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1.1: ¿Qué es la biología?
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Biology

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What is Biology?
 
TRANSCRIPCIÓN

1.1: What is Biology?

1.1: ¿Qué es la biología?

Overview

Biology is the natural science that focuses on the study of life and living organisms, including their structure, function, development, interactions, evolution, distribution, and taxonomy. The scope of the field is extensive and is divided into several specialized disciplines, such as anatomy, physiology, ethology, genetics, and many more.

All living things share a few key traits: cellular organization, heritable genetic material and the ability to adapt/evolve, metabolism to regulate energy needs, the ability to interact with the environment, maintain homeostasis, reproduce, and the ability to grow and change.

The Complexity of Life

Despite its complexity, life is organized and structured. The cell theory in biology states that all living organisms are composed of one or more cells. The cell is the basic unit of life, and all cells arise from previously existing cells. Even single-celled organisms, such as bacteria, have structures that allow them to carry out essential functions, such as interacting with the environment and carry out chemical reactions that maintain life, or metabolism. In multicellular organisms, cells work together to form tissues, organs, organ systems, and finally, entire organisms. This hierarchical organization can extend further into populations, communities, ecosystems, and the biosphere.

Genetics and Adaptation

An organism’s genetic material, the biological “blueprints” encoded in their DNA, is passed down to their offspring. Over the course of several generations, the genetic material is shaped by the biotic (living) and abiotic (non-living) environment. This process is called adaptation. Offspring of well-adapted parents have a high likelihood to survive in conditions that are similar to those that their parents lived in.

The process in which inherited traits increase survival and reproduction is called natural selection. Natural selection is the central mechanism of evolution. For example, some kangaroo rats live in hot and dry areas with little rainfall. To avoid the blistering heat and conserve water, they burrow into the soil where it is cooler and lower their metabolic rate to slow down evaporation. In this way, the kangaroo rat’s genetics—encoding this behavior and passed down through generations—enables the animal to survive in such extreme environmental conditions.

Environmental Interactions

Organisms must also be able to successfully interact with their environment. This includes being able to navigate the world around them in search of resources or potential mates but also includes regulating their internal environments. Homeostasis is the ability of an organism to keep steady internal conditions. For example, humans maintain constant body temperature. If they get cold, they shiver; if they are too hot, they start to sweat. Living things also maintain metabolism—the chemical processes that regulate energy needs. For instance, plants convert sunlight into sugar and store chemical energy in adenosine triphosphate.

Building Upwards from Basic Tenets

While “What is biology?” and “What is life” may seem like basic questions, they are important to understand and are prerequisites to asking more complicated questions. For example, without understanding the basic tenets of life—such as how cells divide and replicate—it would be difficult to investigate what causes cancer. This knowledge also allows scientist to develop the required tools and methods to study biological processes.

Visión general

La biología es la ciencia natural que se centra en el estudio de la vida y los organismos vivos, incluyendo su estructura, función, desarrollo, interacciones, evolución, distribución y taxonomía. El alcance del campo es extenso y se divide en varias disciplinas especializadas, como la anatomía, la fisiología, la etología, la genética y muchas más.

Todos los seres vivos comparten algunos rasgos clave: organización celular, material genético hereditario y la capacidad de adaptarse/evolucionar, metabolismo para regular las necesidades energéticas, la capacidad de interactuar con el medio ambiente, mantener la homeostasis, reproducirse y la capacidad de crecer y cambiar.

La complejidad de la vida

A pesar de su complejidad, la vida está organizada y estructurada. La teoría celular en la biología afirma que todos los organismos vivos están compuestos por una o más células. La célula es la unidad básica de vida, y todas las células surgen de células previamente existentes. Incluso los organismos unicelulares, como las bacterias, tienen estructuras que les permiten llevar a cabo funciones esenciales, como interactuar con el medio ambiente y llevar a cabo reacciones químicas que mantienen la vida, o el metabolismo. En organismos multicelulares, las células trabajan juntas para formar tejidos, órganos, sistemas de órganos y, finalmente, organismos enteros. Esta organización jerárquica puede extenderse aún más a las poblaciones, comunidades, ecosistemas y la biosfera.

Genética y Adaptación

El material genético de un organismo, los "planos" biológicos codificados en su ADN, se transmite a su descendencia. A lo largo de varias generaciones, el material genético está moldeado por el entorno biótico (vivo) y abiótico (no vivo). Este proceso se denomina adaptación. Los hijos de padres bien adaptados tienen una alta probabilidad de sobrevivir en condiciones similares a las que vivían sus padres.

El proceso en el que los rasgos heredados aumentan la supervivencia y la reproducción se denomina selección natural. La selección natural es el mecanismo central de la evolución. Por ejemplo, algunas ratas canguro viven en zonas calientes y secas con poca lluvia. Para evitar el calor de las ampollas y conservar el agua, se entierran en el suelo donde es más fresco y reducen su tasa metabólica para ralentizar la evaporación. De esta manera, la genética de la rata canguro —codificando este comportamiento y transmitida a través de generaciones— permite al animal sobrevivir en condiciones ambientales tan extremas.

Interacciones ambientales

Los organismos también deben ser capaces de interactuar con éxito con su entorno. Esto incluye poder navegar por el mundo que les rodea en busca de recursos o posibles compañeros de juego, pero también incluye la regulación de sus entornos internos. La homeostasis es la capacidad de un organismo para mantener condiciones internas estables. Por ejemplo, los seres humanos mantienen una temperatura corporal constante. Si se enfrían, se estremecen; si están demasiado calientes, empiezan a sudar. Los seres vivos también mantienen el metabolismo, los procesos químicos que regulan las necesidades energéticas. Por ejemplo, las plantas convierten la luz solar en azúcar y almacenan energía química en trifosfato de adenosina.

Construyendo hacia arriba a partir de tenets básicos

Si bien "¿Qué es la biología?" y "¿Qué es la vida" pueden parecer preguntas básicas, son importantes de entender y son requisitos previos para hacer preguntas más complicadas. Por ejemplo, sin entender los principios básicos de la vida, como la forma en que las células se dividen y replican, sería difícil investigar qué causa el cáncer. Este conocimiento también permite a los científicos desarrollar las herramientas y métodos necesarios para estudiar los procesos biológicos.


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