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.

Tradicionalmente, os seres vivos são divididos em cinco reinos:

Monera -- Protista -- Fungi -- Plantae -- Animalia

Contudo, vários autores consideram este sistema desactualizado. Abordagens mais modernas começam geralmente com o sistema dos três domínios:

Archaea (originalmente Archaebacteria) -- Bacteria (originalmente Eubacteria) -- Eukaryota

Estes domínios são definidos com base em diferenças a nível celular, como a presença ou ausência de núcleo e a estrutura da membrana exterior. Existe ainda toda uma série de parasitas intracelulares considerados progressivamente menos “vivos” em termos da sua actividade metabólica:

Vírus -- Viróides -- Priões

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.