Introdução à Biologia/Introdução

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Biologia é a ciência que estuda os seres vivos (do grego βιος - bios = vida e λογος - logos = estudo, ou seja o estudo da vida). Debruça-se sobre o funcionamento dinâmico dos organismos desde uma escala molecular subcelular até o nível populacional e interacional, tanto intraespecificamente quanto inter-especificamente, bem como a interação da vida com seu ambiente físico-químico. A biologia abrange um espectro amplo de áreas acadêmicas frequentemente consideradas disciplinas independentes, mas que, no seu conjunto, estudam a vida nas mais variadas escalas.

A vida é estudada à escala atômica e molecular pela biologia molecular, pela bioquímica e pela genética molecular; no que se refere à célula pela biologia celular e à escala multicelular pela fisiologia, pela anatomia e pela histologia. A biologia do desenvolvimento estuda a vida ao nível do desenvolvimento ou ontogenia do organismo individual. Subindo na escala para grupos de mais que um organismo, a genética estuda as bases da hereditariedade e da variação entre indivíduos. A etologia estuda o comportamento dos indivíduos. A genética populacional estuda a dinâmica dos alelos na população, enquanto que a sistemática trabalha com linhagens de muitas espécies. As ligações de indivíduos, populações e espécies entre si e com os seus habitats são estudadas pela ecologia e as origens de tais interações pela biologia evolutiva. Uma nova área, altamente especulativa, a astrobiologia (ou xenobiologia ou ainda exobiologia) estuda a possibilidade de vida para lá do nosso planeta.


Princípios da biologia[editar | editar código-fonte]

Apesar da biologia não descrever, ao contrário da física, os sistemas biológicos em termos de objetos que obedecem a leis imutáveis descritas de forma matemática, não deixa de ser caracterizada por um certo número de princípios e conceitos nucleares: universalidade, evolução, diversidade, continuidade, homeostase e interação.

Universalidade: bioquímica, células e o código genético[editar | editar código-fonte]

Existem muitas unidades universais e processos comuns que são fundamentais para todas as formas de vida. Por exemplo, quase todas as formas de vida são constituídas por células que, por sua vez, funcionam segundo uma bioquímica comum baseada no carbono. A exceção a essa regra são os vírus e os príons, que não são compostos por células. Os primeiros assumem uma forma cristalizada inativa e só se reproduzem com o aparelho nuclear das células alvo. Os príons, por sua vez, são proteínas auto replicantes-infectantes, que causam, por exemplo, a encefalopatia bovina espongiforme (ou "mal da vaca louca").

Todos os organismos transmitem a sua hereditariedade através de material genético baseado em ácidos nucleicos, podendo ser ou DNA (Ácido desoxirribonucléico) ou RNA (Ácido ribonucléico), usando um código genético universal. Durante o desenvolvimento o tema dos processos universais está também presente: por exemplo, na maioria dos organismos metazoários, os passos básicos do desenvolvimento inicial do embrião partilham estágios morfológicos semelhantes e envolvem genes similares.

Evolução: o princípio central da biologia[editar | editar código-fonte]

Um dos conceitos nucleares e estruturantes em biologia é que toda a vida descende de um ancestral comum mediante um processo de evolução. De fato, é uma das razões pelas quais os organismos biológicos exibem a notável similaridade de unidades e processos discutida na seção anterior. Charles Darwin estabeleceu a evolução como uma teoria viável ao enunciar a sua força motriz: a seleção natural. (Alfred Russel Wallace é comumente reconhecido como co-autor deste conceito). A deriva genética foi admitida como um mecanismo adicional na chamada síntese moderna. A história evolutiva duma espécie, que descreve as várias espécies de que aquela descende e as características destas, juntamente com a sua relação com outras espécies vivas, constituem a sua filogenia. A elaboração duma filogenia recorre às mais variadas abordagens, desde a comparação de genes no âmbito da biologia molecular ou da genômica até comparação de fósseis e outros vestígios de organismos antigos pela paleontologia. As relações evolutivas são analisadas e organizadas mediante vários métodos, nomeadamente a filogenia, a fenética e a cladística.

Diversidade: a variedade dos organismos vivos[editar | editar código-fonte]

Suposta árvore filogenética da vida.

Apesar da unidade subjacente, a vida exibe uma diversidade surpreendente em termos de morfologia, comportamento e ciclos de vida. A classificação de todos os seres vivos é uma tentativa de lidar com toda esta diversidade, e o objeto de estudo da sistemática e da taxonomia. A taxonomia separa os organismos em grupos chamados taxa, enquanto que a sistemática procura estabelecer relações entre estes. Uma classificação científica deve refletir as árvores filogenéticas, também chamadas árvores evolutivas, dos vários organismos.

Homeostase: adaptação à mudança[editar | editar código-fonte]

A homeostase é a propriedade de um sistema aberto de regular o seu ambiente interno de modo a manter uma condição estável mediante múltiplos ajustes de um equilíbrio dinâmico controlados pela interação de mecanismos de regulação. Todos os organismos, unicelulares e multicelulares, exibem homeostase. A homeostase pode-se manifestar ao nível da célula, na manutenção duma acidez (pH) interna estável, do organismo, na temperatura interna constante dos animais de sangue quente, e mesmo do ecossistema, no maior consumo de dióxido de carbono atmosférico devido a um maior crescimento da vegetação provocado pelo aumento do teor de dióxido de carbono na atmosfera. Tecidos e órgãos também mantêm homeostase.

Interação: grupos e ambientes[editar | editar código-fonte]

Todo o ser vivo interage com outros organismos e com o seu ambiente. Uma das razões pelas quais os sistemas biológicos são tão difíceis de estudar é precisamente a possibilidade de tantas interações diferentes com outros organismos e com o ambiente. Uma bactéria microscópica reagindo a um gradiente local de açúcar está a reagir ao seu ambiente exatamente da mesma forma que um leão está a reagir ao seu quando procura alimento na savana africana, ou um avestruz protege seu ninho comunal na África. Dentro duma mesma espécie ou entre espécies, os comportamentos podem ser cooperativos, agressivos, parasíticos ou simbióticos. A questão torna-se mais complexa à medida que um número crescente de espécies interage num ecossistema. Este é o principal objeto de estudo da ecologia.


Subdivisões da biologia[editar | editar código-fonte]

A biologia tornou-se um campo de investigação tão vasto que geralmente não é estudada como uma única disciplina, mas antes dividida em várias disciplinas subordinadas. Consideramos aqui quatro grandes agrupamentos. O primeiro consiste nas disciplinas que estudam as estruturas básicas dos sistemas vivos: células, genes, etc.; um segundo agrupamento aborda o funcionamento destas estruturas ao nível dos tecidos, órgãos e corpos; um terceiro incide sobre os organismos e o seu ciclo de vida; um último agrupamento de disciplinas foca-se nas interações. Note-se, contudo, que estas descrições, estes agrupamentos e as fronteiras entre estes são apenas uma descrição simplificada do todo que é a investigação biológica. Na realidade, as fronteiras entre disciplinas são muito fluidas e a maioria das disciplinas recorre frequentemente a técnica doutras disciplinas. Por exemplo, a biologia evolutiva apoia-se fortemente em técnicas da biologia molecular para determinar sequências de DNA que ajudam a perceber a variação genética dentro duma população; e a fisiologia recorre com frequência à biologia celular na descrição do funcionamento dos sistemas de órgãos.

Estrutura da vida[editar | editar código-fonte]

A biologia molecular é o estudo da biologia ao nível molecular, sobrepondo-se em grande parte com outras áreas da biologia, nomeadamente a genética e a bioquímica. Ocupa-se essencialmente das interações entre os vários sistemas celulares, incluindo a correlação entre DNA, RNA e a síntese proteica, e de como estas interações são reguladas. A biologia celular estuda as propriedades fisiológicas das células, bem como o seu comportamento, interações e ambiente, tanto ao nível microscópico como molecular. Ocupa-se tanto de organismos unicelulares como as bactérias, como de células especializadas em organismos multicelulares como as dos humanos. Compreender a composição e o funcionamento das células é essencial para todas as ciências biológicas. A genética é a ciência dos genes, da hereditariedade e da variação entre organismos. Na investigação moderna, providencia ferramentas importantes para o estudo da função de um gene particular e para a análise de interações genéticas. Nos organismos, a informação genética normalmente está nos cromossomas, mais concretamente, na estrutura química de cada uma das moléculas de DNA. Os genes codificam a informação necessária para a síntese de proteínas que, por sua vez, desempenham um papel essencial, se bem que longe de absoluto, na determinação do fenótipo do organismo. A biologia do desenvolvimento estuda o processo pelo qual os organismos crescem e se desenvolvem. Confinada originalmente à embriologia, nos nossos dias estuda o controle genético do crescimento e diferenciação celular e da morfogênese, o processo que dá origem aos tecidos, órgãos e à anatomia em geral.

Fisiologia dos organismos[editar | editar código-fonte]

A fisiologia estuda os processos mecânicos, físicos e bioquímicos dos organismos vivos, tentando compreender como as várias estruturas funcionam como um todo. É tradicionalmente dividida em fisiologia vegetal e fisiologia animal, mas os princípios da fisiologia são universais, independentemente do organismo estudado. Por exemplo, informação acerca da fisiologia de uma célula de levedura também se aplica a células humanas, e o mesmo conjunto de técnicas e métodos é aplicado à fisiologia humana ou à de outras espécies, animais e vegetais.

Diversidade e evolução dos organismos[editar | editar código-fonte]

A biologia evolutiva ocupa-se da origem e descendência de entidades biológicas (espécies, populações ou mesmo genes), bem como da sua modificação ao longo do tempo, ou seja, da sua evolução. É uma área heterogênea onde trabalham investigadores oriundos das mais variadas disciplinas taxonômicas, tais como a mamalogia, a ornitologia e a herpetologia, que usam o seu conhecimento sobre esses organismos para responder a questões gerais de evolução. Inclui ainda os paleontólogos que estudam fósseis para responder a questões acerca do modo e do tempo da evolução, e teóricos de áreas como a genética populacional e a teoria evolutiva. Áreas como a filogenia, a sistemática e a taxonomia estão relacionadas com a biologia evolutiva e são por vezes consideradas parte desta. As duas grandes disciplinas da taxonomia são a botânica e a zoologia. A botânica ocupa-se do estudo das plantas e abrange um vasto leque de disciplinas que estudam o seu crescimento, reprodução, metabolismo, desenvolvimento, doenças e evolução. A zoologia ocupa-se do estudo dos animais, incluindo aspectos como a sua fisiologia, anatomia e embriologia. Tanto a botânica como a zoologia se dividem em disciplinas menores especializadas em grupos particulares de animais e plantas. A taxonomia inclui outras disciplinas que se ocupam doutros organismos além das plantas e dos animais, como, por exemplo, a micologia, que estuda os fungos. Os mecanismos genéticos e de desenvolvimento partilhados por todos os organismos são estudados pela biologia molecular, pela genética molecular e pela biologia do desenvolvimento.

Interações entre organismos[editar | editar código-fonte]

A ecologia estuda a distribuição e a abundância dos organismos vivos, e as interações dos organismos entre si e com o seu ambiente. O ambiente de um organismo inclui não só o seu habitat, que pode ser descrito como a soma dos fatores abióticos locais tais como o clima e a geologia, mas também pelos outros organismos com quem partilha o seu habitat. Os sistemas ecológicos são estudados a diferentes níveis, do individual e populacional ao do ecossistema e da biosfera. A ecologia é uma ciência multidisciplinar, recorrendo a vários outros domínios científicos.


Ramos da biologia[editar | editar código-fonte]

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A biologia é dividida em vários ramos. São eles:

  • Zoologia: é a ciência que estuda os animais.
  • Helmintologia: é o ramo da biologia que estuda os vermes em geral.
  • Malacologia: é o ramo da biologia que estuda os moluscos.
  • Entomologia: é a ciência que estuda os insetos.
  • Ictiologia: é o ramo da biologia devotado ao estudo dos peixes.
  • Herpetologia: é um ramo da biologia dedicado ao estudo dos répteis e anfíbios.
  • Ornitologia: é o ramo da biologia que se dedica ao estudo das aves.
  • Mastozoologia: é o ramo da zoologia que se ocupa do estudo dos mamíferos.
  • Botânica: é o estudo científico da vida das plantas.
  • Microbiologia: é o ramo da biologia que estuda os microrganismos, incluindo eucariontes unicelulares e procariontes, como as bactérias, fungos e vírus.
  • Micologia: é a ciência que estuda os fungos.
  • Parasitologia: é a ciência que estuda os parasitas, os seus hospedeiros e relações entre eles.
  • Bacteriologia: é a ciência que estuda a morfologia, ecologia, genética e bioquímica das bactérias.
  • Virologia: é o estudo dos vírus e suas propriedades.
  • Citologia ou Biologia Celular: é o ramo da biologia que estuda as células.
  • Genética: é a ciência dos genes, da hereditariedade e da variação dos organismos.
  • Genética clássica
  • Genética molecular
  • Genética populacional
  • Biologia Molecular
  • Sistemática
  • Biologia Evolutiva
  • Fisiologia
  • Ecologia
  • Biologia de Sistemas
  • Biologia da Conservação
  • Bioética
  • Biologia do Desenvolvimento
  • Histologia
  • Etologia
  • Imunologia
  • Biotecnologia
  • Paleontologia
  • Etnobiologia
  • Anatomia
  • Ecologia