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Teorías esenciales de la biología
Teorías que aportan a la biología moderna
La Biología moderna se basa en varios temas unificadores, tales como:
la teoría celular
la teoría de la evolución por selección natural de Darwin y Wallace
las leyes de Mendel
la teoría cromosómica de la herencia
el dogma central de Crick sobre el flujo de la información
Teoría Celular
Robert Hooke (1635-1703), uno de los primeros científicos en usar el microscopio para
examinar agua de charcos, corchos y otras cosas, se refirió a las cavidades que observaba
en el corcho como "células".
1838-Mattias Schleiden concluyó que todos los tejidos de las plantas estaban formados
por células.
1839- Theodore Schwann llegó a una conclusión similar para los tejidos animales.
1858-Rudolf Virchow combinó las dos ideas formulando la Teoría celular:
La teoría celular sostiene que todos los organismos están compuestos por una
o más células, y que esas células se originaron de células preexistentes.
1880- August Weismann agregó otro corolario a esta teoría, señalando que las células
vivas de hoy tienen antecesores que se remontan a tiempos antiguos, la prueba sería las
similitudes en estructuras y tipos de moléculas presentes. Por lo tanto existiría una
cadena de existencia extendiéndose en el tiempo desde nuestras células a la célula que las
originó, algo así como hace 3.500 millones de años atrás.
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células vegetales en división mitótica
Teoría de la evolución
El concepto más importante en la Biología es el de la Evolución, teoría unificadora que
explica el origen de diversas formas de vida como resultado de cambios en su carga genética
a través del tiempo. La teoría de la evolución establece que los organismos modernos
descienden, con modificaciones, de formas de vida preexistentes.
Los organismos son el producto de la interacción de sus genes heredados de sus ancestros y
las condiciones ambientales en que se desarrollan. Si todos los organismos de una especie
fueran idénticos (genéticamente hablando), cualquier cambio desfavorable en el ambiente
sería desastroso y la especie se extinguiría. La capacidad de adaptación (que reside en la
presencia de variabilidad genética) permite la adaptación a a los cambios ambientales, esto
se traduce en modificaciones de las poblaciones, no de los individuos.
Tales adaptaciones son el resultado de procesos evolutivos ques e suceden durante
prolongados períodos de tiempo y comprenden muchas generaciones.
En palabras del biólogo Theodosius Dobzhansky:
"Nada tiene sentido en biología si no es en el contexto de la
evolución"
En un relato rescatado por Bioy Casares en su ensayo: De las cosas maravillosas (Temas,
1999) se cuenta en este dialogo acerca de la reflexión apócrifa o auténtica, de una vieja
señora que se había enterado de la teoría de Darwin.
-¿Entonces descendemos del mono?
-Mi querida amiga, espero que no sea verdad, pero si es verdad que no se sepa.
No hay evidencia que no pueda ser corroída por una negación que decida, de antemano,
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ser lo bastante reiterativa e innegociable
Jorge Wagensberg
Jueves 12 de Agosto de1999, Kansas, Estados Unidos
Eliminan la teoría de Darwin de los planes de estudios..
Evolución por Selección Natural
En Inglaterra, Charles Darwin estudió medicina, sin concluirla, en la Universidad de
Edimburgo y para clérigo en Cambridge, (¿demoró por ello la difusión de sus escritos?)
también sin concluir, allí en cambio se manifestó su inclinación por las ciencias naturales.
Obtuvo, a sus veintidós años, una plaza en el H.M.S. Beagle (His Majesty's Ships) al mando
de Robert FitzRoy, de veintiséis. Reinaba por aquel entonces la reina Victoria.
Este viaje dio a Darwin una oportunidad única para estudiar la adaptación y obtener un
sinnúmero de evidencias que fueron utilizadas en su teoría de la evolución. Darwin dedicó
mucho tiempo a coleccionar especimenes de plantas, animales y fósiles y a realizar extensas
observaciones geológicas.
En "Tres hombres a bordo del Beagle" se puede encontrar un singular relato (que toca
aspectos de la Historia Argentina) de los viajes del Beagle describiendo las pautas culturales
indígenas de Tierra del Fuego, las de la Inglaterra victoriana y, en ese marco, el desarrollo
de las ideas de Darwin.
Al retornar a Inglaterra en 1836, comenzó (con la ayuda de numerosos especialistas) a
catalogar su colección, como recordaba Darwin en su autobiografía, la iluminación decisiva
llegó......
En octubre [realmente el 28 de septiembre] de 1838, es decir 15 meses después de que
empezara yo mis estudios sistemáticos, casualmente leía por diversión a Malthus sobre
Población, y estando bien preparado para apreciar la lucha por la existencia, que en todas
partes acontece y que se ha observado prolongadamente de los hábitos de los animales y
las plantas, de repente se me ocurrió que bajo estas circunstancias, las variaciones
favorables tenderían a conservarse, y las no favorables a destruirse. El resultado de esto
sería la formación de una nueva especie. Aquí entonces, había logrado finalmente una
teoría que me permitía trabajar.
Islas Galápagos
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La evolución surge como consecuencia de varios procesos naturales:
Variación genética entre los miembros de una población. Todos los organismos
presentan caracteres variables, ellos son una cuestión de azar, aparecen en cada población
natural y se heredan entre los individuos. No las produce una fuerza creadora, ni el
ambiente, ni el esfuerzo inconsciente del organismo, no tienen destino ni
dirección, pero a menudo ofrecen valores adaptativos positivos o negativos.
Sobre-reproducción: todos los organismos tienden a reproducirse mas allá de la
capacidad de su medio ambiente para mantenerlos (esto se basó en las teorías de Thomas
Malthus, señaló que las poblaciones tienden a crecer geométricamente hasta encontrar un
límite al tamaño de su población dado por la restricción, entre otros, de la cantidad de
alimentos).
Competencia por los recursos, comida, espacio, etc. Dado que existe variación y
exceso de individuos, aquellos con alguna ventaja competitiva lograrán llegar a la edad
adulta y capaces de reproducirse y transmitir sus características
Herencia de estas variaciones, los mejor adaptados dejarán en promedio más
descendencia que los demás.
Selección natural, debido a esta supervivencia y reproducción incrementada de
organismos que presentan variaciones favorables, una gran parte de los población nueva
se adapta a las condiciones ambientales prevalecientes, De esta manera, el ambiente
"SELECCIONA" a los organismos mejor "adaptados".
Algunas veces se hace referencia a este hecho como "la supervivencia del mas fuerte", en
realidad tiene mas que ver con los logros reproductivos del organismo mas que con la
fuerza del mismo.
En 1858, Darwin recibió una carta de Alfred Russel Wallace (1823-1913), en la cual
detallaba sus conclusiones que eran iguales a la aún no publicada teoría de Darwin sobre la
evolución y adaptación. Darwin y sus colegas leyeron el trabajo de Wallace el primero de
Julio de 1858 en una reunión de la Sociedad Linneana, junto con la presentación del mismo
Darwin sobre el mismo tema. El trabajo de Wallace, publicado en 1858, fue el primero en
definir el rol de la selección natural en la formación de las especies. En conocimiento del
mismo Darwin se apresuró a publicar, en noviembre de 1859. su mayor tratado, El origen de
las especies (On the origin of Species).
Alfred Russel Wallace
"El origen de las especies"
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Este libro influyó profundamente en el pensamiento acerca de nosotros mismos y,
conjuntamente con las teorías astronómicas de Copérnico y Galileo (siglos XVI y XVII),
cambió la forma de pensar del mundo occidental.
Si bien con algunos cambios esta teoría elaborada en 1859, (los más notables debido a la
incorporación de la genética y de los conocimientos del ADN) es aceptada por la mayoría de
los científicos como una guía en la cual se basa la biología moderna.
La astronomía nos mostró que no somos el centro del Universo y la biología que, hasta
donde la ciencia lo puede mostrar, no somos fundamentalmente diferentes de
otros organismos en cuanto orígenes o lugar que ocupamos en la naturaleza.
Otras teorías que ayudan a la biología
Un monje austríaco, Gregor Mendel, desarrolló los principios fundamentales de que hoy
es la moderna ciencia de la genética. Mendel demostró que las características heredables
son llevadas en unidades discretas que se heredan por separado en cada generación. Estas
unidades discretas, que Mendel llamó elemente, se conocen hoy como genes.
Mendel presentó sus experimentos en 1865.
En esa época el conocimiento científico andaba por:
La teoría celular es comúnmente aceptada.
ya se describieron los principales orgánulos visibles con
microscopía óptica.
Se había publicado El Origen de las especies de Darwin que
presentaba la selección natural como mecanismo de transmisión de
ciertos caracteres.
.
En los 1900 De Vries, Correns y von Tschermak redescubren a Mendel, mientras que las
investigaciones de Sutton y Boveri explicaban el significado de una especial forma de
división celular: la meiosis o división reduccional. Para esta época ya se alcanza a
comprender que los cromosomas podían llevar los "elemente" de Mendel, esto más los
trabajos de Morgan en Drosophila melanogaster lleva a la Teoría cromosómica de la
herencia que sostiene que los factores hereditarios (los genes) están situados sobre los
cromosomas, que su ordenamiento es lineal y que al fenómeno hereditario de la
recombinación, le corresponde un fenómeno en el ámbito celular: el intercambio de
segmentos cromosómicos por "entrecruzamiento" (crossing over)
En 1953, James Watson y Francis Crick, basándose principalmente en los estudios de
Wilkins, desarrollaron el modelo de la estructura del ácido desoxirribonucleico (ADN),
compuesto químico del que recientemente (en ese entonces) se había llegado a concluir
que era el soporte físico de la herencia. Crick, por su parte hipotetizó acerca del
mecanismo de duplicación del ADN y luego acerca de la relación del ADN y la síntesis de
las proteínas, esta hipótesis se conoce como el "dogma central" y, de acuerdo a él, la
información fluye desde el ADN al ARN (ácido ribonucleico) y luego a las proteínas.
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La Termodinámica estudia las leyes que gobiernan la transferencia de energía y, por lo
tanto, las bases de la vida en la Tierra.
Dos leyes fundamentales la gobiernan: la de la conservación de la materia y la energía, y la
de la entropía.
El Universo está compuesto de materia y Energía. Albert Einstein fue el científico que
encontró la relación entre ambas:
E=mc2
donde c = velocidad de la luz e introdujo a la humanidad en la era atómica...
Glosario
Adaptación (del latín adaptare = acomodar): Tendencia de un organismo a
"adecuarse" a su medio ambiente; uno de los principales puntos de la teoría de la
evolución por la selección natural de Charles Darwin: los organismos se adaptan a su
medio ambiente. Aquellos organismos mejor adaptados tendrán mayor probabilidad de
sobrevivir y pasar sus genes a la siguiente generación.
ADN (ácido desoxirribonucleico)
Un ácido nucleico compuesto de dos cadenas polinucleotídicas que se disponen alrededor
de un eje central formando una doble hélice, capaz de autorreplicarse y codificar la
síntesis de ARN.
Lugar donde esta "depositada" la información genética.
Ácido nucleico que funciona como soporte físico de la herencia en el 99% de las especies.
La molécula, bicatenaria, está formada por dos cadenas antiparalelas y complementarias
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entre sí. Su unidad básica, el nucleótido, consiste en una molécula del azúcar
desoxirribosa, un grupo fosfato, y una de estas cuatro bases nitrogenadas: adenina,
timina, citosina y guanina. Fórmula
ARN(ácido ribonucleico): Ácido nucleico formado por una cadena polinucleotídica. Su
nucleótido, consiste en una molécula del azúcar ribosa, un grupo fosfato, y una de estas
cuatro bases nitrogenadas: adenina, uracilo, citosina y guanina.
Célula (del latín cella = cámara): la más pequeña unidad estructural de los seres vivos
capaz de funcionar independientemente.
Cromosomas(del griego chroma = color; soma = cuerpo): Estructuras del núcleo de la
célula eucariota que consiste en moléculas de ADN (que contienen los genes) y proteínas
(principalmente histonas).
Evolución (del latín e- = fuera; volvere = girar): Cambio de los organismos por
adaptación, variación, sobrerreproducción y reproducción/ sobrevivencia diferencial,
procesos a los que Charles Darwin y Alfred Wallace se refirieron como selección natural.
Fósiles (del latín fossilis = enterrado): Los vestigios o restos de vida prehistórica
preservadas en las rocas de la corteza Terrestre. Cualquier evidencia de vida pasada.
Genes (del griego genos = nacimiento, raza; del latín genus = raza, origen): segmentos
específicos de ADN que controlan las estructuras y funciones celulares; la unidad
funcional de la herencia. Secuencia de bases de ADN que usualmente codifican para una
secuencia polipeptídica de aminoácidos.
Meiosis (del griego meio = menor): División celular en la cual la copia de los
cromosomas es seguida por dos divisiones nucleares. Cada uno de los gametos resultantes
recibe la mitad del número de cromosomas (número haploide) de la célula original.
Primera ley de la termodinámica (de la conservación): La energía no se crea ni se
destruye, cambia de una forma a otra.
Proteínas: (del griego proteios = primario, del griego Proteo, dios mitológico que
adoptaba numerosas formas). Polímeros constituidos por aminoácidos que intervienen en
numerosas funciones celulares. Una de las clases de macromoléculas orgánicas que tienen
funciones estructurales y de control en los sistemas vivientes. Las proteínas son polímeros
de aminoácidos unidos por uniones peptídicas.
Segunda ley de la termodinámica (de la entropía): La energía disponible luego de
una reacción química es menor que al comienzo de la reacción; la conversión de energía
no tiene una eficiencia del 100%.
Teoría celular: Uno de los conceptos unificadores en biología. La teoría celular sostiene
que todos los seres vivos están compuestos por lo menos por una célula y que la célula es
la unidad fundamental y funcional de los organismos. La composición química de la célula
es fundamentalmente similar; toda célula se origina de una célula preexistente por
división celular.
Uniformismo: movimiento que sostiene que los procesos geológicos que observamos en
la actualidad (la erosión del viento y la lluvia, vulcanismo etc.) son los responsables de
todos los cambios geológicos acontecidos en la historia de la Tierra, Charles Lyell decía
"no estamos autorizados a recurrir a agentes extraordinarios" para explicar los cambios
que ocurrieron en la Tierra, "el presente es la clave del pasado".
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