Introducción a la Biología

La biología, es aquella ciencia que estudia a los seres vivos. Ya sean estos animales, plantas o seres humanos. Principalmente, la biología, se preocupa de los procesos vitales de cada ser. Como su nacimiento, desarrollo, muerte y procreación. Por lo que estudia el ciclo completo de los mismos. Lo que le permite, una visión globalizada y más exacta, de cada uno de ellos. Por lo mismo, se pueden realizar estudios más acabados, como asimismo, paradigmas más perduraderos en el tiempo. La biología, en la actualidad, tiene como gran aliado, a la tecnología. Por medio de ella, sus estudios y análisis, son más acabados y completos. Ya que una gran cantidad de elementos, no pueden ser percibidos o captados, por medio de las capacidades intrínsecas del ser humano. Por lo que su campo de observación y experimentación, se amplía enormemente, al utilizar la tecnología.

La palabra como tal, proviene del griego, tanto de bios (vida) y logos (estudio). Por lo tanto, la palabra en si, lo dice todo. Estudio de la vida. Justamente lo que se señalaba anteriormente. Claro está, que la llegada de la modernidad, su sentido tomó una amplitud mayor, que la dada por los griegos. Que entre los cuales, se destacó Aristóteles, quien ya en su tiempo, trató de clasificar a los distintos seres vivos que habitaban en sus tierras. El concepto moderno, abarcó desde un principio, buena parte, de lo que hoy se estudia en biología. Su concepto fue acuñado a comienzos del siglo XVII. Y fueron los europeos, quienes la desarrollaron en aquellos inicios. Uno de los hombres más brillantes, el cual realizó un gran aporte a la biología, fue el francés Louis Pasteur, con sus estudios bacteriológicos. Ya que de ellos, se pudo generar diversa vacunas, contra las enfermedades que afectaban al hombre en aquel tiempo. Dentro de las cuales, se destaca la antirrábica. Vacunas que son base, de lo que hoy se ocupa, para contraatacar a los microorganismos que afectan nuestra salud.

En aquellos años, se establecieron dos tipos de reinos. El animal y el vegetal. Paradigma, que se mantuvo por muchos años, como la categorización más aceptada por los científicos. En la actualidad, aquel paradigma se ha derribado, ya que hoy en día, se consideran más de 20 reinos distintos. Lo que hoy se conoce, como los sistemas cladísticos.

Lo que se debe tener claro, es que la biología, se subdivide en diversas subcategorías de la misma. Esto ya que cada una, se ha ido especializando en distintos ámbitos. Por ejemplo, tenemos a la bioquímica, la biología molecular, la fisiología, la ecología, la biogenética, entre otras muchas disciplinas. Todas ellas, se vinculan por lo anteriormente señalado, que es la base del estudio de la biología. O sea, el nacimiento, desarrollo, muerte y reproducción de los seres. Este concepto básico de vida. Es el que entrelaza de una u otra manera, las distintas disciplinas de la biología. Por lo tanto, se puede decir, que todas las variantes de estudio de la biología, tienen en común, la evolución de la vida. Ya que todo ser vivo, ha ido evolucionando hasta lo que estoy. Situación que no resiste mayor análisis. Por lo mismo, es que es fundamental el estudio de la biología, para comprender lo que somos y cómo llegamos hasta éste nivel evolutivo.

Vida y Función.

Los estudios bioquímicos demostraron que la materia viviente esta compuesta por los mismos elementos que constituyen el mundo inorgánico, aunque con diferencias en su organización. En el mundo inanimado existe tendencia continua hacia el equilibrio termodinámico, en el curso de la cual se producen transformaciones contingentes entre la energía y la materia. En el cambio, en los organismos vivos existe un manifiesto, ordenamiento en las transformaciones químicas, de modo que las estructuras y las funciones biológicas no se alteran.

Sistema de Organización.

Átomo: Corpúsculo indivisible y con existencia independiente que forma con otros la molécula de los elementos químicos y es de diferente naturaleza en cada uno de estos. Un átomo es la unidad mas pequeña de un elemento químico (sustancia fundamental) que aun conserva las propiedades características de dicho elemento. Los átomos se combinan por medios químicos.

Estructura atómica

La teoría aceptada hoy es que el átomo se compone de un núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones, en conjunto conocidos como nucleón, alrededor del cual se encuentra una nube de electrones de carga negativa.

El núcleo atómico:

El núcleo del átomo se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser de dos clases:

Protones: Partícula de carga eléctrica positiva igual a una carga elemental, y 1,67262 × 10–27 kg y una masa 1837 veces mayor que la del electrón

Neutrones: Partículas carentes de carga eléctrica y una masa un poco mayor que la del protón (1,67493 × 10–27 kg)

El núcleo más sencillo es el del hidrógeno, formado únicamente por un protón. El núcleo del siguiente elemento en la tabla periódica, el helio, se encuentra formado por dos protones y dos neutrones. La cantidad de protones contenidas en el núcleo del átomo se conoce como número atómico, el cual se representa por la letra Z y se escribe en la parte inferior izquierda del símbolo químico. Es el que distingue a un elemento químico de otro. Según lo descrito anteriormente, el número atómico del hidrógeno es 1 (1H), y el del helio, 2 (2He).

La cantidad total de nucleones que contiene un átomo se conoce como número másico, representado por la letra A y escrito en la parte superior izquierda del símbolo químico. Para los ejemplos dados anteriormente, el número másico del hidrógeno es 1(1H), y el del helio, 4(4He).

Debido a que los protones tienen cargas positivas se deberían repeler entre sí, sin embargo, el núcleo del átomo mantiene su cohesión debido a la existencia de otra fuerza de mayor magnitud, aunque de menor alcance conocida como la interacción nuclear fuerte.

Interacciones Eléctricas entre Protones y Electrones

Antes del experimento de Rutherford la comunidad científica aceptaba el modelo atómico de Thomson, situación que varió después de la experiencia de Rutherford. Los modelos posteriores se basan en una estructura de los átomos con una masa central cargada positivamente rodeada de una nube de carga negativa.3

Este tipo de estructura del átomo llevó a Rutherford a proponer su modelo en que los electrones se moverían alrededor del núcleo en órbitas. Este modelo tiene una dificultad proveniente del hecho de que una partícula cargada acelerada, como sería necesario para mantenerse en órbita, radiaria radiación electromagnética, perdiendo energía. Las leyes de Newton, junto con la ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo aplicadas al átomo de Rutherford llevan a que en un tiempo del orden de 10-10 s, toda la energía del átomo se habría radiado, con la consiguiente caída de los electrones sobre el núcleo.4

Nube Electrónica

Alrededor del núcleo se encuentran los electrones que son partículas elementales de carga negativa igual a una carga elemental y con una masa de 9,10 × 10–31 kg

La cantidad de electrones de un átomo en su estado basal es igual a la cantidad de protones que contiene en el núcleo, es decir, al número atómico, por lo que un átomo en estas condiciones tiene una carga eléctrica neta igual a 0.

A diferencia de los nucleones, un átomo puede perder o adquirir algunos de sus electrones sin modificar su identidad química, transformándose en un ion, una partícula con carga neta diferente de cero.

El concepto de que los electrones se encuentran en órbitas satelitales alrededor del núcleo se ha abandonado en favor de la concepción de una nube de electrones deslocalizados o difusos en el espacio, el cual representa mejor el comportamiento de los electrones descrito por la mecánica cuántica únicamente como funciones de densidad de probabilidad de encontrar un electrón en una región finita de espacio alrededor del núcleo.

Dimensiones Atómicas

La mayor parte de la masa de un átomo se concentra en el núcleo, formado por los protones y los neutrones, ambos conocidos como nucleones, los cuales son 1836 y 1838 veces más pesados que el electrón respectivamente.

El tamaño o volumen exacto de un átomo es difícil de calcular, ya que las nubes de electrones no cuentan con bordes definidos, pero puede estimarse razonablemente en 1,0586 × 10–10 m, el doble del radio de Bohr para el átomo de hidrógeno. Si esto se compara con el tamaño de un protón, que es la única partícula que compone el núcleo del hidrógeno, que es aproximadamente 1 × 10–15 se ve que el núcleo de un átomo es cerca de 100.000 veces menor que el átomo mismo, y sin embargo, concentra prácticamente el 100% de su masa.

Molécula: En los fluidos, cada una de las partículas que se mueven con independencia de los restantes, y en los sólidos, agrupación de átomos ligados entre si mas fuertemente que el resto de la masa. En la mayoría de los organismos pluricelulares, las células se agrupan para formar tejidos como el tejido muscular y el nervioso. Los tejidos a su vez están organizados en estructuras funcionales llamados órganos, como el corazón y el estómago.

Célula: La célula es la unidad mas pequeña que es capaz de realizar todas las funciones vitales características de un ser vivo. Todos los seres vivos, por grandes que sean están formados por millones de pequeñas células, cada una de ellas con vida propia. Todas las células consta de tres elementos fundamentales: la membrana plasmática, el citoplasma y el núcleo y se clasifican en dos vegetal y animal. Elemento anatómico microscópico y constituyente de los animales y vegetales.

Tejido: Cada uno de los diversos agregado de elementos anatómicos que forman las partes sólidas de los cuerpos organizados. Los tejidos se clasifican en tejidos animales y vegetales

En los tejidos vegetales encontramos que mientras que la célula de los vegetales inferiores no se organiza más que de una manera muy sencilla, las de los vegetales se agrupan formando diversos tejidos, especializados cada una de ellas en alguna función concreta.

Órgano: cualquiera de las partes del cuerpo animal o vegetal que ejercen una función. Son piezas o partes de organismo formado por los tejidos. En los vegetales son: raíz, tollo, hoja, flores y frutos.

Organismos: Conjuntos de órganos del cuerpo animal o vegetal y leyes por el que se rige, ser vivo.

Sistema: son las formas que los órganos se agrupan para realizar las distintas funciones. Conjunto de órganos que intervienen en algunas de las principales vegetativas y animales (sistema nervioso).

Unidades de medidas.

Las unidades de medidas pueden ser:

De masa, peso, kilogramo, litro, capacidad y volumen ejemplos:

*Unidades de gramo:

Decigramo (dg)

Centigramo (cg)

Miligramo (mg)

*Unidades de litros:

Decalitro (dl)

Centilitros (cl)

Militro (ml)

Niveles de Organización

Una de las características más sorprendentes de la vida es la organización como demuestran la compleja estructura de la biomoléculas, orgánulos celulares, células, tejidos y organismos.

Mantener esta organización exige el aporte constante de energía y materia, a fin de reponer el desgaste sufrido y la función continua y coordinada de mecanismos de auto regulación. La organización de la vida se efectúa a distintos niveles, cada uno de mayor complejidad que el anterior y con sus propias leyes emergentes: Manómetros, biomoléculas, genes, orgánulos, células, tejidos, organismos, poblaciones y biosfera

Autor:

Griselda Ferreira

Enviado por:

Martin Mendoza