Introdução à Biologia Geral

A palavra biologia significa “estudo da vida”, do grego bios, vida e logos, palavra ou conhecimento. Portanto, Biologia é a ciência das coisas vivas. É por isso que a Biologia é às vezes conhecida como Ciência da Vida. A ciência foi dividida em muitas subdisciplinas, como botânica , bacteriologia, anatomia , zoologia, histologia, micologia, embriologia, parasitologia, genética , biologia molecular , sistemática, imunologia, microbiologia , fisiologia, biologia celular , citologia, ecologia e virologia. Outros ramos da ciência incluem ou são compreendidos em parte de estudos de biologia, incluindo paleontologia , taxonomia, evolução, ficologia, heliologia, protozoologia, entomologia, bioquímica, biofísica, biomatemática, bioengenharia, bio climatologia e antropologia.

Características da vida

Nem todos os cientistas concordam com a definição do que compõe a vida. Várias características descrevem a maioria das coisas vivas. No entanto, com a maioria das características listadas abaixo, podemos pensar em um ou mais exemplos que parecem quebrar a regra, com algo não-vivo sendo classificado como vivo ou algo que vive classificado como não-vivo. Portanto, temos o cuidado de não sermos dogmáticos em nossa tentativa de explicar quais coisas são vivas ou não-vivas.

• As coisas vivas são compostas de matéria estruturada de maneira ordenada, onde moléculas simples são ordenadas juntas em macromoléculas muito maiores.
• As coisas vivas são sensíveis, significando que são capazes de responder a estímulos.
• As coisas vivas são capazes de crescer , se desenvolver e se reproduzir .
• As coisas vivas são capazes de se adaptar ao longo do tempo pelo processo de seleção natural .
• Todos os seres vivos conhecidos usam a molécula hereditária, o DNA .
• As funções internas são coordenadas e reguladas de modo que o ambiente interno de uma coisa viva seja relativamente constante, referido como homeostase .

As coisas vivas são organizadas no nível microscópico, de átomos até células . Os átomos são organizados em moléculas, em seguida, em macromoléculas , que compõem as organelas , que trabalham em conjunto para formar células. Além disso, as células são organizadas em níveis mais altos para formar organismos multicelulares inteiros. Células juntas formam tecidos , que formam órgãos, que fazem parte de sistemas de órgãos, que trabalham juntos para formar um organismo inteiro. Naturalmente, além disso, organismos formam populações que compõem partes de um ecossistema. Todos os ecossistemas da Terra juntos formam o ambiente diverso que é a terra.

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A propriedade emergente é vista na organização biológica da vida, desde o nível subatômico até toda a biosfera. As propriedades emergentes não são exclusivas da vida, mas os sistemas biológicos são muito mais complexos, dificultando o estudo das propriedades emergentes da vida.

A biologia de sistemas é um campo de estudo interdisciplinar baseado em biologia que se concentra em interações complexas dentro de sistemas biológicos, usando uma abordagem holística.

Os biólogos estudam propriedades da vida, com abordagem reducionista e abordagem holística.

Para entender melhor veja também:

• Introdução à Biologia Geral
• O que é uma teoria científica
• Temas e Conceitos de Biologia
• O Método Científico – Metodologia

Natureza da ciência

A ciência é uma metodologia para aprender sobre o mundo . Envolve a aplicação do conhecimento .

O método científico lida com investigação sistemática , resultados reprodutíveis , formação e teste de hipóteses e raciocínio.

O raciocínio pode ser dividido em duas categorias: indução (dados específicos são usados ​​para desenvolver uma observação ou conclusão generalizada) e dedução (informações gerais levam à conclusão específica). A maior parte do raciocínio na ciência é feito através da indução.

A ciência como a conhecemos hoje surgiu como uma disciplina no século XVII.

Método Científico

O método científico não é um processo linear, passo a passo. É um processo intuitivo, uma metodologia para aprender sobre o mundo através da aplicação do conhecimento. Os cientistas devem ser capazes de ter um “preconceito imaginativo” do que é a verdade. Os cientistas observam e, em seguida, hipotetizam a razão pela qual um fenômeno ocorreu. Eles usam todo o seu conhecimento e um pouco de imaginação, tudo na tentativa de descobrir algo que possa ser verdade. Uma investigação científica típica pode ser assim:

Você observa que uma sala parece escura e você pensa em por que a sala está escura. Na tentativa de encontrar explicações para essa curiosidade, sua mente desvenda várias hipóteses diferentes . Uma hipótese pode afirmar que as luzes estão apagadas. Outro palpite é que a lâmpada do quarto está queimada. Pior ainda, você poderia estar ficando cego. Para descobrir a verdade, você experimenta . Você se sente em volta da sala, encontra um interruptor de luz e o liga. Sem luz. Você repete o experimento, sacudindo o interruptor para frente e para trás. Nada ainda. Isso significa que sua hipótese inicial, a sala está escura porque as luzes estão apagadas, foi rejeitada. Você inventa mais experimentos para testar suas hipóteses, utilizando uma lanterna para provar que você não é realmente cego. Para aceitar sua última hipótese como verdade, você poderia prever que a troca da lâmpada resolveria o problema. Se todas as suas previsões forem bem sucedidas, a hipótese original é válida e aceita. Em alguns casos, no entanto, suas previsões não ocorrerão, nas quais você terá que começar de novo. Talvez o poder esteja desligado.

Os cientistas primeiro fazem observações que levantam uma questão em particular. Para explicar o fenômeno observado, eles desenvolvem várias explicações ou hipóteses possíveis. Esta é a parte indutiva da ciência, observando e construindo argumentos plausíveis para explicar por que um evento ocorreu. Experimentos são então usados ​​para eliminar uma ou mais hipóteses possíveis até que uma hipótese permaneça. Usando a dedução, os cientistas usam os princípios de suas hipóteses para fazer previsões e, em seguida, testam para garantir que suas previsões sejam confirmadas. Depois de muitos testes (repetibilidade) e todas as previsões terem sido confirmadas, a hipótese pode se tornar uma teoria.

Definições rápidas

• Observação – Medições quantitativas e qualitativas do mundo.
• Inferência – Derivando novos conhecimentos baseados em conhecimentos antigos.
• Hipóteses – uma explicação sugerida.
• Hipótese Rejeitada – Uma explicação que foi descartada através da experimentação.
• Hipótese Aceita – Uma explicação que não foi descartada através de experimentação excessiva e faz previsões verificáveis ​​que são verdadeiras.
• Experiência – Um teste que é usado para descartar uma hipótese ou validar algo já conhecido.
• Método Científico – O processo de investigação científica.
• Teoria – Uma hipótese amplamente aceita que resiste ao teste do tempo. Muitas vezes testado e geralmente nunca rejeitado.

O método científico é baseado principalmente no teste de hipóteses por experimentação. Isso envolve um controle ou assunto que não passa pelo processo em questão. Um cientista também tentará limitar as variáveis ​​a um ou outro número muito pequeno, número único ou mínimo de variáveis. O procedimento é formar uma hipótese ou previsão sobre o que você acredita ou espera ver e depois fazer tudo o que puder para violar isso, ou falsificar as hipóteses. Embora isso possa parecer não intuitivo, o processo serve para estabelecer mais firmemente o que é e o que não é verdade.

Um princípio fundador da ciência é a falta de verdade absoluta: a explicação aceita é a mais provável e é a base para outras hipóteses, bem como para a falsificação. Todo conhecimento tem sua relativa incerteza.

Teorias são hipóteses que resistiram a repetidas tentativas de falsificação. Teorias comuns incluem evolução por seleção natural e a idéia de que todos os organismos consistem em células. A comunidade científica afirma que muito mais evidências suportam essas duas idéias do que as contradizem.

Charles Darwin

Charles Darwin é mais lembrado hoje por sua contribuição da teoria da evolução através da seleção natural .

As sementes dessa teoria foram plantadas na mente de Darwin por meio de observações feitas em uma viagem de cinco anos pelo Novo Mundo em um navio chamado Beagle. Lá, ele estudou os fósseis e o registro geológico, a distribuição geográfica dos organismos, a singularidade e o parentesco das formas de vida na ilha e a afinidade das formas de ilhas com as formas continentais.

Após seu retorno à Inglaterra, Darwin ponderou sobre suas observações e concluiu que a evolução deve ocorrer através da seleção natural. Ele se recusou, no entanto, a publicar seu trabalho por causa de sua natureza controversa. No entanto, quando outro cientista, Wallace, chegou a conclusões semelhantes, Darwin foi convencido a publicar suas observações em 1859. Sua hipótese revolucionou a biologia e ainda precisa ser falseada por dados empíricos coletados por cientistas convencionais.

Depois de Darwin

Desde a época de Darwin, os cientistas acumularam um registro fóssil mais completo , incluindo microorganismos e fósseis químicos . Esses fósseis apoiaram e acrescentaram sutilezas às teorias de Darwin. No entanto, a idade da Terra é agora considerada muito mais antiga do que Darwin pensou. Pesquisadores também descobriram alguns dos mistérios preliminares do mecanismo da hereditariedade, realizados por meio da genética e do DNA , áreas desconhecidas de Darwin. Outra área em crescimento é a anatomia comparativa, incluindo homologia e analogia.

Hoje podemos ver um pouco da história evolutiva no desenvolvimento de embriões, já que certos aspectos do desenvolvimento (embora não todos) recapitulam a história evolucionária.

O estudo da biologia molecular de genes que sofrem mutações lentas revela uma história evolutiva considerável, consistente com registros fósseis e anatômicos.

Desafios para Darwin

Darwin e suas teorias foram desafiadas muitas vezes nos últimos 150 anos. Os desafios têm sido principalmente religiosos baseados em um conflito percebido com a noção preconcebida do criacionismo. Muitos daqueles que desafiam Darwin têm sido adeptos da hipótese da Terra jovem que diz que a Terra tem apenas uns 6000 anos e que todas as espécies foram criadas individualmente por um deus. Alguns dos proponentes dessas teorias sugeriram que as leis químicas e físicas existentes hoje eram diferentes ou inexistentes nas épocas anteriores. No entanto, na maioria das vezes, essas teorias não são cientificamente testáveis ​​e estão fora da área de atenção do campo da biologia, ou foram refutadas por um ou mais campos da ciência.