TAREA # 1 VOCABLOS CIENTIFICOS Investigar los siguientes vocablos científicos: Biología 2. Organismo 3. Organización 4. Crecimiento 5. Desarrollo 6. Reproducción 7. Especies 8. Estímulos 9. Respuesta 10. Homeostasis 11. Adaptación

Contenido del capítulo 1 1. Introducción a la Biología. La ciencia de la vida. Función de los biólogos. ¿Cómo estudian la vida los científicos? Evolución: La teoría unificadora de la biología ¿Cuáles son las características de los seres vivos? ¿Cómo clasifican los científicos en categorías la diversidad de los seres vivos? ¿Cómo ilumina la vida diaria el conocimiento de la biología?

Biología: la vida en la Tierra Teresa Audesirk • Gerald Audesirk • Bruce E. Byers Biología: la vida en la Tierra Octava Edición Capítulo 1 Introducción a la vida en la Tierra Copyright © 2008 Pearson Prentice Hall, Inc.

La vida en la Tierra está confinada a la biosfera, que es una capa delgada que cubre la superficie terrestre. Vista desde la Luna, la Tierra es un oasis de vida en nuestro sistema solar. Introducción al capítulo 1 La vida en la Tierra está confinada a la biosfera, que es una capa delgada que cubre la superficie terrestre. Vista desde la Luna, la Tierra es un oasis de vida en nuestro sistema solar.

INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA BIOS = Vida LOGOS = Estudio, ciencia, razonamiento BIOLOGIA es una de las ciencias naturales que tiene como objetivo estudiar a los seres vivos, su orígen, evolución y propiedades: genesis, nutriciòn, morfogenesis, reproducción, patogenia, etc.

CAMPO DE ESTUDIO DE LA BIOLOGIA Estudia toda forma de vida, su relación con el medio ambiente, como florece la vida en la tierra, el origen y la historia de los seres vivos que existieron alguna vez. Sus estructuras y como funcionan para entender el papel vital de los humanos en la conservación del ambiente en el sustento de la vida terrestre.

Contenido de la sección 1.1 1.1 ¿Cómo estudian la vida los científicos? La vida puede estudiarse en diferentes niveles de organización. Los principios científicos fundamentan toda investigación científica. El método científico es la base de la investigación científica. La comunicación es esencial para la ciencia La ciencia es un esfuerzo humano. Las teorías científicas se han probado una y otra vez.

Los principios científicos La biología es un principio científico basado en un pequeño conjunto de suposiciones o principios: Causalidad natural Uniformidad en el espacio y el tiempo Percepción común

Causalidad natural Enfoques históricos para estudiar el origen de la vida Considera que algunos sucesos ocurren gracias a la intervención de fuerzas sobrenaturales (por ejemplo, ataques epilépticos producidos x las acciones de los dioses griegos). La ciencia indica que todos los sucesos tienen causas naturales que podemos comprender (causalidad natural). Epilepsia tiene origen nervioso. Corolario: La evidencia natural que reunimos no ha sido distorsionada de forma deliberada para engañarnos.

Las leyes naturales son válidas en todo lugar y momento Las leyes naturales son uniformes tanto en el espacio como en el tiempo. Ej: ley de gravedad, interacciones de los átomos no han cambiado en el tiempo ni espacio. Este principio es fundamental para comprender los sucesos biológicos (por ejemplo, la evolución) que ocurrieron antes de que hubiera seres humanos para observarlos.

Las leyes naturales son válidas en todo lugar El creacionismo se opone tanto a la causalidad natural como a la uniformidad en el tiempo: Los creacionistas creen que cada uno de los diferentes tipos de organismos fue creado individualmente en algún momento del pasado por intervención directa de Dios, que es lo opuesto a los sucesos que presenciamos en la actualidad.

Percepción común Suposición de que todos los seres humanos perciben los sucesos naturales básicamente de la misma forma. La percepción común nos permite aceptar que la información de otros seres humanos es confiable.

Percepción común La percepción común, por lo general, no se presenta en la apreciación del arte, la poesía y la música, ni entre las culturas o creencias religiosas: Los sistemas de valores son subjetivos. La ciencia requiere de información recopilada objetivamente.

Los sistemas de valores difieren Los sistemas de valores difieren. Aunque, por lo general, las personas están de acuerdo acerca de los colores y las formas de esta obra de arte, preguntas como “¿qué significa?” o “¿es hermosa?” tendrían diferentes respuestas de observadores distintos. Figura 1-3 Los sistemas de valores difieren Aunque por lo general las personas están de acuerdo acerca de los colores y las formas de esta obra de arte, preguntas como “¿qué significa?” o “¿es hermosa?” tendrían diferentes respuestas de observadores distintos.

Niveles de organización de la materia FIGURA 1-1 Niveles de organización de la materia. La vida se basa en la química, pero la cualidad de la vida en sí surge en el nivel celular. Las interacciones entre los componentes de cada nivel y los niveles inferiores permiten el desarrollo del siguiente nivel más alto de organización. EJERCICIO: Piensa en una pregunta científica que pueda contestarse mediante la investigación a nivel celular, pero que sería imposible responder a nivel de tejido. Luego piensa en una que se responda a nivel de tejido, pero que no se conteste a nivel celular. Repite el proceso para otros dos pares inmediatos de niveles de organización.

Niveles de organización Toda la materia se compone de sustancias llamadas elementos. El átomo es la partícula más pequeña de un elemento que conserva las propiedades de ese elemento. Los átomos pueden combinarse para formar moléculas. Las moléculas constituyen los bloques de construcción de las células, las unidades más pequeñas de vida.

Niveles de organización de la materia Figura 1-1 (parte 1) Niveles de organización de la materia La vida se basa en la química, pero la cualidad de la vida en sí surge en el nivel celular. Las interacciones entre los componentes de cada nivel y los niveles inferiores permiten el desarrollo del siguiente nivel más alto de organización.

Niveles de organización de la materia Figura 1-1 (parte 2) Niveles de organización de la materia La vida se basa en la química, pero la cualidad de la vida en sí surge en el nivel celular. Las interacciones entre los componentes de cada nivel y los niveles inferiores permiten el desarrollo del siguiente nivel más alto de organización.

La célula: la unidad más pequeña de la vida Figura 1-2 La célula es la unidad más pequeña de la vida Esta micrografía de una célula vegetal, coloreada de manera artificial, muestra la pared celular que rodea y da soporte a las células vegetales (no a las animales). Junto a la pared, la membrana plasmática (presente en todas las células) controla las sustancias que entran en la célula y las que salen de ella. El núcleo contiene el DNA de la célula. ésta también contiene varios tipos de organelos especializados. Algunos almacenan los alimentos; otros los descomponen para obtener energía útil. En las plantas, algunos organelos captan la energía luminosa.

Niveles de organización Algunas formas de vida consisten en una sola célula. En las formas de vida multicelulares, las células se combinan para formar los tejidos. Los tejidos se combinan para formar órganos, que al realizar conjuntamente una sola función forman un sistema de órganos. Los organismos multicelulares tienen varios sistemas de órganos.

Niveles de organización de la materia Figura 1-1 (parte 3) Niveles de organización de la materia La vida se basa en la química, pero la cualidad de la vida en sí surge en el nivel celular. Las interacciones entre los componentes de cada nivel y los niveles inferiores permiten el desarrollo del siguiente nivel más alto de organización.

Niveles de organización de la materia Figura 1-1 (parte 4) Niveles de organización de la materia La vida se basa en la química, pero la cualidad de la vida en sí surge en el nivel celular. Las interacciones entre los componentes de cada nivel y los niveles inferiores permiten el desarrollo del siguiente nivel más alto de organización.

Niveles de organización de la materia Figura 1-1 (parte 5) Niveles de organización de la materia La vida se basa en la química, pero la cualidad de la vida en sí surge en el nivel celular. Las interacciones entre los componentes de cada nivel y los niveles inferiores permiten el desarrollo del siguiente nivel más alto de organización.

Niveles de organización de la materia Figura 1-1 (parte 6) Niveles de organización de la materia La vida se basa en la química, pero la cualidad de la vida en sí surge en el nivel celular. Las interacciones entre los componentes de cada nivel y los niveles inferiores permiten el desarrollo del siguiente nivel más alto de organización.

Niveles de organización Los organismos con características similares que son capaces de reproducirse entre sí constituyen una especie. Los organismos de la misma especie que viven en cierta área se consideran una población. El conjunto de poblaciones diferentes que interactúan entre sí forman una comunidad.

Niveles de organización de la materia Figura 1-1 (parte 7) Niveles de organización de la materia La vida se basa en la química, pero la cualidad de la vida en sí surge en el nivel celular. Las interacciones entre los componentes de cada nivel y los niveles inferiores permiten el desarrollo del siguiente nivel más alto de organización.

Niveles de organización de la materia Figura 1-1 (parte 8) Niveles de organización de la materia La vida se basa en la química, pero la cualidad de la vida en sí surge en el nivel celular. Las interacciones entre los componentes de cada nivel y los niveles inferiores permiten el desarrollo del siguiente nivel más alto de organización.

Niveles de organización Una comunidad junto con su entorno inanimado es un ecosistema La superficie de la Tierra, incluyendo sus componentes tanto animados como inanimados, se llama biosfera

El método científico La investigación científica es un método riguroso para efectuar observaciones. El método científico consiste en 4 operaciones interrelacionadas.

El método científico La observación de algún fenómeno específico. Conduce al desarrollo de preguntas. La formulación de una hipótesis. Una suposición que ofrece la explicación natural del fenómeno observado y debe conducir a una predicción.

El método científico Las pruebas por medio de experimentos. Observaciones adicionales cuidadosamente controladas. El desarrollo de una conclusión. Evaluación de la hipótesis a la luz de los datos experimentales.

Figura 1-4a El método científico (a) El proceso general

El método científico Los experimentos simples prueban la afirmación de que una sola variable es la causa de una sola observación. El experimento debe descartar otras posibles variables como la causa de la observación

El método científico Los científicos diseñan controles en sus experimentos. En los controles, todas las variables que no se someten a prueba permanecen constantes. El método científico se ilustra con el experimento de Francesco Redi.

Los experimentos de Francesco Redi Figura E1-1 Los experimentos de Francesco Redi

Los experimentos de Francesco Redi Figura E1-1 (parte 1) Los experimentos de Francesco Redi

Los experimentos de Francesco Redi Figura E1-1 (parte 1) Los experimentos de Francesco Redi

Los experimentos de Francesco Redi Figura E1-1 (parte 1) Los experimentos de Francesco Redi

Los experimentos de Francesco Redi Figura E1-1 (parte 1) Los experimentos de Francesco Redi

Los experimentos de Francesco Redi Figura E1-1 (parte 2) Los experimentos de Francesco Redi

Los experimentos de Francesco Redi Figura E1-1 (parte 2) Los experimentos de Francesco Redi

Aplicación a problemas cotidianos Imagina que se te hace tarde para llegar a una cita importante, subes de prisa al automóvil y giras la llave de encendido. Observación: El auto no quiere arrancar.

El método científico Figura 1-4b (parte 1) El método científico El proceso general. (b) Un ejemplo de la vida cotidiana.

Aplicación a problemas cotidianos Hipótesis: La batería está descargada.

El método científico Figura 1-4b (parte 2) El método científico El proceso general. (b) Un ejemplo de la vida cotidiana.

Aplicación a problemas cotidianos Diseñar un experimento: Reemplazar la batería por la de otro auto y tratar de arrancarlo nuevamente.

El método científico Figura 1-4b (parte 3) El método científico El proceso general. (b) Un ejemplo de la vida cotidiana.

Aplicación a problemas cotidianos Conclusión prematura: El problema era que la batería vieja estaba descargada porque el auto arrancó con una batería diferente.

Aplicación a problemas cotidianos Reconocer los controles inadecuados ¿Trataste de arrancar el auto en más de una ocasión? ¿El cable de la batería original estaba suelto?

Aplicación a problemas cotidianos Establecer un control Vuelve a instalar la batería vieja, comprueba que los cables estén conectados, y ahora trata de arrancar el auto. Si todavía no arranca con la vieja batería, la única variable de esta investigación es ahora la eficacia de la batería.

El método científico Figura 1-4b (parte 4) El método científico El proceso general. (b) Un ejemplo de la vida cotidiana.

Aplicación a problemas cotidianos Sacar una mejor conclusión, basada en los experimentos controlados. Probablemente la batería estaba descargada.

El método científico Figura 1-4b (parte 5) El método científico El proceso general. (b) Un ejemplo de la vida cotidiana.

El método científico Figura 1-4b El método científico El proceso general. (b) Un ejemplo de la vida cotidiana.

Limitaciones del método científico Pocas veces se puede tener la certeza de que se han controlado todas las variables. Las conclusiones científicas basadas en datos experimentales siempre deben permanecer como tentativas.

Limitaciones del método científico Los resultados de los experimentos deben comunicarse minuciosa y exactamente a otros científicos para que puedan repetirlos. Con la repetición de otros científicos y su verificación, los resultados científicos pueden utilizarse con seguridad como la base de experimentos adicionales.

La ciencia es un esfuerzo humano Los rasgos de la personalidad humana son parte de la “ciencia verdadera”. A los científicos los impulsan los mismos intereses, ambiciones, logros y temores que a todas las personas. Los científicos a veces cometen errores. Los accidentes, las conjeturas afortunadas, las facultades intelectuales, y las controversias con científicos rivales hacen grandes aportaciones a los avances científicos.

La ciencia es un esfuerzo humano En la década de 1920, el bacteriólogo Alexander Fleming cultivó bacterias. Uno de los cultivos bacterianos de Fleming se contaminó con una mancha de un moho. Antes de tirar el recipiente del cultivo, Fleming observó que cerca del moho (Penicillium) no crecían bacterias.

FIGURA 1-5 La penicilina mata bacterias. Una colonia blanca difusa del moho Penicillium inhibe el crecimiento de la colonia de la bacteria causante de la enfermedad Staphlococcus aureus, que se untó en forma de zigzag en este recipiente con un medio de crecimiento gelatinoso. Tanto el molde como las bacterias son visibles sólo cuando crecen a altas densidades, como en las colonias que se observan aquí. PREGUNTA: ¿Por qué algunos mohos producen sustancias que son tóxicas para las bacterias? FIGURA 1-5 La penicilina mata bacterias. Una colonia blanca difusa del moho Penicillium inhibe el crecimiento de la colonia de la bacteria causante de la enfermedad Staphlococcus aureus, que se untó en forma de zigzag en este recipiente con un medio de crecimiento gelatinoso. Tanto el molde como las bacterias son visibles sólo cuando crecen a altas densidades, como en las colonias que se observan aquí.

La ciencia es un esfuerzo humano Fleming estableció la hipótesis de que el moho liberaba una sustancia que acababa con las bacterias que crecían cerca de él. Pruebas posteriores, usando caldo de cultivos de Penicillium puro, llevaron a la producción del primer antibiótico: la penicilina.

La ciencia es un esfuerzo humano Las investigaciones científicas posteriores de Fleming convirtieron un afortunado “accidente” en un gran descubrimiento. “La casualidad favorece a las mentes preparadas” (Louis Pasteur).

Teoría científica Una teoría científica tiene un significado distinto al del uso cotidiano. Muchas personas usan la palabra teoría para referirse a una hipótesis, o a una “conjetura informada”.

Teoría científica Una teoría científica es una explicación general de fenómenos naturales importantes. Se desarrolla a través de observaciones extensas y reproducibles. Es más parecida a un principio o a una ley natural (por ejemplo, a teorías científicas como la teoría atómica, la teoría de la gravitación, y la teoría celular). Si surgen evidencias convincentes, la teoría se modificará.

Teoría científica Nuevas pruebas científicas podrían motivar la revisión radical de una teoría existente. Ejemplo: el descubrimiento de los priones.

Teoría científica Antes de la década de 1980, todos los agentes de las enfermedades infecciosas conocidas poseían DNA o RNA. En 1982, Stanley Prusiner publicó evidencia de que la enfermedad infecciosa de los bovinos, scrapie, era originada por una proteína (una “partícula de proteína infecciosa” o prión).

Teoría científica Se descubrió que los priones son los causantes de “la enfermedad de las vacas locas”, y de enfermedades en los humanos. La voluntad de los científicos para modificar las creencias arraigadas para aplicar nueva información, fue fundamental para comprender y desarrollar el estudio de los priones.

La ciencia se basa en el razonamiento Razonamiento inductivo Se usa en el desarrollo de las teorías científicas. Una generalización se crea en base a muchas observaciones.  Por ejemplo, la teoría celular (todos los organismos que tienen los atributos de la vida se componen de una o más células) surge de muchas observaciones que indican que la base de la vida son las células.

La ciencia se basa en el razonamiento Razonamiento deductivo El proceso de generar hipótesis con base en una generalización bien sustentada (como una teoría).  Por ejemplo, según la teoría celular, si se halla un organismo nuevo que presente todos los atributos de la vida, se puede conjeturar con certeza que estará compuesto por células.

Contenido de la sección 1.2 1.2 Evolución: La teoría unificadora de la biología Tres procesos naturales sustentan la evolución. La variabilidad genética entre los organismos se hereda. La selección natural tiende a preservar los genes que ayudan a un organismo a sobrevivir y a reproducirse.

Teoría unificadora de la biología Desde que, a mediados del siglo XIX, dos naturalistas ingleses, Charles Darwin y Alfred Russel Wallace, formularon la teoría de la evolución por selección natural, ésta ha sido apoyada por abundantes evidencias. Quienes consideran la evolución como “una mera teoría” tienen una idea totalmente equivocada de lo que significa la teoría para los científicos.

Teoría unificadora de la biología La evolución explica cómo se originaron las diversas formas de vida a través de cambios en su composición genética. Los organismos modernos descendieron, con ciertas modificaciones, de formas de vida preexistentes. “Nada tiene sentido en biología, si no es a la luz de la evolución” (Theodosius Dobzhansky).

Tres procesos naturales sustentan la evolución Charles Darwin y Alfred Russel Wallace formularon la base de nuestra comprensión moderna de la evolución. La evolución es consecuencia de tres procesos naturales.

Tres procesos naturales sustentan la evolución La variación genética entre miembros de una población. La herencia de esas variaciones a la descendencia de individuos que son portadores de la variación. La selección natural, es decir, la reproducción favorecida de organismos con variaciones que les ayudan a enfrentar su ambiente.

Variabilidad genética La variabilidad genética surge de los segmentos de DNA (genes). Los cambios en los genes (mutaciones) alteran la información genética dentro de los cromosomas. Las mutaciones se presentan por diversas causas: Pueden presentarse por la radiación. A veces surgen por errores en el proceso de copiado del DNA durante la reproducción celular.

Figura 1-6 DNA Un modelo generado por computadora del DNA, la molécula de la herencia. Como señaló su descubridor James Watson, “una estructura así de maravillosa simplemente tiene que existir”. Figura 1-6 DNA. Un modelo generado por computadora del DNA, la molécula de la herencia. Como señaló su descubridor James Watson, “una estructura así de maravillosa simplemente tiene que existir”.

Variabilidad genética Efectos de la mutación Ningún efecto (inocuas). Disminución en la capacidad del organismo para funcionar. Muerte del organismo. Aumento en la capacidad del organismo para sobrevivir y reproducirse (poco común). Las mutaciones que se presentaron hace millones de años y se han transmitido a través de incontables generaciones, provocan diferencias en los miembros de una especie.

Selección natural Los organismos que mejor enfrentan los desafíos de su ambiente son los que dejan más progenie. La selección natural preserva los genes que ayudan a los organismos a desarrollarse en su ambiente.

Selección natural Las adaptaciones son cambios en las estructuras, en los procesos fisiológicos o en las conductas de los organismos que ayudan a la supervivencia y a la reproducción en un ambiente específico. Las adaptaciones que son adecuadas para un ambiente, podrían ser inadecuadas para otro.

Selección natural Las especies que no pueden adaptarse a los cambios en el ambiente se extinguen (por ejemplo, los dinosaurios Triceratops).

Figura 1-7 Esqueleto de Triceratops Este Triceratops vivió en lo que ahora es el estado de Montana hace aproximadamente 70 millones de años. Nadie sabe con certeza qué provocó la extinción de los dinosaurios; pero sí sabemos que fueron incapaces de desarrollar nuevas adaptaciones para seguir el ritmo de los cambios en su hábitat. Este Triceratops vivió en lo que ahora es el estado de Montana hace aproximadamente 70 millones de años. Nadie sabe con certeza qué provocó la extinción de los dinosaurios; pero sí sabemos que fueron incapaces de desarrollar nuevas adaptaciones para seguir el ritmo de los cambios en su hábitat.

Selección natural Los diferentes hábitats (ambientes) de un área junto con los procesos evolutivos de adaptación producen la diversidad de las especies, o biodiversidad. Los seres humanos son los responsables de acelerar el ritmo del cambio en el ambiente (y por consiguiente el ritmo de extinción de las especies).

La destrucción de las selvas tropicales por la tala indiscriminada amenaza la mayor reserva de diversidad biológica del planeta. Las interrelaciones, como las que se han desarrollado entre esta flor Heliconia y el colibrí que la poliniza, o entre una rana y la bromelia donde vive, sustentan estas comunidades tan diversas; no obstante, las actividades humanas hacen que peligren. Figura E1-4 Biodiversidad en peligro La destrucción de las selvas tropicales por la tala indiscriminada amenaza la mayor reserva de diversidad biológica del planeta. Las interrelaciones, como las que se han desarrollado entre esta flor Heliconia y el colibrí que la poliniza, o entre una rana y la bromelia donde vive, sustentan estas comunidades tan diversas; no obstante, las actividades humanas hacen que peligren.

Contenido de la sección 1.3 1.3 ¿Cuáles son las características de los seres vivos? Los seres vivos están compuestos de células que tienen una estructura compleja y organizada. Los seres vivos responden a los estímulos de su ambiente. Los seres vivos mantienen activamente su compleja estructura y su ambiente interno por medio de la homeostasis.

Contenido de la sección 1.3 1.3 ¿Cuáles son las características de los seres vivos? (continuación) Los seres vivos obtienen y usan materiales y energía de su ambiente, y los convierten en diferentes formas. Los seres vivos crecen. Los seres vivos se reproducen utilizando un patrón molecular de DNA. Los seres vivos, en general, tienen la capacidad de evolucionar.

Definición de vida La definición de la palabra vida en un diccionario es: “la cualidad que distingue a un ser vital y funcional, de un cuerpo inerte” Los seres vivos son más que la suma de sus partes; es difícil definir a la vida. La complejidad y las interacciones ordenadas en partes individuales de los seres vivos producen ciertas propiedades emergentes.

Los seres vivos están compuestos de células Los seres vivos tienen una estructura compleja y organizada.

Figura 1-8 La vida es compleja y está organizada La pulga de agua, Daphnia longispina, mide sólo 1 mm de largo (0.001 metros); pero tiene patas, boca, tracto digestivo, órganos de reproducción, ojos sensibles a la luz e incluso un cerebro muy impresionante en relación con su tamaño. Figura 1-8 La vida es compleja y está organizada La pulga de agua, Daphnia longispina, mide sólo 1 mm de largo (0.001 metros); pero tiene patas, boca, tracto digestivo, órganos de reproducción, ojos sensibles a la luz e incluso un cerebro muy impresionante en relación con su tamaño.

Los seres vivos están compuestos de células La teoría celular señala que la célula es la unidad básica de la vida. Que los seres vivos están formados de células. Que las células provienen de otras células.

Figura 1-2 La célula es la unidad más pequeña de la vida Esta micrografía de una célula vegetal, coloreada de manera artificial, muestra la pared celular que rodea y da soporte a las células vegetales (no a las animales). Junto a la pared, la membrana plasmática (presente en todas las células) controla las sustancias que entran en la célula y las que salen de ella. El núcleo contiene el DNA de la célula. ésta también contiene varios tipos de organelos especializados. Algunos almacenan los alimentos; otros los descomponen para obtener energía útil. En las plantas, algunos organelos captan la energía luminosa. Figura 1-2 La célula es la unidad más pequeña de la vida Esta micrografía de una célula vegetal, coloreada de manera artificial, muestra la pared celular que rodea y da soporte a las células vegetales (no a las animales). Junto a la pared, la membrana plasmática (presente en todas las células) controla las sustancias que entran en la célula y las que salen de ella. El núcleo contiene el DNA de la célula. Ésta también contiene varios tipos de organelos especializados. Algunos almacenan los alimentos; otros los descomponen para obtener energía útil. En las plantas, algunos organelos captan la energía luminosa.

Los seres vivos están compuestos de células Todas las células contienen: Genes que brindan la información necesaria para controlar la vida de la célula. Organelos, pequeñas estructuras que se especializan en realizar funciones específicas. Una membrana plasmática que separa a los organelos y al medio acuoso que los rodea del mundo exterior.

Homeostasis Los organismos deben mantener relativamente constantes las condiciones internas de su cuerpo (homeostasis). Por ejemplo, muchos organismos regulan su temperatura corporal.

Homeostasis Los mecanismos de la homeostasis incluyen: Sudar cuando hace calor o refrescarse con agua fría. Metabolizar más alimentos cuando hace frío, tomar el sol, o subir el termostato de una habitación. Regular con precisión la cantidad de agua y sal dentro de sus células Los organismos siguen creciendo y cambiando mientras mantienen la homeostasis.

Los seres vivos mantienen la homeostasis. El enfriamiento por evaporación del agua, tanto del sudor como de la botella, ayuda al ciclista Lance Armstrong (siete veces ganador del Tour de Francia) a mantener la homeostasis de la temperatura corporal. Figura 1-9 Los seres vivos mantienen la homeostasis El enfriamiento por evaporación del agua, tanto del sudor como de la botella, ayuda al ciclista Lance Armstrong (siete veces ganador del Tour de Francia) a mantener la homeostasis de la temperatura corporal. PREGUNTA: Además de reducir la temperatura corporal, ¿de qué otra forma la sudoración afecta la homeostasis?

Los seres vivos responden ante estímulos Los organismos deben percibir los estímulos de sus ambientes interno y externo, y responder ante ellos. Los animales han desarrollado complejos órganos sensoriales que les permiten detectar y responder a estímulos externos como la luz, los sonidos, las sustancias químicas, etcétera. Los estímulos internos de los animales se perciben mediante receptores de estiramiento, temperatura, dolor y diversos compuestos químicos. Las plantas y las bacterias también responden ante los estímulos (por ejemplo, las plantas a la luz, y las bacterias a los nutrimentos que están disponibles).

Los seres vivos obtienen materiales Materiales y energía para mantener su elevado nivel de complejidad y organización, asimismo, para crecer y reproducirse.

Figura 1-8 La vida es compleja y está organizada La pulga de agua, Daphnia longispina, mide sólo 1 mm de largo (0.001 metros); pero tiene patas, boca, tracto digestivo, órganos de reproducción, ojos sensibles a la luz e incluso un cerebro muy impresionante en relación con su tamaño. Figura 1-8 La vida es compleja y está organizada. La pulga de agua, Daphnia longispina, mide sólo 1 mm de largo (0.001 metros); pero tiene patas, boca, tracto digestivo, órganos de reproducción, ojos sensibles a la luz e incluso un cerebro muy impresionante en relación con su tamaño.

Los seres vivos obtienen materiales Adquieren los materiales importantes que necesitan (nutrimentos) del aire, el agua o el suelo, o incluso de otros seres vivos. Los nutrimentos se reciclan continuamente entre los seres vivos y sus entornos inanimados.

El flujo de energía y el reciclaje de los nutrimentos La energía fluye a través de los organismos Figura 1-10 El flujo de energía y el reciclaje de los nutrimentos Los nutrimentos se reciclan entre los organismos y su ambiente inanimado. En cambio, la energía se adquiere de la luz solar y se transfiere a los heterótrofos (flechas amarillas) y se pierde como calor (flechas rojas) en un flujo unidireccional. Los organismos fotosintéticos (autótrofos) captan energía solar, y obtienen nutrimentos del suelo y del agua. Otras formas de vida (heterótrofas) obtienen su energía y la mayoría de sus nutrimentos de los autótrofos, ya sea directamente (en el caso de los herbívoros) o indirectamente al consumir a otros heterótrofos (en el caso de los carnívoros). Los nutrientes se reciclan

El flujo de energía y el reciclaje de los nutrimentos La energía fluye a través de los organismos Figure 1-10 (part 1) The flow of energy and the recycling of nutrients Nutrients are recycled among organisms and their nonliving environment. In contrast, energy is acquired from sunlight, transferred through heterotrophs (yellow arrows), and lost as heat (red arrows) in a one-way flow. Photosynthetic organisms (autotrophs) capture solar energy and obtain nutrients from soil and water. Other forms of life (heterotrophs) obtain their energy and most of their nutrients from autotrophs either directly (in the case of herbivores) or indirectly by consuming other heterotrophs (in the case of carnivores).

El flujo de energía y el reciclaje de los nutrimentos La energía fluye a través de los organismos Figura 1-10 (parte 2) El flujo de energía y el reciclaje de los nutrimentos Los nutrimentos se reciclan entre los organismos y su ambiente inanimado. En cambio, la energía se adquiere de la luz solar y se transfiere a los heterótrofos (flechas amarillas) y se pierde como calor (flechas rojas) en un flujo unidireccional. Los organismos fotosintéticos (autótrofos) captan energía solar, y obtienen nutrimentos del suelo y del agua. Otras formas de vida (heterótrofas) obtienen su energía y la mayoría de sus nutrimentos de los autótrofos, ya sea directamente (en el caso de los herbívoros) o indirectamente al consumir a otros heterótrofos (en el caso de los carnívoros). Los nutrientes se reciclan

El flujo de energía y el reciclaje de los nutrimentos La energía fluye a través de los organismos Figura 1-10 (parte 3) El flujo de energía y el reciclaje de los nutrimentos Los nutrimentos se reciclan entre los organismos y su ambiente inanimado. En cambio, la energía se adquiere de la luz solar y se transfiere a los heterótrofos (flechas amarillas) y se pierde como calor (flechas rojas) en un flujo unidireccional. Los organismos fotosintéticos (autótrofos) captan energía solar, y obtienen nutrimentos del suelo y del agua. Otras formas de vida (heterótrofas) obtienen su energía y la mayoría de sus nutrimentos de los autótrofos, ya sea directamente (en el caso de los herbívoros) o indirectamente al consumir a otros heterótrofos (en el caso de los carnívoros). Los nutrientes se reciclan

Los seres vivos obtienen materiales Los nutrimentos se incorporan a los cuerpos de los organismos. El metabolismo es la suma de todas las reacciones químicas que se requieren para mantener vivo al organismo.

Los seres vivos obtienen materiales Los organismos obtienen la energía de dos formas: Las plantas y algunos organismos unicelulares captan la energía de la luz solar en la fotosíntesis. Otros organismos consumen la energía ya almacenada en las moléculas de los cuerpos de otros organismos. Toda la energía que sustenta a la vida proviene directa o indirectamente del sol.

Los seres vivos crecen Todo organismo se vuelve más grande con el paso del tiempo. Las plantas, las aves, y los mamíferos crecen al producir más células para incrementar su masa. Las bacterias crecen al agrandar sus células; también se dividen para formar más individuos. El crecimiento implica la conversión de materiales obtenidos del ambiente para formar las moléculas específicas del organismo.

Los seres vivos se reproducen Los organismos se reproducen, dando origen a descendientes del mismo tipo (reproducción). El material genético de los padres (DNA) se transmite a los descendientes, permitiendo la continuidad de la vida. La diversidad de la vida se produce porque los descendientes pueden ser genéticamente diferentes de sus padres. Figure: 19-2 part a Title: Viral structure and replication part a Caption: (a) A cross section of the virus that causes AIDS. Inside, genetic material is surrounded by a protein coat and molecules of reverse transcriptase, an enzyme that catalyzes the transcription of DNA from the viral RNA template after the virus enters the host cell. This virus is among those that also have an outer envelope that is formed from the host cell's plasma membrane. Spikes made of glycoprotein (protein and carbohydrate) project from the envelope and help the virus attach to its host cell.

Capacidad de evolucionar La composición genética de una población cambia conforme pasan las generaciones como resultado de la selección natural. Las mutaciones y las variaciones de los descendientes permiten que las especies evolucionen.

Capacidad de evolucionar La teoría de la evolución afirma que los organismos modernos descendieron, con ciertas modificaciones, de formas de vida preexistentes. La selección natural es un proceso mediante el cual los organismos con ciertas adaptaciones pueden sobrevivir y reproducirse mejor que otros.

Contenido de la sección 1.4 1.4 ¿Cómo clasifican los científicos en categorías la diversidad de los seres vivos? Los tipos de células procarióticas y eucarióticas se agrupan en tres categorías llamados dominios. Los dominios son: Bacteria, Archaea y Eukarya. Los unicelulares más simples se agrupan en Bacteria y Archaea y en el dominio Eukarya lo integran los organismos unicelulares o multicelulares más complejos. La forma en que los organismos adquieren la energía.

Categorías de la vida Los organismos pueden agruparse en tres dominios: Bacteria (células individuales simples) Archaea (células individuales simples) Eukarya (una o más células altamente complejas)

Figura 1-11 Los dominios y reinos de la vida animales hongos Vegetales protistas Figura 1-11 Los dominios y reinos de la vida Figura 1-11 Los dominios y reinos de la vida

Categorías de la vida Los miembros del dominio Eukarya se subdividen en cuatro reinos: Protista Fungi Plantae Animalia

Categorías de la vida Hay excepciones a cualquier conjunto básico de criterios empleados para caracterizar los dominios y los reinos; no obstante, tres características son especialmente útiles: El tipo de célula El número de células en cada organismo La forma de obtención de energía

Tabla 1-1 Algunas características empleadas en la clasificación de organismos

Células procarióticas y eucarióticas Tipos de células llamadas así por la presencia o ausencia de un núcleo. El núcleo es una estructura rodeada por una membrana que contiene el material genético de la célula.

Células procarióticas y eucarióticas Se han identificado dos tipos de células entre los seres vivos: Las procarióticas (que en griego significa “antes del núcleo”) Sólo miden 1 o 2 micrómetros de diámetro. Carecen de núcleo y organelos delimitados por mambranas. Este tipo de célula se encuentra en los dominios Bacteria y Archaea.

Células procarióticas y eucarióticas Las eucarióticas (que en griego significa “núcleo verdadero”) Suelen ser mayores que las células procarióticas. Contienen núcleo y diversos organelos. Este tipo de célula sólo se encuentra en los miembros del dominio Eukarya.

Unicelulares vs Multicelulares Los organismos unicelulares (formados por una sola célula) se encuentran agrupados en: Bacteria Archaea Los protistas que son unicelulares en Eukarya

Unicelulares vs Multicelulares Organismos multicelulares (formados por muchas células) que se encuentran en Eukarya se agrupan en los siguientes reinos: Protista Fungi Plantae Animalia

Formas en que los organismos obtienen energía Autótrofos (“se autoalimentan”) Organismos fotosintéticos que capturan la luz del sol y la almacenan en azúcares y grasas. Incluye a las plantas, algunos protistas y algunas bacterias.

Formas en que los organismos obtienen energía Heterótrofos (“se alimentan de otros”) Organismos que adquieren energía al ingerir las moléculas de los cuerpos de otros organismos. Incluye a muchas arqueas, bacterias, protistas, hongos y animales. El tamaño del alimento que consumen difiere desde moléculas de alimento individuales, hasta la ingestión y digestión de trozos de alimento.

Contenido de la sección 1.5 1.5 ¿Cómo ilumina la vida diaria el conocimiento de la biología? La ciencia forma parte de la vida cotidiana de los seres humanos.

La ciencia forma parte de la vida cotidiana de los seres humanos Podemos usar el método científico mientras observamos las cosas que hay en la naturaleza. Aunque apliquemos el pensamiento científico a las observaciones naturales, nuestra capacidad de asombro y apreciación no disminuyen.

Tubo que contiene el polen polen estambre Figura 1-12a Las adaptaciones complejas ayudan a garantizar la polinización (a) En las flores de lupino jóvenes, los pétalos inferiores forman un tubo que cubre las estructuras reproductoras como los estambres, que sueltan el polen dentro del tubo. Figura 1-12 Las adaptaciones complejas ayudan a garantizar la polinización. a) En las flores de lupino jóvenes, los pétalos inferiores forman un tubo que cubre las estructuras reproductoras como los estambres, que sueltan el polen dentro del tubo.

El polen sale hacia el abdomen de la abeja. Figura 1-12b Las adaptaciones complejas ayudan a garantizar la polinización (b) Cuando el peso de una abeja que busca alimento presiona el tubo, los estambres son empujados hacia adelante, lo cual hace que el polen salga del tubo del extremo hacia el abdomen de la abeja. Algo de polen se adhiere al abdomen y podría caer en el viscoso estigma receptor de polen de la siguiente flor que visite la abeja, logrando así polinizar la flor. b) Cuando el peso de una abeja que busca alimento presiona el tubo, los estambres son empujados hacia adelante, lo cual hace que el polen salga del tubo del extremo hacia su abdomen. Algo de polen se adhiere al abdomen y podría caer en el viscoso estigma receptor de polen de la siguiente flor que visite la abeja, logrando así polinizar la flor.

La ciencia forma parte de la vida cotidiana de los seres humanos El entendimiento científico y la capacidad de asombro ante la naturaleza no son mutuamente excluyentes.

Lupinos silvestres y abetos subalpinos Lupinos silvestres y abetos subalpinos. Cada verano miles de personas visitan Hurricane Ridge en el Parque Nacional Olímpico del estado de Washington, para contemplar con asombro el monte Olympus, pero pocos se toman la molestia de investigar las maravillas que ofrece. Figura 1-13 Lupinos silvestres y abetos subalpinos Cada verano miles de personas visitan Hurricane Ridge en el Parque Nacional Olímpico del estado de Washington, para contemplar con asombro el monte Olympus, pero pocos se toman la molestia de investigar las maravillas que ofrece.