Biologia
De Viquip??dia
 |
Articles relacionats amb Biologia |
 |
 |
 |
 |
La biologia (del grec ???????????? bios, vida, y ?????????????? logos, estudi) ??s una de les ci??ncies naturals que t?? com a objecte d'estudi la mat??ria viva i m??s espec??ficament el seu origen i evoluci??; aix?? com de les seues propietats (g??nesi, nutrici??, morfog??nesi, reproducci??, patog??nia, etc.). La biologia s'ocupa tant de la descripci?? de les caracter??stiques i els comportaments dels organismes individuals, com de les esp??cies en el seu conjunt, aix?? com de la reproducci?? dels sers vius i de les interaccions entre ells i l'entorn. En altres paraules, es preocupa de l'estructura i la din??mica funcional comuna a tots els sers vius a fi d'establir les lleis generals que regeixen la vida org??nica i els principis explicatius fonamentals d'aquesta.
La paraula biologia en el seu sentit modern pareix haver sigut introdu??da independentment per Gottfried Reinhold Treviranus (Biologie oder Philosophie der lebenden Natur, 1802) i per Jean-Baptiste Lamarck (Hydrog??ologie, 1802). Generalment es diu que el terme va ser encunyat en 1800 per Karl Friedrich Burdach, encara que es menciona en el t??tol del tercer volum de Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia, phytologia generalis et dendrologia, per Michael Christoph Hanov publicat en 1766.
La biologia compr??n un ampli espectre de camps d'estudi que sovint es tracten com a disciplines independents. Juntes, estudien la vida en un ampli camp d'escales. La vida s'estudia a escala at??mica i molecular en la biologia molecular, en la bioqu??mica i en la gen??tica molecular. Des del punt de vista cel??lular, s'estudia en la biologia cel??lular, i a escala multicel??lular, s'estudia en la fisiologia, l'anatomia i la histologia. La biologia del desenvolupament estudia el desenvolupament o la ontog??nia d'un organisme individual.
Ampliant el camp a m??s d'un organisme, la gen??tica tracta el funcionament de l'her??ncia dels pares a la seua descend??ncia. L'etologia tracta el comportament dels grups, a???? ??s, de m??s d'un individu. La gen??tica de poblacions observa una poblaci?? sencera i la sistem??tica tracta els llinatges entre esp??cies. Les poblacions interdependents i els seus h??bitats s'examinen en l'ecologia i la biologia evolutiva. Un nou camp d'estudi ??s l'astrobiologia (o xenobiologia), que estudia la possibilitat de la vida m??s enll?? de la Terra.
Les classificacions dels sers vius s??n molt nombroses, es proposen, des de la tradicional divisi?? en dos regnes establida per Linneo en el segle XVII, entre animals i plantes, fins a les propostes actuals dels sistemes clad??stics amb tres dominis que comprenen m??s de 20 regnes.
Taula de continguts |
[edita] Branques de la Biologia
- Biologia humana
- Biologia marina
- Bioqu??mica
- Bot??nica
- Ecologia
- Ecologia forestal
- Ecologia oce??nica
- Ecologia te??rica
- Limnologia
- Fisiologia
- Fisiologia animal
- Fisiologia vegetal
- Gen??tica
- Histologia
- Micologia
- Microbiologia
- Zoologia
[edita] Hist??ria de la biologia
[edita] Principis de la biologia
A difer??ncia de la f??sica, la biologia no sol descriure sistemes biol??gics en termes d'objectes que obeeixen lleis f??siques immutables descrites per les matem??tiques. No obstant, la biologia es caracteritza per seguir alguns principis i conceptes de gran import??ncia, entre els que s'inclouen: la universalitat, l'evoluci??, la diversitat, la continu??tat, l'home??stasi i les interaccions.
[edita] Universalitat: bioqu??mica, c??l??lules i el codi gen??tic
Hi ha moltes constants universals i processos comuns que s??n fonamentals per a con??ixer les formes de vida. Per exemple, totes les formes de vida estan compostes per c??l??lules, que estan basades en una bioqu??mica com??, que ??s la qu??mica dels sers vius. Tots els organismes perpetuen els seus car??cters hereditaris mitjan??ant el material gen??tic, que est?? basat en el ??cid nucleic ADN, que empra un codi gen??tic universal. En la biologia del desenvolupament, la caracter??stica de la universalitat tamb?? est?? present: per exemple, el desenvolupament primerenc de l'embri?? segueix uns passos b??sics que s??n molt semblants en molts organismes metazous.
[edita] Evoluci??: el principi central de la biologia
Un dels conceptes centrals de la biologia ??s que tota vida descendeix d'un origen com?? que ha seguit el proc??s de l'evoluci??. De fet, aquesta ??s una de les raons per la qual els organismes biol??gics exhibeixen una semblan??a tan cridanera en les unitats i processos que s'han discutit en la secci?? anterior. Charles Darwin va establir la credibilitat de la teoria de l'evoluci?? en articular el concepte de selecci?? natural (a Alfred Russell Wallace se'l sol recon??ixer com co-descobridor d'aquest concepte). Amb l'anomenada s??ntesi moderna de la teoria evolutiva, la deriva gen??tica va ser acceptada com un altre mecanisme fonamental implicat en el proc??s.
S'anomena filog??nia a l'estudi de la hist??ria evolutiva i les relacions geneal??giques de les estirps. Les comparacions de seq????ncies de ADN i de prote??nes, facilitades pel desenvolupament t??cnic de la biologia molecular i de la gen??mica, junt amb l'estudi comparatiu de f??ssils o altres restes paleontol??giques, generen la informaci?? precisa per a l'an??lisi filogen??tica. L'esfor?? dels bi??legs per abordar cient??ficament la comprensi?? i la classificaci?? de la diversitat de la vida, han donat lloc al desenvolupament de diverses escoles en compet??ncia, com la fen??tica, que pot considerar-se superada, o la clad??stica. No es discuteix que el desenvolupament molt recent de la capacitat de desxifrar sobre bases s??lides la filog??nia de les esp??cies, est?? catalitzant una nova fase de gran productivitat en el desenvolupament de la biologia.
[edita] Diversitat: varietat d'organismes vius
A pesar de la unitat subjacent, la vida exhibeix una sorprenent diversitat en Morfologia, comportament i cicles vitals. Per a afrontar aquesta diversitat, els bi??legs intenten classificar totes les formes de vida. Aquesta classificaci?? cient??fica reflexa els arbres evolutius (arbres filogen??tics) dels diferents organismes. Les dites classificacions s??n compet??ncia de les disciplines de la sistem??tica i la taxonomia. La taxonomia situa als organismes en grups anomenats t??xon, mentres que la sistem??tica tracta de trobar les seues relacions.
Tradicionalment, els sers vius s'han classificat en cinc regnes:
No obstant, actualment aquest sistema de cinc regnes es creu desfasat. Entre les idees m??s modernes, generalment s'accepta el sistema de tres dominis:
Aquests ??mbits reflecteixen si les c??l??lules posseeixen nucli o no, aix?? com les difer??ncies en l'exterior de les c??l??lules. Hi ha tamb?? una s??rie de "par??sits" intracel??lulars que, en termes d'activitat metab??lica s??n cada vegada menys vius:
El recent descobriment d'una nova classe de virus, denominat Mimivirus, ha causat que es propose l'exist??ncia d'un quart domini degut a les seues caracter??stiques particulars, en el que per ara nom??s estaria incl??s aqueix organisme.
[edita] Continu??tat: l'avantpassat com?? de la vida
Es diu que un grup d'organismes t?? un avantpassat com?? si t?? un avantpassat com??. Tots els organismes existents en la Terra descendeixen d'un avantpassat com?? o, si ??s el cas, de recursos gen??tics ancestrals. Aquest ??ltim avantpassat com?? universal, a???? ??s, l'avantpassat com?? m??s recent de tots els organismes, es creu que va apar??ixer fa al voltant de 3.500 milions d'anys (vegeu origen de la vida).
La noci?? que "tota vida prov?? d'un ou" (del llat?? "Omne vivum exovulo") ??s un concepte fundacional de la biologia moderna, i ve a dir que sempre ha existit una continu??tat de la vida des del seu origen inicial fins a l'actualitat. En el segle XIX es pensava que les formes de vida podien apar??ixer de forma espont??nia sota certes condicions (veja abiog??nesi). Els bi??legs consideren que la universalitat del codi gen??tic ??s una prova definitiva a favor de la teoria del descendent com?? universal (DCU) de totes les bacteris, archaea, i eucariotas (veja sistema de tres dominis).
[edita] Home??stasi: adaptaci?? al canvi
L'home??stasi ??s la propietat d'un sistema obert per a regular el seu medi intern per a mantenir unes condicions estables, mitjan??ant m??ltiples ajustos d'equilibri din??mic controlats per mecanismes de regulaci?? interrelacionats. Tots els organismes vius, siguen unicel??lulars o pluricel??lulars tenen la seua pr??pia home??stasi. Per posar uns exemples, l'home??stasi es manifesta cel??lularment quan es mant?? una acidesa interna estable (pH); a nivell d'organisme, quan els animals de [[|homeot??rmia|sang calenta]] mantenen una temperatura corporal interna constant; i a nivell d'ecosistema, en consumir di??xid de carboni les plantas regulen la concentraci?? d'aquesta mol??cula en l'atmosfera. Els teixits i els ??rgans tamb?? poden mantenir la seua pr??pia home??stasi.
[edita] Interaccions: grups i entorns
Tots els sers vius interactuen amb altres organismes i amb el seu entorn. Una de les raons per les quals els sistemes biol??gics poden ser dif??cils d'estudiar ??s que hi ha massa interaccions possibles. La resposta d'una bacteri microsc??pica a la concentraci?? de sucre en el seu medi (en el seu entorn) ??s tan complexa com la d'un lle?? buscant menjar en la sabana africana. El comportament d'una esp??cie en particular pot ser cooperatiu o agressiu; parasitari o simbi??tic. Els estudis es tornen molt m??s complexos quan dues o m??s esp??cies diferents interactuen en un mateix ecosistema; l'estudi d'aquestes interaccions ??s compet??ncia de la ecologia.
[edita] Abast de la biologia
- Per a una llista completa de les disciplines de la biologia, veja el quadro Disciplines generals de la Biologia al final de l'article.
La biologia s'ha convertit en una iniciativa investigadora tan vasta que generalment no s'estudia com una ??nica disciplina, sin?? com un conjunt de subdisciplines. Ac?? es consideraran quatre amplis grups.
- El primer d'ells consta de disciplines que estudien les estructures b??siques dels sistemes vius: c??l??lules, gens, etc.;
- el segon grup considera l'operaci?? d'aquestes estructures a nivell de teixits, ??rgans i cossos;
- una tercera agrupaci?? t?? en compte els organismes i les seues hist??ries;
- l'??ltima constel??laci?? de disciplines est?? enfocada a les interaccions.
No obstant, ??s important assenyalar que aquests l??mits, agrupacions i descripcions s??n una descripci?? simplificada de la investigaci?? biol??gica. En realitat els l??mits entre disciplines s??n molt insegurs i, sovint, moltes disciplines es presten t??cniques les unes a les altres. Per exemple, la biologia de l'evoluci?? es recolza en gran manera de t??cniques de la biologia molecular per a determinar les seq????ncies de ADN que ajuden a comprendre la variaci?? gen??tica d'una poblaci??; i la fisiologia pren pr??stecs abundants de la biologia cel??lular per a descriure la funci?? de sistemes org??nics.
[edita] Estructura de la vida
- Articles principals: Biologia molecular, Biologia cel??lular, Gen??tica, Biologia del desenvolupament, Bioqu??mica
La biologia molecular ??s l'estudi de la biologia a nivell mol??cular. El camp s'encavalca amb altres ??rees de la biologia, en particular amb la gen??tica i la bioqu??mica. La biologia molecular tracta principalment de comprendre les interaccions entre diversos sistemes d'una c??l??lula, incloent la interrelaci?? de la s??ntesi de prote??nes de ADN i ARN i de l'aprenentatge de com es regulen aquestes interaccions.
La biologia cel??lular estudia les propietats fisiol??giques de les c??l??lules, aix?? com els seus comportaments, interaccions i entorn; a???? es fa tant a nivell microsc??pic com molecular. La biologia cel??lular investiga els organismes unicel??lulars com bacteris i c??l??lules especialitzades d'organismes pluricel??lulars com els humans.
La comprensi?? de la composici?? de les c??l??lules i de com funcionen aquestes ??s fonamental per a totes les ci??ncies biol??giques. L'apreciaci?? de les semblances i difer??ncies entre tipus de c??l??lules ??s particularment important per als camps de la biologia molecular i cel??lular. Aquestes semblances i difer??ncies fonamentals permeten unificar els principis apresos de l'estudi d'un tipus de c??l??lula, que es pot extrapolar i generalitzara altres tipus de c??l??lules.
La gen??tica ??s la ci??ncia dels gens, l'her??ncia i la variaci?? dels organismes. En la investigaci?? moderna, la gen??tica proporciona importants ferramentes d'investigaci?? de la funci?? d'un gen particular, a???? ??s, l'an??lisi de interaccions gen??tiques. Dins dels organismes, generalment la informaci?? gen??tica es troba en els cromosomas, i est?? representada en la estructura qu??mica de mol??culas de ADN particulars.
Els gens codifiquen la informaci?? necess??ria per a sintetitzar prote??nes, que al seu torn, juguen un gran paper influint (encara que, en molts casos, no el determinen completament) el fenotip final de l'organisme.
La biologia del desenvolupament estudia el proc??s pel qual els organismes creixen i es desenvolupen. Amb origen en la embriologia, la biologia del desenvolupament actual estudia el control gen??tic del creixement cel??lular, la diferenciaci?? cel??lular i la morfog??nesi, que ??s el proc??s pel qual s'arriba a la formaci?? dels teixits, dels ??rgans i de la anatomia.
Els organismes models de la biologia del desenvolupament inclouen el cuc red?? Caenorhabditis elegans, la mosca de la fruita Drosophila melanogaster, el peix zebra Danio rerio, el ratol?? Mus musculus, i l'herba Arabidopsis thaliana.
[edita] Fisiologia dels organismes
- Articles principals: Fisiologia, Anatomia
La fisiologia estudia els processos mec??nics, f??sics i bioqu??mics dels organismes vius, i intenta comprendre com funcionen totes les estructures com una unitat. El funcionament de les estructures ??s un problema capital en biologia.
Tradicionalment s'han dividit els estudis fisiol??gics en fisiologia vegetal i fisiologia animal encara que els principis de la fisiologia s??n universals, no importa que organisme particular s'est?? estudiant. Per exemple, el que s'apr??n de la fisiologia d'una c??l??lula de rent pot aplicar-se tamb?? a c??l??lules humanes.
El camp de la fisiologia animal est??n les ferramentes i els m??todes de la fisiologia humana a les esp??cies'animals no humanes. La fisiologia vegetal tamb?? pren prestades t??cniques dels dos camps.
L'anatomia ??s una part important de la fisiologia i considera com funcionen i interactuen els sistemes org??nics dels animals com el sistema nervi??s, el sistema immunol??gic, el sistema endocr??, el sistema respiratori i el sistema circulatori. L'estudi d'aquests sistemes es comparteix amb disciplines orientades a la medicina, com la neurologia, la immunologia i altres semblants. L'anatomia comparada estudia els canvis morfofisiol??gics que han anat experimentant les esp??cies al llarg de la seua hist??ria evolutiva, valent-se per a aix?? de les homologies existents en les esp??cies actuals i l'estudi de restes f??ssils.
D'altra banda, m??s enll?? del nivell d'organitzaci?? organ??smic, la Ecofisiologia estudia els processos fisiol??gics que tenen lloc en les interaccions entre organismes, a nivell de comunitats i ecosistemes, aix?? com de les interrelacions entre els sistemes vius i els inerts (com per exemple l'estudi dels Cicles biogeoqu??mics o els intercanvis biosfera-atmosfera).
[edita] Diversitat i evoluci?? dels organismes
La biologia de l'evoluci?? tracta l'origen i la descend??ncia de les esp??cies, aix?? com el seu canvi al llarg del temps, a???? ??s, el seu evoluci??.
La biologia de l'evoluci?? ??s un camp global perqu?? inclou cient??fics de diverses disciplines tradicionalment orientades a la taxonomia. Per exemple, generalment inclou cient??fics que tenen una formaci?? especialitzada en organismes particulars, com la teriologia, la ornitologia o la herpetologia, encara que usen aquests organismes com a sistemes per a respondre preguntes generals de l'evoluci??. A???? tamb?? inclou als paleont??legs que a partir dels f??ssils responen preguntes sobre el mode i el temps de l'evoluci??, aix?? com te??rics d'??rees com ara la gen??tica poblacional i la teoria de l'evoluci??. En els anys 90 la biologia del desenvolupament va fer una reentrada en la biologia de l'evoluci?? des de la seua exclusi?? inicial de la s??ntesi moderna a trav??s de l'estudi de la biologia evolutiva del desenvolupament. Alguns camps relacionats que sovint s'han considerat part de la biologia de l'evoluci?? s??n la filog??nia, la sistem??tica i la taxonomia.
La dues disciplines tradicionals orientades a la taxonomia m??s importants s??n la bot??nica i la zoologia. La bot??nica ??s l'estudi cient??fic de les plantas. La bot??nica cobreix un ampli rang de disciplines cient??fiques que estudien el creixement, la reproducci??, el metabolisme, el desenvolupament, les malalties i l'evoluci?? de la vida de la planta.
La zoologia ??s la disciplina que tracta l'estudi dels animals, incloent la fisiologia, la anatomia i la embriologia. La gen??tica com?? i els mecanismes de desenvolupament dels animals i les plantes s'estudia en la biologia molecular, la gen??tica molecular i la biologia del desenvolupament. La ecologia dels animals est?? coberta amb la ecologia del comportament i altres camps.
[edita] Classificaci?? de la vida
El sistema de classificaci?? dominant s'anomena taxonomia de Linneo, i inclou rangos i nomenclatura binomial. El mode en qu?? els organismes reben el seu nom est?? governat per acords internacionals, com el Codi Internacional de Nomenclatura Bot??nica (CINB o ICBN en angl??s), el Codi Internacional de Nomenclatura Zool??gica (CINZ o ICZN en angl??s) i el Codi Internacional de Nomenclatura Bacteriana (CINB o ICNB en angl??s). En 1997 es va publicar un quart esborrany del biocodi (BioCode) en un intent d'estandarditzar la nomenclatura en les tres ??rees, per?? no pareix haver sigut adoptat formalment. El Codi Internacional de Classificaci?? i Nomenclatura de Virus (CICNV o ICVCN en angl??s) roman fora del BioCode.
[edita] Organismes en interacci??
- Articles principals: Ecologia, Etologia, Comportament
L'ecologia estudia la distribuci?? i l'abund??ncia de organismes vius i les interaccions d'aquests organismes amb el seu entorn. L'entorn d'un organisme inclou tant el seu h??bitat, que es pot descriure com la suma de factors abi??tics locals com el clima i la geologia, aix?? com amb els altres organismes amb qu?? comparteixen aqueix h??bitat. Les interaccions entre organismes poden ser inter o intraespec??fiques, i aquestes relacions es poden classificar segons si per a cada un dels agents en interacci?? resulta beneficiosa, perjudicial o neutra.
Un dels pilars fonamentals de l'ecologia ??s estudiar el flux d'energia que es propaga a trav??s de la xarxa tr??fica, des dels productors primaris fins als consumidors i detrit??vors, perdent qualitat la dita energia en el proc??s en dissipar-se en forma de calor. El principal aporte d'energia als ecosistemes ??s l'energia provinent del sol, per?? les plantes (en ecosistemes terrestres, o les algues en els aqu??tics) tenen una efici??ncia fotosint??tica limitada, igual que els herb??vors i els carn??vors tenen una efic??cia heterotr??fica. Aquesta ??s la ra?? per la qual un ecosistema sempre podr?? mantenir un nombre m??s gran i quantitat d'herb??vors que de carn??vors, i ??s pel que es coneix a les xarxes tr??fiques tamb?? com "pir??mides", i ??s per a???? que els ecosistemes tenen una capacitat de c??rrega limitada (i la mateixa ra?? per la qual es necessita molt m??s territori per a produir carn que vegetals).
Els sistemes ecol??gics s'estudien a diferents nivells, des d'individuals i poblacionals (encara que en certa manera pot parlar-se d'una "ecologia dels gens", infraorgan??smica), fins als ecosistemas complets i la biosfera, existint algunes hip??tesis que postulen que aquesta ??ltima podria considerar-se en certa manera un "supraorganisme" amb capacitat de home??stasi. L'ecologia ??s una ci??ncia multidisciplin??ria i fa ??s de moltes altres branques de la ci??ncia, alhora que permet aplicar alguns dels seus an??lisis a altres disciplines: en teoria de la comunicaci?? es parla de Ecologia de la informaci??, i en m??rqueting s'estudien els n??nxols de mercat. Existeix fins i tot una branca del pensament econ??mic que sost?? que l'economia ??s un sistema obert que ha de ser considerat com a part integrant del sistema ecol??gic global.
L'etologia, d'altra banda, estudia el comportament animal (en particular d'animals socials com els insectes socials, els c??nids o els pr??cers), i a vegades es considera una branca de la zoologia. Els et??legs s'han ocupat, a la llum dels processos evolutius, del comportament i la comprensi?? del comportament segons la teoria de la selecci?? natural. En cert sentit, el primer et??leg modern va ser Charles Darwin, el llibre de La el qual expressi?? de les emocions en els animals i homes va influir a molts et??legs posteriors en suggerir que certs trets del comportament podrien estar subjectes a la mateixa pressi?? selectiva que altres trets merament f??sics.
L'especialista en formigues E.O.Wilson va despertar una aguda pol??mica en temps m??s recents amb el seu llibre de 1980 Sociobiologia: La Nova S??ntesi, en pretendre que la Sociobiologia hauria de ser una disciplina matriu, que partint de la metodologia desenvolupada pels et??legs, englobara tant a la Psicologia com a l'antropologia o la Sociologia i en general a totes les ci??ncies socials, ja que en la seua visi?? la naturalesa humana ??s essencialment animal. Aquest enfocament ha sigut criticat per autors com el gen??tic R.C. Lewontin per exhibir un reduccionisme que en ??ltima inst??ncia justifica i legitima les difer??ncies institu??des socialment.
L'etologia moderna compr??n disciplines com la neuroetologia, inspirades en la cibern??tica i amb aplicacions industrials en el camp de la rob??tica i la neuropsiquiatria. Tamb?? pren prestats molts desenvolupaments de la Teoria de jocs, especialment en din??miques evolutives, i alguns dels seus conceptes m??s populars s??n el de Gen egoista, creat per Richard Dawkins o el de Meme.
[edita] Refer??ncies
- Biolog??a general. (2004). "4a edici??". Edicions Universidad de Navarra. Bara????in, Espa??a. ISBN 84-313-0719-6.
- Otto, James H. y Towle, Albert. (1992). Biolog??a moderna. "11a. edici??n". McGraw Hill/ Interamericana de M??xico. M??xico D.F., M??xico. ISBN 0-03-071292-0.
- Margulis, L. y K. N. Schwartz: Cinco reinos. Gu??a ilustrada de los phyla de la vida sobre la Tierra. Barcelona, Labor. 1985.
- Tudge, Colin: La variedad de la Vida, Historia de todas las criaturas de la tierra. Un extens manual que recull la classificaci?? de tots els grups importants que existeixen, o han existit, sobre la terra.
- Campbell, N.: Biology: Concepts and Connections, 3rd ed., Benjamin/Cummings 2000. A college-level textbook (angl??s).
- Maddison, David R.: The Tree of Life, http://phylogeny.arizona.edu/. Projecte distribu??t i multi-autor amb informaci?? sobre filog??nia i biodiversitat.
- Kimball, J. W.: Kimball's Biology Pages, http://www.ultranet.com/~jkimball/BiologyPages/. Llibre de text on-line (angl??s).
[edita] Enlla??os externs
- Col??legi de Bi??legs de Catalunya
- Societat Catalana de Biologia
- Planes web sobre biologia en catal??
- Alphabetical list of bio sites
| Principals camps de les Ci??ncies naturals |
|---|
| Astronomia | Biologia | Ci??ncies de la Terra | F??sica | Qu??mica |
