Manuales_Biologia_1

Vista previa del material en texto

José Mariano Amabis
Gilberto Rodrigues Martho
Colección Manuales
Biología
Biología I
La estructura y las funciones 
de los seres vivos
270866 _ 0001-0010.indd 1 02/02/11 10:26
2
El libro Biología I es una obra concebida, diseñada 
y creada por el departamento editorial de Grupo Santillana, S.L. 
bajo la dirección de José Manuel Cerezo Gallego
Autoría
José Mariano Amabis 
Gilberto Rodrigues Marto
Equipo gráfico y técnico 
Proyecto gráfico de cubierta e interiores: Carla Julião
Ilustración: A7 estúdio, Adilson Secco, Cecília Andrade, Cecília Iwashita,
Edilson Antonio da Silva, Jurandir Ribeiro, Nilson Cardoso, Osni de Oliveira, 
Osvaldo Sanches Sequetin, Paulo Manzi, Setup Bureau Editoração Eletrônica
Maquetación: Exemplarr, Catarina Carneiro
Corrección: Ángeles San Román
Fotografía: A. Barrington Brown/Science Photo Library/Latinstock; A.G.E. Photostock; AKG/Latinstock; Alfred Pasieka/Science 
Photo Library/Latinstock; Algar; Algar/Biblioteca Nacional de España; AllOver Photography/Alamy/Other Images; Andrew Syred/
Science Photo Library/Latinstock; Ann e Steve Toon/Alamy/Other Images; Arco Images/Alamy/Other Images; Astrid & Hanns-
Frieder Michler/Science Photo Library/Latinstock; Bettmann/ Corbis/ Latinstock; Biblioteca Nacional de España; Biology Media/
Photoresearchers/Latinstock; Biophoto Associates/ Photo Researchers/Latinstock; BSIP/Keystone; C. Sanz; Carlos Jiménez/
PhotoAlquimia; Chad Ehlers/ Alamy/ Other Images; Chassenet/BSIP/AGB; CNRI/Science Photo Library/Latinstock; Damien 
Lovegrove/Science Photo Library/Latinstock; Daniel L. Geiger/SNAP/Alamy/Other Images; Déborah Tosi/CID; Dept. Of Clinical 
Cytogenetics, Addenbrookes Hospital/Science Photo Library/Latinstock; DIGITAL VISION/SERIDEC PHOTOIMAGENES CD; Dr. G. 
Moscoso/Science Photo Library/Latinstock; Dr. Gopal Murti/Science Photo Library/Latinstock; Dr. Jeremy Burgess/Science Photo 
Library/Latinstock; Dr. Keith Wheeler/Science Photo Library/Latinstock; Dr. P. Marazzi/Science Photo Library/Latinstock; Dr. 
Torsten Wittmann/Science Photo Library/Latinstock; Dra. Mercedes Durfort Coll; Ed Darack/Science Faction/Corbis/Latinstock; 
Eye of Science/Science Photo Library/Latinstock; Fabio Colombini; Fred Bavendam/ Minden Pictures/Latinstock; GARCÍA-PELAYO/
Juancho; George Mattei/Photo Researchers/Latinstock; Getty Images Sales Spain; Gustoimages/Science Photo Library/Latinstock; 
Haroldo Palo Jr./Kino; Hauke/Blickwinkel/Alamy/Other Images; Health Protection Agency/ Science Photo Library/Latinstock; 
HigRes Press Stock; Hugh Turvey/Science Photo Library/Latinstock; Hugo Willcox/Foto Natura/Minden/Latinstock; J. Gual; J. 
Jaime; J. M.ª Barres; J.C. Muñoz; Jason Edwards/National Geographic/ Getty Images; Joe McDonald/Corbis/Latinstock; JOHN FOX 
IMAGES/SERIDEC PHOTOIMAGENES CD; John Foxx Collection; John-Francis Bourke/Photographer’s Choice/Getty Images; 
Jonathan Ashton/Science Photo Library/Latinstock; José Mariano Amabis; Josu Altzelai/AGE/AGB; Jurandir Ribeiro; Krauel; Laguna 
Design/Science Photo Library/Latinstock; Lester V. Bergman/Corbis/Latinstock; Look at Sciences/Science Photo Library/
Latinstock; M. I. Walker/Photo Researchers/Latinstock; M. Sánchez; Manfred Kage / Peter Arnold/Other images; Manfred Kage/ 
Science Photo Library/ Latinstock; MATTON-BILD; MICROS/J.M.ª Blanco; Mike Danson/ Science Photo Library/Latinstock; Morales/
AGE/AGB; NASA; Niall McDiarmid/Alamy/Other Images; NIBSC/Science Photo Library/Latinstock; P. Esgueva; Pasieka/Science 
Photo Library/Latinstock; Phil Degginger/ Alamy/ Other Images; PHOTODISC/SERIDEC PHOTOIMAGENES CD; Prof. Alberto 
Ribeiro/IBUSP; Prof. P. Motta/Dept. Of Anatomy-Univ. “La Sapienza”, Roma/Science Photo Library/Latinstock; Profs. P. Motta & T. 
Naguro/Science Photo Library/Latinstock; R. Arrizabalaga; R. Maisonneuve, Publiphoto Diffusion/Science Photo Library/
Latinstock; Roger Wilmhurst/Foto Natura/Minden/Latinstock; R-P/Kino; Schmidbauer/Blickwinkel/Alamy/Other Images; Science 
Photo Library/Latinstock; Science Photo Library/SPL DC/Latinstock; Sciencephotos/Alamy/Other Images; SciMAT/Photo 
Researchers/Latinstock; SERIDEC PHOTOIMAGENES CD; Sheila Terry/Science Photo Library/Latinstock; Stefanie Reichelt / Science 
Photo Library / Latinstock; Steve Gschmeissner/Science Photo Library/Latinstock; Steve Munsinger/Photo Researchers/Latinstock; 
Susumu Nishinaga/Science Photo Library/Latinstock; T. Grence; Terranova Interpretación y Gestión Ambiental; Thaïs Botelho/CID; 
The Bridgeman Art Library/ Keystone – Museo Municipal, Soissons, Francia; Thomas Deerinck, NCMIR/Science Photo Library/
Latinstock; TPG/AGB ; Una Woodruff; Visual Unlimited/Corbis/Latinstock; Wil Meinderts/Foto Natura/Minden/Latinstock; 
Archivo Santillana
Coordinación editorial 
Cristina Zarzuelo Puch
© 2011 José Mariano Amabis, Gilberto Rodrigues Marto
© 2011 Grupo Santillana de Ediciones, S.L.
Impreso en
ISBN: 978-84-294-7264-6
Depósito legal:
Prohibida la reproducción total o parcial, el registro o la transmisión 
por cualquier medio de recuperación de información, 
sin permiso previo por escrito de la editorial.
270866 _ 0001-0010.indd 2 02/02/11 10:26
Introducción
La Biología es una de las ciencias más influyentes y prometedoras del siglo XXI. 
Conocer la naturaleza de la vida es cada vez más importante para el ejercicio pleno de 
la ciudadanía y para ayudar a preservar el ambiente en el que vivimos.
En este volumen de la Colección Manuales se abordan, principalmente, los conocimientos 
científicos sobre el mundo invisible a nuestros ojos, que es el de las moléculas biológicas 
y de las células. Conocer la organización microscópica de los seres vivos es la base imprescin-
dible para comprender las manifestaciones de la vida en sus diversos niveles, desde el organismo 
hasta la biosfera.
Buscando que el estudio sea más motivador, incluimos los últimos descubrimientos científicos 
en cada una de las unidades, así como sus aplicaciones tecnológicas y los debates entre los 
investigadores en las fronteras del conocimiento.
La Biología es un desafío para el estudiante. Hay muchos contenidos y procesos que comprender, 
lo cual exige dedicación y paciencia. Considere, pues, este libro como un compañero en esta 
ambiciosa tarea que supone desvelar los secretos de la vida.
Para facilitar el estudio, el material aporta diversas ayudas didácticas. Entre ellas, los objetivos 
y términos importantes que se resaltan al comienzo de cada sección. Son directrices para que el 
estudio sea más focalizado y eficiente. 
El nivel de la materia exige rigor conceptual, pero hemos intentado que el texto del libro sea lo 
más sencillo posible y que haya abundantes ilustraciones. Además, las secciones especiales (como 
Ampliación de conocimientos) aportan información adicional o nuevos enfoques que ayudan 
a comprender el poder de la ciencia y la forma en la que esta está presente en nuestras vidas 
cotidianas.
Tenemos la certeza de que sus esfuerzos en el estudio de la Biología, con el apoyo de este 
material, serán recompensados. Además de afrontar con seguridad las pruebas y exámenes, 
tendrá una visión más amplia de la naturaleza. Los conocimientos que adquirirá le ayudarán 
a descubrir relaciones entre hechos aparentemente inconexos. Sentirá el placer de ser 
parte integrante de este enorme organismo que es el planeta Tierra.
Los autores
3
270866 _ 0001-0010.indd 3 02/02/11 10:26
 
Esquema de unidad
Página inicial
Cada capítulo del libro comienza con una página 
con una amplia fotografía, una breve introducción 
y el índice de los contenidos tratados.
Páginas de contenido
Los contenidos están claramente estructurados en epígrafes y subepígrafes. Cada sección 
comienza con una lista de objetivos y términos y conceptos que permiten enfocar el estudio 
del texto en aquello que es más relevante para el aprendizaje.
4
270866 _ 0001-0010.indd 4 02/02/11 10:26
 
Páginas finales
Cada capítulo del libro se cierra 
con una extensa colección 
de Actividades, que permiten 
la revisiónactiva de todos 
los contenidos. Su nivel de dificultad 
es variable, desde el simple repaso 
(cuestiones objetivas) hasta 
la aplicación de lo aprendido 
y la resolución de problemas 
complejos (cuestiones para pensar 
y discutir).
Importancia 
de la ilustración
En Biología la imagen es tan 
importante como el texto. 
Por eso cada uno de los contenidos 
que se presentan cuenta 
con numerosas ilustraciones 
que aportan información y facilitan 
la comprensión.
Secciones especiales
Las secciones Ampliación 
de conocimientos y Ciencia 
y ciudadanía complementan 
el desarrollo de los contenidos 
y aportan interesante información 
adicional. 
5
270866 _ 0001-0010.indd 5 02/02/11 10:26
Índice
6
1 BIOLOgía y cIencIa • p. 11
c
a
Pí
TU
LO
Origen de la Biología y bases 
del pensamiento científico • p. 121.1Se
cc
ió
n
 
p. 12 1. Origen de la Biología
p. 13 2. El origen del racionalismo 
p. 15 3. El racionalismo en la Edad Media 
y el Renacimiento
Procedimientos de la ciencia • p. 171.2
Se
cc
ió
n
p. 17 1. Una nueva forma de estudiar la naturaleza
p. 18 2. El método hipotético-deductivo
p. 22 3. La comunicación en ciencia
Características de los seres vivos • p. 251.3
Se
cc
ió
n
p. 25 1. ¿Qué es la vida?
p. 25 2. Composición química de los seres vivos
p. 26 3. Organización de la materia viva
p. 27 4. Metabolismo
p. 27 5. Reacción y movimiento
p. 28 6. Crecimiento y reproducción
p. 29 7. Herencia
p. 29 8. Variabilidad genética, selección natural 
y adaptación
Niveles de organización biológica • p. 301.4
Se
cc
ió
n
 
p. 30 1. La jerarquía de los niveles de la vida
ACTIVIDADES • p. 32
2 ORIgen De La VIDa en La TIeRRa • p. 35
c
a
Pí
TU
LO
La formación de la Tierra • p. 362.1
Se
cc
ió
n
 
p. 36 1. La Tierra primitiva
abiogénesis versus biogénesis • p. 382.2
Se
cc
ió
n
p. 38 1. La teoría de la generación espontánea
p. 39 2. El experimento de Redi
p. 40 3. El experimento de Joblot
p. 40 4. Needham versus Spallanzani
p. 42 5. Pasteur y el fin de la abiogénesis
Teorías modernas sobre el origen 
de la vida • p. 442.3Se
cc
ió
n
p. 44 1. Panspermia y evolución química
p. 44 2. Las condiciones de la Tierra primitiva
p. 45 3. Primeros indicios de vida en la Tierra
p. 46 4. Origen prebiótico de los compuestos orgánicos
p. 48 5. El mundo del ARN
p. 49 6. Evolución de los procesos energéticos
evolución y diversificación de la vida 
• p. 522.4Se
cc
ió
n
p. 52 1. Origen de la célula eucariota
p. 53 2. Hipótesis endosimbiótica o simbiogénica
p. 54 3. Origen de la pluricelularidad
ACTIVIDADES • p. 58
3 BaSeS MOLecULaReS De La VIDa • p. 61
c
a
Pí
TU
LO
La Química y la vida • p. 623.1
Se
cc
ió
n
 
p. 62 1. El desarrollo de la Bioquímica
p. 63 2. Componentes de la materia viva
El agua y los seres vivos • p. 653.2
Se
cc
ió
n
 
p. 65 1. Estructura molecular del agua
p. 65 2. Importancia del agua para la vida
Glúcidos • p. 693.3
Se
cc
ió
n
 
p. 69 1. Características generales
p. 69 2. Clasificación de los glúcidos
p. 73 3. Importancia de los glúcidos
Lípidos • p. 743.4
Se
cc
ió
n
 
p. 74 1. ¿Qué son los lípidos?
p. 74 2. Tipos de lípidos
Proteínas • p. 793.5
Se
cc
ió
n
 
p. 79 1. Descubrimiento de las proteínas
p. 79 2. Aminoácidos
p. 80 3. Enlace peptídico
p. 80 4. ¿En qué se diferencian las proteínas? 
p. 81 5. Arquitectura de las proteínas
p. 83 6. Funciones de las proteínas
Vitaminas • p. 853.6
Se
cc
ió
n
 
p. 85 1. Descubrimiento de las vitaminas
p. 85 2. Fuentes de vitaminas y avitaminosis
a La naTURaLeza De La VIDaUnIDa
D
270866 _ 0001-0010.indd 6 02/02/11 10:27
Ácidos nucleicos • p. 873.7
Se
cc
ió
n
p. 87 1. Características generales
p. 87 2. Componentes de los ácidos nucleicos
p. 88 3. Estructura espacial del ADN
ACTIVIDADES • p. 89
4 eL DeScUBRIMIenTO De La céLULa VIVa • p. 92
c
a
Pí
TU
LO
Teorías modernas sobre el origen 
de la vida • p. 44
p. 44 1. Panspermia y evolución química
p. 44 2. Las condiciones de la Tierra primitiva
p. 45 3. Primeros indicios de vida en la Tierra
p. 46 4. Origen prebiótico de los compuestos orgánicos
p. 48 5. El mundo del ARN
p. 49 6. Evolución de los procesos energéticos
p. 52 1. Origen de la célula eucariota
p. 53 2. Hipótesis endosimbiótica o simbiogénica
p. 54 3. Origen de la pluricelularidad
ACTIVIDADES • p. 58
La Química y la vida • p. 62
 
p. 62 1. El desarrollo de la Bioquímica
p. 63 2. Componentes de la materia viva
El agua y los seres vivos • p. 65
 
p. 65 1. Estructura molecular del agua
p. 65 2. Importancia del agua para la vida
Glúcidos • p. 69
 
p. 69 1. Características generales
p. 69 2. Clasificación de los glúcidos
p. 73 3. Importancia de los glúcidos
Lípidos • p. 74
 
p. 74 1. ¿Qué son los lípidos?
p. 74 2. Tipos de lípidos
 
p. 79 1. Descubrimiento de las proteínas
p. 79 2. Aminoácidos
p. 80 3. Enlace peptídico
p. 80 4. ¿En qué se diferencian las proteínas? 
p. 81 5. Arquitectura de las proteínas
p. 83 6. Funciones de las proteínas
 
p. 85 1. Descubrimiento de las vitaminas
p. 85 2. Fuentes de vitaminas y avitaminosis
Permeabilidad celular • p. 1155.2
Se
cc
ió
n
 
p. 115 1. Paso de sustancias a través de la membrana
p. 115 2. Transporte pasivo
p. 118 3. Transporte activo
Endocitosis y exocitosis • p. 1215.3
Se
cc
ió
n
 
p. 121 1. El transporte por medio de vacuolas
p. 121 2. Endocitosis
p. 122 3. Exocitosis
envoltorios externos de la membrana 
plasmática • p. 1235.4Se
cc
ió
n
 
p. 123 1. Glicocálix
p. 123 2. Paredes celulares
ACTIVIDADES • p. 126
6 cITOPLaSMa y ORgÁnULOS cITOPLaSMÁTIcOS • p. 130
c
a
Pí
TU
LO
El citoplasma • p. 1316.1
Se
cc
ió
n
 
p. 131 1. Tipos celulares y sus características comunes
p. 131 2. El citoplasma de las células procariotas
p. 133 3. El citoplasma de las células eucariotas
Orgánulos citoplasmáticos • p. 1346.2
Se
cc
ió
n
 
p. 134 1. Retículo endoplasmático
p. 136 2. Aparato de Golgi
p. 138 3. Lisosomas
p. 140 4. Peroxisomas
p. 140 5. Vacuolas de las células vegetales
p. 140 6. Citoesqueleto
p. 143 7. Centríolos
p. 144 8. Cilios y flagelos
p. 145 9. Mitocondrias
p. 146 10. Hidrogenosomas y mitosomas
p. 146 11. Plastos
ACTIVIDADES • p. 148
7 eL nÚcLeO ceLULaR y LOS cROMOSOMaS • p. 151
c
a
Pí
TU
LO
componentes del núcleo 
celular • p. 1527.1Se
cc
ió
n
 
p. 152 1. El núcleo celular
p. 154 2. Carioteca o envoltura nuclear
p. 155 3. Cromatina
B ORganIzacIÓn y PROceSOS ceLULaReSUnIDa
D
El mundo microscópico • p. 934.1
Se
cc
ió
n
 
p. 93 1. El microscopio simple y el compuesto
p. 94 2. Origen del término célula
p. 94 3. La teoría celular
La célula observada al microscopio 
óptico • p. 974.2Se
cc
ió
n
 
p. 97 1. Las partes fundamentales de la célula
p. 98 2. Cómo funcionan los microscopios ópticos
p. 99 3. Técnicas de observación al microscopio óptico
La célula observada al microscopio 
electrónico • p. 1024.3Se
cc
ió
n
 
p. 102 1. Cómo funcionan los microscopios electrónicos
p. 103 2. Técnicas para la observación al microscopio 
electrónico
p. 104 3. Descubriendo el interior de las células
Otros métodos para el estudio 
de la célula • p. 1064.4Se
cc
ió
n
 
p. 106 1. Homogeneización y centrifugación
p. 107 2. Utilización de sustancias radiactivas en citología
ACTIVIDADES • p. 109
5 MeMBRanaS, FROnTeRaS De La céLULa • p. 112
c
a
Pí
TU
LO
La membrana plasmática • p. 1135.1
Se
cc
ió
n
 
p. 113 1. Características generales de la membrana 
plasmática
p. 113 2. Organización molecular de la membrana
7
270866 _ 0001-0010.indd 7 02/02/11 10:27
Índice
8
Los cromosomas de la célula 
eucariota • p. 1567.2Se
cc
ió
n
 
p. 156 1. Los cromosomas
p. 156 2. Arquitectura del cromosoma eucariótico
p. 157 3. Características generales de los cromosomas
p. 158 4. Cromosomas y genes
p. 159 5. Cromosomas homólogos
Los cromosomas humanos • p. 1607.3
Se
cc
ió
n
 
p. 160 1. Citogenética humana
p. 160 2. El cariotipohumano normal
ACTIVIDADES • p. 163
8 La DIVISIÓn ceLULaR: MITOSIS y MeIOSIS • p. 167
c
a
Pí
TU
LO
La importancia de la división 
celular • p. 1688.1Se
cc
ió
n
 
p. 168 1. Por qué se dividen las células
p. 168 2. El concepto de ciclo celular
El proceso de división celular • p. 1718.2
Se
cc
ió
n
 
p. 171 1. Sucesos de la división celular
p. 172 2. Fases de la mitosis
p. 176 3. Citocinesis
Regulación del ciclo celular • p. 1778.3
Se
cc
ió
n
 
p. 177 1. Más puntos de chequeo del ciclo celular
Meiosis • p. 1808.4
Se
cc
ió
n
 
p. 180 1. Fases de la meiosis
p. 186 2. Dónde y cuándo se produce la meiosis
ACTIVIDADES • p. 187
p. 193 3. Reacciones endergónicas y reacciones 
exergónicas
p. 194 4. La energía de activación y las enzimas
aTP, la “moneda energética” 
del mundo vivo • p. 1969.2Se
cc
ió
n
 
La respiración celular • p. 1989.3
Se
cc
ió
n
 
p. 198 1. La oxidación biológica de la glucosa
p. 198 2. Etapas de la respiración celular
p. 204 3. Fuentes de energía para la respiración celular: 
glúcidos y ácidos grasos
Fermentación • p. 2059.4
Se
cc
ió
n
 
ACTIVIDADES • p. 207
10
MeTaBOLISMO (II): 
La FOTOSínTeSIS 
y La QUIMIOSínTeSIS • p. 210ca
Pí
TU
LO
Fotosíntesis• p. 21110.1
Se
cc
ió
n
 
p. 211 1. Aspectos generales de la fotosíntesis 
p. 215 2. Cloroplastos, la sede de la fotosíntesis 
p. 216 3. Etapas de la fotosíntesis
Transformación de energía 
en la fotosíntesis • p. 21810.2Se
cc
ió
n
 
p. 218 1. Espectro de la luz visible y fotosíntesis
p. 218 2. Pigmentos de la fotosíntesis y fotosistemas
p. 219 3. Estimulación de la clorofila
p. 221 4. De la energía luminosa a la energía química: 
fotofosforilación
p. 225 5. Ciclo de las pentosas
Quimiosíntesis • p. 22710.3
Se
cc
ió
n
 
p. 227 1. La importancia de la quimiosíntesis
ACTIVIDADES • p. 228
11 eL cOnTROL genéTIcO De LaS acTIVIDaDeS ceLULaReS • p. 231
c
a
Pí
TU
LO
naturaleza química 
de los genes • p. 23211.1Se
cc
ió
n
 
p. 232 1. El descubrimiento del ADN 
p. 232 2. Estructura molecular del ADN
p. 235 3. Duplicación semiconservativa del ADN
c eL MeTaBOLISMO ceLULaRUnIDa
D
9 MeTaBOLISMO (I): ReSPIRacIÓn ceLULaR y FeRMenTacIÓn • p. 191
c
a
Pí
TU
LO
Energía para la vida • p. 1929.1
Se
cc
ió
n
 
p. 192 1. La energía de los alimentos
p. 193 2. Anabolismo y catabolismo
270866 _ 0001-0010.indd 8 02/02/11 10:27
genes y aRn: la transcripción 
génica • p. 23811.2Se
cc
ió
n
 
p. 238 1. Relación entre genes, cromosomas y ADN
p. 239 2. Transcripción de los genes
p. 240 3. Los límites de un gen
p. 240 4. Principales tipos de ARN
p. 241 5. El código genético
Mecanismo de síntesis 
de las proteínas • p. 24211.3Se
cc
ió
n
 
ACTIVIDADES • p. 246
12 LOS TejIDOS ePITeLIaLeS • p. 249
c
a
Pí
TU
LO
La estrategia multicelular • p. 25012.1
Se
cc
ió
n
 
p. 250 1. Ventajas de la pluricelularidad
estructura y funciones de los tejidos 
epiteliales • p. 25312.2Se
cc
ió
n
 
p. 253 1. Epitelios de revestimiento
p. 254 2. Epitelios glandulares
Tejido conjuntivo propiamente 
dichos • p. 27213.2Se
cc
ió
n
 
p. 272 1. Tipos de tejido conjuntivo
p. 274 2. Células de los tejidos conjuntivos propiamente 
dichos
Tejidos conjuntivos especiales • p. 27713.3
Se
cc
ió
n
 
p. 277 1. Tejido cartilaginoso
p. 278 2. Tejido óseo 
p. 280 2. Tejido hematopoyético
ACTIVIDADES • p. 281
14 TejIDO SangUíneO • p. 284
c
a
Pí
TU
LO
La sangre y el origen de las células 
sanguíneas • p. 28514.1Se
cc
ió
n
 
p. 285 1. Características de la sangre
p. 286 2. Tejidos hematopoyéticos o hemocitopoyéticos 
componentes de la sangre 
humana • p. 28814.2Se
cc
ió
n
 
p. 288 1. Plasma sanguíneo
p. 288 2. Hematíes (glóbulos rojos)
p. 291 3. Leucocitos (glóbulos blancos) 
p. 293 4. La respuesta inflamatoria
p. 294 5. Segunda línea de defensa: acción de los linfocitos
p. 296 6. Plaquetas (trombocitos)
ACTIVIDADES • p. 297
15 TejIDOS MUScULaReS • p. 301
c
a
Pí
TU
LO
características de los tejidos 
musculares • p. 30215.1Se
cc
ió
n
 
Tejido muscular esquelético • p. 30315.2
Se
cc
ió
n
 
p. 304 1. Estructura de la fibra muscular esquelética
p. 306 2. Dinámica de la contracción muscular 
Tejido muscular estriado cardiaco • 
p. 310
15.3
Se
cc
ió
n
 
Tejido muscular liso • p. 31215.4
Se
cc
ió
n
 
ACTIVIDADES • p. 313
D La DIVeRSIDaD ceLULaR De LOS anIMaLeSUnIDa
D
Las especializaciones de las células 
epiteliales • p. 25812.3Se
cc
ió
n
 
p. 258 1. Las uniones intercelulares
p. 259 2. Especializaciones del borde celular 
estructura y funciones de la piel 
humana • p. 26012.4Se
cc
ió
n
 
p. 261 1. Características estructurales de la epidermis
p. 262 2. Las funciones de la piel humana
p. 264 3. Anexos epidérmicos: pelos, uñas y glándulas
ACTIVIDADES • p. 266
13 TejIDOS cOnjUnTIVOS • p. 269
c
a
Pí
TU
LO
características generales 
del tejido conjuntivo • p. 27013.1Se
cc
ió
n
 
p. 270 1. ¿Qué es el tejido conjuntivo?
p. 271 2. Componentes de la matriz intercelular 
270866 _ 0001-0010.indd 9 02/02/11 10:27
Índice
16 TejIDO neRVIOSO • p. 316
c
a
Pí
TU
LO
características del tejido 
nervioso • p. 31716.1Se
cc
ió
n
 
Células del tejido nervioso • p. 31816.2
Se
cc
ió
n
 
p. 318 1. Las neuronas
p. 320 2. Gliocitos
p. 321 3. Neurofibras mielinizadas y no mielinizadas
El impulso nervioso • p. 32316.3
Se
cc
ió
n
 
p. 324 1. Propagación del impulso nervioso 
p. 325 2. Sinapsis nerviosas
ACTIVIDADES • p. 327
17 RePRODUccIÓn y cIcLOS VITaLeS • p. 330
c
a
Pí
TU
LO
Tipos de reproducción • p. 33117.1
Se
cc
ió
n
 
p. 331 1. Reproducción asexual 
p. 333 2. Reproducción sexual
Tipos de ciclos vitales • p. 33417.2
Se
cc
ió
n
 
p. 334 1. El concepto de ciclo vital
p. 334 2. Ciclo diplonte
p. 335 3. Ciclo haplonte
p. 336 4. Ciclo haplodiplonte
La reproducción humana• p. 33817.3
Se
cc
ió
n
 
p. 338 1. Sistema genital femenino
p. 341 2. Sistema genital masculino
p. 343 3. Fecundación
ACTIVIDADES • p. 353
18 nOcIOneS De eMBRIOLOgía anIMaL • p. 356
c
a
Pí
TU
LO
aspectos generales del desarrollo 
embrionario • p. 35718.1Se
cc
ió
n
 
p. 357 1. Primeras ideas sobre el desarrollo
p. 359 2. Visión general del desarrollo embrionario
Segmentación y formación 
de la blástula • p. 36018.2Se
cc
ió
n
 
p. 360 1. Las primeras divisiones del cigoto
p. 360 2. La distribución del vitelo en los huevos
p. 361 3. Tipos de segmentación 
p. 363 4. Formación de la blástula
Gastrulación • p. 36418.3
Se
cc
ió
n
 
p. 364 1. Características generales de la gastrulación 
p. 365 2. Los tipos de movimientos celulares
en la gastrulación
p. 366 3. Ejes corporales 
p. 367 4. Formación de las capas embrionarias
Formación de tejidos y órganos • p. 36818.4
Se
cc
ió
n
 
p. 368 1. Formación del tubo neural y de la notocorda 
p. 369 2. Diferenciación de mesodermo 
y del endodermo
p. 370 3. Endodermo
ACTIVIDADES • p. 382
19 DeSaRROLLO eMBRIOnaRIO De LOS MaMíFeROS • p. 385
c
a
Pí
TU
LO
aspectos generales del desarrollo 
en mamíferos • p. 38619.1Se
cc
ió
n
 
embriología de los mamíferos 
placentarios • p. 38819.2Se
cc
ió
n
 
p. 388 1. Segmentación y formación del blastocisto
p. 390 2. Formación de las capas embrionarias 
y de los anexos embrionarios
p. 391 3. Implantación 
p. 394 4. Formación de la placenta
El parto • p. 39619.3
Se
cc
ió
n
 
p. 396 1. El nacimiento de un ser humano
ACTIVIDADES • p. 401
e RePRODUcIÓn y DeSaRROLLOUnIDa
D
10
270866 _ 0001-0010.indd 10 02/02/11 10:27
BIOLOGÍA Y CIENCIA1
UNIDAD A LA NAtUrALEzA DE LA vIDA
CA
PÍ
tU
LO
El desarrollo de la ciencia llevó 
a la humanidad no solamente 
a comprender la naturaleza, 
también a interaccionar con ella 
a un nivel nunca antes imaginado. 
Este capítulo presenta un breve 
resumen histórico de los orígenes 
de la Biología como ciencia 
y examina el proceso de 
construcción del conocimiento 
científico.
1.1
Origen de la Biología 
y bases del pensamientocientífico • 12 
1. Origen de la Biología • 12
2. El origen del racionalismo • 13
3. El racionalismo en la Edad Media
y en el Renacimiento • 15
1.2 Procedimientos de la ciencia • 17
1. Una nueva forma de estudiar
la naturaleza • 17
2. El método hipotético-deductivo • 18
3. La comunicación en ciencia • 22
1.3 Características de los seres vivos • 25
1. ¿Qué es la vida? • 25
2. Composición química de los seres 
vivos • 25
3. Organización de la materia viva • 26
4. Metabolismo • 27
5. Reacción y movimiento • 27
6. Crecimiento y reproducción • 28
7. Herencia • 29
8. Variabilidad genética, selección 
natural y adaptación • 29
1.4 Niveles de organiza ción biológica • 30
1. La jerarquía de los niveles 
de la vida • 30
ACTIVIDADES • 32
270866 _ 0011-0034.indd 11 02/02/11 9:43
CAPÍtULO 1 BIOLOGÍA Y CIENCIA
12
1.1 Origen de la Biología y bases del pensamiento científico
Se
cc
ió
n
1 Origen de la Biología
La característica más notable de nuestro planeta es que está repleto de vida. Desde 
lo alto de las montañas a la profundidad de los océanos, en los desiertos, en el hielo 
y en profundas grietas en las rocas, es posible encontrar seres vivos en plena acti-
vidad. El estudio de la vida, en sus más diversos aspectos y manifestaciones, cons-
tituye la rama científica denominada Biología (del griego bios, vida, y logos, estudio).
Aunque el interés de las personas por los seres vivos sea tan antiguo como la propia 
humanidad, la Biología solo se estableció como rama independiente de la ciencia 
entre finales del siglo xviii e inicios del xix. Con anterioridad no existía un concepto 
abstracto de la vida y los científicos se limitaban a estudiar determinados aspectos 
de los animales y vegetales, tales como su clasificación y su anatomía. 
La mayor parte de la comunidad científica creía entonces en la teoría de la genera-
ción espontánea, también llamada de abiogénesis, según la cual los animales, 
como los sapos, por ejemplo, podían surgir espontáneamente a partir de materiales 
inanimados, como el barro de los matorrales donde viven. También existía la creen-
cia de que algunas especies podían dar origen a otras. Así, se pensaba que ciertas 
plantas producían mamíferos rumiantes en el interior de sus frutos y, a pesar de que 
nadie ignoraba que los sapos y los rumiantes tenían descendencia, no se excluía 
la posibilidad de que esta pudiese surgir de otras formas, además de por la repro-
ducción. Hoy se sabe que los seres vivos solamente se pueden originar por la re-
producción de seres de su misma especie. (Fig. 1.1)
Los científicos del siglo xviii no tenían aún una visión unificada de los seres vivos y 
de los procesos biológicos y clasificaban las entidades de la naturaleza en tres 
grandes reinos: animal, vegetal y mineral. Esa separación muestra que los vegetales 
eran considerados tan diferentes de los animales como estos de los minerales. 
El filósofo francés Michel 
Foucault (1926-1984) 
expresó muy bien este 
hecho del siglo xviii al 
decir que “(…) hasta el fin 
del siglo xviii la vida no 
existe. Existen solo seres 
vivos”.
Figura 1.1 ilustración 
hecha por la artista 
Una Woodruff (1979), 
inspirada en relatos 
atribuidos al naturalista 
romano Plinio (23-79 d. C.), 
que muestra insectos 
tricópteros surgiendo 
de gotas de rocío. 
tÉrMINOS Y CONCEPtOS
•  Biología
•  Racionalismo
OBJEtIvOS
•   Comprender la ciencia 
como una realización 
humana enfocada 
a la adquisición de 
conocimiento sobre 
la naturaleza, con poderes 
y limitaciones, y valorizar 
su papel en la sociedad 
contemporánea.
•   Comprender el papel de 
los filósofos griegos en el 
origen del modo científico 
de pensar y proceder.
270866 _ 0011-0034.indd 12 02/02/11 9:43
UNIDAD A LA NAtUrALEzA DE LA vIDA
13
A lo largo del siglo xviii, el gran avance del conocimiento de la naturaleza 
mostró que animales y vegetales comparten características únicas, que 
los distinguen completamente de los minerales. Esas características son, 
principalmente, la organización corporal compleja y la capacidad de 
crecer, de reproducirse y de morir. Basándose en estos conceptos, 
el naturalista francés Lamarck propuso en 1778, la división de la naturaleza 
en dos grandes grupos: el de los minerales, que llamó seres inorgánicos 
(sin organización), y el de los animales y vegetales, denominados seres 
 orgánicos (con organización corporal).
Surgía así la Biología como ciencia. Además de Lamarck, los naturalistas 
alemanes Gottfried Reinhold Treviranus (1776-1837) y Lorenz Oken (1779-
1851) sugirieron, independientemente uno del otro, la utilización del 
término Biología para designar el estudio de los seres vivos. (Fig. 1.2)
2 El origen del racionalismo
Hace aproximadamente 2.500 años, algunos sabios griegos dieron un 
paso fundamental para el surgimiento y desarrollo de la ciencia al hacer 
una distinción entre el estudio de la naturaleza y las cuestiones religiosas. 
Nació así el pensamiento naturalista, que intentaba explicar los fenómenos 
naturales basados en hechos y procesos de la propia naturaleza, y no en 
términos místicos y sobrenaturales, como se hacía en las sociedades 
antiguas.
El pensamiento naturalista se desarrolló entre los siglos vii y iv a. C. en el conjunto jónico de colonias griegas 
localizadas en las islas y en el litoral asiático del mar Egeo, actual Turquía. Los filósofos jónicos (o jonios) 
fueron los primeros en aportar explicaciones naturales a los fenómenos físicos, teniendo como base la 
observación de los acontecimientos y el pensamiento racional. Se admite que Tales de Mileto (624-548 a. C.) 
fue uno de los fundadores de ese tipo de filosofía de la naturaleza.
Tales y sus seguidores asumían la existencia de la casualidad, afirmando que todo hecho posee una causa 
natural que inevitablemente produce un efecto, el cual no se altera por causas sobrenaturales. Surgía así la 
idea de que había un orden natural en el universo, con principios inherentes a la propia naturaleza.
Los filósofos jónicos también admitían que la mente humana era capaz de comprender los principios y las 
leyes de la naturaleza, deduciéndolos a partir de la observación de los hechos y del raciocinio. Esa manera de 
pensar, según la cual el funcionamiento del universo debe ser comprendido a través de la observación y por 
la razón, quedó conocida por racionalismo y cerca de dos mil años más tarde dio origen a la ciencia moderna.
El racionalismo fue aplicado a la interpretación del mundo vivo cuando los estudiosos pusieron su atención 
en la estructura interna de los animales con el objetivo de entender su organización y funcionamiento. Uno 
de los primeros a estudiar la estructura de los seres vivos fue Alcmeón, discípulo de Pitágoras (580-497 a. C.), 
que vivió entre 560 y 500 a. C. en la antigua ciudad griega de Crotona, localizada en el sudeste de la italia 
actual. Entre los estudios de Alcmeón destacan descripciones detalladas del nervio óptico y del desarrollo 
del embrión de gallina en el interior del huevo.
Hipócrates
Uno de los nombres más importantes asociado a la introducción del racionalismo en le estudio de los seres 
vivos es el de Hipócrates (460?-377? a. C.), que vivió en Cós, isla griega localizada a cerca de 4 km. de la costa 
de la actual Turquía. En la opinión de Hipócrates, conocido como “padre de la medicina”, la salud del cuerpo 
depende del funcionamiento adecuado y armonioso de sus partes; cuando eso no ocurre aparecen las 
enfermedades. El papel del médico, según él, es observar atentamente al enfermo para localizar los fallos en 
el funcionamiento corporal y, entonces, programar acciones apropiadas para corregirlos. Esas acciones no 
consistían en rezos o sacrificios para alejar los demonios, como era común en la época, sino en proporcionar 
al paciente descanso, higiene adecuada, aire fresco y alimentación sana. Así, el tratamiento ideal consistía en 
dejar a las leyes de la naturaleza efectuar la cura, alejando cualquier interpretación de carácter místico.
Figura1.2 Retrato de Jean 
Baptiste Pierre Antoine de Monet 
(1744-1829), portador del título 
de caballero de Lamarck y por ello 
conocido en la literatura científica 
como Lamarck. Este importante 
naturalista ofreció destacadas 
contribuciones en el área de la 
Biología, entre ellas una de las 
primeras teorías de la evolución 
biológica.
270866 _ 0011-0034.indd 13 02/02/11 9:43
CAPÍtULO 1 BIOLOGÍA Y CIENCIA
14
El gran mérito de Hipócrates fue aportar una visión naturalista a la Medicina, un área 
que hasta ese momento había estado dominada por la magia y las supersticiones. 
Sus ideas tuvieron gran influencia en el desarrollo de la medicina occidental. incluso 
hoy en día, en la ceremonia de graduación, los futuros médicos pronuncian el 
llamado “juramento hipocrático”, en el cual, entre otras cosas, prometen mantenerse 
fieles a “los preceptos de la honestidad, de la caridad y de la ciencia” en el ejercicio 
de la profesión. A pesar de que los historiadores afirman que ese juramento fue 
escrito cerca de seis siglos después de la muerte de Hipócrates, sin duda expresa 
muy bien las ideas del padre de la medicina. (Fig. 1.3)
El racionalismo de Hipócrates también aparece en su explicación para la transmisión 
de las características físicas de padres e hijos, hasta la fecha abordada de una manera 
mística o sobre natural. De acuerdo con Hipócrates, cada parte del cuerpo produ-
ciría partículas (gémulas), que serían transmitidas para la descendencia en el momento 
de la concepción. Eso explicaría la herencia. A partir de las gémulas recibidas de los 
padres, el nuevo ser formaría las diversas partes de su cuerpo. 
Esa explicación, conocida como pangénesis, permaneció como la única teoría 
general de la herencia hasta el final del siglo xix, siendo incluso adoptada por el gran 
naturalista Charles Darwin. La pangénesis solo fue abandonada al inicio del siglo xx 
con el surgimiento de la Genética, que es el estudio de la transmisión de las carac-
terísticas hereditarias. Respecto a esa hipótesis de Hipócrates, el biólogo John 
Moore (1915-2002) comentó: “aunque no lo parezca, la hipótesis de Hipócrates para 
la herencia fue un gran comienzo: identificó un problema científico (posiblemente 
el paso más difícil de todos), propuso una explicación (hipótesis) y la escribió de una 
manera comprensible. La elaboración de algo así, hace dos mil quinientos años, es 
algo excepcional”.
Aristóteles
El estudio de los seres vivos en la antigüedad alcanzó su punto más alto con el filósofo 
griego Aristóteles (384-322 a. C.), que, entre otros hechos, describió las características 
y hábitos de cerca de 500 tipos o “especies” de animales. Además, reconoció que 
las especies podían estar agrupadas en categorías, o sea, clasificadas de acuerdo 
con sus semejanzas.
Aristóteles notó, muy acertadamente, que ciertas semejanzas entre las especies 
animales eran superficiales y no debían ser consideradas según la clasificación. 
Los delfines, por ejemplo, tienen semejanzas corporales y de hábitat con los peces, 
pero se diferencian de estos en varios aspectos importantes. Los estudios de 
Aristóteles, por ejemplo, mostraron que los delfines tienen pulmones, respiran aire 
y por ello mueren si se les mantienen sumergidos durante mucho tiempo; tienen 
sangre caliente y sus embriones se desarrollan en el cuerpo materno, alimentándose 
a través de la placenta. Basándose en esas observaciones, el filósofo griego concluyó 
que los delfines debían ser agrupados con los mamíferos y no con los peces. 
Con esa interpretación estaba adelantándose casi dos mil años a su tiempo: en Europa, 
hasta la Edad Media, los delfines, como las ballenas, fueron considerados peces.
Aristóteles fue el primero en hacerse preguntas relevantes sobre los animales desde 
el punto de vista biológico y en dar respuestas adoptadas hasta la fecha por esta 
disciplina; por ello es considerado el padre de la Zoología, la rama de la Biología 
que estudia los animales. Utilizó, de forma pionera, dos pasos fundamentales del 
procedimiento científico: buscar información en la propia naturaleza y reflexionar 
racionalmente sobre dicha información. (Fig. 1.4)
Teofrasto (371?-286? a. C.), discípulo de Aristóteles, dio continuidad al trabajo de su 
maestro, describiendo cuidadosamente cerca de quinientas especies de plantas. 
Por ello, es considerado el fundador de la Botánica, la rama de la Biología que estudia 
los organismos vegetales.
Figura 1.3 Conocido como 
“padre de la medicina”, Hipócrates, 
tenía ideas revolucionarias sobre 
las causas de las enfermedades 
y relacionaba su aparición con 
la falta de higiene.
Figura 1.4 Aristóteles fue una
de las figuras más significativas 
de la ciencia griega y realizó 
importantes contribuciones 
a la Biología.
270866 _ 0011-0034.indd 14 02/02/11 9:43
UNIDAD A LA NAtUrALEzA DE LA vIDA
15
3 El racionalismo en la Edad Media y el renacimiento
En los siglos que siguieron la época de Aristóteles, con la decadencia de la civilización griega y el ascenso 
del imperio Romano, hubo un gran declive en el estudio de los seres vivos. La mayoría de los estudiosos 
romanos se contentaba en comparar y preservar los descubrimientos del pasado, con poca contribución 
original al estudio de la naturaleza.
Uno de los últimos investigadores del mundo antiguo en realizar estudios importantes sobre los seres vivos 
fue el médico grecorromano Galeno (130-200 d. C.) que vivió en Roma y ejerció como cirujano de gladiadores. 
A pesar de la práctica habitual de los sangrientos y crueles combates en las arenas, los romanos prohibían 
la disección de cadáveres; Galeno solo tenía oportunidad de observar la anatomía humana en los gladiadores 
que trataba. Gran parte de sus estudios anatómicos se basaban en disecciones de animales, como cachorros 
de diversas especies, ovejas y monos. A partir de esos estudios, Galeno escribió una extensa obra sobre 
anatomía y fisiología humanas que, a pesar de contener errores, derivados principalmente de la imposibilidad 
de estudiar directamente el cuerpo humano, influyó en la Medicina hasta el siglo xvi. (Fig. 1.5)
Al final del siglo iv, el imperio Romano occidental estaba en franco declive y la iglesia católica era la única 
institución estable y poderosa en Europa. La enseñanza formal era impartida casi exclusivamente en monas-
terios y escuelas religiosas, teniendo como foco el estudio de la Biblia. El interés por el conocimiento de la 
naturaleza había prácticamente desaparecido, pues en la visión cristiana de la época lo importante no era 
el mundo de los sentidos, sino un mundo divino, que solo podía ser alcanzado por revelación bíblica. 
La idea de los antiguos filósofos griegos de que había leyes naturales que podían ser desveladas por la 
observación y por la razón fue sustituida por una visión de un mundo constantemente sujeto a la intervención 
milagrosa de Dios y de los santos.
A partir del siglo xi, principalmente cuando transcurrían las incursiones para la reconquista de las tierras 
santas en Oriente Medio, entonces bajo dominio árabe, los europeos supieron de algunos escritos de filó-
sofos griegos traducidos al árabe en los siglos ix y x y comentados por pensadores musulmanes. El redes-
cubrimiento de los trabajos de los griegos permitió el desarrollo de la Escolástica, un método que intentaba 
conciliar el racionalismo griego, especialmente las ideas de Aristóteles y Platón, con la Biblia. El objetivo 
central de la Escolástica era dar evidencias de la existencia de Dios. Algunos escolásticos notables fueron el 
obispo y teólogo inglés Robert Grosseteste (1168?-1253) y uno de sus discípulos, el filósofo y monje franciscano 
inglés Roger Bacon (1214-1294), quienes aplicaron y desarrollaron métodos aristotélicos del estudio de la 
naturaleza que pueden ser considerados precursores de la ciencia moderna.
La evolución de los estudios escolásticos fue prácticamente interrumpida a mediados del siglo xiv, princi-
palmente debido a la peste negra, enfermedad que diezmó lapoblación europea, sobre todo en las ciuda-
des. La proliferación de nuevos brotes de peste y otras enfermedades desestabilizó las sociedades ur-
banas y provocó el continuo declive de la población durante casi un siglo, contribuyendo a la interrupción 
de los estudios sobre la naturaleza.
Figura 1.5 imagen del siglo xix 
que representa a Galeno durante 
una conferencia, en Roma, 
en la cual utilizaba esqueletos 
de animales para sus explicaciones.
270866 _ 0011-0034.indd 15 02/02/11 9:43
CAPÍtULO 1 BIOLOGÍA Y CIENCIA
16
Se
cc
ió
nLa revolución científica
La llamada revolución científica fue un movimiento ocurrido en Europa durante los 
siglos xv, xvi y xvii. En ese período la forma de encarar el estudio de la naturaleza 
pasó por cambios radicales que establecieron las bases de las concepciones cien-
tíficas modernas. La revolución científica está asociada al Renacimiento, el amplio 
movimiento intelectual europeo que procuró recuperar valores y modelos de la 
antigüedad grecorromana, renovando las artes plásticas, la arquitectura, las letras y 
la organización política y económica de la sociedad, y que supuso un auténtico 
revulsivo cultural en la época.
El Renacimiento comenzó en italia, en torno al siglo xiv, y se intensificó con la toma 
de la ciudad de Constantinopla por los turcos otomanos, en 1453. Este hecho puso 
fin a 1 100 años de existencia del imperio Romano Bizantino y provocó el éxodo de 
estudiosos de Constantinopla hacia el este europeo, particularmente a italia. Esa 
migración de intelectuales bizantinos propició la reintroducción de muchos textos 
grecorromanos en la Europa occidental.
Durante los siglos xv y xvi, la intelectualidad europea estaba deslumbrada con la 
restauración del antiguo conocimiento sobre la naturaleza y con la facilidad de 
diseminación de las nuevas ideas por medio de la forma que el impresor alemán 
Johannes Gensfleish Gutenberg (1397?-1468) inventara en 1440. Los textos clásicos 
eran entonces la más importante fuente de conocimiento; las especulaciones que 
traían sobre fenómenos naturales eran muchas veces aceptadas dogmáticamente, 
como si fuesen verdades incuestionables. Entretanto, esa idolatría a la autoridad 
de los antiguos fue luego cuestionada por los nuevos estudiosos de la naturaleza. 
(Fig. 1.6)
Uno de los primeros en desafiar abiertamente la infalibilidad de los antiguos 
conocimientos fue el científico polaco Nicolau Copérnico (1473-1543). En esa época, 
la iglesia defendía las ideas de Aristóteles y Tolomeo sobre el universo. De acuerdo 
con esas ideas, la Tierra ocupaba el centro del universo (modelo geocéntrico) y, 
siendo la humanidad la más grande creación de Dios, era obvio pensar que debía 
ocupar una posición central en el universo y en la creación. Copérnico formuló un 
modelo cósmico mucho más consistente, en el que el Sol ocupaba la posición 
central, con los planetas girando alrededor (modelo heliocéntrico). Esas ideas ya 
habían sido propuestas, siglos antes, por pensadores griegos, hindúes y musul-
manes.
Copérnico publicó su teoría heliocéntrica (o heliocentrismo) en el libro De revolutionibus 
orbium coelestium (De las revoluciones de las esferas celestes). El primer ejemplar 
impreso de ese libro llegó a las manos de Copérnico exactamente el día de su 
muerte, el 24 de mayo de 1543; contenía un prefacio anónimo, incorporado disimu-
ladamente por el teólogo luterano Andreas Osiander, alertando que la idea allí 
descrita, de que el Sol fuese el centro del sistema solar no era una realidad, sino un 
artificio matemático para calcular la posición de los planetas. Este suceso solo fue 
desenmascarado 50 años más tarde por el astrónomo alemán Johannes Kepler 
(1571-160), quien restableció la idea original de Copérnico.
En el área de la Biología, uno de los principales científicos que rebatió algunas ideas 
de los textos clásicos fue el anatomista belga Andreas vesalius (1514-1564); en 1543 
publicó una obra en siete volúmenes, titulada De humanis corporis fabrica (De la 
organización del cuerpo humano), considerada una de las más influyentes obras 
de anatomía humana de todos los tiempos. ilustrada con exactitud por competentes 
artistas, la obra de vesalius presentaba un examen conciso de los órganos y de toda 
la estructura del cuerpo humano, basado en disecciones cuidadosas de cadáveres. 
En ella, vesalius corrigió muchos de los errores de Galeno y estableció la importancia 
de la disección, la observación y de una visión mecánica de la anatomía para la 
comprensión del funcionamiento corporal. (Fig. 1.7)
Figura 1.6 Lección de anatomía 
del doctor Tulp, cuadro de Rembrandt 
(1632). La fe en los textos clásicos era 
tal que cualquier inconsistencia 
entre lo observado en la disección 
y lo descrito en el libro era 
considerado defecto del cadáver, 
pues el libro contendría la verdad.
Figura 1.7 ilustración de una 
etapa de la disección de la cavidad 
abdominal humana, incluida 
en el quinto volumen de la obra 
De humanis corporis fabrica, publicada 
por Andreas vesalius en 1543.
270866 _ 0011-0034.indd 16 02/02/11 9:43
UNIDAD A LA NAtUrALEzA DE LA vIDA
17
1.2 Procedimientos de la ciencia
Se
cc
ió
n
1 Una nueva forma de estudiar 
la naturaleza
Los trabajos de Copérnico y de vesalius fortalecieron la revolución científica al romper 
con el procedimiento medieval de interpretar la naturaleza basada en escritos clásicos 
y teológicos. Por eso, esos trabajos marcan el inicio de la ciencia moderna, que se 
consolidó en el transcurso del siglo xvii y cuya característica principal fue la elabora-
ción de nuevos métodos para el estudio de la naturaleza.
Esos nuevos métodos se fundamentaban en la evidencia empírica, o sea, en aquello 
que puede ser percibido por medio de nuestros sentidos, aliada a la importancia 
de la matemática en la descripción e interpretación de los fenómenos naturales; 
por otro lado, descartaban explicaciones basadas en los textos clásicos y en la Biblia. 
Entre estos proponentes y divulgadores de las nuevas ideas, destacan el filósofo 
inglés Francis Bacon (1561-1626) y el físico italiano Galileo Galilei (1564-1642). Francis 
Bacon se negaba a aceptar tanto los dogmas elaborados a partir de los escritos de 
Aristóteles y otros sabios antiguos, como las “verdades reveladas” contenidas en los 
textos religiosos. A su entender, la explicación para los fenómenos de la naturaleza 
debían basarse en la observación empírica y no en los libros clásicos. Así, para 
determinar el número de dientes del caballo, por ejemplo, era mejor contárselos 
directamente al animal, en vez de aceptar el valor estimado por Aristóteles siglos 
atrás. En resumen, Bacon proponía que el estudio de la naturaleza debía comenzar 
por la observación de los hechos y no por la fe en los libros. (Fig. 1.8)
Una preocupación central de Bacon fue la elaboración de procedimientos patrón, 
que permitiesen llegar a explicaciones válidas para los fenómenos naturales. En una 
serie de textos publicados entre 1606 y 1626, año de su muerte, el filósofo intentó 
establecer métodos para organizar las observaciones de la naturaleza. Afirmaba 
que, partiendo de casos particulares, era posible llegar a causas o explicaciones 
generales para un determinado fenómeno, aplicando el método conocido 
como inducción. Bacon difundió el método inductivo en la investigación 
de la naturaleza, aunque no consiguiera explicar claramente cómo, a partir 
de hechos aislados, se podía obtener una explicación general.
Galileo Galilei, a pesar de ser un fervoroso católico, combatió la física 
aristotélica defendida por la iglesia cristiana de la época. No estaba de 
acuerdo con algunos procedimientos utilizados por Aristóteles en la inter-
pretación de los fenómenos naturales y afirmaba que tales fenómenos 
debían ser comprendidos a partir de la experimentación y del abordaje 
matemático. Además, añadió al procedimiento baconiano la idea de que 
era preciso someter a experimentación cualquier explicación aportada para 
un fenómeno natural,con el objetivo de verificar si era falsa o verdadera. 
La idea de comprobar las hipótesis aparece en diversos momentos de la 
historia de la ciencia; se cree que el primero en sugerirlo fue Francis Bacon, 
pero fue Galileo quien lo expuso con rotundidad. (Fig. 1.9, página siguiente)
OBJEtIvOS
•   Familiarizarse con 
los conceptos y 
procedimientos usados 
por los científicos 
y entender la posibilidad 
de aplicarlos en situaciones 
de lo cotidiano.
•   Reconocer las funciones 
de la observación, la 
formulación de hipótesis 
y la experimentación en 
los procesos científicos.
•   Distinguir hecho, 
hipótesis, ley y teoría.
tÉrMINOS Y CONCEPtOS
•  Método hipotético-deductivo
•  Hipótesis
•  Deducción
•  Experimentación
•  Teoría
•  Ley científica
Figura 1.8 Retrato de Francis Bacon, filósofo inglés que propuso
la utilización de métodos rigurosos para estudiar la naturaleza, siendo 
un precursor de la ciencia moderna.
270866 _ 0011-0034.indd 17 02/02/11 9:43
CAPÍtULO 1 BIOLOGÍA Y CIENCIA
18
Debido a su preocupación en establecer procedimientos para estudiar la naturaleza, Francis Bacon es 
considerado el fundador de la Filosofía de la Ciencia. Galileo Galilei, a su vez, es considerado el “padre” de la 
Física moderna y de la ciencia experimental. Las ideas de Bacon y Galileo, entre otros estudiosos, fueron 
ampliadas y modificadas en el transcurso del siglo xvii, originando el método hipotético-deductivo, que se 
estudiará a continuación.
2 El método hipotético-deductivo
El principal objetivo de la ciencia es proveer explicaciones para los fenómenos de la naturaleza. Estas expli-
caciones son formuladas y demostradas por medio de procedimientos rigurosos, entre los cuales destaca el 
método hipotético-deductivo, también llamado método científico.
El proceso científico comienza siempre con alguna observación que lleva al observador a preguntar ¿por 
qué ocurre tal fenómeno? o ¿cuál es la relación entre determinados hechos? Estas preguntas se formulan 
cuando aún no hay una explicación para un hecho observado o cuando las explicaciones existentes no son 
consideradas satisfactorias. En ciencia, un problema es una pregunta a la que no se consigue responder 
directamente con el conocimiento vigente. Como dice el filósofo científico austriaco Karl Popper (1902-1994), 
“(…) cada problema surge del descubrimiento de que algo no está de acuerdo con nuestro supuesto cono-
cimiento; o, examinado en términos lógicos, del descubrimiento de una contradicción interna entre nuestro 
supuesto conocimiento y los hechos”. 
Ante el problema, el científico pasa a imaginar posibles explicaciones o hipótesis capaces de solucionarlo. 
Uno de los pasos más difíciles en el procedimiento científico es definir la pregunta que se debe hacer, iden-
tificando claramente el problema para, así, formular las hipótesis y las estrategias para probarlas. Aunque se 
pueda decir que una hipótesis científica es como un presentimiento sobre la posible causa de un fenómeno, 
no es un presentimiento cualquiera. Para formular la hipótesis, el científico analiza, interpreta y reúne las 
informaciones disponibles sobre el asunto. Una condición fundamental para la elaboración de una hipótesis 
científica es la existencia de la posibilidad de someterla a pruebas, que permitan verificar si es falsa o “verdadera”. 
Más adelante se explicará el uso de comillas en la palabra “verdadera”.
Figura 1.9 Hoja de portada del libro
Il Saggiatore (“El ensayador”), escrito por Galileo 
Galilei y publicado en 1623. La ilustración 
expresa por medio de iconos la convicción 
de que la ciencia y la matemática son los pilares 
del estudio de la naturaleza. La Ciencia 
se representa por una imagen femenina 
a la izquierda, cuya cabeza con un aura indica 
la mente iluminada por la luz de la razón. En una 
de las manos sostiene un libro que contiene los 
hechos del universo, representado por la esfera, 
en la otra mano. La Matemática está 
representada por una figura femenina a la 
derecha, cuya corona la califica como reina de 
las enseñanzas. En una de las manos tiene 
un compás, utilizado para dibujar las trayectorias 
de los astros indicadas en la esfera celeste, 
en la otra mano.
270866 _ 0011-0034.indd 18 02/02/11 9:43
UNIDAD A LA NAtUrALEzA DE LA vIDA
19
La prueba de una hipótesis se basa en el siguiente razonamiento: si una hipótesis 
es válida, se pueden prever determinadas consecuencias de ello, es decir, se pueden 
realizar deducciones a partir de la validez de la hipótesis. Por ello este tipo de 
procedimiento se llama hipotético-deductivo. Si las deducciones no son confirmadas 
por los resultados de los experimentos o de nuevas observaciones, o incluso de 
simulaciones matemáticas, el científico vuelve atrás y modifica la hipótesis o la 
sustituye por otra. Por otro lado, si las previsiones se confirman, se puede establecer 
que la hipótesis es cierta.
Considérese el siguiente ejemplo. Un investigador estudia la información disponible 
sobre las necesidades nutricionales de las plantas, entre ellas la de que el color verde 
de las hojas se debe a la presencia de clorofila, sustancia que contiene magnesio 
en su composición química. A partir de ello, el investigador elabora una hipótesis 
para explicar por qué las hojas de las tomateras de cierta región están amarillas: hay 
deficiencia de magnesio en el suelo, lo que impide la síntesis normal de clorofila. 
Basándose en este razonamiento, puede hacer las siguientes previsiones: a) un 
análisis químico del suelo mostrará deficiencia de magnesio; b) si se añade magnesio 
al suelo, las plantas dejarán de presentar hojas amarillas.
Como se analizará en el próximo apartado, probar una hipótesis puede demostrar 
que esta es falsa, pero nunca puede demostrar que es verdadera. Por lo tanto, en 
ciencia se puede tener la certeza de estar equivocados, pero nunca se tendrá la 
convicción de estar en lo cierto. Las explicaciones científicas, por ello, nunca son 
definitivas; son aceptadas como “verdades” mientras no exista motivo para dudar 
de ellas, o sea, mientras no sean rechazadas por las pruebas. Es por esto que usamos 
comillas al decir que una hipótesis es “verdadera”.
En términos simples, el procedimiento hipotético-deductivo de investigación de la 
naturaleza normalmente realiza los siguientes pasos lógicos:
1.  identificación de un problema. 
2. Formulación de una hipótesis.
3. Deducciones a partir de la hipótesis.
4. Prueba de las deducciones, por medio de nuevas observaciones o experimentos.
5. Conclusiones sobre la validez o no validez de la hipótesis.
En la práctica, las deducciones se demuestran a través de nuevas observaciones o 
por experimentación. Un experimento es una situación artificial creada por el científico 
con el objetivo de verificar si las consecuencias previstas por una hipótesis se 
confirman o no.
Un ejemplo cotidiano de procedimiento hipotético-deductivo se presenta en la 
figura 1.10. 
Figura 1.10 Ejemplo de un procedimiento científico. A partir 
de la observación de moscas posadas en las guayabas y de la 
constatación de que pueden tener bichos, y teniendo en cuenta la 
teoría de que todo ser vivo surge solamente por la reproducción 
de otros seres vivos, un estudiante elabora la siguiente hipótesis: 
los “bichos” de la guayaba son larvas de mosca. Basándose en esta 
hipótesis, puede ser hecha una deducción: si las guayabas se 
protegiesen con sacos de papel, en ellas no se desarrollarían 
bichos. Tras la realización del experimento, la previsión se confirma 
y da credibilidad a la hipótesis.
1 Hecho observado
2 Hipótesis
3 Deducción
4 Experimento
5 Conclusión
270866 _ 0011-0034.indd 19 02/02/11 9:43
CAPÍtULO 1 BIOLOGÍA Y CIENCIA
20
AMPLIACIÓN DE CONOCIMIENtOS
Pioneros del método científico en Biología
Los Darwin y sus estudios sobre  
el fototropismo
Para ejemplificar la formulación de una hipótesis 
y su prueba experimental, existe un caso muy 
conocido. Es fácil observar que las plantas culti-
vadasdentro de una casa crecen en dirección a las 
ventanas; si se gira el tiesto, tras algunos días, 
las hojas de las plantas estarán giradas nuevamente 
para el lugar de donde viene la luz. Una pregunta 
que se puede hacer ante este hecho observable 
es ¿qué parte de la planta es la que “percibe” de 
dónde viene la luz?
Hace más de 100 años, Charles Darwin y su hijo 
Francis se hicieron esa misma pregunta y, a partir 
de observaciones previas, formularon la siguiente 
hipótesis: la luz es percibida por la punta del tallo 
de las plantas. Basándose ese presentimiento, los 
Darwin hicieron una previsión: si es realmente en 
la punta del tallo donde se percibe la luz, entonces 
las plantas “decapitadas”, o con los ápices de los 
tallos cubiertos, perderán la capacidad de curvarse 
en dirección a la fuente luminosa.
Para probar su hipótesis cortaron los ápices de 
algunas plantas jóvenes de alpiste y avena y las 
colocaron cerca de una ventana, junto a plantas 
intactas. Algunos días después verificaron que las 
plantas intactas habían crecido curvándose en 
dirección a la luz y las plantas sin ápice habían 
crecido erectas, sin curvarse.
En otro experimento, los Darwin cubrieron los 
ápices de algunas de estas plántulas con una 
caperuza de papel negro, completamente opaco, 
y repitieron la experiencia. Las plantas cubiertas 
con esa caperuza, al igual que aquellas a las que 
se había quitado el ápice, también crecieron erec-
tas. El resultado de estas experiencias confirmó la 
previsión y la hipótesis se consideró válida.
Durante el experimento de los Darwin se podrían 
haber planteado numerosas preguntas adiciona-
les como, por ejemplo: “¿de qué modo la planta 
recibe la luz?” o “¿cuál es el mecanismo que hace 
que la planta se curve?”. 
Es obvio que no es preciso responder esas cues-
tiones para validar la hipótesis original, ya que lo 
que se pretendía descubrir era la parte de las plan-
tas que puede captar la luz, pero no el mecanismo 
de esa captación. Sin embargo, estas preguntas 
ilustran algo que habitualmente ocurre en ciencia: 
los experimentos, además de probar hipótesis, 
hacen surgir otras cuestiones, para las que será 
necesario elaborar otras hipótesis y plantear nue-
vos experimentos; es así como el conocimiento 
científico progresa. 
Los experimentos realizados por los Darwin son 
ejemplos perfectos de experimentos científicos 
controlados. En este tipo de experimentos se 
comparan los resultados obtenidos en el grupo 
experimental con los que se obtienen, bajo las 
mismas condiciones, en un grupo de control. 
El grupo de control es prácticamente idéntico al 
grupo experimental con excepción de un aspecto, 
cuyo efecto es el que está siendo probado.
En los experimentos de los Darwin, por ejemplo, 
los grupos experimentales eran las plantas “deca-
pitadas” o con el ápice cubierto; el comportamiento 
de esos grupos era comparado con el de los 
grupos de control, constituidos por las plantas 
descubiertas o con la cobertura en lugar diferente 
al extremo del tallo. Los controles proporcionan al 
investigador la base de comparación, para que se 
puedan establecer relaciones de causa y efecto 
en el tema investigado. (Fig. 1.11)
4
Fuente de luz
Ápice 
cortado
Ápice 
recubierto Base 
recubierta
1 2 3
Figura 1.11 Representación del experimento sobre
el efecto de la luz en el movimiento de las plantas 
de alpiste realizado por Charles Darwin y su hijo Francis. 
Las ilustraciones 1 y 4 se refieren a grupos de control, 
mientras que 2 y 3 representan los grupos 
experimentales. El control 4 permite descartar 
la hipótesis de que el papel, independientemente 
de su posición, sea el responsable del comportamiento 
de la planta.
270866 _ 0011-0034.indd 20 02/02/11 9:43
UNIDAD A LA NAtUrALEzA DE LA vIDA
21
Invalidar una hipótesis
Hasta las primeras décadas del siglo xx perduró la visión de que la ciencia era un camino que llevaba a la 
verdad y permitiría una comprensión tan precisa y completa del mundo que nos daría la posibilidad de 
prever los acontecimientos y controlarlos. Mientras, existía un gran problema, ya apuntado por el filósofo 
escocés David Hume (1711-1776) en el siglo xviii: el raciocinio inductivo adoptado en el procedimiento 
científico no tiene sustentación lógica, toda vez que no se puede pasar de una serie de enunciados singu-
lares a un enunciado universal. Por ejemplo, el hecho de haber observado un cisne blanco, un segundo cisne 
blanco, un tercer cisne blanco y así consecutivamente, no permite inducir un enunciado universal de que 
“todos los cisnes son blancos”. No hay una validez lógica en esa generalización pues siempre será posible 
que exista un cisne no blanco que, por algún motivo, no fue observado. (Fig. 1.12)
Si se aplica este razonamiento al procedimiento científico, se puede concluir que no importa a cuántos 
exámenes se someta una hipótesis. Nunca se tendrá la prueba definitiva de que es verdadera.
Fue el filósofo Karl Popper quien propuso una solución para el problema de la inducción en el procedimiento 
científico. De acuerdo con dicha solución, los científicos realmente hacen hipótesis sobre la naturaleza del 
mundo y después las someten a exámenes rigurosos. Estas pruebas, sin embargo, no son intentos de probar 
la hipótesis (lo que sería una forma de inducción y, por tanto, destituida de lógica), sino que están orientadas 
a negarla. Probar una hipótesis es algo lógicamente imposible de hacer, pues requeriría la tarea de documentar 
todas las situaciones, incluso aquellas que aún no han ocurrido. Por otro lado, un único ejemplo contra la 
hipótesis sirve para anularla. volviendo al ejemplo de los cisnes, para probar el enunciado de que todos son 
blancos sería preciso observar todos los cisnes del universo, incluso los que existieron y los que existirán. 
Bastaría con encontrar un único cisne negro para negar la hipótesis.
Una hipótesis es aceptada cuando las pruebas a las que es sometida no consiguen invalidarla. Esa idea, 
conocida como falsabilidad (refutabilidad) de hipótesis, ayudó a establecer una nueva visión del conocimiento 
científico, en sustitución del dogma de infalibilidad de la ciencia.
Los resultados, en ciencia, nunca deben ser aceptados como definitivos e incuestionables. Una explicación 
científica será aceptada mientras no haya motivos para dudar de ella, o sea, mientras sea “verdadera” por 
encima de cualquier sospecha. Sobre esa nueva visión, el científico francés François Jacob (n. 1920), premio 
Nobel de Fisiología y Medicina, comentó: “al final de este siglo xx es necesario que quede claro para todos 
que ningún sistema explicará el mundo en todos sus aspectos y detalles. Haber ayudado en la destrucción 
de la idea de una verdad intangible y eterna tal vez sea una de las más valiosas contribuciones de la meto-
dología científica”.
valga también recordar la alerta del profesor Luiz Carlos Bombassaro en su libro Ciencia y cambio conceptual: 
notas sobre epistemología e historia de la ciencia (1995): “Especialmente en ciencia, aquel que cree haber 
encontrado una respuesta concluyente da muestras no solamente de su fracaso sino también del fracaso 
de la propia ciencia. Aquel que sea incapaz de traspasar los límites del pensamiento dogmático, impuestos 
por la educación científica formal, y no aceptar el juego del pensamiento crítico está lejos de hacer ciencia, 
pues no podrá resistir la constante transformación de las teorías, el cambio conceptual y el cada vez más 
rápido avance del conocimiento”.
Figura 1.12 El hecho
de observar varios cisnes 
blancos no nos permite 
afirmar que todos los cisnes 
sean blancos. Por eso, 
no es posible hacer una 
generalización lógicamente 
válida a partir de esas 
observaciones.
270866 _ 0011-0034.indd 21 02/02/11 9:43
CAPÍtULO 1 BIOLOGÍA Y CIENCIA
22
teoría, hipótesis y ley en ciencia
Los términos “hipótesis” y “teoría” son muchas veces utilizados en el lenguaje coti-
diano sin precisión científica; por ejemplo, a veces se emplea la expresión “eso nopasa de ser una teoría” como si una teoría fuese inferior a un hecho. En ciencia, 
hechos, hipótesis, teoría y leyes son cosas diferentes, y cada uno de estos términos 
ocupa su lugar en el conocimiento científico. Con respecto a ello, el biólogo norte-
americano Stephen J. Gould (1941-2002) escribió en 1989: “(…) hechos y teoría son 
cosas diferentes y no grados de una jerarquía de verdad creciente. Los hechos son 
los datos en el mundo. Las teorías son estructuras que explican e interpretan los 
hechos. Los hechos no se apartan mientras los científicos debaten teorías rivales. 
La teoría de la gravedad de Einstein tomó el lugar de la de Newton, pero las man-
zanas no quedaron suspendidas en el aire, aguardando el resultado (…)”.
Muchas veces el término hipótesis es usado como sinónimo de teoría, pero existe 
una importante diferencia entre ellos. Como se estudió anteriormente, hipótesis es 
un intento de explicación para un fenómeno aislado, mientras teoría es una idea 
amplia o un modelo que explica coherentemente un conjunto de observaciones y 
hechos observables en la naturaleza. Teorías son visiones de cómo el mundo 
funciona; son las que dan sentido a lo que se puede observar, y a partir de ellas se 
pueden elaborar hipótesis sobre hechos y fenómenos observados. 
Hay muchos ejemplos para ilustrar este punto. La teoría celular, por ejemplo, busca 
explicar la vida a partir de la información disponible sobre la estructura y el funcio-
namiento de las células. La teoría de la gravedad universal de Newton intenta explicar 
los movimientos de los astros por la acción de la fuerza de atracción gravitatoria.
Una ley científica, a su vez, es la descripción de la regularidad con la que un fenómeno 
natural se manifiesta bajo ciertas circunstancias. Se asemeja a los postulados de la 
Matemática y generalmente es aceptada como verdadera y universal. Por ejemplo, 
la ley de la segregación de los factores hereditarios, enunciada por el genetista 
pionero Gregor Mendel, describe la regularidad que existe en la separación de los 
factores hereditarios (los genes) durante la formación de los gametos.
3 La comunicación en ciencia
La ciencia exige que las ideas y conclusiones científicas sean hechas públicas, para 
que sean conocidas y sujetas a discusión. Hechos, teorías, hipótesis y leyes sólo 
pasan a formar parte del conocimiento científico si se publican, en forma de artí-
culo, en una revista científica especializada, acreditada por la comunidad acadé-
mica. Ese tipo de publicación es imprescindible por aportar credibilidad a las infor-
maciones y permitir su consulta por otros científicos y el público en general, y 
también la crítica, la refutación o el perfeccionamiento de las ideas.
Una revista científica es una publicación periódica vinculada a una sociedad 
científica o a una institución de investigación. Los editores de estas revistas son 
investigadores de renombre en la comunidad científica, y su función es promover 
la valoración de los artículos recibidos para ser publicados. En ese trabajo son 
auxiliados por otros científicos que actúan como árbitros anónimos, con la incum-
bencia de evaluar los artículos y recomendar su aceptación en la forma original, 
proponer correcciones, o incluso sugerir su rechazo. 
La valoración previa de los artículos científicos tiene por objetivo excluir trivialidades 
y subjetividades y verificar la novedad, relevancia, calidad y adecuación de la inves-
tigación presentada. El procedimiento, conocido como juicio por pares, evita que 
la autoridad y la fama por sí solas sean suficientes para la aceptación de una idea 
en ciencia. Cualquier investigador, sea novel o consagrado, pasa por el mismo ritual 
de juicio siempre que quiera validar científicamente una idea. (Fig. 1.13)
Figura 1.13 Portadas de la 
revista estadounidense Science, 
publicada por la American Society 
for the Advance of Science, y de la 
revista brasileña Genetics and 
Molecular Biology, publicada por
la Sociedade Brasileira de Genética. 
Science es una de las revistas 
científicas más conceptuadas 
del mundo y publica artículos 
en diversas áreas de las ciencias 
naturales; Genetics and Molecular 
Biology está especializada en la 
publicación de artículos en el área 
de Genética.
270866 _ 0011-0034.indd 22 02/02/11 9:43
UNIDAD A LA NAtUrALEzA DE LA vIDA
23
Un artículo científico está generalmente estructurado de la siguiente manera: 
introducción, materiales y métodos, resultados, discusión y referencias bibliográficas. 
La introducción tiene por finalidad situar el tema en estudio, presentando los 
objetivos de la investigación realizada, las hipótesis examinadas y estudios relacio-
nados ya publicados en revistas científicas. El apartado relativo a materiales y 
métodos tiene por objetivo describir detalladamente los materiales y los procedi-
mientos utilizados en la investigación, de modo que, en una eventual repetición, 
puedan obtenerse los mismos resultados. En la parte de los resultados se describe 
minuciosamente lo que fue observado durante los estudios. La discusión analiza 
críticamente el trabajo efectuado y las hipótesis examinadas, confrontando los 
resultados obtenidos con el conocimiento vigente presentado en otras publicaciones 
y evaluando la contribución del estudio realizado. El apartado relativo a las referencias 
bibliográficas relaciona todos los artículos citados, indicando sus autores, nombres 
de las revistas, volúmenes, páginas y fecha de publicación. (Fig. 1.14)
Los artículos aparecidos en periódicos, revistas de divulgación o en libros no son 
comparables a los que aparecen en las revistas científicas. Tales publicaciones no 
son evaluadas por pares, es decir, por especialistas acreditados por la comunidad 
científica. Las publicaciones en periódicos, revistas de divulgación, libros, así como 
los programas de televisión sobre ciencia, desempeñan un papel importante en la 
popularización del conocimiento científico, pero no aportan nuevos conocimientos 
a la ciencia. Esas publicaciones están muchas veces redactadas por periodistas 
especializados, que interpretan para el gran público artículos de interés publicados 
en las revistas científicas. Los libros didácticos tampoco tienen el objetivo de agregar 
ideas originales al conocimiento científico. Su papel es presentar, de forma organi-
zada y coherente, las ideas centrales vigentes en un área del conocimiento, para 
ayudar al estudiante a comprender e integrar conceptos claves que le permitan 
desarrollar una visión científica del mundo.
Figura 1.14 
Artículo de J.D. Watson y de F.H. Crick 
titulado Molecular structure of nucleic 
acids, publicado en la revista inglesa 
Nature (vol. 171), 1953, pp. 737-738, 
en el que los dos científicos 
proponen un modelo para la 
estructura molecular del ADN. Este 
trabajo, resumido en apenas dos 
páginas, motivó la concesión 
del Premio Nobel de Medicina 
y Fisiología a Watson y Crick diez 
años más tarde.
270866 _ 0011-0034.indd 23 02/02/11 9:43
CAPÍtULO 1 BIOLOGÍA Y CIENCIA
24
Se
cc
ió
n
CIENCIA Y CIUDADANÍA
Uno de los mayores desafíos afrontados actual-
mente por la humanidad es la conservación del 
medio ambiente. El crecimiento acelerado de las 
poblaciones humanas ha llevado a la destrucción 
del medio, a su contaminación y a la extinción de 
innumerables especies. Esto no solo afecta al medio 
natural, sino que repercute indudablemente en la 
calidad de vida humana. No es por casualidad que 
la Ecología, rama del conocimiento que estudia 
la interacción de los seres vivos con el entorno, se 
está volviendo cada vez más popular. 
El problema ambiental tiene causas complejas, 
pero resulta, básicamente, del gran aumento de 
la población humana y del mal uso de los recursos 
naturales. Al inicio del siglo xxi, la población hu-
mana se estima en casi siete billones de habitan-
tes, y la tendencia es que continúe creciendo 
a ritmo acelerado. Los residuos producidos por la 
actividad humana se van acumulando y degra-
dando el ambientenatural, haciendo que los 
recursos se vuelvan más escasos y más caros. 
La discusión del problema ecológico incluye no 
solo problemas científicos, también cuestiones 
económicas, políticas, filosóficas y religiosas. La 
Biología tiene mucho que aportar en esas discu-
siones; por ejemplo, puede ayudar a controlar la 
explosión de la población, tanto por el desarrollo 
de nuevos métodos anticonceptivos como por la 
comprensión de los mecanismos que regulan el 
crecimiento de las poblaciones humanas.
Junto con otras disciplinas, como la Química y la 
Física, la Biología también debe participar en el 
control de la contaminación ambiental. La con-
servación del suelo, el manejo de los entornos 
naturales y la preservación de las especies son 
puntos en los que la participación de las ciencias 
biológicas se ha mostrado decisiva.
La ingeniería genética es un campo de investiga-
ción biológica reciente que consiste en un conjunto 
de técnicas y métodos para manipular el material 
genético y crear organismos nuevos o mejorados. 
Por ejemplo, se pueden aislar genes de una espe-
cie e introducirlos en otras especies confiriéndoles 
propiedades hereditarias nuevas, ausentes en los 
ancestros. Los organismos producidos de esa ma-
nera se denominan transgénicos u organismos 
genéticamente modificados (OGM).
La primera aplicación comercial de los organismos 
transgénicos apareció en 1982, con la producción 
de insulina por bacterias genéticamente modifi-
cadas. Con esa tecnología se implantan genes 
humanos en las bacterias, que pasan a producir 
proteínas humanas de interés médico. De ese modo 
se aprovecha la capacidad de multiplicación de las 
bacterias para transformarlas en verdaderas fábri-
cas de sustancias interesantes, como la insulina o 
la hormona del crecimiento, entre otras.
Las modernas tecnologías de ingeniería genética 
han permitido obtener con relativa facilidad orga-
nismos genéticamente modificados, sobre todo 
plantas. El cultivo a gran escala de plantas trans-
génicas, sin embargo, ha sido motivo de discusio-
nes acaloradas entre defensores y opositores de 
esta tecnología. Los defensores creen que la in-
novación tecnológica podrá ocasionar una verda-
dera revolución en la agricultura, con el aumento 
de la producción de alimentos y todas las conse-
cuencias benéficas derivadas de ello. Los que se 
oponen al uso de los organismos transgénicos 
aluden a los posibles peligros para el ambiente y 
para la salud humana. (Fig. 1.15)
En nuestra opinión, es preciso, por un lado, tener 
cierto grado de seguridad en cuanto al uso de los 
organismos transgénicos, investigando y teniendo 
en cuenta sus potenciales riesgos para el ambiente 
y la salud. Pero tampoco se puede simplemente 
desestimar una tecnología si esta es capaz de 
aportar mejoras sustanciales a la calidad de vida 
de las personas. 
Biología, presente y futuro
Figura 1.15 El perfeccionamiento de plantas
y animales, que ya usa actualmente recursos de ingeniería 
genética, permite alterar características de los seres 
vivos, como el tamaño de los tomates, por ejemplo.
270866 _ 0011-0034.indd 24 02/02/11 9:43
UNIDAD A LA NAtUrALEzA DE LA vIDA
25
1.3 Características de los seres vivos
Se
cc
ió
n
1 ¿Qué es la vida?
Muchos biólogos se han empeñado en definir vida; aun así ninguna de las 
definiciones obtenidas hasta hoy es plenamente satisfactoria.
Entre las diversas tentativas se pueden citar algunas. En 1959, el genetista norte-
americano Norman Horowitz (1915-2005) afirmó que la vida “se caracteriza por 
autorreplicación, mutabilidad e intercambio de materia y energía con el medio 
ambiente”. En 1986, el biólogo evolucionista inglés John Maynard Smith (1920-2004) 
consideró que “(…) entidades con propiedades de multiplicación, variación y herencia 
están vivas, y entidades que no presentan una o más de esas propiedades no lo 
están”. En 1987 el bioquímico evolucionista Jeffrey S. Wicken, a su vez, definió la vida 
como “una jerarquía de unidades funcionales que, a través de la evolución, han adquirido 
la habilidad de almacenar y procesar la información para su propia reproducción”.
Estas propuestas no llegan a ser definiciones de lo que es vida, sino que se centran 
en una serie de propiedades esenciales para garantizar la evolución por selección 
natural. Así, además de contener la visión bastante difundida de que los seres vivos 
son sistemas químicos altamente organizados, que se mantienen mediante consumo 
de energía y que se pueden multiplicar, las propuestas de los autores mencionados 
consideran que una de las características intrínsecas a la vida es su capacidad de 
evolucionar, adaptándose a los ambientes.
Hay científicos eminentes que consideran imposible definir claramente lo que es la 
vida. Entre estos últimos, destaca el renombrado zoólogo alemán nacionalizado 
estadounidense, Ernst Mayr (1904-2005) que en 1982 escribió: “se han hecho repetidos 
intentos de definir la vida. Esos esfuerzos son un tanto fútiles, en vista de que ahora 
está totalmente claro que no hay una sustancia, un objeto o una fuerza especial 
que pueda ser identificada con la vida”. A pesar de no creer que sea posible definir 
la vida, Ernst Mayr admite la posibilidad de definir lo que él llama “proceso de vida”. 
Dice: “El proceso de vida, sin embargo, puede ser definido. No hay dudas de que 
los, organismos vivos poseen ciertos atributos que no se encuentran (…) en los 
objetos inanimados”.
Entre los atributos más característicos de los seres vivos destacan: composición 
química, organización, metabolismo, reacción y movimiento, crecimiento y repro-
ducción, herencia, variabilidad genética, selección natural y adaptación.
2 Composición química de los seres vivos
La materia viva que forma los seres vivos está formada por átomos, así como la 
materia constituyente de las entidades no vivas. Eso significa que la materia viva 
está sujeta a las mismas leyes naturales que rigen el universo conocido. En la materia 
viva, sin embargo, hay ciertos tipos de elementos químicos siempre presentes: 
carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), y en menor proporción 
fósforo (P) y azufre (S).
Decenas, centenas e incluso millones de átomos de esos elementos unidos mediante 
enlaces químicos, forman las moléculas constituyentes de los seres vivos, genérica-
mente llamadas sustancias orgánicas. Entre esas sustancias destacan las proteínas, 
los glúcidos, los lípidos y los ácidos nucleicos. La tabla 1.1 (página siguiente) compara 
el porcentaje de algunos elementos químicos en los seres vivos y en el mundo inerte.
OBJEtIvOS
•   Conocer las dificultades 
de definir el concepto 
de vida.
•   Identificar y explicar las 
principales características 
de los seres vivos: 
organización celular, 
metabolismo, 
reproducción y evolución 
biológica.
tÉrMINOS Y CONCEPtOS
•  Sustancia orgánica
•  Célula
•   Organismo unicelular 
y pluricelular
•  Tejido
•  Órgano corporal
•  Metabolismo
•  Reproducción asexual
•  Reproducción sexual
•  Fecundación
•  Herencia
•  Variabilidad genética
•  Selección natural
270866 _ 0011-0034.indd 25 02/02/11 9:43
CAPÍtULO 1 BIOLOGÍA Y CIENCIA
26
 Tabla 1.1 Algunos elementos químicos en los seres vivos y en el mundo no vivo
Elemento  
químico
Símbolo
Porcentaje en peso de átomos de cada elemento (%)
Universo Tierra Especie humana Alfalfa Bacteria
Carbono C 0,02 0,2 10,6 6,7 6,6
Hidrógeno H 99 0,2 61,5 61,9 65,0
Nitrógeno N 0,04 vestigios 2,4 0,4 1,4
Oxígeno O 0,06 47 23,0 30,6 26,7
Fósforo P vestigios vestigios 0,13 0,16 0,12
Azufre S vestigios vestigios 0,13 0,02 0,06
3 Organización de la materia viva
Los seres vivos están entre las entidades más complejas del universo. Basta decir que en el espacio microscópico 
de una célula viva pueden estar reunidos hasta 35 elementos químicos diferentes, de los 92 elementos 
naturales que existen. Además, los elementos químicos que componen los seres vivos están organizados en 
algunos millares de sustancias orgánicas