BIOLOGIA I

1.   Introducción a la Biología.

La palabra biología se deriva de dos vocablos griegos: bios que significa vida y logo, estudio o tratado por tanto, biología es la ciencia que estudia los seres vivos.

Definir qué es vida no sólo resulta difícil sino innecesario para la ciencia, cuando ésta se enfoca más al estudio del origen y evolución de los seres vivos que a la búsqueda de una definición abstracta de la vida.

Dos ideas sobre la vida han persistido desde el inicio del desarrollo de esta ciencia: la mecanicista o materialista, que cree que la vida es la manifestación de la organización de la materia; y la vitalista o finalista que, contrariamente al mecanicismo, sostiene que la vida no es solamente la interrelación molecular de la materia viva, sino que existe un principio vital que va más allá de los procesos físicos y químicos.

Estados dos maneras de interpretar la vida se remontan a los filosofos griegos Demócrito (460-370 a.C.) imaginó que la materia con la que está formado todo el universo estaba compuesta por diminutas partículas a las que él llamó átomos (que en griego significa indivisibles) y, por lo mismo, supuso que las características vitales se producían de la manifestación del tipo de átomos contenidos en el organismo. En cambio Aristóteles 8384-322 a.C), aunque sostenía que los seres vivos estaban formados por los mismos elementos que componen las sustancias inorgánicas, creía que la vida era el resultado de la interacción entre la materia que la forma y la fuerza de un principio vital (entelequia) sobrenatural, que daba vida a las cosas.

La controversia entre mecanicistas y vitalistas ha perdurado, aunque en las últimas décadas en menor importancia, ya que las investigaciones, en vez de una definición, han reunido información respecto de las características que comparten los seres vivos.

1. Niveles de organización de la materia en Biología.

Se ha identificado con este nombre a la secuencia de complejidad en que se ha estudiado la materia viva, desde las partículas subatómicas hasta la biosfera.

Al combinarse en forma específica, los átomos forman moléculas; por ejemplo, la molécula del agua resulta de la unión de 2 átomos de hidrógeno más 1 de oxígeno. En el nivel de átomos el hidrógeno y el oxígeno son gases; al unirse y formar la molécula de agua en el siguiente nivel se convierten en líquido, con propiedades diferentes a su nivel anterior. Los átomos y las moléculas se incluyen en el nivel químico.

La propiedad de la vida aparece con el nivel de organización de la célula, unidad básica de los seres vivos, donde se encuentran los genes que regulan su actividad. En los organismos pluricelulares las células diferenciadas se especializan y forman tejidos, con capacidad de realizar funciones específicas. Los tejidos agrupan y dan lugar a órganos, por ejemplo, boca, lengua, esófago, estómago e intestinos. Varios órganos, que unidos realizan una función, forman aparatos o sistemas. Todos los aparatos y sistemas que funcionan coordinadamente forman al individuo pluricelular o multicelular.

1.1.2. Metodología en el estudio de la Biología.

El método experimental (que es una modalidad del método científico) es la serie ordenada de operaciones que el hombre de ciencia realiza ante un problema, cuestionado por algún fenómeno natural y que con base en experiencias adquiridas le conducen al logro de nuevos conocimientos o a consolidar los ya obtenidos.

En su obra, Didáctica de las ciencias naturales, Graciela Merino M. señala que el sujeto cognoscente que ante el fenómeno biológico se plantea las interrogantes, formula su hipótesis, diseña su experimento para confirmar la veracidad o el rechazo de su hipótesis y con sus conclusiones enriquece la teoría científica, es el hombre de ciencia. En cambio, cuando el método experimental se emplea como procedimiento didáctico el sujeto cognoscente es el alumno, quien con el incentivo de las interrogantes planteadas ante el problema biológico, formula su hipótesis, diseña su experimento y lo lleva a cabo, para obtener conclusiones que lo conducen a redescubrir la verdad científica, la cual enriquecerá su marco teórico.

En el diagrama del método experimental como procedimiento didáctico, se señalan los principales pasos a seguir para redescubrir la verdad del contexto teórico de las ciencias de la vida, los que a continuación se explican:

Observación. Es ver detenidamente todas las características de lo que ha despertado nuestro interés, empleando los órganos de nuestros sentidos e instrumentos como lupas, microscopios, balanzas, reglas, etc., y reuniendo toda la información obtenida sobre los diferentes rasgos que presenta el fenómeno. Este paso se conserva permanentemente durante todo el proceso.

Planteamiento del problema. Consiste en formular preguntas sobre lo observado, analizar toda la información obtenida, comparando semejanzas y diferencias con casos ya conocidos para precisar el problema que adquiere el rango de objetivo central. Este paso se encuentra estrechamente relacionado con la observación, ya que ésta podrá tener sus mejores frutos cuando le sigue una buena calidad de análisis consecuencia del cúmulo de información que se reúna sobre el objeto de estudio.

Formulación de la hipótesis. La hipótesis es la explicación tentativa o suposición con base en conocimientos adquiridos de la causa del fenómeno; puede surgir en respuesta a la pregunta o preguntas formuladas al plantearnos el problema, porque pretende dar una explicación de lo que se estudia y que pudiera ser verificado. A través de la hipótesis se llegan a entender las posibles relaciones entre los diferentes aspectos observados; la hipótesis jamás podrá ser una conclusión, ya que debe someterse a las rigurosas pruebas críticas de un proceso experimental.

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Diseño del experimento. Es el plan de actividades que nos proponemos realizar para comprobar nuestra hipótesis. En él incluimos los objetivos del experimento, los antecedentes de conocimiento, una investigación bibliográfica previa sobre el caso, la relación del material y equipo que se va a emplear, el procedimiento experimental y, al final, los resultados y conclusiones que se obtengan.

Experimentación. Consiste en crear las condiciones especiales que hagan posible la repetición del fenómeno en estudio controlando las variables involucradas en el proceso. Esto llevará a confirmar o rechazar la hipótesis planteada y propiciará nuevas incógnitas que conducirán a que se repita todo el proceso para lograr la adquisición de conocimientos novedosos o la confirmación de los ya existentes.

Confirmación o rechazo de la hipótesis. Cuando los resultados obtenidos confirman la veracidad de la hipótesis y son aplicables a fenómenos similares, se dice que hay una generalización; y si el sujeto cognoscente es un hombre de ciencia tendrá la posibilidad de formular leyes. Cuando el método experimental es utilizado como procedimiento didáctico y el sujeto que lo emplea es el alumno, las conclusiones obtenidas son conocimientos significativos que pasarán a formar parte de su marco teórico y podrán despertar su interés por nuevos planteamientos que serán objeto de proceso de investigación.

Si la experimentación demuestra que la hipótesis es falsa, ésta se elimina o se modifica; pero aún los errores son conocimientos que se incorporan al marco teórico, generando el interés del investigador por buscar nuevas alternativas de solución con una menos probabilidad de error.

1. Seres vivos.

Los seres vivos presentan características que les son comunes como las siguientes:

1.2.1. Organización estructural.

La materia sin vida como las rocas, es simple en la ‘organización de sus componentes, aunque contenga diversos minerales y muestre cierta complejidad en su composición, la organización de sus componentes es simple a diferencia de cualquier ser vivo que, además de poseer una estructura compleja, se encuentra organizada. La estructura básica de los seres vivos es la célula, algunos se componen de una sola célula como las  bacterias y los protozoarios, y otros son multicelulares o pluricelulares, como las plantas y los animales. La célula está delimitada por una membrana y en su interior se encuentran los organelos, que al funcionar organizadamente, regidos por la información de los genes, conservan la vida de la célula. En los multicelulares las células similares constituyen tejidos y realizan funciones específicas. por ejemplo, las células nerviosas forman el tejido nervioso. Algunos tejidos se agrupan formando órganos, que pueden tener una o varias funciones, tal es el caso de los tejidos nerviosos que forman el cerebro, el órgano más voluminoso y complejo del encéfalo. Los órganos se unen para dar lugar a sistemas: la médula espinal, el bulbo raquídeo, el cerebelo y el cerebro forman el sistema nervioso central, que se encarga de recibir la información sensorial de todo el cuerpo y a través de diversas interconexiones emite las respuestas apropiadas.

1.2.2. Metabolismo.

Los seres vivos toman de su medio externo materia y energía en forma de alimento, en las células esta energía nutritiva sufre una serie de transformaciones, proceso llamado metabolismo, con la participación de sustancias orgánicas específicas que reciben el nombre de enzimas. Por medio del metabolismo las células degradan y sintetizan moléculas, transportan y almacenar diversos compuestos, reparan las estructuras del mismo material vivo y eliminan las sustancias que ya no son aprovechables, lo que permite mantener la vida del organismo, su crecimiento y desarrollo. Otra característica que diferencia a los objetos de los seres vivos es su incapacidad de reparar por mecanismos propios los desgastes que experimenta el material de su estructura, como lo hace la materia viva.

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