Zoología
Estudio científico de los animales.

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Biología
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La zoología ( en inglés : / z u ˈ ɒ l ə dʒ i / zoo- OL -ə-jee , en inglés : / z oʊ ˈ ɒ l ə dʒ i / zoh- OL -ə-jee ) [1] es el estudio científico de los animales . Sus estudios incluyen la estructura , embriología , clasificación , hábitos y distribución de todos los animales, tanto vivos como extintos , y cómo interactúan con sus ecosistemas . La zoología es una de las ramas principales de la biología . El término se deriva del griego antiguo ζῷον , zōion ('animal'), y λόγος , logos ('conocimiento', 'estudio'). [2]

Aunque los humanos siempre se han interesado por la historia natural de los animales que veían a su alrededor y han utilizado este conocimiento para domesticar ciertas especies, se puede decir que el estudio formal de la zoología se originó con Aristóteles . Él consideraba a los animales como organismos vivos, estudiaba su estructura y desarrollo, y consideraba sus adaptaciones a su entorno y la función de sus partes. La zoología moderna tiene sus orígenes durante el Renacimiento y el período moderno temprano, con Carl Linnaeus , Antonie van Leeuwenhoek , Robert Hooke , Charles Darwin , Gregor Mendel y muchos otros.

El estudio de los animales se ha desplazado en gran medida hacia la forma y la función, las adaptaciones, las relaciones entre grupos, el comportamiento y la ecología. La zoología se ha subdividido cada vez más en disciplinas como la clasificación , la fisiología , la bioquímica y la evolución . Con el descubrimiento de la estructura del ADN por Francis Crick y James Watson en 1953, se abrió el campo de la biología molecular , lo que dio lugar a avances en la biología celular , la biología del desarrollo y la genética molecular .

Historia

Conrado Gessner (1516-1565). Su Historiae animalium se considera el comienzo de la zoología moderna.

La historia de la zoología recorre el estudio del reino animal desde la antigüedad hasta los tiempos modernos. Los hombres prehistóricos necesitaban estudiar a los animales y las plantas de su entorno para explotarlos y sobrevivir. Las pinturas rupestres, los grabados y las esculturas de Francia, que datan de hace 15.000 años, muestran bisontes, caballos y ciervos con un detalle minucioso. Imágenes similares de otras partes del mundo ilustraban principalmente a los animales cazados para alimentarse y a los animales salvajes. [3]

La Revolución Neolítica , que se caracteriza por la domesticación de animales , continuó durante toda la Antigüedad. El conocimiento antiguo de la vida silvestre se ilustra con las representaciones realistas de animales salvajes y domésticos en el Cercano Oriente, Mesopotamia y Egipto, incluidas las prácticas y técnicas de cría, la caza y la pesca. La invención de la escritura se refleja en la zoología por la presencia de animales en los jeroglíficos egipcios. [4]

Aunque el concepto de zoología como un campo único y coherente surgió mucho más tarde, las ciencias zoológicas surgieron a partir de la historia natural remontándose a los trabajos biológicos de Aristóteles y Galeno en el antiguo mundo grecorromano . En el siglo IV a. C., Aristóteles miró a los animales como organismos vivos, estudiando su estructura, desarrollo y fenómenos vitales. Los dividió en dos grupos: animales con sangre, equivalentes a nuestro concepto de vertebrados , y animales sin sangre, invertebrados . Pasó dos años en Lesbos , observando y describiendo los animales y las plantas, considerando las adaptaciones de los diferentes organismos y la función de sus partes. [5] Cuatrocientos años después, el médico romano Galeno diseccionó animales para estudiar su anatomía y la función de las diferentes partes, porque la disección de cadáveres humanos estaba prohibida en ese momento. [6] Esto dio como resultado que algunas de sus conclusiones fueran falsas, pero durante muchos siglos se consideró herético desafiar cualquiera de sus puntos de vista, por lo que el estudio de la anatomía se embruteció. [7]

Durante la era posclásica , la ciencia y la medicina de Oriente Medio eran las más avanzadas del mundo, integrando conceptos de la antigua Grecia, Roma, Mesopotamia y Persia, así como de la antigua tradición india del Ayurveda , al tiempo que realizaba numerosos avances e innovaciones. [8] En el siglo XIII, Alberto Magno produjo comentarios y paráfrasis de todas las obras de Aristóteles; sus libros sobre temas como la botánica , la zoología y los minerales incluían información de fuentes antiguas, pero también los resultados de sus propias investigaciones. Su enfoque general era sorprendentemente moderno, y escribió: "Porque [la tarea] de la ciencia natural no es simplemente aceptar lo que se nos dice, sino investigar las causas de las cosas naturales". [9] Un pionero fue Conrad Gessner , cuya monumental enciclopedia de animales de 4.500 páginas, Historia animalium , se publicó en cuatro volúmenes entre 1551 y 1558. [10]

En Europa, el trabajo de Galeno sobre anatomía permaneció en gran medida insuperado e indiscutido hasta el siglo XVI. [11] [12] Durante el Renacimiento y el período moderno temprano, el pensamiento zoológico se revolucionó en Europa por un renovado interés en el empirismo y el descubrimiento de muchos organismos nuevos. Destacados en este movimiento fueron Andreas Vesalius y William Harvey , quienes utilizaron la experimentación y la observación cuidadosa en fisiología , y naturalistas como Carl Linnaeus , Jean-Baptiste Lamarck y Buffon , quienes comenzaron a clasificar la diversidad de la vida y el registro fósil , así como a estudiar el desarrollo y el comportamiento de los organismos. Antonie van Leeuwenhoek realizó un trabajo pionero en microscopía y reveló el mundo previamente desconocido de los microorganismos , sentando las bases para la teoría celular . [13] Las observaciones de van Leeuwenhoek fueron respaldadas por Robert Hooke ; todos los organismos vivos estaban compuestos de una o más células y no podían generarse espontáneamente. La teoría celular proporcionó una nueva perspectiva sobre la base fundamental de la vida. [14]

Habiendo sido previamente el reino de los naturalistas caballeros, durante los siglos XVIII, XIX y XX, la zoología se convirtió en una disciplina científica cada vez más profesional . Los naturalistas exploradores como Alexander von Humboldt investigaron la interacción entre los organismos y su entorno, y las formas en que esta relación depende de la geografía, sentando las bases para la biogeografía , la ecología y la etología . Los naturalistas comenzaron a rechazar el esencialismo y a considerar la importancia de la extinción y la mutabilidad de las especies . [15]

Estos avances, así como los resultados de la embriología y la paleontología , se sintetizaron en la publicación en 1859 de la teoría de la evolución por selección natural de Charles Darwin ; en ella, Darwin colocó la teoría de la evolución orgánica sobre una nueva base, al explicar los procesos por los cuales puede ocurrir y proporcionar evidencia observacional de que así había sido. [16] La teoría de Darwin fue rápidamente aceptada por la comunidad científica y pronto se convirtió en un axioma central de la ciencia de la biología en rápido desarrollo. La base de la genética moderna comenzó con el trabajo de Gregor Mendel sobre los guisantes en 1865, aunque la importancia de su trabajo no se comprendió en ese momento. [17]

Darwin dio una nueva dirección a la morfología y la fisiología , al unirlas en una teoría biológica común: la teoría de la evolución orgánica. El resultado fue una reconstrucción de la clasificación de los animales sobre una base genealógica , una nueva investigación del desarrollo de los animales y los primeros intentos de determinar sus relaciones genéticas. El final del siglo XIX vio la caída de la generación espontánea y el surgimiento de la teoría de los gérmenes de las enfermedades , aunque el mecanismo de la herencia siguió siendo un misterio. A principios del siglo XX, el redescubrimiento del trabajo de Mendel condujo al rápido desarrollo de la genética , y en la década de 1930 la combinación de la genética de poblaciones y la selección natural en la síntesis moderna creó la biología evolutiva . [18]

La investigación en biología celular está interconectada con otros campos como la genética, la bioquímica , la microbiología médica , la inmunología y la citoquímica . Con la determinación de la estructura de doble hélice de la molécula de ADN por Francis Crick y James Watson en 1953, [19] se abrió el reino de la biología molecular , lo que condujo a avances en biología celular , biología del desarrollo y genética molecular . El estudio de la sistemática se transformó a medida que la secuenciación del ADN dilucidó los grados de afinidad entre diferentes organismos. [20]

Alcance

La zoología es la rama de la ciencia que estudia los animales . Una especie puede definirse como el grupo más grande de organismos en el que dos individuos del sexo apropiado pueden producir descendencia fértil; se han descrito alrededor de 1,5 millones de especies de animales y se ha estimado que pueden existir hasta 8 millones de especies animales. [21] Una necesidad temprana fue identificar los organismos y agruparlos según sus características, diferencias y relaciones, y este es el campo del taxónomo . Originalmente se pensaba que las especies eran inmutables, pero con la llegada de la teoría de la evolución de Darwin surgió el campo de la cladística , que estudia las relaciones entre los diferentes grupos o clados . La sistemática es el estudio de la diversificación de las formas vivas, la historia evolutiva de un grupo se conoce como su filogenia , y la relación entre los clados se puede mostrar esquemáticamente en un cladograma . [22]

Aunque alguien que hiciera un estudio científico de animales históricamente se habría descrito a sí mismo como un zoólogo, el término ha llegado a referirse a aquellos que tratan con animales individuales, mientras que otros se describen a sí mismos más específicamente como fisiólogos, etólogos, biólogos evolutivos, ecologistas, farmacólogos, endocrinólogos o parasitólogos. [23]

Ramas de la zoología

Aunque el estudio de la vida animal es antiguo, su encarnación científica es relativamente moderna. Esto refleja la transición de la historia natural a la biología a principios del siglo XIX. Desde Hunter y Cuvier , el estudio anatómico comparativo se ha asociado con la morfografía , dando forma a las áreas modernas de investigación zoológica: anatomía , fisiología , histología , embriología , teratología y etología . [24] La zoología moderna surgió por primera vez en las universidades alemanas y británicas. En Gran Bretaña, Thomas Henry Huxley fue una figura destacada. Sus ideas se centraban en la morfología de los animales. Muchos lo consideran el mayor anatomista comparativo de la segunda mitad del siglo XIX. Al igual que Hunter , sus cursos se componían de conferencias y clases prácticas de laboratorio en contraste con el formato anterior de solo conferencias.

Clasificación

La clasificación científica en zoología es un método mediante el cual los zoólogos agrupan y categorizan los organismos por tipo biológico , como género o especie . La clasificación biológica es una forma de taxonomía científica . La clasificación biológica moderna tiene su raíz en el trabajo de Carl Linnaeus , quien agrupó las especies según características físicas compartidas. Estas agrupaciones han sido revisadas desde entonces para mejorar la coherencia con el principio darwiniano de descendencia común . La filogenética molecular , que utiliza la secuencia de ácidos nucleicos como datos, ha impulsado muchas revisiones recientes y es probable que continúe haciéndolo. La clasificación biológica pertenece a la ciencia de la sistemática zoológica . [25]

Tabla del reino animal de Linneo de la primera edición de Systema Naturae (1735)

Muchos científicos consideran que el sistema de cinco reinos está obsoleto. Los sistemas de clasificación alternativos modernos generalmente comienzan con el sistema de tres dominios : Archaea (originalmente Archaebacteria); Bacteria (originalmente Eubacteria); Eukaryota (incluidos protistas , hongos , plantas y animales ) [26]. Estos dominios reflejan si las células tienen núcleo o no, así como las diferencias en la composición química del exterior de las células. [26]

Además, cada reino se desglosa recursivamente hasta que cada especie se clasifica por separado. El orden es: dominio ; reino ; filo ; clase ; orden ; familia ; género ; especie . El nombre científico de un organismo se genera a partir de su género y especie. Por ejemplo, los humanos se enumeran como Homo sapiens . Homo es el género y sapiens el epíteto específico, ambos combinados forman el nombre de la especie. Al escribir el nombre científico de un organismo, es adecuado escribir con mayúscula la primera letra del género y poner todos los epítetos específicos en minúscula. Además, el término completo puede estar en cursiva o subrayado. [27]

El sistema de clasificación dominante se denomina taxonomía de Linneo e incluye rangos y nomenclatura binomial . La clasificación, taxonomía y nomenclatura de los organismos zoológicos se administran mediante el Código Internacional de Nomenclatura Zoológica . En 1997 se publicó un borrador fusionado, BioCode, en un intento de estandarizar la nomenclatura, pero aún no se ha adoptado formalmente. [28]

Zoología de vertebrados e invertebrados

La zoología de vertebrados es la disciplina biológica que consiste en el estudio de los animales vertebrados , es decir, animales con columna vertebral , como peces , anfibios , reptiles , aves y mamíferos . Las diversas disciplinas de orientación taxonómica, es decir , mastozoología , antropología biológica , herpetología , ornitología e ictiología, buscan identificar y clasificar las especies y estudiar las estructuras y mecanismos específicos de esos grupos. El resto del reino animal lo trata la zoología de invertebrados , un vasto y muy diverso grupo de animales que incluye esponjas , equinodermos , tunicados , gusanos , moluscos , artrópodos y muchos otros filos , pero no suelen incluirse los organismos unicelulares o protistas . [22]

Zoología estructural

La biología celular estudia las propiedades estructurales y fisiológicas de las células , incluyendo su comportamiento , interacciones y entorno . Esto se hace tanto a nivel microscópico como molecular en organismos unicelulares como las bacterias , así como en las células especializadas de los organismos multicelulares como los humanos . Comprender la estructura y la función de las células es fundamental para todas las ciencias biológicas. Las similitudes y diferencias entre los tipos de células son particularmente relevantes para la biología molecular.

La anatomía estudia las formas de las estructuras macroscópicas, como los órganos y los sistemas de órganos. [29] Se centra en cómo los órganos y los sistemas de órganos trabajan juntos en los cuerpos de los humanos y otros animales, además de cómo trabajan de forma independiente. La anatomía y la biología celular son dos estudios que están estrechamente relacionados y pueden clasificarse dentro de los estudios "estructurales". La anatomía comparada es el estudio de las similitudes y diferencias en la anatomía de diferentes grupos. Está estrechamente relacionada con la biología evolutiva y la filogenia (la evolución de las especies). [30]

Fisiología

Grabado anatómico animal del Handbuch der Anatomie der Tiere für Künstler .

La fisiología estudia los procesos mecánicos, físicos y bioquímicos de los organismos vivos intentando comprender cómo funcionan todas las estructuras como un todo. El tema de "estructura para funcionar" es central para la biología. Los estudios fisiológicos se han dividido tradicionalmente en fisiología vegetal y fisiología animal , pero algunos principios de la fisiología son universales, sin importar qué organismo en particular se esté estudiando. Por ejemplo, lo que se aprende sobre la fisiología de las células de levadura también se puede aplicar a las células humanas. El campo de la fisiología animal extiende las herramientas y métodos de la fisiología humana a especies no humanas. La fisiología estudia cómo, por ejemplo, funcionan e interactúan los sistemas nervioso , inmunológico , endocrino , respiratorio y circulatorio . [31]

Biología del desarrollo

La biología del desarrollo es el estudio de los procesos mediante los cuales los animales y las plantas se reproducen y crecen. La disciplina incluye el estudio del desarrollo embrionario , la diferenciación celular , la regeneración , la reproducción asexual y sexual , la metamorfosis y el crecimiento y la diferenciación de las células madre en el organismo adulto. [32] El desarrollo tanto de los animales como de las plantas se considera más a fondo en los artículos sobre evolución , genética de poblaciones , herencia , variabilidad genética , herencia mendeliana y reproducción .

Biología evolutiva

La biología evolutiva es el subcampo de la biología que estudia los procesos evolutivos (selección natural, descendencia común, especiación) que produjeron la diversidad de la vida en la Tierra. La investigación evolutiva se ocupa del origen y la descendencia de las especies , así como de su cambio a lo largo del tiempo, e incluye científicos de muchas disciplinas orientadas taxonómicamente . Por ejemplo, generalmente involucra a científicos que tienen una formación especial en organismos particulares como la mastozoología , la ornitología , la herpetología o la entomología , pero utilizan esos organismos como sistemas para responder preguntas generales sobre la evolución. [33]

La biología evolutiva se basa en parte en la paleontología , que utiliza el registro fósil para responder preguntas sobre el modo y el ritmo de la evolución, [34] y en parte en los desarrollos en áreas como la genética de poblaciones [35] y la teoría evolutiva. Tras el desarrollo de las técnicas de huellas dactilares de ADN a finales del siglo XX, la aplicación de estas técnicas en zoología ha aumentado la comprensión de las poblaciones animales. [36] En la década de 1980, la biología del desarrollo volvió a entrar en la biología evolutiva desde su exclusión inicial de la síntesis moderna a través del estudio de la biología del desarrollo evolutiva . Los campos relacionados que a menudo se consideran parte de la biología evolutiva son la filogenética , la sistemática y la taxonomía . [37]

Etología

Los polluelos de gaviota cocinera picotean la mancha roja en el pico de la madre para estimular el reflejo de regurgitación.

La etología es el estudio científico y objetivo del comportamiento animal en condiciones naturales, [38] a diferencia del conductismo , que se centra en los estudios de respuesta conductual en un entorno de laboratorio. Los etólogos se han preocupado especialmente por la evolución del comportamiento y la comprensión del comportamiento en términos de la teoría de la selección natural . En cierto sentido, el primer etólogo moderno fue Charles Darwin , cuyo libro, La expresión de las emociones en el hombre y los animales , influyó en muchos etólogos futuros. [39]

Un subcampo de la etología es la ecología del comportamiento , que intenta responder a las cuatro preguntas de Nikolaas Tinbergen con respecto al comportamiento animal: ¿cuáles son las causas próximas del comportamiento, la historia del desarrollo del organismo, el valor de supervivencia y la filogenia del comportamiento? [40] Otra área de estudio es la cognición animal , que utiliza experimentos de laboratorio y estudios de campo cuidadosamente controlados para investigar la inteligencia y el aprendizaje de un animal. [41]

Biogeografía

La biogeografía estudia la distribución espacial de los organismos en la Tierra , [42] centrándose en temas como la dispersión y la migración , la tectónica de placas , el cambio climático y la cladística . Es un campo de estudio integrador, que une conceptos e información de la biología evolutiva , la taxonomía , la ecología , la geografía física , la geología , la paleontología y la climatología . [43] El origen de este campo de estudio se atribuye ampliamente a Alfred Russel Wallace , un biólogo británico que publicó algunos de sus trabajos conjuntamente con Charles Darwin . [44]

Biología molecular

Una representación de clado de siete razas de perros en relación con los lobos.

La biología molecular estudia los mecanismos genéticos y de desarrollo comunes de animales y plantas, intentando responder las preguntas sobre los mecanismos de herencia genética y la estructura del gen . En 1953, James Watson y Francis Crick describieron la estructura del ADN y las interacciones dentro de la molécula, y esta publicación impulsó la investigación en biología molecular y aumentó el interés en el tema. [45] Si bien los investigadores practican técnicas específicas de la biología molecular, es común combinarlas con métodos de la genética y la bioquímica . Gran parte de la biología molecular es cuantitativa y, recientemente, se ha realizado una cantidad significativa de trabajo utilizando técnicas de ciencias de la computación como la bioinformática y la biología computacional .

La genética molecular , el estudio de la estructura y función de los genes, ha sido uno de los subcampos más destacados de la biología molecular desde principios de la década de 2000. Otras ramas de la biología se nutren de la biología molecular, ya sea estudiando directamente las interacciones de las moléculas por derecho propio, como en la biología celular y la biología del desarrollo , o indirectamente, donde se utilizan técnicas moleculares para inferir atributos históricos de poblaciones o especies , como en campos de la biología evolutiva como la genética de poblaciones y la filogenética . También existe una larga tradición de estudiar biomoléculas "desde cero", o molecularmente, en la biofísica . [46]

Reproducción

Los animales generalmente se reproducen por reproducción sexual , un proceso que implica la unión de un gameto haploide masculino y femenino , cada gameto formado por meiosis . Por lo general, los gametos producidos por individuos separados se unen mediante un proceso de fertilización para formar un cigoto diploide que luego puede desarrollarse en una progenie individual genéticamente única. Sin embargo, algunos animales también son capaces, como un proceso reproductivo alternativo, de reproducirse partenogenéticamente. La partenogénesis se ha descrito en serpientes y lagartos (véase Wikipedia Partenogénesis en escamosos ), en anfibios (véase Wikipedia Partenogénesis en anfibios ) y en muchas otras especies (véase Wikipedia Partenogénesis ). Generalmente, la meiosis en animales que se reproducen partenogenéticamente ocurre por un proceso similar al de los animales que se reproducen sexualmente, pero el núcleo del cigoto diploide se genera por la unión de dos genomas haploides del mismo individuo en lugar de individuos diferentes.

Véase también

Notas

Referencias

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