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8/17/2019 Biol general. granillo.pdf

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PRIMERA EDICIÓN EBOOKMéxico, 2014

GRUPO EDITORIAL PATRIA

Biología generalLos sistemas vivientes

María del Pilar Granillo Velázquez

Blanca Alma Valdivia Urdiales

María del Socorro Villarreal Domínguez


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Queda prohibida la reproducción o transmisión total o parcial del contenido de la presente obra en cualesquiera formas, sean electrónicas

o mecánicas, sin el consentimiento previo y por escrito del editor.

Impreso en México / Printed in Mexico

Primera edición ebook: 2014

Renacimiento 180, Col. San Juan Tlihuaca,Delegación Azcapotzalco, Código Postal 02400, México, D.F.Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial MexicanaRegistro núm. 43

División Bachillerato, Universitario y Profesional

Dirección editorial: Javier Enrique Callejas

Coordinación editorial: Alma Sámano Castillo

Revisión técnica: Laura Lauría Baca

Diseño de interiores y portada: Juan Bernardo Rosado Solís

Supervisión de producción: Miguel Ángel Morales Verdugo

Diagramación: Perla Alejandra López Romo

Ilustraciones: Carlos Enrique León Chávez, Perla Alejandra López Romo

Fotografías: Thinkstock

Derechos reservados:©2014, María del Pilar Granillo Velázquez / Blanca Alma Valdivia Urdiales /María del Socorro Villarreal Domínguez©2014, GRUPO EDITORIAL PATRIA, S.A. DE C.V.ISBN ebook: 978-607-744-060-4

Biología general

Los sistemas vivientes


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Grupo Editorial Patria

PRESENTACIÓN

El libro Biología general. Los sistemas vivientes está dirigido a estudiantes de bachi-llerato y lo hemos diseñado siguiendo los programas vigentes del plan de estudiosde la Escuela Nacional Preparatoria. Su amplio contenido e ilustraciones en co-lor hacen de esta obra un excelente recurso didáctico para el aprendizaje de laBiología.

Biología general. Los sistemas vivientes está escrito en un lenguaje sencillo y directoque facilita la comprensión de los principales conceptos y los procesos básicos de laBiología. Nuestro objetivo es que los aprendizajes adquiridos motiven al estudiantea mejorar su calidad de vida y le permitan plantear soluciones a los problemas am-bientales que actualmente amenazan al planeta.

Para lograr lo anterior, Biología general. Los sistemas vivientes está estructurado enseis unidades, cada una inicia con una serie de preguntas cuyo objetivo es despertarel interés sobre los temas a tratar. A continuación se desglosan los temas, destacan-

do en negritas y en cuadros de resumen la información sobresaliente. Se incluyenfiguras y cuadros que facilitan la compresión de los conceptos y también notasde interés en los recuadros designados como Flash que brindan datos adicionalessobre los temas estudiados. En la sección Conoce más presentamos lecturas actua-lizadas que complementan la información del texto.

Al final de cada unidad se encuentra el apartado Reconoce lo importante que es unresumen de los principales tópicos, así como una lista de los Términos biológicos utilizados. Hemos incluido la sección Confirma tu avance integrada por diversaspreguntas que permiten al estudiante evaluar su propio aprendizaje. Las seccionesDiscute y concluye, Ponte a prueba y La Biología en tu comunidad promueven eltrabajo en equipo, el pensamiento crítico y la solución de problemas relativos a suentorno social. La elaboración de mapas conceptuales en el apartado Arma tus co-nocimientos lleva al estudiante a la reflexión, la organización y la creatividad paraque interrelacione lo aprendido.

Otra sección de Biología general. Los sistemas vivientes está dirigida a despertar el in-terés del estudiante por experimentar de primera instancia los principios biológicos.En Descubre y comprueba se incluyen prácticas de laboratorio y de campo que re-quieren material fácilmente accesible y cuya realización se detalla paso a paso. Loscuestionarios al final de esta sección promueven el desarrollo de habilidades comola inferencia, el análisis y la comunicación oral y escrita.

Al final del texto se encuentra el Glosario en el que se definen los conceptos bioló-gicos relevantes.

Esperamos que Biología general. Los sistemas vivientes sea el texto que coadyuve alestudiante para que logre su formación integral.

Las Autoras


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Biología general

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ACERCA DE LAS AUTORAS

María del Pilar Granillo Velázquez

Se graduó de Bióloga por la Universidad Nacional Autónoma de México. Obtuvo elgrado de Maestría en Educación y Desarrollo Docente por la Universidad Iberoame-ricana. Es coautora de la obra Plantae que se utiliza como texto en los cursos deBotánica a nivel licenciatura y del libro Biología: La Vida y sus Procesos para el nivelde bachillerato. Actualmente colabora en el posgrado de la Corporación Mexicanade Investigación en Materiales (), integrante de la red de los centros públi-cos del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología ().

Blanca Alma Valdivia Urdiales

Se graduó de Química Bióloga Parasitóloga por la Universidad Autónoma de NuevoLeón. Obtuvo su Maestría en Ciencias en la Univesidad de Oregón. Es Doctora en Sis-temas de Producción Agrícola por la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narroen donde se desempeñó como maestra investigadora. Ha impartido la materia deBiología en bachilleratos incorporados a la Universidad Autónoma de Coahuila (de ). Es coautora del Libro de Texto Gratuito de Ciencias Naturales de primaria () ydel libro Biología: La Vida y sus Procesos para el nivel de bachillerato.

María del Socorro Villarreal Domínguez

Se graduó de Bióloga por la Universidad Nacional Autónoma de México. Es Maestraen Ciencias con especialidad en Educación por la Universidad Autónoma del Nores-te. Actualmente se desempeña como profesora de tiempo completo en el área deBiología de la Universidad Autónoma de Coahuila ( de ). Es autora de un texto deBiología para el Colegio de Bachilleres; coautora del libro Biología: La Vida y sus Proce-sos para el nivel de bachillerato y ha participado en varios textos de apoyo para elSistema de Bachillerato Abierto de la Universidad Autónoma de Coahuila.


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FAMILIARÍZATE CON TU LIBRO

Para que optimices tu aprendizaje, te recomendamos que conozcas las diferentes secciones que componen tu libro

Reconoce lo importante Te ofrece un resumennumerado y conciso del contenido de la unidad.

Confirma tu avance Puedes evaluar tu propioaprendizaje en cada unidad cuando resuelvas losejercicios de esta sección.

Glosario Revisa la definición de los conceptosbiológicos utilizados a lo largo del libro.

Conoce más Lee con atención estos artículos paraprofundizar en algunos temas.

Las palabras en negritas y los cuadros deresumen te indican los aspectos más relevantesdel tema.

¡Echa un vistazo a los que aprenderás! Lee las preguntas al inicio de la unidad paraque reflexiones sobre lo que estudiarás enésta.

Flash No pases por alto los datos interesantescontenidos en este apartado.

Términos biológicos Es una lista en ordalfabético de los principales términos qu

aprendiste en la unidad.

Descubre y comprueba Desarrolla tus habilidadede observación y análisis para que llegues a tuspropias conclusiones.


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PRESENTACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii

ACERCA DE LAS AUTORAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv

FAMILIARÍZATE CON TU LIBRO . . . . . . . . . . . . . . . . . vi

UNIDAD 1La Biología como ciencia 2

INTRODUCCIÓN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.1 Carácter científico de la Biología . . . . . . . . . . . . 4

Vocabulario científico . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Historia y desarrollo de la Biología . . . . . . . 6Relación de la Biología con la tecnologíay la sociedad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Interacción de las ciencias biológicasentre sí y con otras ciencias. . . . . . . . . . . . . 15Ciencias auxiliares de la Biología . . . . . . . . 16

1.2 Metodología de investigación en Biología . . . . 18Metodología experimental . . . . . . . . . . . . . 18Otros métodos en Biología . . . . . . . . . . . . . 22Diseño e informe de una investigación . . . 23Laboratorio de Biología . . . . . . . . . . . . . . . 26El microscopio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

1.3 Características de los seres vivos . . . . . . . . . . . . 29Principios unificadores . . . . . . . . . . . . . . . . 30Interacción de los organismoscon el medio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

UNIDAD 2La célula: Unidad estructuraly funcional de los seres vivos 42

INTRODUCCIÓN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.1 Niveles de organización de la materia . . . . . . . . 44Átomos, moléculas, elementosy compuestos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Moléculas, elementos y compuestos . . . . . 47Mezclas y coloides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Potencial de hidrógeno (pH) . . . . . . . . . . . . 52Elementos biogenésicos . . . . . . . . . . . . . . . 53 Compuestos inorgánicos y sales minerales 54

2.2 Compuestos orgánicosy biomoléculas no nitrogenadas . . . . . . . . . . . . 58

Carbohidratos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Lípidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

2.3 Biomoléculas nitrogenadas . . . . . . . . . . . . . . . . 70Proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Vitaminas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79Moléculas transportadoras de energía (ATP) 80

2.4 La célula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Historia de la Biología celular . . . . . . . . . . . 85 Teoría celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Células procariontes y eucariontes . . . . . . . 88Morfología celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90Diferencias entre célula animal y vegetal . . 93El núcleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95Citoplasma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96Estructuras y organelos celulares . . . . . . . . 97

2.5 Transporte celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105Transporte pasivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106Transporte activo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109Endocitosis y exocitosis . . . . . . . . . . . . . . . 110

2.6 Metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

Respiración celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115Respiración aerobia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115Respiración anaerobia . . . . . . . . . . . . . . . . . 120Nutrición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123Fotosíntesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124Quimiosíntesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

2.7 Diferencias entre sistemas unicelularesy pluricelulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

UNIDAD 3

Procesos parala continuidad de la vida 162INTRODUCCIÓN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

3.1 Reproducción celular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164Estructura de los cromosomas . . . . . . . . . . 164Mitosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167Meiosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171Apoptosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

3.2 Reproducción individual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178Reproducción asexual . . . . . . . . . . . . . . . . . 178Reproducción sexual . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

BIOLOGÍA

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CONTENIDO


7/16Grupo Editorial Patria

Fecundación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184Desarrollo embrionario . . . . . . . . . . . . . . . . 187

3.3 Desarrollo e importancia de la Genética . . . . . . 190Desarrollo histórico de la Genética . . . . . . 190Importancia de la Genética . . . . . . . . . . . . . 191

3.4 Herencia mendeliana y teoría cromosómicade la herencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

Herencia mendeliana . . . . . . . . . . . . . . . . . 201Teoría cromosómica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212Determinación del sexo . . . . . . . . . . . . . . . 214

3.5 Herencia molecular: ADN y ARN . . . . . . . . . . . . 224Estructura general de los ácidos nucleicos . 224Funciones generales de los ácidos nucleicos 232

UNIDAD 4

Evolución de los seres vivos 274INTRODUCCIÓN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276

4.1 Evidencias de la evolución . . . . . . . . . . . . . . . . . 276Pruebas directas de la evolución . . . . . . . . 276Pruebas indirectas de la evolución . . . . . . . 281

4.2 Antecedentes y desarrollo de las teoríasde la evolución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287

UNIDAD 5

Historia evolutivade la diversidad biológica 302INTRODUCCIÓN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304

5.1 Diversidad biológica y Taxonomía . . . . . . . . . . . 304Taxonomía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304

5.2 Los orígenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308Teorías acerca del origen del Universoy del Sistema Solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308Teorías del origen de la vida . . . . . . . . . . . . 310Teoría físico-química de Oparin-Haldane . . 313Las primeras células . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315

5.3 Los reinos del mundo vivo . . . . . . . . . . . . . . . . . 317¿Cinco o seis reinos? . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 Virus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319Priones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329Bacterias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331Reino Protista . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335Esporozoarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338Algas multicelulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341Reino Fungi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343Reino Plantae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345Reino Animalia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354

UNIDAD 6Los seres vivosy su ambiente 37

I n t r o d u c c i ó n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36.1 Ecología de Poblaciones y Comunidades . . . . . . . 3

La Ecología y su objeto de estudio . . . . . . . 3Ecología de poblaciones . . . . . . . . . . . . . . . 3Características y dinámica de laspoblaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Crecimiento de la población . . . . . . . . . . . . 3Potencial biótico y resistencia ambiental . . 3Curvas de crecimiento poblacional. . . . . . . 3 8Relaciones interpoblacionales . . . . . . . . . . 3Ecología de comunidades. . . . . . . . . . . . . . 3Características y dinámica de lascomunidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

6.2 Estructura de un ecosistema . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Factores que integran un ecosistema . . . . . 3Flujo de energía y materia en elecosistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Relaciones tróficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Pirámides alimenticias o ecológicas . . . . . . 3Productividad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Ciclos biogeoquímicos . . . . . . . . . . . . . . . . 4Ciclos atmosféricos o gaseosos . . . . . . . . . 4Ciclos sedimentarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

6.3 Ecosistemas acuáticos y terrestres . . . . . . . . . . . . 4Biomas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Biomas terrestres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

6.4 Recursos naturales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Recursos renovables . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Recursos no renovables . . . . . . . . . . . . . . . 4Recursos inagotables . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Otras fuentes de energía . . . . . . . . . . . . . . 4Manejo de los recursos naturales . . . . . . . . 4Políticas para proteger el ambiente . . . . . . 4Desarrollo sustentable . . . . . . . . . . . . . . . . 4

6.5 Problemas ecológicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Uso irracional de los recursos . . . . . . . . . . . 4Erosión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Contaminación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Contaminación atmosférica . . . . . . . . . . . . 4Problemas ecológicos atmosféricos . . . . . . 4Contaminación del agua . . . . . . . . . . . . . . . 4Contaminación del suelo . . . . . . . . . . . . . . 4

GLOSARIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4


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1 La Biología como ciencia


9/16

¡Echa un vistazo a lo que aprenderás!

¿Por qué se considera que la Biología es una

ciencia?

¿Qué relación existe entre la Biología y los

problemas de tu comunidad y de la sociedad

en general?

¿Cuáles son las ramas de la Biología y cómo

interactúan entre sí para estudiar a los seres

vivos?

¿Cuál es la diferencia entre los métodos ex-

perimental, observacional y comparativo uti-

lizados en la Biología?

¿Qué características comunes de los seres vi-

vos los distingue de los objetos sin vida?


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INTRODUCCIÓNVivimos rodeados de miles de especies de plantas y animales de los cuales depen-demos para nuestra subsistencia. Podemos estudiar a los seres vivos, incluyendo alhombre, gracias a las bases que nos proporciona la Biología.

El estudio de esta ciencia abarca varios aspectos. Uno de ellos es conocer la estruc-tura, funcionamiento y cuidado de nuestro organismo.

Otro aspecto importante es comprender los descubrimientos biológicos que hanmejorado la calidad de vida de los seres humanos (fig. 1.1); el uso de vacunas y deantibióticos, así como el conocimiento de las causas de las enfermedades, han con-tribuido a que tengamos mayor esperanza de vida.

Para sobrevivir necesitamos alimentarnos, y la base de nuestra alimentación laconstituyen los vegetales y los animales. Los conocimientos biológicos se aplican enmuchos procesos, desde la obtención de nuevas especies que poseen un alto rendi-miento nutritivo, hasta la industrialización de productos alimenticios de consumodiario.

La Biología también tiene por objeto la conservación del ambiente y el adecuado

aprovechamiento de los recursos naturales, ambos temas resultan de gran impor-tancia para la supervivencia de la vida en la Tierra.

En el bachillerato, el estudio de la Biología contribuye a adquirir conocimientos so-bre nuestro mundo y ampliar nuestro panorama general de la cultura. Además, al-gunas profesiones como Medicina, Astronomía, Veterinaria e Ingeniería Bioquímica,entre otras, requieren de conocimientos básicos en el campo de la Biología.

En esta unidad aprenderás el objetivo de la Biología y los retos que enfrenta en laactualidad, sus disciplinas y ciencias auxiliares, los antecedentes históricos de estaciencia y los métodos de estudio que emplea para la obtención de nuevos conoci-mientos que han contribuido al desarrollo y progreso de la humanidad.

1.1 CARÁCTER CIENTÍFICO DE LA BIOLOGÍALa Biología es la ciencia que estudia los seres vivos. Para entender mejor este con-cepto aparentemente sencillo, es necesario definir primero qué es la ciencia.

Esta definición señala que para la ciencia es importante establecer una sistemati-zación, lo cual significa que los conocimientos científicos deben guardar un ordeny relación entre sí. Otra característica fundamental de la ciencia es la objetividad,

esto es, que los conocimientos deben centrarse en los objetos que se estudian y noen los sujetos que realizan la investigación. Además, toda ciencia es metódica, yaque sigue ciertos procedimientos, que conducen a la obtención de nuevos conoci-mientos.

La Biología es una ciencia que reúne las características de ser explicativa, sistemá-tica, objetiva y de seguir un método para conocer todo aquello relacionado con suobjeto de estudio, que son los seres vivos.

La Biología. Su estudio ayuda a mejorarla calidad de vida de los seres vivos.

Figura 1.1

Biología general

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A lo largo de la historia, los investigadores en el campo de la Biología se han plan-teado numerosas interrogantes, cuyas respuestas han conformado una ciencia muyamplia y compleja que trata de explicar la estructura y función del mundo vivo.

VOCABULARIO CIENTÍFICOEn el estudio de toda ciencia se emplea una terminología específica que, en el casode la Biología, es muy extensa. Para facilitar el manejo de los términos biológicos, esconveniente conocer el significado de algunos prefijos (partículas lingüísticas que secolocan al principio de algunas palabras) y sufijos (partículas que se encuentran alfinal) de uso común en la Biología. Por ejemplo, la palabra Biología está formada endos partes: la partícula bio, proveniente de la raíz etimológica bios, que significa vida y logía que se deriva de la palabra logos, que significa estudio o tratado.

“Bio”, en este caso, es un prefijo, y “logía” es sufijo; al combinar ambos significados,definimos Biología como el estudio o tratado de la vida. De la misma manera, lapalabra citología está compuesta por el prefijo cito, que significa célula y logía, elestudio de. Por tanto, la Citología se puede definir como el estudio de las células.En el cuadro 1.1 encontrarás una lista de prefijos y sufijos comunes.

Cuadro 1.1 Prefijos y sufijos de uso común en la Biología

Prefijo Significado Prefijo Significado

a sin micro pequeño

anti contra, opuesto poli muchos

auto por sí mismo proto primero

bio vida pseudos falso

cito célula vita vida

cloro verde zoo animal

di, bi dosSufijo Significado

eu verdadero

fito vegetal dermis capa

foto luz fago comida

hemo sangre fase estado

herb relativo a plantas filo que la atrae, afín a

hetero diferente gen origen, producción

hidro agua itis inflamación

hiper por encima de lisis rompimiento

hipo por debajo de logia estudio de

homo igual osis condición, enfermedad

macro grande trofos alimento


UNIDAD 1 La Biología como ciencia

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El hombre universal. Dibujo realizadopor Leonardo Da Vinci, quien aplicó susestudios de anatomía en sus técnicasartísticas.

HISTORIA Y DESARROLLO DE LA BIOLOGÍAA continuación presentamos un breve panorama del desarrollo histórico de la Bio-logía, señalando por su época a los principales científicos que han contribuido aenriquecer el estudio de la vida.

Etapa antigua

Sin lugar a dudas, el primer gran descubrimiento biológico fue la agricultura, acti-vidad que permitió al hombre dejar de ser nómada. Una vez sedentario, el hombreempezó a observar los fenómenos de la naturaleza y de su propio organismo.

Durante la prehistoria, predominaron las ideas mágicas y religiosas para explicarlos fenómenos biológicos. No fue sino hasta el siglo a.C., cuando en Grecia algu-nos filósofos llamados naturalistas, como Tales de Mileto y Anaximandro, expli-caron la naturaleza por medio de sus causas materiales. En Atenas se empezó avislumbrar la especialización científica, principalmente de dos campos: la medicinay las matemáticas. En el siglo a.C. aparecieron los primeros documentos sobremedicina atribuidos a Hipócrates (fig. 1.2), quien estudió algunos problemas de lareproducción y la herencia. Sus escritos muestran un alto nivel científico, ya queestán basados en una minuciosa observación del cuerpo humano.

Años más tarde surgió uno de los grandes filósofos de la antigüedad, Aristóteles,quien fue el pionero del método científico basado en la observación y la experi-mentación. También se le considera padre de la zoología por sus estudios de losanimales, ya que describió la forma y conducta de algunos de ellos e hizo un primerintento de clasificación en la escala zoológica. Asimismo, realizó investigacionessobre el origen de los organismos apoyando la idea de la generación espontánea. Demanera general, se considera a Aristóteles como fundador de la Biología y uno delos grandes hombres que incursionó en el estudio de la mayoría de las ciencias.

El último médico notable de la antigüedad fue Claudio Galeno (siglo a.C. ). En suépoca estaban prohibidas las disecciones humanas y sólo podían ser practicadas encadáveres de náufragos arrojados a la playa o de viajeros que morían en el camino.Por ello, muchas de la disecciones que efectuó Galeno fueron realizadas en monos(fig. 1.3) y, aunque sus escritos contenían varias afirmaciones erróneas, se le consi-

deró una autoridad en anatomía por más de 10 siglos.La antigüedad fue seguida por la Edad Media, época en la que no hubo gran inte-rés por la investigación científica. No se recurrirá a la razón y si alguien ponía enduda los conocimientos científicos basados en creencias religiosas, era rápidamenteacallado y castigado.

RenacimientoCon el Renacimiento (siglos y ) se inició un auge en las ciencias y las artes.Algunos grandes artistas, como el italiano Leonardo da Vinci, tuvieron interés enel estudio de la naturaleza, y en particular del cuerpo humano (fig. 1.4). En el siglo, el médico belga Andreas Vesalio realizó disecciones en cadáveres humanos que

Hipócrates. Fue el primergran médico de la antigüedad

(siglo IV a.C. ).

Figura 1.2

Mono de Gibraltar.

Figura 1.3

Figura 1.4

PIENSA RÁPIDO

Biología general

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El camino de la sangre. Wiliam Hervey fue el pionero en la descripciónde la circulación sanguínea.

lo llevaron a corregir los errores de anatomía de Galeno, y en 1628 Wiliam Harvey,médico inglés, describió la circulación sanguínea (fig. 1.5).

Uno de los inventos más importantes del siglo fue el microscopio, cuya creaciónse atribuye a los holandeses Hans yZacarías Janssen, quienes no eran investigadoressino talladores de lentes. Al poner una lente sobre otra ante un pequeño objeto des-

cubrieron que se veía considerablemente aumentado. Éste fue el primer microscopiocompuesto rudimentario que se utilizó. Robert Hooke, físico y astrónomo británico,fue de los primeros investigadores que utilizó el microscopio. En 1665 dio nombre de“células” a las estructuras alargadas, en forma de celdas de un panal, que observócuando investigaba un corte de corcho muy delgado bajo el microscopio (fig. 1.6).

Otra figura importante en la microscopia fue el holandés Anton Van Leeuwenhoek,un hábil tallador de lentes con las que construyó un microscopio rudimentario. Enél observó por primera vez ojos de animales, glóbulos rojos y microorganismos enuna gota de agua (fig. 1.7).

Célula. Hooke dio el nombre de célua las estructuras que observó en uncorte de corcho.

Figura 1.6

Microscopios antiguos. a) De Hooke. b) De VanLeeuwenhoek.

Lente

Portaobjetos

Tornillos

Figura 1.7 a

b

Figura 1.5



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Etapa modernaEn el siglo surgieron investigadores que revolucionaron diversos campos de laBiología; entre ellos, sobresalen: Matthias J. Schleiden y Theodor Schwann, Carl von Linné, Louis Pasteur, Charles Darwin y Gregor Mendel.

Los biólogos alemanes Schwann y Schleiden propusieron, en 1839, que todas lasplantas y animales están compuestos por células, por lo que se les reconoce comolos autores de la Teoría Celular. En el siglo , Carl von Linné, botánico sueco,propuso un sistema de clasificación de las plantas utilizando la nomeclatura bi-nominal; este sistema no sólo es aplicable a las plantas, sino a todos los demásseres vivos.

Al francés Louis Pasteur se le considera el padre de la microBiología. Además, hizoestudios sobre la fermentación alcohólica y láctica y descubrió varias vacunas, en-tre ellas, la antirrábica. Pasteur también demostró que la teoría de la generaciónespontánea, propuesta por Aristóteles, era errónea.

En 1860 el naturalista inglés Charles Darwin (fig. 1.8), expuso en su libro, El origende las especies, una teoría para explicar la evolución de los seres vivos por medio dela selección natural. Hasta antes del siglo , predominaba la idea de que losseres vivos no habían cambiado a lo largo del tiempo, es decir, que no habían su-frido modificación alguna. Darwin propuso una teoría para explicar la evolucióny afirmó que el hombre también es producto de las fuerzas evolutivas. Hoy día,la evolución es el principio que gobierna todo el pensamiento en la ciencia de laBiología.

El monje austriaco Gregor Mendel (1822-1894), fue pionero en el campo de la gené-tica. Después de experimentar durante ocho años con chícharos o guisantes, con-cluyó que la herencia sigue ciertas leyes y que las características se heredan a losdescendientes a través de unidades constantes. Los trabajos de Mendel no fueroncomprendidos ni continuados hasta 30 años después de su muerte.

Etapa contemporáneaEl siglo es la etapa del auge de la Biología celular y molecular, pues la gran ma-yoría de los estudios desde entonces se ha centrado en la investigación sobre laconstitución molecular de la célula y su función. Son muchos los investigadoresque han sobresalido en este siglo. A continuación, citaremos las contribuciones dealgunos de ellos.

El genetista estadounidense Thomas Morgan experimentó con la mosca de la fruta(Drosophila) y, en 1910, propuso que la herencia radica en los cromosomas localiza-dos en el núcleo (fig. 1.9).

En 1953, el norteamericano James Watson y el británico Francis Crick establecie-ron un modelo (fig. 1.10) para explicar la estructura del ADN (ácido desoxirribo-nucleico), molécula que constituye a los genes y cromosomas y en la cual radicala herencia.

La era moderna de los antibióticos comenzó en 1929, cuando el bacteriólogo inglésAlexander Fleming descubrió la penicilina, sustancia que mata las bacterias y esextraída del hongo Penicillium notatum.

Alexander I. Oparin, bioquímico ruso, formuló una hipótesis sobre el origen de lavida de la Tierra a partir de reacciones químicas ocurridas en los océanos primitivos.Esta hipótesis fue planteada en 1938 y se verá con más detalle en la unidad sobre“El origen de la vida”.

Severo Ochoa, bioquímico español, descubrió en 1959 los mecanismos que produ-cen el ácido ribonucleico (ARN), uno de los agentes químicos que determinan laherencia.

Charles Darwin. El autor de la teoríade la selección natural publicó supropuesta en 1860.

Figura 1.8

Mosca de la fruta (Drosophilamelanogaster). Es el organismo queutilizó Morgan en sus experimentos paraestudiar los cromosomas.

Figura 1.9

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Biología general

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Los franceses Jacques Monod y François Jacob recibieron, en 1965, el premio Nobelpor sus estudios en genética sobre el control y regulación de la actividad de los ge-nes. Más adelante analizaremos los trabajos de estos investigadores.

Al investigador austriaco Konrad Lorenz se le conoce como el padre de la Etología,rama de la Biología que se dedica al estudio del comportamiento de los animales.

Las conclusiones de Lorenz se fundamentaron en sus observaciones de la conductade patos y gansos (fig. 1.11).

A manera de resumen, en el cuadro 1.2 se listan los principales investigadores de lasciencias biológicas con las indicaciones de algunas de sus contribuciones.

El campo de la Biología también se ha enriquecido con aportaciones de destacadosinvestigadores mexicanos. En el siglo sobresalen las contribuciones de algunoscientíficos de nuestro país como son:

Isaac Ochoterena, realizó un estudio sobre las cactáceas de México (fig. 1.12) y fuedirector del Instituto de Biología de la UNAM.

Dibujo original. Modelo de la estrucdel ADN elaborado por la esposa deFrancis Crick, Odile Crick, publicado eNature el 25 de abril de 1953.

Figura 1.10

Cuadro 1.2 Principales investigadores de la Biología y sus aportaciones

Etapa Autor Aportación

Antigua

Filósofosnaturalistas

Explican los fenómenos porcausas materiales.

Hipócrates Primeros documentos biológicos.

AristótelesFundador de la Biología, utiliza el métodocientífico. Estudio de los animales.

Galeno Estudio de anatomía.

Renacimiento y siglo

Vesalio Anatomía del cuerpo humano.

Hervey Circulación de la sangre. Janssen Construcción de microscopios.

Hooke Dio nombre a la célula.

Leeuwenhoek Observación de microorganismos.

Modernasiglo

Schwann ySchleiden

Teoría celular.

Linné Sistema de clasificación.

PasteurFermentación, vacunas, falsedadde la generación espontánea.

Darwin Teoría de la evolución.

Mendel Leyes de la genética.

Contemporáneasiglo

Morgan Teoría cromosómica de la herencia.

Watson y Crick Estructura del ADN.

Fleming Descubrimiento de la penicilina.

Oparin Teoría sobre el origen de la vida.

Monod y Jacob Regulación genética.

Ochoa Producción del ARN.

Lorenz Comportamiento animal.

Etología. La Etología estudia elcomportamiento animal, cuyo princiinvestigador fue Konrad Lorenz. Estecientífico encontró que los gansosdesarrollan ciertas conductas porimitación de a) otros gansosb) o de otro ser vivo.

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Figura 1.11



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Cuadro 1.3 Principales científicos mexicanos y sus contribuciones a la Biología

Investigador Campo de estudio

Isaac Ochoterena Cactáceas de México.

Alfonso Herrera Origen del protoplasma (Plasmogenia), plagas agrícolas.

Eucario López Ochoterena Protozoarios.

Enrique Beltrán Recursos naturales de México.

Arturo Gómez Pompa Botánica, Ecología vegetal y Recursos bióticos.

Mario Castro Fitomejoramiento, creación del maíz enano.

Mario Molina Ecología, destrucción de la capa de ozono.

Alfonso Herrera fue un investigador distinguido que fun-dó la cátedra de Biología en la Escuela Normal para Maes-tros. Se incorporó a la corriente evolucionista de Darwin,y en 1906 realizó estudios sobre el origen del protoplasmaal que llamó “Plasmogenia”. Además, realizó investigacio-nes sobre plagas de la agricultura en México.

El biólogo Eucario López Ochoterena ha sobresalidoprincipalmente por sus investigaciones con proto-zoarios (1927), esto es, organismos unicelulares, tantode vida libre como parásitos.

Enrique Beltrán Castillo dedicó gran parte de su vida ala investigación biológica en el área de los recursos na-turales. Es autor de varias obras, entre ellas: Los recursosnaturales de México, La pesca en México, Consejos a los biólo-gos y otras. Fue director y fundador del Instituto Mexica-no de Recursos Naturales Renovables (IMERNAR).

En 1956 se tituló como biólogo Arturo Gómez Pompa y

desde entonces a la fecha ha realizado un amplio tra-bajo como investigador. Fundó el Instituto Nacional deInvestigaciones sobre Recursos Bióticos (INIREB) y el

Consejo Nacional para la Enseñanza de la Biología (CNEB). Ha trabajado principal-mente en Botánica, ecología vegetal y recursos bióticos, sobre esta última disciplinaha publicado numerosas obras.

Mario Castro creó diferentes variedades de maíz, entre ellas, la conocida como“maíz súper enano”. Mediante mejoramiento genético, redujo la altura de estaplanta para aumentar el número de individuos por área.

Mario Molina, en 1995, obtuvo el premio Nobel por sus estudios sobre la des-trucción de la capa de ozono debida al uso de gases clorofluorocarbonados quese emplean en la fabricación de aerosoles y refrigerantes. Este investigador ha de-mostrado el peligro que representa la radiación ultravioleta proveniente del Sol y ladestrucción de la capa de ozono.

En el cuadro 1.3 se sintetizan las principales contribuciones de científicos mexica-nos en el área de la Biología.

Cactáceas de México. El investigador Isaac Ochoterena realizó importantes

estudios acerca de estas plantas desérticas.

Figura 1.12

La comunidad científica internacional ha hecho importantes contribuciones aplica-bles a diferentes ramas de la Biología, como puedes observar en el cuadro 1.4 queresume los premios Nobel recientes. En la sección Conoce más podrás leer sobrealgunos de estos investigadores que crearon modelos animales para estudiar enfer-medades humanas.

Biología general

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