BIOLOGÍA

La definición tradicional de Biología es la siguiente:

Biología es la ciencia de la vida.

La Biología es una ciencia porque se basa en la observación de la naturaleza y la experimentación para explicar los fenómenos relacionados con la vida:

Biología es el estudio de la transferencia no-espontánea de la energía contenida en las partículas y de los sistemas cuasi-estables que la experimentan.NASIF NAHLE SABAGEn general, los biólogos sabemos que la vida es un fenómeno relacionado con acontecimientos fisicoquímicos generados por el estado de la energía del universo. Muchos científicos trabajan con el fenómeno físico de la Resonancia Electrodinámica.

La vida es una fluctuación energética, y que la vida es un estado transitorio concerniente a la posición y el movimiento de la energía ocasionada por una convergencia de ondas y partículas. No existe una definición directa de la vida, sino que a partir de observaciones directas e indirectas del estado térmico de las estructuras vivas, podemos decir lo siguiente:

La vida es la dilación en la difusión o dispersión espontánea de la energía interna de las biomoléculas hacia más microestados potenciales.

Esto es lo que estudia la Biología, además de estudiar a los sistemas cuasi-estables que experimentan tales modificaciones de estado de la energía. La Biología estudia también los factores de entorno que rodean a los seres vivientes; y por medio de la rama conservacionista/ambientalista busca maneras más efectivas para reducir los inconvenientes del ambiente preservando así la existencia de todos los seres vivientes que habitan el planeta.

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.; y Robert 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 y humana, 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.