuencia de aparición de una característica

investigada (número de hembras, machos, edades, sexos, emigración, inmigración), o

la correlación e interdependencia entre dos o más variables (podemos determinar la

capacidad de carga de un sistema, es decir, cuántos venados puede sostener una

determinada área sin que sea afectada, determinando la cantidad y calidad de los

alimentos con la densidad de la población.)

5.- Conclusión. En esta fase, podemos decir si nuestra hipótesis es verdadera o falsa,

muchas veces podemos llegar a conclusiones que no habíamos previsto, para lo cual

no habremos de forzar los datos a nuestro capricho, debemos tener la rigurosidad

plantear nuevamente el problema en función de los nuevos datos o conocimientos del

fenómeno. Es conveniente registrar los resultados no previstos, a lo que se le ha dado

el nombre de serendipity, que han sido determinantes en el avance de la ciencia como

el descubrimiento de la penicilina o los rayos X. No siempre llegamos a plantear nuevas

teorías o descubrir leyes de comportamiento general, con que arribemos a

conclusiones que nos den una respuesta convincente de lo que buscamos, nos

daremos por bien servidos.

módulo i -...

Documents