CapÃtulo 1 : Biologia

O estudo científico da vida é referido como biologia. Apesar do fato de que é uma ciência natural com uma ampla gama de aplicações, é unificada por uma série de fios comuns que a tornam um campo único e consistente. Para dar apenas um exemplo, cada ser vivo é composto por pelo menos uma célula responsável pelo processamento da informação genética codificada nos genes. Esta informação pode ser transmitida às gerações seguintes. O conceito de evolução, que explica tanto a mesmice quanto a diversidade da vida, é outro tema significativo. Movimento, crescimento e reprodução são possibilitados pelo processamento de energia, que é outra razão pela qual a vida é tão crucial. Finalmente, cada ser vivo possui a capacidade de controlar as condições que existem dentro de seu próprio corpo.

Os cientistas que estudam biologia são capazes de investigar a vida em uma variedade de diferentes níveis de organização, que vão desde a biologia molecular de uma célula até a morfologia e fisiologia de plantas e animais, bem como o desenvolvimento de populações. Como resultado, existem inúmeras subdisciplinas que se enquadram sob o guarda-chuva da biologia. Estas subdisciplinas distinguem-se umas das outras pelas características das questões de investigação que investigam e pelos métodos que empregam. Da mesma forma que outros cientistas, os biólogos utilizam o método científico para reunir informações sobre o mundo ao seu redor, fazendo observações, fazendo perguntas, desenvolvendo hipóteses, conduzindo testes e formulando conclusões.

A diversidade da vida na Terra, que remonta a mais de 3,7 mil milhões de anos atrás, é verdadeiramente espantosa. Começando com espécies procarióticas como arqueias e bactérias e progredindo para organismos eucarióticos como protistas, fungos, plantas e animais, os biólogos têm se esforçado para investigar e categorizar as muitas formas de vida à medida que foram descobertas. Existem muitas espécies diferentes que contribuem para a biodiversidade de um ecossistema. Estes organismos têm papéis especializados na transferência de nutrientes e energia através do seu ambiente biofísico, razão pela qual são importantes para o ecossistema.

Aproximadamente entre os anos 3000 e 1200 a.C., as primeiras raízes da ciência, que incluíam a medicina, podem ser rastreadas até o antigo Egito e a Mesopotâmia. As contribuições que eles fizeram influenciaram a filosofia natural da Grécia antiga. Aristóteles, que viveu de 384 a 322 a.C., foi um dos principais filósofos gregos antigos que fizeram contribuições significativas para o avanço do conhecimento biológico. Ele investigou o processo de causalidade biológica, bem como a variedade da vida. Seguindo os seus passos, Teofrasto iniciou a investigação científica das plantas. No mundo islâmico medieval, foram vários os estudiosos que contribuíram para o campo da biologia. Entre eles estavam al-Jahiz (781-869), Al-Dinawari (828-896), que publicou sobre botânica, e Rhazes (865-925), que apresentou seus escritos sobre anatomia e fisiologia. O campo da medicina foi particularmente bem estudado por estudiosos islâmicos que trabalharam dentro das tradições dos filósofos gregos, enquanto o campo da história natural se concentrou principalmente nas ideias aristotélicas.

Durante o tempo em que Anton van Leeuwenhoek estava fazendo avanços significativos no microscópio, o campo da biologia começou a avançar rapidamente. Os cientistas fizeram as descobertas que levaram à descoberta de espermatozoides, bactérias, infusórios e a variedade de vida que existe em pequena escala. As investigações conduzidas por jan Swammerdam contribuíram para o desenvolvimento de técnicas de dissecção microscópica e coloração, bem como despertaram um novo interesse no campo da entomologia. O pensamento biológico foi profundamente influenciado pelos avanços que foram feitos na microscopia. No início do século XIX, os biólogos centraram a sua atenção no significado central da célula. No ano de 1838, Schleiden e Schwann começaram a defender os conceitos agora universais de que (1) a unidade fundamental dos organismos é a célula e (2) que as células individuais possuem todas as características da vida. No entanto, opuseram-se ao conceito de que (3) todas as células se originam da divisão de outras células, e continuaram a apoiar o conceito de geração espontânea. No entanto, Robert Remak e Rudolf Virchow foram bem-sucedidos em reificar o terceiro princípio e, na década de 1860, a maioria dos biólogos abraçou as três premissas, o que levou à consolidação da teoria celular.

Os historiadores naturais, por outro lado, começaram a concentrar sua atenção na taxonomia e classificação. Uma taxonomia fundamental para o mundo natural foi publicada por Carl Linnaeus no ano de 1735. Na década de 1750, introduziu nomes científicos para todas as espécies que tinha descoberto. O conde de Buffon, Georges-Louis Leclerc, considerava as espécies como categorias artificiais e as formas vivas como flexíveis, implicando mesmo a ideia de descendência comum. Ele também acreditava que os seres vivos poderiam ser manipulados.

Os trabalhos de Jean-Baptiste Lamarck, que estabeleceu uma teoria coerente da evolução, são considerados o nascimento de um pensamento evolutivo sério. A fim de desenvolver uma teoria evolutiva mais bem-sucedida baseada na seleção natural, o naturalista britânico Charles Darwin combinou a abordagem biogeográfica de Humboldt, a geologia uniformitária de Lyell, os escritos de Malthus sobre o crescimento populacional, bem como sua própria experiência morfológica e extensas observações naturais. Alfred Russel Wallace chegou independentemente às mesmas conclusões; raciocínios e evidências semelhantes o levaram a realizar isso.

No ano de 1865, Gregor Mendel lançou as bases para o que mais tarde se tornaria conhecido como genética moderna. Os fundamentos da herança biológica foram apresentados nesta discussão. O valor de seu trabalho, por outro lado, não foi totalmente apreciado até o início do século 20, quando a evolução foi reconhecida pela primeira vez como uma teoria coesa. Isso ocorreu quando a síntese moderna reuniu a evolução darwiniana e a genética clássica. Tanto Alfred Hershey quanto Martha Chase conduziram uma série de estudos na década de 1940 e início da década de 1950 que apontaram o DNA como o componente dos cromossomos que carregavam as unidades portadoras de traços que ficaram conhecidas como genes. Estes testes foram realizados na década de 1940 e início da década de 1950. O início do período da genética molecular foi caracterizado pela descoberta da estrutura de dupla hélice do DNA por James Watson e Francis Crick em 1953. Esta descoberta coincidiu com o foco em novos tipos de organismos-modelo, como vírus e bactérias. Desde a década de 1950, houve uma expansão significativa do campo da biologia para o domínio da biologia molecular. Depois que foi descoberto que o DNA contém códons, Har Gobind Khorana, Robert W. Holley e Marshall Warren Nirenberg foram capazes de decifrar o código genético. Com o objetivo de mapear o genoma humano, o Projeto Genoma Humano foi iniciado no ano de 1990.

A maioria da massa de todos os organismos é composta por elementos químicos; O oxigénio, o carbono, o hidrogénio e o azoto constituem a maioria da massa (96%) de todos os organismos. Cálcio, fósforo, enxofre, sódio, cloro e magnésio constituem a maioria da massa restante. A água, que é essencial para a vida, é um dos compostos que podem ser formados quando vários elementos se combinam para formar compostos. O estudo dos processos químicos que ocorrem dentro dos organismos vivos e das relações entre eles é conhecido como bioquímica. O campo da biologia conhecido como biologia molecular está preocupado com o estudo da base molecular da atividade biológica dentro e entre as células. Isso inclui o estudo da síntese molecular, modificação, mecanismos e interações relacionadas a processos biológicos.

Há cerca de 3,8 mil milhões de anos, desenvolveu-se o primeiro oceano da Terra, e foi deste oceano que surgiu a vida. Desde então, a água continua a ser o produto químico que se encontra em maior quantidade em todos os vivos. A água é essencial para a vida porque é um solvente poderoso que pode dissolver solutos como íons sódio e cloreto, bem como outras moléculas minúsculas para produzir uma solução aquosa. Esta característica faz da água um componente essencial da vida. Após serem dissolvidos em água, esses solutos têm maior chance de entrar em contato uns com os outros e, como resultado, participar de reações químicas que são necessárias para a continuação da vida. No que diz respeito à sua estrutura molecular, a água é uma minúscula molécula polar que tem uma forma curvada. Esta forma é o resultado da formação de ligações covalentes polares entre dois átomos de hidrogénio (H) e um átomo de oxigénio (O), ou H2O. Uma pequena carga negativa é possuída pelo átomo de oxigênio, enquanto os dois átomos de hidrogênio possuem uma leve carga positiva. Isto é devido ao fato de que as ligações O-H são cargas polares. Como a água possui uma característica polar, ela é capaz de atrair outras moléculas de água através da formação de ligações de hidrogênio, o que resulta na adesão da água a si mesma. Como resultado da força de coesão que é causada pela atração entre moléculas que estão localizadas na superfície do líquido, a tensão superficial é produzida. Além disso, a água é uma substância adesiva porque tem a capacidade de aderir à superfície de qualquer molécula polar ou carregada que não seja água. Como...