Biología, Tema 1. ¿Qué es la biología? Conceptos fundamentales

Biología

Tema 1. ¿Qué es la biología?

ue Universidad EuropeaBiología Tema 1. ¿ Qué es la biología?

Índice

Objetivos de aprendizaje

3

1. Presentación.

4

2. La biología estudia sistemas complejos

5

3. Los principios de la biología.

6

4. La clasificación de la vida: la taxonomía y la filogenia

7

4.1. Clasificar los organismos según sus componentes bioquímicos: la filogenia ...

10

5. Resumen

12

Cuestionario de autoevaluación

13

Referencias bibliográficas

14

Referencias en el texto

14

Bibliografía básica

14

Bibliografía complementaria

14 ue Universidad Europea @ Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados. 2Biología Tema 1. ¿ Qué es la biología?

Objetivos de aprendizaje

El curso de Biología del Grado de Nutrición Humana y Dietética está pensado para proporcionar las informaciones generales necesarias para la comprensión de los fundamentos de la biología en general y de la biología celular en particular. Los objetivos que se pretenden alcanzar en este recurso son los siguientes:

• Se comenzará con una descripción de los principios básicos de la biología, necesarios para poder entrar en el campo de la biología celular.

. Tras esto, se pasará a tratar las diferencias entre el mundo procariota y el mundo eucariota, describiendo más en detalle la estructura, la organización y las funciones de las células eucariotas.

• Más delante, se aprenderán las técnicas básicas utilizadas en un laboratorio de biología, como son los métodos fundamentales para el estudio de la célula y para las diferentes aplicaciones en el campo de la Dietética y la nutrición.
• También se estudiarán las diferentes fases del ciclo celular y los mecanismos de control necesarios para el funcionamiento adecuado de la célula y de sus niveles superiores de organización: los tejidos , los organismos y las especies.
• Además, se introducirá el concepto de célula madre y su importancia en el mantenimiento del tejido adulto en un organismo, y su regeneración.

. Finalmente, se describirá cómo alteraciones en la estructura y en la función normales de las células (pérdida de homeostasis) pueden causar el desarrollo de diferentes patologías, como es el caso de la enfermedad del cáncer o desequilibrios similares. ue Universidad Europea @ Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados. 3Biología Tema 1. ¿ Qué es la biología?

1. Presentación

La biología, en una de sus definiciones más generales, es la ciencia que estudia los seres vivos. De acuerdo con esta definición, es fácil entender que la biología incluye un amplio número de disciplinas, en las cuales todo está perfectamente estructurado en diferentes niveles de organización, desde los átomos hasta el ecosistema. Cada nivel de organización está caracterizado por tener propiedades específicas que no existen en el nivel anterior: las propiedades emergentes. Como consecuencia, cada nivel se basa en el nivel inferior y es la base de su nivel superior, observando, por lo tanto, un aumento del grado de complejidad al subir de nivel de organización (Figura ).

Nivel 4 ABCD Nivel 3 COMPLEJIDAD ABC Propiedad emergente Nivel 2 A B Nivel 1 A Figura 1. Esquema de los niveles de organización. Cada nivel de organización se basa en el nivel inferior y es la base de su nivel superior, que presentará una(s) propiedad(es) específica(s) que no existe(n) en el nivel anterior: propiedad(es) emergente(s). Elaboración propia. Así, la bioquímica y la biología molecular estudian la biología a nivel de átomos y moléculas, mientras que el estudio de la célula es una tarea de la biologia celular. Subiendo de nivel, la histología, la fisiología y la anatomía estudian, respectivamente, la organización de los tejidos biológicos, las funciones y las estructuras de los seres vivos. Continuando la escalada entre los diferentes niveles de organización de la biología se encuentran la genética, que explica cómo se transmite la información biológica de generación en generación; la etología, que se encarga de aclarar los diferentes comportamientos de los animales y sus poblaciones, y la ecología, encargada del estudio de las relaciones de los seres vivos y el medio en el que viven (ecosistemas), (Figura 2). Finalmente, muchas más son las ramas de la biología, y más serán las que se originarán gracias a los nuevos conocimientos (y a las nuevas tecnologías) con el objetivo de comprender más en detalle los enigmas de la biología. ue Universidad Europea @ Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados. 4Biología Tema 1. ¿ Qué es la biología?

2. La biología estudia sistemas complejos

Los sistemas biológicos son sistemas complejos. Una célula es un sistema complejo, así como un tejido, un órgano, un árbol o un animal. La complejidad de estos sistemas se debe al hecho de que están formados por diferentes niveles de organización, cada uno relacionado con el siguiente nivel y aportando informaciones adicionales (las propiedades emergentes).

ORGANISM POPULATION SYSTEM OF ORGANS ORGAN BIOCENOSES TISSUE BIOSPHERE ECOSYSTEM CELL CELL ORGANELLES MOLECULE BIOMA ATOM p+ Figura 2. Niveles de organización de la vida silvestre en la Tierra. Fuente: https://www.shutterstock.com/. Leyenda de la imagen en inglés. La dificultad en el estudio de los sistemas complejos encuentra un fuerte aliado en el concepto de reduccionismo. Como indica la misma palabra, con reduccionismo se entiende el proceso de reducción de los sistemas complejos en sus partes más simples y, consecuentemente, más manejables a la hora de ser estudiadas. Por otra parte, esto implica una pérdida a nivel funcional: la reducción de una célula facilita el estudio de sus diferentes partes, pero una célula descompuesta ya no es una célula en su complejidad. De hecho, la recomposición de una célula descompuesta no permitirá la readquisición de la integridad del sistema, ya que no podremos reconstituir la viabilidad de la célula misma. A un sistema complejo se contrapone un sistema complicado, formado también por diferentes partes que, al contrario de lo que pasa en un sistema complejo, no aportan informaciones emergentes a los niveles superiores. ul Universidad Europea @ Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados. 5Biología Tema 1. ¿ Qué es la biología?

El reloj puede ser un ejemplo de sistema complicado: reduciendo el reloj en sus varias partes es posible conocer toda la información de estas y, al recomponerlo, el reloj volverá a funcionar. Concluyendo, un sistema se define como complejo cuando existe una interconexión entre las partes (niveles) que lo forman. Cada una de estas partes aporta una información emergente al nivel siguiente, que, a su vez, se basa en el nivel inferior para aportar una nueva información a su nivel superior, y así siguiendo, desde los átomos hasta el ecosistema.

3. Los principios de la biología

Los sistemas biológicos se basan en algunos principios comunes entre los distintos seres vivos. Todas las formas de vida están constituidas por células, y la funcionalidad de todas las células se basa en la misma bioquímica. Además, la información genética está escrita en el código genético, característica común entre todos los seres vivos. La presencia de estas constantes universales es uno de los principios de la biología: la universalidad.

UNIVERSALIDAD EVOLUCIÓN DIVERSIDAD Biología INTERACCIONES HOMEOSTASIS Figura 3. Los principios de la biología. La presencia de constantes universales (universalidad) sugiere que todos descendemos de un mismo antepasado común (evolución) y que, a través de la selección natural, se ha generado la diversidad biológica como consecuencia de la adaptación a un sistema en continua transformación (homeostasis) por parte de los diferentes organismos que se relacionan entre sí o con el entorno (interacciones). Elaboración propia. ul Universidad Europea @ Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados. 6Biología Tema 1. ¿ Qué es la biología?

Paralelamente con la universalidad se encuentra la evolución, ya que todos descendimos de un antepasado común, y esta última es, probablemente, el principio central de la biología. El principio de la selección natural, enunciado en la teoría de la evolución, propone un proceso que ha permitido la generación de diferentes formas de vida (diversidad) capaces de adaptarse a un sistema en continua transformación. La homeostasis es la propiedad que permite una adaptación dinámica a estas transformaciones, favoreciendo el mantenimiento de la funcionalidad de todos los sistemas de un organismo. La resiliencia es la capacidad de adaptación de un ser vivo frente a un agente perturbador o un estado o situación adversos; la capacidad para recuperar su estado inicial cuando ha cesado la perturbación a la que había estado sometido. Por último, las interacciones de los seres vivos con otros seres o con el entorno es otro principio fundamental de la biología (Figura 3).

4. La clasificación de la vida: la taxonomía y la filogenia

La extraordinaria diversidad biológica o biodiversidad de especies destacó de inmediato la necesidad de una clasificación adecuada y científica de los diferentes organismos. La taxonomía es la ciencia que se propone nombrarlos y clasificarlos. ¿Sabías que ...? El origen de esta rama de la biología se asocia al trabajo de Carlos Linneo, un botánico sueco que, en la primera mitad del 1700, se propuso poner orden en la biología. Investiga la vida de Linneo y su tiempo. Linneo agrupó los individuos que habitualmente se reproducían entre sí o que compartían características específicas en especies, y las diferentes especies que estaban relacionadas las organizó en géneros.

a CAROLI LINNEI, , DOCTORIS MEDICINA. SYSTEMA NATURA, REGNA TRIA NATURE Reino Animalia SYSTEMATICE PROPOSITA ... Filo Chordata CLASSES, ORDINES, GENERA, & SPECIES Clase Mammalia Orden Carnívora Familia Canidae THEODORUM F.F Género Canis HA A K. - COIN Especie Canis lupus .. ........... JOANNIS VILHELMI .. GROOT Linneo, 1758 Figura 4. Taxonomía. a) Cubierta de la primera edición del tratado de Carlos Linneo, Systema Naturae. Fuente: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Systema_naturae.jpg. b) La taxonomía del perro. Actualmente, en varios grupos taxonómicos es posible individuar los subgrupos, establecidos para garantizar la mejor y más eficiente clasificación de todos los seres vivos. Adaptado de https://pxhere.com/it/photo/713214. ue Universidad Europea @ Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados. 7 b