Conocer acerca de los orígenes de los virus proporciona pistas importantes sobre su estructura y comportamiento, y sugiere hipótesis para combatirla. Entonces, los científicos deben probar sus hipótesis en el laboratorio. Los investigadores fueron capaces de determinar los antígenos (ciertas proteínas) en la superficie del H1N1. Estos antígenos se unen con los receptores de las células humanas para infectarlas. Con base en estudios detallados de la gripe H1N1, la vacuna se desarrolló rápidamente. Los agentes patógenos pueden atacar y expandirse rápidamente, y la continua evolución de los patógenos resistentes a los medicamentos constituye un reto importante. Las nuevas variedades de H1N1 siguen apareciendo, y los investigadores los deben caracterizar de forma rápida y evaluar su virulencia potencial. Los científicos predicen que las nuevas variedades pueden mostrar una mayor resistencia a los medicamentos y pueden ser más virulentas. Además, las vacunas que se han desarrollado recientemente podrían no ser efectivas. Las enfermedades emergentes se tratarán más adelante en el capítulo 24. Este es un momento excitante para estudiar biología, la ciencia de la vida. Los importantes y nuevos descubrimientos biológicos que se están haciendo casi a diario afectan cada aspecto de nuestras vidas, incluyendo la salud, alimentación, seguridad, interacción con otras personas y seres vivos y con el entorno ambiental del planeta. Los conocimientos que surgen proporcionan nuevos puntos de vista acerca de la especie humana y de los millones de otros organismos con los que compartimos este planeta. La biología afecta nuestras decisiones personales, gubernamentales y sociales. Por ejemplo, se necesita un esfuerzo combinado de todos los niveles de la sociedad humana para proporcionar los recursos y conocimientos a fin de enfrentar los desafíos de una pandemia mundial. Sea cual sea su especialidad universitaria o el objetivo de su carrera, los conocimientos de los conceptos biológicos son una herramienta vital para la comprensión de nuestro mundo y para cumplir con muchos de los retos personales, sociales y globales a los que nos enfrentamos. Entre estos desafíos están la creciente población humana, la disminución de la diversidad biológica, la disminución de los recursos naturales, el cambio climático global y la prevención y cura de enfermedades, tales como enfermedades del corazón, cáncer, diabetes, enfermedad de Alzheimer, síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA), y la gripe. Enfrentar estos desafíos requerirá de los esfuerzos combinados de biólogos y otros científicos, profesionales de la salud, educadores, políticos y ciudadanos con información de biología. Este libro es un punto de partida para la exploración de la biología. Le proporcionará los conocimientos básicos y las herramientas para ser parte de esta fascinante ciencia, así como un miembro más informado de la sociedad.
1.1 TRES TEMAS BÁSICOS
1.
2.
3.
Evolución. Las poblaciones de organismos han evolucionado a través del tiempo a partir de formas primitivas de vida. Los científicos han acumulado una gran cantidad de evidencia que muestra que las diversas formas de vida en este planeta están relacionadas entre sí y que las poblaciones han evolucionado, es decir, han cambiado con el tiempo, a partir de las primeras formas de vida. El proceso de evolución es el marco para la ciencia de la biología y es un tema importante de este libro. Transferencia o flujo de información. La información se debe transmitir dentro y entre los organismos, y éstos deben poder recibir información de su entorno. La supervivencia y la función de cada célula y cada organismo dependen de la transmisión ordenada de la información. La evolución depende de la transmisión de la información genética de una generación a otra. Transferencia o flujo de energía. Todos los procesos de la vida, incluyendo miles de reacciones químicas que mantienen la organización de la vida, requieren de un aporte continuo de energía. La mayor parte de la energía utilizada por los seres vivos proviene de la luz solar. La energía del Sol se transfiere a través de sistemas vivientes desde los productores a los consumidores; los descomponedores obtienen energía de los cadáveres y de desechos de los productores y consumidores de los que se alimentan. La energía también se transfiere continuamente de un compuesto químico a otro dentro de cada célula.
La evolución, la transferencia de información y la transferencia de energía son las fuerzas que dan características únicas a la vida. Este estudio de la biología se inicia con el desarrollo de un conocimiento más preciso de las características fundamentales de los sistemas vivos.
Repaso ■
■
¿Por qué la evolución, la transferencia de información y transferencia de energía se consideran básicas para la vida? ¿Qué significa el término evolución aplicado a poblaciones de organismos?
1.2 CARACTERÍSTICAS DE LA VIDA
■ ■ OBJETIVO DE APRENDIZAJE 2
Distinguir entre seres vivos y cosas no vivas mediante la descripción de rasgos que caracterizan a los organismos vivos.
Es fácil reconocer que un árbol de pino, una mariposa, y un caballo son seres vivos, mientras que una roca no lo es. A pesar de su diversidad, los organismos que habitan en nuestro planeta comparten un conjunto de características comunes que los distinguen de las cosas inertes. Estas características incluyen una clase precisa de organización, crecimiento y desarrollo, de metabolismo autorregulado, la capacidad de responder a los estímulos, reproducción y la adaptación al cambio ambiental.
■ ■ OBJETIVO DE APRENDIZAJE
Los organismos están compuestos por células
1
Aunque varían mucho en tamaño y apariencia, todos los organismos consisten de unidades básicas llamadas células. Las nuevas células se forman sólo por la división de células previamente existentes. Como se analizará en el capítulo 4, estos conceptos se expresan en la teoría celular, un concepto unificador fundamental de la biología.
Describir los tres temas básicos de la biología.
En este primer capítulo se presentan los tres temas básicos de la biología. Ellos están conectados entre sí y con casi todos los conceptos que se analizan en este libro. 2
Capítulo 1