Niveles de organización de la materia viva

En la materia viva existen varios grados de complejidad, denominados niveles de organización. Dentro de los mismos se pueden diferenciar niveles abióticos (materia no viva) y niveles bióticos (materia viva, es decir con las tres funciones propias de los seres vivos). Los diferentes niveles serían:

Nivel subatómico: son las partículas subatómicas que forman cada átomo (electrones, protones y neutrones).

Nivel atómico: Constituido por los átomos que forman los seres vivos, a los que denominamos bioelementos. En realidad el 70% de los elementos quimicos se encuontran en la materia orgánica. Estos bioelementos los podemos agrupar en tres categorías:

• Bioelementos primarios: función estructural
• Bioelementos secundarios: función estructural y catalítica
• Oligoelementos: función catalítica

Nivel molecular: Las moléculas, formadas por agrupaciones de dos o más átomos. Las moléculas orgánicas, las que se encuentran en los seres vivos se llaman biomoléculas, como pasaba con los átomos. Estos biomoléculas se clasifican en dos categorías, inorgánicos (agua, sales minerales, iones, gases) y orgánicos (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).

También se encuentran en este nivel las macromoléculas y los virus. Las macromoléculas son la unión de varias o muchas moléculas simples y los virus son complejos formados por proteínas y ácidos nucleicos.

Nivel celular: Formado por las células. Las células son la unidad estructural, funcional y genética de todo ser vivo. Es el primero de los niveles de organización bióticos. Esta constituida por miles de macromoléculas, muchas de las cuales forman estructuras llamadas orgánulos dentro de las células.

Nivel pluricelular: Integrado por aquellos seres formados por más de una célula. Algunas agrupaciones de células se diferencian y especializan en distintas funciones. Hay distintos niveles de complejidad: tejidos, órganos, sistemas y aparatos.

Mientras los tejidos son conjuntos de células de origen y forma parecida que realizan las mismas funciones, los órganos son un conjunto de tejidos diferentes que realizan actos concretos.

Los sistemas son conjuntos de órganos parecidos, al estar constituidos por los mismos tejidos, pero que realizan actos completamente independientes. Los aparatos (Ej. aparato digestivo), formados por órganos que pueden ser muy diferentes entre sí (Ej. dientes, lengua, estómago, etc…), realizan actos coordinados para constituir lo que se llama una función biológica (Ej. nutrición).

Nivel de población: Los sistemas y aparatos forman los individuos. Los individuos de la misma especie se agrupan en poblaciones.

Nivel de ecosistema: las poblaciones se relacionan con otras poblaciones y con el medio no orgánico (biotopo). Esta asociación configura el llamado ECOSISTEMA. Los ecosistemas son tan grande o tan pequeño como queramos, por ejemplo, el gran ecosistema terrestre lo forman la biosfera (biocenosis) y el planeta Tierra (biotopo), pero también se considera un ecosistema una caja de petri.

A continuación, una imagen que muestra todos los niveles de organización:

EL ORIGEN DE LA VIDA

El Origen de la Vida

Reflexiona: El universo, nuestra galaxia (la Vía Láctea), el Sistema Solar y el planeta Tierra no han existido indefinidamente ni siempre han sido iguales. Todos los astros que forman el Universo están compuestos por los mismos elementos y son el resultado de la acción de las mismas fuerzas físicas.

Hace mucho tiempo (4 600 millones de años)... en el espacio... había una estrella de Hidrógeno gigante: muchísimo más grande que el planeta Tierra.

Un día esa estrella explotó y salieron disparadas masas enormes de rocas calientes... luego estas rocas empezaron a enfriarse: así se formaron los planetas (hace 4 000 millones de años).

Uno de estos planetas era la Tierra.

El hidrógeno, el elemento más simple del Sistema Periódico, es el componente predominante en el Universo y, sin duda, debió de ser el único componente del Universo primitivo. Todos los otros elementos como el helio, el carbono que forma las moléculas orgánicas, el oxígeno esencial para respirar, el calcio que forma los huesos, el hierro, etc., se forman en las estrellas a partir del hidrógeno mediante reacciones de fusión nuclear.

Al enfriarse el planeta Tierra se formó la atmósfera.

Los primeros seres vivos

Al enfriarse el planeta Tierra se formó la atmósfera. En aquel entonces había muchas tormentas, rayos y truenos. Una de estas tormentas hizo que se juntaran ciertas sustancias químicas que había en las aguas de los océanos. Así se formaron las primeras células (hace 3 500 millones de años). En otras palabras de la materia inerte (o materia inorgánica) surgió la materia viva (o materia orgánica).

Experimento: Creando materia orgánica de la materia inorgánica.
En 1953 el científico estadounidense Stanley L. Miller dio un paso que lo llevó a la posteridad. En un matraz (recipiente cerrado) introdujouna mezcla de agua, amoníaco, metano e hidrógeno (compuesto que se cree debió abundar en la atmósfera de la Tierra primitiva), calentó esa mezcla y la sometió a descargas eléctricas. Como consecuencia de las reacciones que se produjeron se formó una mezcla de ácidos orgánicos (como la glicina y la alanina componentes de las proteínas de los organismos).


Estas células eran los primeros seres vivos por que podían moverse, alimentarse, crecer, respirar y reproducirse. Estas serían las principales características de todos los seres vivos.
Luego estas células formaron algas ¿por qué son importantes las algas?
Por que las algas son capaces de producir su propio alimento(mediante un proceso llamado fotosíntesis) y además las algas liberaron abundante oxígeno a la atmósfera. Entonces el aire recién se volvió respirable (hace 200 millones de años)

Gracias a la atmósfera rica en oxigeno es que pudieron desarrollarse después las plantas y los animales por todos los rincones del planeta.

Las especies del reino plantae

De las algas acuáticas surgieron las algas terrestres y luego losmusgos y los helechos (todas estas plantas no tenían semillas). Luego aparecieron las plantas con semillas. Primero las gimnospermas que tienen semillas pero no tienen flores.

Y luego las angiospermas que tienen semillas y también flores y frutos.

Las especies del reino animalia

De los peces evolucionaron los batracios (o anfibios). Luego aparecieron los reptiles. De los reptiles se originan dos ramas: lasaves y los mamíferos. Los seres humanos somos los mamíferos más evolucionados que existen.

LA MATERIA

La materia y sus propiedades Proyecto Salón Hogar La química actúa sobre la materia, que es todo aquello que nos rodea, ocupa un lugar y un espacio en el universo, y que somos capaces de identificar y conocer. La materia presenta dos tipos de propiedades: propiedades extensivas y propiedades intensivas. Glosario  Punto de ebullición: temperatura a la cual una sustancia pasa del estado líquido al gaseoso.  Calor específico: cantidad de calor requerida para elevar la temperatura de un gramo de una sustancia en un grado centígrado (1ºC).  Punto de fusión: temperatura a la cual una sustancia pasa del estado sólido al líquido.  Molécula: es una agrupación estable de átomos, unidos por un tipo de enlace químico llamado enlace covalente. Las propiedades extensivas se relacionan con la estructura química externa; es decir, aquellas que podemos medir con mayor facilidad y que dependen de la cantidad y forma de la materia. Por ejemplo: peso, volumen, longitud, energía potencial, calor, etcétera. Las propiedades intensivas, en cambio, tienen que ver más con la estructura química interna de la materia, como latemperatura, punto de fusión, punto de ebullición,calor específico o concentración (ver glosario para estos tres últimos términos), índice de refracción, entre otros aspectos. Las propiedades intensivas pueden servir para identificar y caracterizar una sustancia pura, es decir, aquella que está compuesta por un solo tipo de molécula (ver glosario), como, por ejemplo, el agua, que está formada solo por moléculas de agua (H2O), o el azúcar, que solo la conforman moléculas de sacarosa (C12H22O11). Sólido, líquido y gaseoso La materia normalmente presenta tres estados o formas: sólida, líquida o gaseosa. Sin embargo, existe un cuarto estado, denominado estado plasma, el cual corresponde a un conjunto de partículas gaseosas eléctricamente cargadas (iones), con cantidades aproximadamente iguales de iones positivos y negativos, es decir, globalmente neutro. El estado sólido se caracteriza por su resistencia a cualquier cambio de forma, lo que se debe a la fuerte atracción que hay entre las moléculas que lo constituyen; es decir, las moléculas están muy cerca unas de otras. En el estado líquido, las moléculas pueden moverse libremente unas respecto de otras, ya que están un poco alejadas entre ellas. Los líquidos, sin embargo, todavía presentan una atracción molecular suficientemente firme como para resistirse a las fuerzas que tienden a cambiar su volumen. En cambio, en el estado gaseoso, las moléculas están muy dispersas y se mueven libremente, sin ofrecer ninguna oposición a las modificaciones en su forma y muy poca a los cambios de volumen. Como resultado, un gas que no está encerrado tiende a difundirse indefinidamente, aumentando su volumen y disminuyendo su densidad. La mayoría de las sustancias son sólidas a temperaturas bajas, líquidas a temperaturas medias y gaseosas a temperaturas altas; pero los estados no siempre están claramente diferenciados. Puede ocurrir que se produzca una coexistencia de fases cuando una materia está cambiando de estado; es decir, en un momento determinado se pueden apreciar dos estados al mismo tiempo. Por ejemplo, cuando cierta cantidad de agua llega a los 100ºC (en estado líquido) se evapora, es decir, alcanza el estado gaseoso; pero aquellas moléculas que todavía están bajo los 1001C, se mantienen en estado líquido. Cambios físicos y químicos de la materia Aunque al mirar a nuestro alrededor podemos apreciar distintos estados de la materia (por ejemplo, una silla es materia en estado sólido, la leche un líquido y el humo de las fábricas es gaseoso), en la naturaleza ocurren infinitos cambios a cada instante. Si tomamos, por ejemplo, un vaso con agua (estado líquido), observaremos que el agua ocupa el espacio interno del vaso. Luego, si colocamos en un recipiente el agua contenida en el vaso y la calentamos, veremos que en cierto momento comienzan a observarse burbujas en la superficie, y el agua en estado líquido pasa a ser vapor de agua (estado gaseoso). Este evento, que es común observar en nuestra vida diaria, corresponde a un cambio de estado de la materia. El agua, tanto en estado líquido como en estado gaseoso, presenta la misma composición química (H2O). Los cambios de estado de cualquier material en los que su composición química permanece invariable se denominan cambios físicos. Ahora, si tenemos agua mezclada con azúcar (agua azucarada) y la calentamos hasta evaporar toda el agua posible, en el recipiente queda el azúcar; es decir, se obtienen los materiales iniciales: agua (ahora en forma de vapor) y azúcar. Así, cuando mezclamos dos materiales y podemos separarlos por procedimientos físicos, entonces el cambio ocurrido también es un cambio físico. Otros tipos de cambios físicos pueden ser patear una pelota o romper una hoja de papel. En todos los casos podría cambiar la forma, como cuando cortas el papel, pero la sustancia se mantiene, es decir, el papel sigue estando ahí. Pero existe otro tipo de cambio que sí modifica la estructura química de uno o más materiales. Es el que se conoce como cambio químico. Este sucede cuando el material experimenta una transformación en su estructura química, como consecuencia de su interacción o relación con la estructura química de otro material, transformándose ambas estructuras. Esto da como resultado la formación de un nuevo material con características diferentes a las iniciales; es decir, ocurrió unareacción química. Glosario  Oxidación: reacción química en la cual el oxígeno participa como reactante e interactúa molecularmente con otra sustancia dando como resultado un producto oxidado. En el experimento de la manzana se puede apreciar un cambio químico, ya que sus constituyentes externos reaccionaron con el oxígeno del aire y se produjo un oscurecimiento por la reacción de oxidación (ver glosario) o envejecimiento. Su estructura interna cambió y ya no es posible recuperarla por medios físicos, por ejemplo, cortar la parte oxidada, ya que solo se obtendría un tejido vegetal nuevo. Las frutas, como las manzanas, pueden conservarse por refrigeración, que hace más lento el proceso de oxidación, o cubriéndolas, para que el oxígeno no actúe sobre la fruta. En el experimento, como habrás podido apreciar, el trozo de manzana cubierto con el plástico no se oscureció. Tampoco la parte de la manzana impregnada con jugo de limón se alteró. Es más, seguirá en buen estado, ya que el jugo de limón contiene vitamina C (ácido ascórbico), la cual actúa como antioxidante; es decir, evita que el oxígeno reaccione con la manzana y retarda el envejecimiento. El tercer trozo, al estar sin jugo de limón y sin plástico (es decir, al estar expuesto al oxígeno del aire) se oscureció, evidenciando una reacción de oxidación, la misma que corresponde a un cambio de estado de tipo químico. En la naturaleza, la mayoría de las alteraciones que se producen son cambios químicos, como la combustión, la pudrición, la fermentación, la digestión de los alimentos, etcétera. Sin embargo, también existen otros tipos de transformaciones químicas, como cuando se quema basura, o uno fundamental, que es la respiración, donde hay una reacción química. Así como la manzana, otras frutas experimentan las mismas modificaciones, como, por ejemplo, el plátano y la palta. Tú mismo puedes repetir el experimento usando otras frutas o verduras, haciendo comparaciones y verificando lo que sucede. Incluso puedes invitar a tus amigos para que cada uno elija una fruta o verdura y después comparen y discutan los resultados de cada uno. Así, aplicarás también el método científico (observación, problema, hipótesis y experimentación). Mezclando sustancias Proyecto Salón Hogar Ya sabes que todo lo que existe en el universo está compuesto por materia. Esta, a su vez, se clasifica en mezclas y sustancias puras. Las sustancias puras comprenden un solo compuesto, y las mezclas son combinaciones de sustancias puras en proporciones variables o diferentes; por ejemplo, una mezcla de arena y sal. Los compuestos están conformados por los elementos (como, por ejemplo, el hidrógeno y el oxígeno, que forman el agua), los cuales existen en los compuestos en una proporción definida, es decir, en cantidades suficientes que permiten que dichos elementos se mantengan siempre estables y que también impiden su separación por métodos físicos. Por ejemplo, si se hace reaccionar sodio (Na) con cloro (Cl2) se obtendrá Na1Cl1 exclusivamente y no sustancias tales como Na0.5Cl2.3 o mezclas raras. Las mezclas se clasifican en homogéneas (soluciones) y en heterogéneas. En una mezcla homogénea no hay distinción de fases, es decir, de una porción de la sustancia pura. Es el caso, por ejemplo, del agua con alcohol, el agua azucarada o el agua con café, donde se observa una sola fase: la líquida. Además, en este tipo de mezcla los componentes se unen hasta el nivel molecular, de manera que no es posible distinguirlos. Por ejemplo: oxígeno en agua o sal en agua. También existen las soluciones sólidas (mezcla de metales), llamadas aleaciones. En las soluciones hay dos sustancias involucradas: una que disuelve, solvente, y otra que sedisuelve, el soluto. Cuando mezclamos agua (solvente) con azúcar, tenemos que cada molécula de azúcar (soluto) queda rodeada por varias moléculas de agua. Lo mismo sucede en otras soluciones. Por esta razón, una vez que han sido mezclados no podemos diferenciar a simple vista el soluto del solvente. En cambio, en una mezcla heterogénea pueden distinguirse con facilidad las diferentes fases que forman la mezcla. Por ejemplo, el agua con arena. Aquí se forman dos fases: una fase sólida, conformada por la arena, y otra fase líquida, constituida por el agua. Otros ejemplos son el agua con aceite, sal y arena, entre otros. Las mezclas pueden separarse en sus componentes por procesos físicos, mientras que los compuestos se separan en sus constituyentes por procesos químicos. En cualquier caso, la mezcla de materiales es un proceso que utilizamos a diario, tanto en la cocina (al mezclar los ingredientes de una torta) como en las industrias altamente tecnificadas (como la farmacéutica). En la naturaleza también encontramos mezclas, como la sangre, la orina y el aire. Oxígeno para la química Antonio Lavoisier Al químico francés Antonio Lavoisier (1743-1794) se atribuye el descubrimiento del oxígeno, al comprobar que el aire está compuesto por este elemento y el nitrógeno. Lavoisier, considerado uno de los fundadores de la química moderna, sostuvo que, para que se realice la respiración, no solo es necesaria la combustión de compuestos carbonados (como los azúcares), sino que se requieren otros elementos, descubriendo así que los seres vivos utilizan el oxígeno del aire para la combustión de los alimentos. También estableció la ley de la conservación de la materia y realizó importantes trabajos sobre la nomenclatura química. Fue guillotinado durante la Revolución Francesa por pertenecer a la nobleza.

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).

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 par 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.

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.; yRobert Hooke (1635-1703), que introdujo el término célula.

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 (1769-1832), 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 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.
• 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, ete.

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 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 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.

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 yhumana, 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.