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Biología para ingenieros/Introducción a las ciencias biológicas

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Justificación del estudio de la biología[editar]

Definición de Biología[editar]

La palabra Biología está formada por la raíz griega "bios" que designa la vida, y "logia" o estudio de. Por tanto, la biología es el estudio científico de la vida [1]

Tabla 1. Ejemplos de la diversidad de formas de vida que hay dentro de un mismo reino, en este caso Animalia, todas estudiadas por la biología

Iguana azul de Gran Caimán Ocelote Molusco Coral burbuja
Cyclura lewisi Leopardus pardalis Conus puncticulatus Plerogyra sinuosa

¿Cuál es la relación de la Biología con otras áreas?[editar]

Estudiar biología es estudiar la vida misma y todo lo que esto conlleva. Con el avance de la ciencia y la tecnología, surgen a diario nuevos descubrimientos que afectan diferentes aspectos alimenticios, sociales, ambientales, de salud pública y hasta gubernamentales. La biología proporciona un mayor conocimiento del ser humano como especie, cómo ha logrado sobrevivir y su evolución junto a los millones de organismos con los que comparte el planeta. Entre los desafíos que ayudan a enfrentar los estudios biológicos, se destacan el aumento de la población humana, la pérdida de biodiversidad biológica, el cambio climático y la prevención y cura de enfermedades. Para encontrar solución a todas estas problemáticas, la biología trabaja de la mano con otras ciencias como lo son:[2]

  • Química: aporta las bases para el conocimiento de la estructura de la materia viva, así como el conocimiento de los cambios y las reacciones que se llevan a cabo en los procesos metabólicos y funciones vitales.
  • Física: explica la relación entre materia y energía, lo que es indispensable en biología, dado que los seres vivos lo somos.
  • Astrofísica: nos explica el origen y la evolución de la materia en el Universo.
  • Ciencias de la tierra: integran los conocimientos de la física y la química, al explicar el origen, la estructura y la evolución de la Tierra, y su interacción con los procesos biológicos.
  • Ciencias de la Salud: proporcionan elementos básicos para prevenir y remediar problemas de la salud y a su vez, éstas se apoyan en conocimientos biológicos.
  • Matemáticas: la biología se interrelaciona con las matemáticas por ejemplo, en estudios que utilizan porcentajes, proporciones, estadísticas, etc.

Por otro parte, los conocimientos biológicos tienen aplicación en numerosas actividades humanas entre las que destacan: la medicina humana y veterinaria, investigación agrícola, ganadería, pesca, conservación de la biodiversidad, aprovechamiento racional de los recursos naturales renovables terrestres y acuáticos, problemas ecológicos, salud pública, zoológicos, jardines botánicos, museos de historia natural, acuarios, avicultura, apicultura, etc.

Ramas de la biología[editar]

  • Biología celular:También conocida como citología, estudia todo acerca de las células, su funcionamiento, propiedades, estructura, tipos, los organelos que contienen, etc.
  • Anatomía:Estudia las estructuras del cuerpo, su forma y disposición.
  • Biología del desarrollo:Estudia los procesos a través de los cuales los organismos crecen y se desarrollan, desde la fase embrionaria en adelante.
  • Biología evolutiva:Estudia los cambios en las poblaciones de los seres vivos a través del tiempo. Permite también establecer relaciones de parentesco entre los seres vivos.
  • Biología molecular: Estudia los procesos vitales de los seres vivos de acuerdo a la estructura molecular que presentan, es decir, estudia cómo las moléculas permiten la vida tal como la conocemos.
  • Botánica:Se enfoca en el estudio de las plantas.
  • Ecología:Da explicación a las relaciones que los diferentes seres vivos establecen tanto entre ellos como con el medio que los rodea.
  • Fisiología:Estudia las funciones de los seres vivos.
  • Genética:Explica cómo se transmite la información biológica de generación en generación, estudiando la herencia biológica.
  • Histología:Examina microscópicamente los tejidos de los seres vivos para conocer su estructura y funciones.
  • Microbiología:Estudia las formas de vida microscópicas, generalmente organismos unicelulares como bacterias, virus, hongos, etc.
  • Zoología:Se enfoca en el estudio de los animales

Método científico[editar]

La investigación científica se caracteriza por hacer uso del método científico, una serie ordenada de pasos estandarizados con la cual se obtienen conclusiones a partir de la observación, y que es ampliamente aceptada por el mundo académico [3]

1. Observación:Se realizan observaciones detalladas de la naturaleza para entender mejor los fenómenos de interés, haciendo uso de los diferentes sentidos. Por ejemplo, el comportamiento de un macho al ver a la hembra, el olor y textura de la secreción de una planta al ser expuesta a depredadores, etc. Además, los científicos emplean instrumentos que ayudan a magnificar el alcance de sus sentidos y ayudan a tener observaciones más precisas de su objeto de estudio, como lo son los binoculares y microscopios. Por último, una mayor comprensión de sus observaciones se consigue al consultar los conocimientos que han acumulado sus colegas durante años de investigación

2. Hipótesis:Una hipótesis es una posible explicación de un fenómeno natural, la cual tiene que ser puesta a prueba, de manera objetiva, para ser validada o invalidada. La creación de este enunciado surge del razonamiento inductivo, después de que el científico ha hecho sus observaciones y relacionado los conocimientos previos acerca del fenómeno

3. Predicciones y experimentos: Haciendo uso del razonamiento deductivo, el cual implica una lógica “si, entonces”, los científicos diseñan el experimento para hacer una predicción, es decir, anticipan un resultado, con base en el conocimiento de los factores que intervienen en el experimento. La forma como un científico intenta llevar a cabo un experimento se llama diseño experimental. Un buen diseño experimental se asegura de examinar la contribución de una variable específica, llamada variable experimental. El resultado se denomina variable dependiente, porque se debe a la variable experimental

4. Presentación y análisis de datos: Es factible presentar los datos, o resultados, de experimentos científicos en diversos formatos incluyendo tablas y gráficas. Una gráfica muestra la relación entre dos cantidades. En muchas gráficas, la variable experimental se grafica en el eje x (horizontal), y el resultado, en el eje y (vertical). Las gráficas son herramientas útiles para resumir datos de una manera clara y simplificada

5. Datos estadísticos: La mayoría de los autores que publican artículos de investigación emplean estadísticas para ayudar a evaluar sus datos experimentales. En estadística, el error estándar, o la desviación estándar, nos indica qué tan incierto es un valor específico

Figura 1: Diagrama de flujo del método científico

Características de los seres vivos[editar]

¿Cómo se define un ser vivo?[editar]

Definir la vida ha sido tema de debate durante largos años, sin embargo, existen ciertas características que comparten los seres vivos y que en conjunto pueden ser utilizadas para dar una definición general de lo que significa estar vivo:

  • Adquieren, usan y transforman materia y energía.
  • Mantienen su complejidad organizada gracias a la homeostasis.
  • Perciben y responden a estímulos tanto internos como externos.
  • Se desarrollan (crecen).
  • Se reproducen.
  • Tienen la capacidad de evolucionar de manera poblacional.

Anexos[editar]

Véase también[editar]

Notas[editar]

Proyecto: Biología para ingenieros
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Referencias[editar]

  1. Audesirk, Teresa (2018). Biología (primera edición edición). Pearson Education. ISBN 9786073244206. 
  2. Solomon, Eldra (2013). Biología (noveno edición edición). Cengage. ISBN 9786075191959. 
  3. Mader, Sylvia (2019). Biología (Décimo tercera edición edición). McGraw-Hill Interamericana. ISBN 9781456269869.