estructura basica de la ciencia

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Estructura básica 
de la ciencia
1.1 LOS MÉTODOS DE LA CIENCIA 
La ciencia es un sistema organizado para el estudio rigu-
roso del mundo natural. Consiste en la aplicación del 
método científico a problemas formulados por mentes 
expertas en ciertas disciplinas. Quizá los científicos se 
interesen en diferentes aspectos de la naturaleza, pero 
todos usan el mismo enfoque intelectual para conducir 
sus investigaciones. 
Antes que todo, los científicos deben plantear un 
problema para el que luego buscarán respuesta. Por lo 
general, dicha respuesta incluye una explicación relacio-
nada con e! orden o los procesos naturales. El científico 
tiene como interés primordial los mecanismos de funcio-
namiento del mundo natural y no las interrogantes en 
cuanto a la finalidad suprema de éstos. 
Una vez planteada la interrogante, el científico bus-
ca respuestas mediante la recabación de datos pertinen-
tes al problema. Esa información, que puede ser 
observaciones, mediciones, conteos y una revisión de 
documentos históricos, se estudia cuidadosamente para 
encontrar sus regularidades y relaciones. 
Luego se formula una suposición congruente llama-
da hipótesis, con la que los datos quedan delimitados 
por un marco conceptual. Para el planteamiento de la hi-
pótesis se recurre a la lógica inductiva. Esta última es 
un proceso de razonamiento que empieza normalmente 
con fragmentos específicos (o individuales) de informa-
ción y de los cuales se deduce una premisa general (o 
universal). 
EJEMPL01 Una persona se aficiona a la observación 
de aves, lo que le da la oportunidad de fijarse en las parejas 
de muchos tipos de ellas. Advierte, una y otra vez, que sólo 
el Individuo más pardusco de cada pareja pone huevos. Con 
base en sus observaciones concluye que todos los machos 
de las aves son vistosos y que todas las hembras son par-
duscas. 
Una hipótesis debe ser lógica y comprobable. Aun-
que la conclusión del ejemplo 1 demuestra el uso de la 
lógica inductiva, dicha conclusión no es comprobable y, 
según lo antes afirmado, es inútil como hipótesis científi-
ca. La lógica deductiva, en la que el proceso de pensa-
miento va de lo general a lo específico, se emplea a fin 
de identificar las hipótesis que sí son comprobables. Para 
ello es frecuente el uso del enunciado "si..., entonces ..." 
EJEMPLO 2 La conclusión del ejemplo anterior se puede 
replantear de este modo: si las aves de cierta especie (es 
decir, aves capaces de entrecruzarse y producir crías via-
bles) exhiben distinta coloración, entonces las más coloridas 
son los machos.* 
Una vez planteada una hipótesis con la que se pue-
de trabajar, lo siguiente es ponerla a prueba efectuando 
experimentos y recopilando más información con la que, 
finalmente, se apoyará o refutará tal hipótesis. Nota: la 
aplicación del método científico puede servir para recha-
zar una hipótesis, pero en ninguna circunstancia puede 
probar algo de modo absoluto. Por consiguiente, una hi-
pótesis que hoy día soporta los embates de las pruebas 
quizá tenga que ser modificada mañana bajo el peso de 
nuevas evidencias. 
Un experimento debe estructurarse de tal modo 
que la información recabada esté exenta de parcialidades 
y errores de muestreo. Por tanto, la validez del experi-
mento depende de una cuidadosa selección de los orga-
nismos que integrarán los grupos control y experimental, 
de modo que las diferencias en edad, en factores genéti-
cos, en tratamiento previo, etc. no influyan en los resulta-
dos. También es muy importante que cada grupo tenga 
un número adecuado de Individuos, ya que en los grupos 
pequeños se multiplica el impacto de las peculiaridades 
de los integrantes. Lo que es más, un experimento debe 
ser reproducible: otros científicos deben poder repetirlo y 
obtener los mismos resultados. 
BIOLOGÍA
EJEMPLO 3 Un científico desea saber si la incorporación 
de harina de hueso al alimento del ganado vacuno mejorará 
el crecimiento de éste. Con base en las demostraciones pre-
vias de efectos nutricionales benéficos de la harina de hueso 
en otros animales, plantea la hipótesis de que al añadirla al 
alimento de los vacunos éstos crecerán más rápido. (Nota: 
dada la imposibilidad de examinar todos los vacunos que 
han existido, jamás se podrá demostrar en forma absoluta 
esta afirmación general.)
Para probar la hipótesis, el científico dispone dos gru-
pos comparables de ganado. Al grupo experimental se le 
proporciona harina de hueso además de los otros nutrimen-
tos necesarios para su crecimiento, mientras que al segundo 
grupo, el grupo control, se le da un tratamiento idéntico ex-
cepto la harina de hueso. En un experimento bien diseñado, 
las diferencias que aparezcan entre los grupos experimental 
y control se deberán al factor que se está probando. En este 
caso la única diferencia entre los dos grupos es la presencia 
o ausencia de harina de hueso en el alimento, por lo cual las
diferencias en sus patrones de crecimiento serán atribuibles
a esa sustancia. SI el grupo experimental manifiesta un me-
jor desarrollo al compararlo con el grupo control, los resulta-
dos apoyarán la hipótesis. En caso de que el grupo
experimental no tenga un mejor crecimiento en comparación
con el grupo control, la hipótesis será rechazada. Un desa-
rrollo inferior en el grupo experimental no sólo serviría para
rechazar la hipótesis, sino que sugeriría un posible efecto
inhibitorio de la harina de hueso sobre el desarrollo del ga-
nado vacuno; tal descubrimiento conduciría a una nueva hi-
pótesis.
Como se aprecia en el ejemplo 3, una vez que ter-
minan los experimentos es necesario evaluar los resulta-
dos para ver si se debe aceptar, modificar o rechazar la 
hipótesis.
Cabe recalcar que sólo en raras ocasiones los cien-
tíficos se apegan de manera rígida a un programa esta-
blecido. Las hipótesis pueden preceder a la recabación 
de datos o bien la información se acumula y analiza al 
mismo tiempo que se plantea la hipótesis en vez de ha-
cerlo en orden progresivo. Asimismo, aunque los científi-
cos son muy inquisitorios y bastante creativos en sus 
procesos de pensamiento, su curiosidad puede ser ¡imita-
da por ideas previas, aceptadas mucho tiempo atrás. Las 
ideas revolucionarias que se apartan de los conceptos 
establecidos son relativamente raras.
1.2 LA BIOLOGÍA COMO CIENCIA 
Los biólogos aplican los métodos de la ciencia para arri-
bar a cierto conocimiento de los organismos vivos. En el 
contexto de la biología resulta útil considerar la vida como 
un fenómeno complejo que puede ser analizado con los 
métodos de la química y la física. Aunque dentro de 
los sistemas vivientes existen muchos fenómenos que 
parecen encontrarse fuera del alcance de este enfoque
mecanlclsta, los mejores resultados de los biólogos en 
cuanto al conocimiento de la vida se han logrado concen-
trándose en los procesos que implican transformaciones 
de materia y energía. Así, un ser vivo puede definirse 
como una unidad compleja de materiales fisicoquímicos, 
capaz de realizar los fenómenos de autorregulación, me-
tabolismo y reproducción. Además, un organismo vivo 
exhibe las capacidades de interactuar con su medio, de 
crecer, de moverse y de adaptarse.
Como a los biólogos no les alcanzaría la vida para 
estudiar en su totalidad el mundo biológico, lo que hacen 
es dividir la inmensidad de ese mundo en muchos tipos 
de organismos y confinar sus investigaciones a un tipo en 
particular, o bien dedicarse al estudio de aspectos parti-
culares de varios tipos de organismos y a las interaccio-
nes de estos últimos.
EJEMPLO 4 Los entomólogos, especialistas en la bio-
logía de los insectos, dedican sus esfuerzos a entender las 
diversas facetas de estos animales mas no las de otros tipos 
de organismos. Por el contrario, los embriólogos o biólo-
gos del desarrollo investigan las características del desa-
rrollo embrionario en muchos tipos de organismos pero no 
se aventuran a investigar en otras áreas.
Los límites que separan las diferentes áreas de in-
vestigacióndividen la biología en sus disciplinas específi-
cas, aunque tales límites se encuentran en constante 
estado de flujo.
1.3 IMPORTANCIA DE LA EVOLUCIÓN 
Durante sus investigaciones sobre el mundo vivo, los bió-
logos se guían por las teorías que le dan orden a la diver-
sidad de la vida. En la ciencia, teoría es una hipótesis 
que ha soportado muchas pruebas a través de un largo 
tiempo (en contraste con el significado que le da el vulgo: 
suposición no comprobada o idea extravagante). El tema 
significativo que da unidad a todas las ramas de la biolo-
gía es el concepto de evolución, teoría que postula que 
todos los seres vivos tuvieron su origen en formas ances-
trales de las que se apartaron por modificación continua 
a través del tiempo. Evolución conlleva la idea de cambio 
y desarrollo. Los patrones de esos cambios se reflejan en 
¡as principales tendencias de investigación en todas las 
disciplinas de la biología
La aceptación de la evolución como explicación de 
la diversidad biológica actual es relativamente reciente. 
Muchos biólogos respetables de finales del siglo pasado 
y principios del presente creían a pie juntillas en la fijeza 
de las especies. Incluso al propio Charles Darwin le costó 
trabajo aceptar la evolución como una explicación de la 
diversidad de la vida. Un vestigio de esta larga historia de
ESTRUCTURA BÁSICA DE LA CIENCIA 
explicaciones no dinámicas de la especiación (diferen-
ciación en nuevas especies) es el movimiento creacio-
nlsta contemporáneo. 
Aunque no logró aceptación general sino hasta ha-
ce poco, el concepto de evolución no es nuevo; sin em-
bargo, la comprensión del mecanismo de cambio 
evolutivo data apenas de poco más de un siglo. En 1801, 
Jean Baptiste de Lamarck propuso la primera explicación 
global del mecanismo de evolución. Lamarck creía que 
un organismo adulto adquiría nuevos caracteres (caracte-
rísticas) en respuesta directa a sus necesidades de su-
pervivencia y que luego los transmitía a su descendencia. 
En la actualidad se sabe que la herencia se basa en los 
genes, de modo que los caracteres adquiridos no pue-
den pasar a los descendientes. Hoy se cree que el meca-
nismo de evolución fue la selección natural, concepto 
esbozado por Charles Darwin en su libro titulado On the 
Origin of Species by Means of Natural Selection (Sobre 
el origen de las especies por medio de la selección 
natural), publicado en 1859. En él presentó una 
convincente serie de argumentos en apoyo de la idea de 
que la evolución es el tema universal de la vida. 
Darwin no sólo tuvo la influencia de sus experien-
cias como naturalista (biólogo) durante el viaje de cinco 
años a bordo de la embarcación exploradora Beagle, sino 
también la de los descubrimientos de geólogos, econo-
mistas y hasta granjeros de su comunidad. La universali-
dad de la ciencia queda perfectamente ejemplificada con 
el logro conceptual de Darwin. 
La selección natural favorece la supervivencia de 
los individuos cuyas características les permiten adaptar-
se mejor a su ambiente. Hay ligeras variaciones entre los 
descendientes de todas las especies, lo que los hace un 
poco distintos a sus progenitores. Cuando una variación 
no favorece la supervivencia, los individuos que poseen 
esa característica no sobreviven hasta reproducirse o, si 
sobreviven, tienen poca descendencia. Así pues, la 
variación desfavorable acaba por desaparecer de la po-
blación. Por el contrario: si una variación favorece la su-
pervivencia en determinado ambiente, los individuos que 
la poseen tienen mayores probabilidades de reproducirse 
y, por consiguiente, de transmitir esa característica a sus 
descendientes. Con el correr del tiempo, el carácter que 
favorece la supervivencia se vuelve parte de la población 
general. 
EJEMPLO 5 Los gibones son simios pequeños que pa-
san casi todo el tiempo en las copas de los árboles; sólo en 
raras ocasiones descienden al suelo, de modo que viajan 
por braqulación (balanceo de una rama a otra). Se alimen-
tan del follaje y los frutos que encuentran en las copas de los 
árboles de su región de origen: el sureste asiático y el archi-
piélago malayo. Las manos de los gibones son largas y 
huesudas, con pulgares muy cortos y delgados. Esta anato-
mía les permite afianzar con facilidad las ramas y colgarse 
de ellas, así como arrancar frutos y retoños. Sin embargo, se 
les dificulta recoger objetos que estén en una superficie pla-
na (p. ej., el suelo) y carecen de otras destrezas manuales 
(a diferencia de los gorilas y ¡os chimpancés). El ambiente 
de los gibones no exige estas últimas características para la 
supervivencia. 
Puesto que descienden de un ancestro común a todos 
los simios, la anatomía de la mano de los gibones evolucio-
nó gracias a la aparición fortuita de caracteres sobre los cua-
les actuaron las presiones de la selección natural de su 
ambiente: las copas de los árboles, un sitio donde la especie 
encuentra poca competencia por el alimento y enfrenta po-
cos amenazas por parte de depredadores. 
1.4 ORGANIZACIÓN UE LA VIDA 
El estudio de la evolución es particularmente útil para di-
vidir los organismos en grupos porque revela cómo esos 
organismos están emparentados cronológica y morfológi-
camente (es decir, por forma y estructura) entre sí. La 
clasificación de los organismos se denomina taxonomía. 
Los taxónomos utilizan las relaciones evolutivas para 
crear los grupos. Aunque los esquemas de clasificación 
son por necesidad un tanto arbitrarios, es probable que 
representen el "árbol genealógico" de las diversas formas 
vivas actuales. 
Cada organismo pertenece a uno de los cinco rei-
nos. El reino es la categoría taxonómica más general. 
Esos cinco reinos son: Monera, Protista, Fungi, Plantae y 
Animalia. El reino Monera está formado por organismos 
unicelulares que carecen de núcleo y de muchas de las 
estructuras celulares especializadas llamadas organe-
los. Se dice que tales organismos son procariótlcos 
(pro = "antes"; karyon = "núcleo") y se trata de las bacte-
rias. Los demás reinos están integrados por seres euca-
rlótlcos (eu - "verdadero"), cuyas células contienen 
núcleo y un repertorio más completo de organelos. Los 
eucariotes unicelulares pertenecen al reino Protista, el 
cual abarca los protozoarios y otros protistas vegetaloi-
des y fungoides. Los organismos pluricelulares que pro-
ducen su propio alimento están agrupados dentro del 
reino Plantae; las flores, los musgos y los árboles son 
ejemplos. Los organismos vegetaloides unicelulares y 
pluricelulares que absorben aumento de su medio perte-
necen al reino Fungi, el cual incluye las levaduras y los 
mohos. Los organismos pluricelulares que deben captu-
rar su alimento y digerirlo internamente se agrupan en el 
reino Animalia; las serpientes y los seres humanos son 
ejemplos. 
BIOLOGÍA
Problemas resueltos 
1.1 ¿Qué es la ciencia?
La ciencia es el estudio sistemático de aspectos par-
ticulares del mundo natural. El alcance de la ciencia 
se limita a las cosas que pueden ser aprehendi-
das por los sentidos (vista, tacto, oído, etc.) Por lo 
general, la ciencia recomienda un enfoque objetivo 
de los fenómenos que estudia. En las interrogantes 
planteadas por los científicos respecto a la naturale-
za se resalta el cómo suceden las cosas y no el por-
qué ocurren.
1.2 ¿Qué es el método científico?
En el sentido más amplio, el método científico se re-
fiere a los hábitos de trabajo que los científicos po-
nen en práctica conforme su curiosidad los conduce 
a la tarea de descubrir las regularidades y las relacio-
nes existentes entre los fenómenos objeto de su es-
tudio. Los métodos de la ciencia también pueden ser 
descritos como una rigurosa aplicación del sentido 
común al estudio y el análisis de la información. En 
un sentido más estricto, el método científico alude al 
modelo de Investigación desarrollado por Francis Ba-
con (1561-1626). Este modelo consta de la siguiente 
secuencia:
1. Identificación del problema
2. Obtenciónde información relativa al problema
(por observaciones, mediciones, etc.)
3. Análisis de la información en busca de correla- 
ciones, conexiones importantes y uniformidades
4. Formulación de una hipótesis (una generaliza- 
ción), la cual es una suposición congruente que
explica la información existente y sugiere otras
vías de investigación.
5. Evaluación rigurosa de la hipótesis mediante la
recabación de nueva información.
6. Confirmación, modificación o rechazo de la hipó
tesis a la luz de los nuevos descubrimientos.
1.3 ¿Cuál es la importancia de la hipótesis en el mé-
todo científico?
La hipótesis constituye la infraestructura sobre la 
cual se construye el conocimiento científico. También 
llamada "suposición congruente", la hipótesis es una 
generalización que describe el estado de cosas den-
tro de un área de investigación. El planteamiento de 
hipótesis productivas es el sello de la imaginación 
científica creativa.
1.4 ¿En qué consiste el método inductivo en la cien- 
cia? 
En lógica, Inducción se refiere por lo general a un 
movimiento de lo particular a lo general. Así, la crea-
ción de una hipótesis (una generalización) con base 
en los particulares (casos específicos) de la informa-
ción constituye un salto inductivo dentro del método 
científico. Dado que este proceso inductivo es medu-
lar para el método, en ocasiones se dice que éste es 
un método inductivo.
Es de gran interés histórico que Bacon, quien 
propuso lo que en la actualidad se conoce como mé-
todo científico, tuviera grandes dudas en cuanto al 
paso Inductivo del planteamiento de las hipótesis. 
Bacon pensaba que, con la acumulación de datos 
suficientes y el establecimiento de una enorme red 
de museos, las verdades ocultas de la naturaleza se 
revelarían sin necesidad de recurrir a la Inducción.
1.5 ¿Las hipótesis se plantean siempre como suposi- 
ciones verdaderas acerca de un estado de cosas 
real?
Las hipótesis no se plantean para ser siempre verda-
deras. Al formular su hipótesis el científico busca una 
verdad funcional, es decir, una "verdad" que sirva 
como explicación de los datos pero que pueda ser 
reemplazada o replanteada conforme se descubra 
nueva Información, algo así como un montañista que 
trepa de un punto de apoyo a otro para escalar una 
cumbre. La hipótesis debe ser compatible con toda la 
información disponible y funcionar como explicación 
lógica de ésta. No obstante, aunque muchas hipóte-
sis cumplen estos requisitos parecen contradecir la 
noción de la verdad dictada por el sentido común. 
Por ejemplo, se descubrió que la luz exhibe las pro-
piedades de una onda. Después se vio que también 
se comporta como una partícula. ¿Cuál de estos 
descubrimientos es el correcto? Una hipótesis llama-
da teoría cuántica afirma que, en efecto, la luz es al 
mismo tiempo una onda y una partícula. Aunque es 
probable que esto contradiga el sentido común e in-
cluso ponga a prueba la capacidad del ser humano 
para construir un modelo de ese fenómeno contra-
dictorio, la teoría cuántica es compatible con los da-
tos, los explica y ha sido aceptada de buen grado por 
los físicos.
1.6 ¿Qué características tiene una buena hipótesis?
1. Una hipótesis debe ser compatible con la infor-
mación previamente obtenida y explicarla.
ESTRUCTURA BÁSICA DE LA CIENCIA 
2. Una hipótesis debe ser refutable mediante sus
predicciones; es decir, debe caber la posibilidad
de obtener resultados que permitan demostrar
claramente si es falsa.
Si varias hipótesis están compitiendo por ser acepta-
das, lo más probable es que la comunidad científica 
apruebe la más sencilla y clara. Al evaluar una hipó-
tesis, en la ciencia también se toma en considera-
ción, además de la exactitud, la productividad.
1.7 ¿Cuál es el destino de las hipótesis después de 
su planteamiento?
La hipótesis pasa por rigurosas pruebas y quizá sea 
confirmada por la demostración experimental de sus 
predicciones. Las confirmaciones reiteradas elevan 
la hipótesis al nivel de teoría. De vez en cuando, se 
confirman las principales suposiciones de la hipóte-
sis, pero es necesario efectuar algunas modificacio-
nes a la luz de nuevas pruebas. Si las hipótesis han 
sido confirmadas una y otra vez durante un largo 
tiempo, es probable que sean elevadas a la catego-
ría de ley, aunque algunos filósofos de la ciencia es-
tán en desacuerdo con el uso del término "ley 
científica". Pero cuando las hipótesis son contradi-
chas sustancialmente por los nuevos descubrimien-
tos, es necesario rechazarlas para dar paso a otras 
nuevas.
1.8 ¿Qué factores podrían conducir al planteamiento 
de una hipótesis que no soporte pruebas futuras?
Las hipótesis se diseñan para explicar sólo lo que se 
sabe hasta el momento. Los nuevos descubrimientos 
pueden conducir a una perspectiva más amplia de la 
realidad, lo que pone en evidencia las inexactitudes 
de una hipótesis planteada con anterioridad. Más a 
menudo, el investigador descubre un conjunto de he-
chos que no es representativo de la totalidad y fun-
damenta su hipótesis en esa muestra pequeña o 
insuficiente. Tales errores de muestreo pueden 
reducirse al mínimo aplicando las técnicas de esta-
dística. Asimismo, aunque la ciencia se vanagloria 
merecidamente de su objetividad y su ausencia bási-
ca de prejuicios, quizá se introduzca alguna parciali-
dad subjetiva mientras se recaba información o al 
poner la hipótesis dentro de un marco de referencia, 
lo que puede conducir al investigador a ignorar prue-
bas que no apoyen una noción preconcebida. Tam-
bién puede haber parcialidad en la tendencia a 
adoptar las ideas previamente aceptadas de exper-
tos de prestigio.
1.9 ¿El apego al método científico puede explicar por 
completo el desarrollo de la ciencia moderna?
La tecnología actual puede atribuirse en gran 
medida al trabajo de profesionales expertos, segui-
dores de los métodos clásicos de la ciencia. Sin em-
bargo, filósofos de la ciencia contemporáneos como 
Thomas Kühne señalan el papel que han tenido en el
mundo de la ciencia factores subjetivos como la intui-
ción y las influencias culturales. Desde la perspectiva 
de esos filósofos, las actitudes y la posibilidad de 
realizar descubrimientos importantes son influidas 
por determinada mentalidad colectiva, en la que la 
ciencia pasa, con avances y retrocesos, de un blo-
que de paradigmas (modelos intelectuales) a otro. 
La opinión común de que los científicos son autóma-
tas que avanzan de una fase del método científico a 
la siguiente es sencillamente falsa. La personalidad y 
el humanismo de los científicos irán siendo someti-
dos a un escrutinio cada vez más riguroso conforme 
la sociedad reconozca que el respaldo financiero, los 
problemas éticos y las cuestiones de supervivencia 
son parte de la ecuación de la ciencia moderna.
1.10 ¿Cabe esperar que la ciencia resuelva todos los 
misterios y problemas del mundo?
No. La ciencia puede explicar eficazmente la fuerzas 
determinantes de los fenómenos naturales y nos ha 
proporcionado el poder de controlar en gran medida 
nuestro ambiente. Sin embargo, la ciencia no discute 
el origen del mundo natural, sino que acepta su exis-
tencia como un hecho dado. Tampoco resuelve la in-
cógnita de por qué el mundo existe tal cual es. Dado 
que las hipótesis son juzgadas por su grado de efi-
ciencia operacional, la ciencia no puede orientarnos 
en términos de moralidad, es decir, de lo bueno o lo 
malo de ciertos cursos de acción. La ciencia debe 
ser vista como un instrumento de conocimiento, mas 
no como una guía de acción social.
1.11 ¿Qué es un organismo vivo?
Un organismo vivo es, básicamente, material físico-
químico que exhibe un alto grado de complejidad, 
puede autorregularse, posee metabolismo y se per-
petúa a sí mismo a través del tiempo. Para muchos 
biólogos, la vida es una fase arbitraria en la creciente 
complejidad de la materia, sin una línea divisoria pre-
cisa entre lo vivo y lo no vivo.
La sustancia viva está compuesta por un con-
junto perfectamente estructurado de macromolécu-las: proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y 
polisacáridos, así como por moléculas orgánicas e 
inorgánicas más pequeñas. Un organismo vivo ha 
desarrollado mecanismos reguladores e Interactúa 
con el medio para mantener su integridad estructural 
y funcional. Todas las reacciones que ocurren den-
tro de una unidad viviente particular constituyen su 
metabolismo. En la regulación de dichas reacciones 
internas y para la producción de nuevas unidades vi-
vientes, estos organismos emplean moléculas espe-
cíficas que contienen información.
1.12 ¿Cuáles son los atr ibutos de los organismos 
vivos?
Los organismos vivos exhiben en general las siguien-
tes características:
BIOLOGÍA
1. Movimiento: son los movimientos dentro del
organismo o los que lo desplazan de un lugar a
otro (locomoción)
2. Irritabilidad: es la capacidad de los organis- 
mos para responder de un modo determinado a 
los cambios, conocidos como estímulos, en su 
medio interno y externo 
3. Crecimiento: es la posibilidad de que los orga- 
nismos incrementen su masa de materia viva por
asimilación de nuevos materiales extraídos del
medio ambiente
4. Adaptación: es la tendencia de los organismos
a sufrir cambios en su estructura, en sus funcio- 
nes o en su comportamiento que mejoren su ca- 
pacidad de supervivencia en un ambiente
determinado
5. Reproducción: es la capacidad de los organis- 
mos para producir nuevos individuos de su mis- 
ma especie.
1.13 ¿Cómo estudian los biólogos a los organismos vi-
vos?
El amplio panorama de la vida es demasiado com-
plejo para ser estudiado en toda su magnitud por un 
solo investigador. El mundo de los seres vivos se 
puede estudiar más fácilmente: 1) si los organismos 
se dividen en varios grupos y se estudia esmerada-
mente un solo tipo o 2) si se separan los enfoques 
de investigación y cada persona se especializa en 
uno u otro de ellos.
En la biología se han diseñado sistemas de cla-
sificación de los seres vivos que permiten el relativo 
aislamiento de uno u otro tipo de organismos para 
una investigación ordenada y organizada. Hace al-
gún tiempo, todos los organismos vivos se clasifica-
ban en dos grupos fundamentales o reinos: plantas, 
objeto de estudio de la botánica, y animales, tema 
central de la zoología. Actualmente existen razones 
para clasificar los seres vivos dentro de cinco reinos. 
Cada uno de éstos se subdivide a su vez en catego-
rías más pequeñas, las cuales proporcionan a las 
disciplinas particulares su material de estudio. De 
esta manera, a los biólogos dedicados a estudiar 
criaturas con pelaje, cuadrúpedas y que amamantan 
a sus crías (mamíferos) se les llama mastozoólo-
gos; los que investigan los animales de cuerpo blan-
do y protegidos por una concha son los 
malacólogos. El estudio de plantas simples como 
los musgos corresponde a los briólogos. 
Asimismo, las disciplinas biológicas se diferen-
cian por su manera de estudiar a los seres vivos. Por 
ejemplo, los morfólogos se concentran en la estruc-
tura, mientras que los fisiólogos se dedican al fun-
cionamiento. Los taxónomos están consagrados a 
la ciencia de la clasificación y los citólogos estudian 
las células, que son las unidades básicas de la vida. 
Los ecólogos Investigan la interacción de los orga-
nismos unos con otros y con su medio externo. Una 
rama de la biología relativamente nueva, pero muy 
fascinante y productiva, es la biología molecular, 
estudio de la vida en términos del comportamiento 
de macromoléculas como las proteínas y los ácidos 
nucleicos. Y es esta rama biológica la que ha permi-
tido al ser humano comprender la vida en el nivel 
molecular e incluso modificar las características here-
ditarias de ciertos organismos para satisfacer las ne-
cesidades de la sociedad.
1.14 ¿Por qué la teoría evolutiva ocupa una posición 
central en la biología?
La variedad y complejidad de la vida requieren de 
principios organizadores que ayuden a comprender 
un área de conocimiento tan diversa. La evolución 
es un concepto clave que da coherencia al conoci-
miento global de la vida. Este concepto representa 
una narrativa que coloca los seres vivos en una pers-
pectiva histórica y explica su diversidad actual. Tam-
bién arroja luz sobre la naturaleza de la interacción 
de los organismos entre sí y con el medio externo. La 
clasificación actual de esos organismos se basa casi 
por completo en relaciones evolutivas. Incluso los 
descubrimientos de la biología molecular han sido 
enfocados sobre la naturaleza de los cambios evolu-
tivos. En definitiva, la teoría de la evolución es la cla-
ve para entender la naturaleza dinámica de un 
mundo cambiante de organismos vivos.
1.15 ¿Qué es la evolución?
La evolución es una teoría en verificación constante 
que postula que todos los seres vivos descienden de 
organismos ancestrales, con ciertas modificaciones y 
como resultado de un largo proceso de cambios 
adaptativos. Estos cambios generaron los organis-
mos que ya se extinguieron y las diversas formas de 
vida actuales. Aunque en general se piensa que 
el ritmo de los cambios evolutivos en la estructura, el 
funcionamiento y el comportamiento de grupos de or-
ganismos es constante cuando se considera a través 
de largos periodos, hay un apasionado debate en 
cuanto al ritmo de cambio a corto plazo. Quizá el rit-
mo de cambio no siempre es uniforme, sino que tam-
bién puede darse en rápidas sucesiones; estos 
cambios bruscos se han observado de hecho en al-
gunos organismos.
1.16 ¿Existen alternativas ante la teoría de la evolu- 
ción?
Aunque casi todos los biólogos apoyan firmemente 
dicha teoría, algunas personas ajenas a la materia 
creen que todas las formas de vida fueron creadas 
individualmente por un ser sobrenatural y que no 
cambian con el tiempo. Esta perspectiva, conocida 
como creación especial, es afín a la narración bíbli-
ca del origen y el desarrollo de la vida. En fechas 
más recientes se incorporaron algunos hechos cientí-
ficos dentro de una teoría más coherente de creacio-
nismo científico, la cual Intenta combinar las 
ESTRUCTURA BÁSICA DE LA CIENCIA 
explicaciones científicas con las bíblicas aseverando 
que la historia de la vida es más larga de lo que las 
narraciones bíblicas pueden abarcar, pero que a 
partir de su creación original los organismos vivos 
exhiben muy pocos cambios. A pesar de que los 
creacionistas científicos han procurado disfrazar 
los aspectos religiosos de su teoría y exigen la opor-
tunidad de que sus puntos de vista sean incorpora-
dos a los textos de biología, la mayoría de los 
biólogos no aceptan que estos conceptos tengan va-
lidez científica. Hasta la fecha, en los tribunales de 
Estados Unidos se considera que el creacionismo 
científico es una intromisión religiosa dado que la 
educación debe ser laica.
1.17 ¿Cuál es la diferencia entre evolución y selección 
natural?
La evolución es una teoría científicamente aceptada 
sobre el origen de los organismos actuales, a partir 
de ancestros pasados, a través de un proceso de 
modificaciones graduales. La selección natural es 
una explicación de cómo pudieron haber ocurri-
do dichos cambios, es decir, el mecanismo de la 
evolución.
El concepto de evolución ya existía entre los 
atenienses. En el siglo XVIII, el naturalista francés 
conde George de Buffon sugirió que las especies su-
fren cambios y que esto pudo haber coadyuvado a la 
diversidad de las formas animales y vegetales. Por 
otro lado, Erasmus Darwin, abuelo de Charles, tam-
bién se apegaba al concepto de cambio en los lina-
jes de la mayoría de las especies, aunque sus ideas 
no parecen haber influido en el desarrollo del con-
cepto de Charles Darwin sobre el cambio evolutivo.
La primera teoría completa sobre un mecanis-
mo de evolución fue postulada por Lamarck en 1801. 
Como Charles Darwin, Lamarck fue profundamente 
influido por los nuevos descubrimientos en geología, 
los cuales sugerían que la Tierra es muy vieja y 
que los procesos geológicos actuales han estado ac-
tivos desdehace milenios.
1.18 ¿Cuáles son los conceptos básicos de la teoría de 
Lamarck sobre el mecanismo de evolución?
Lamarck creía que durante la vida de un organismo 
ocurren cambios en éste a consecuencia de su 
adaptación a un ambiente determinado. Las partes 
que el organismo usa se vuelven prominentes, mien-
tras que las que no usa tienden a degenerar (con-
cepto del uso y desuso). Además, consideraba que 
los cambios ocurridos al organismo durante la vida 
se transmiten a su descendencia; es decir, su prole 
hereda los caracteres adquiridos. La teoría de La-
marck incluía el concepto de un impulso profunda-
mente arraigado hacia mayores niveles de 
complejidad dentro del organismo, como si cada cria-
tura estuviera dotada de la voluntad de alcanzar una 
posición más alta en la vida.
El principal defecto de la teoría de Lamarck es 
considerar que los caracteres adquiridos son heredi-
tarios. Dado el conocimiento actual del control de la 
herencia por el aparato genético, sabemos que úni-
camente los cambios en la constitución de los genes 
podrían ocasionar alteraciones permanentes en la 
progenie. Sin embargo, en la época en que Lamarck 
hizo su planteamiento era poco lo que se sabía sobre 
el mecanismo de la genética. Incluso Darwin incorpo-
ró en sus ideas algunos de los puntos de vista lamar-
quianos sobre la herencia de los caracteres 
adquiridos.
La teoría de Lamarck sobre la evolución no se 
debe considerar un mero error conceptual, sino más 
bien un paso necesario en la búsqueda de una ma-
yor exactitud en la descripción de un proceso natural. 
La ciencia avanza con pasos lentos, tentativos, hacia 
una certeza cada vez mayor. Las verdades científi-
cas de hoy se basan en las aventuras intelectuales 
de los investigadores de ayer. Dichas aventuras se-
rían algo así como los hombros sobre los que pue-
den apoyarse otros investigadores para alcanzar 
explicaciones más fructíferas.
1.19 ¿Cómo explica la teoría de la selección natural el 
proceso de evolución?
La teoría darwiniana del mecanismo de la evolu-
ción explica los cambios en los organismos de esta 
manera:
1. En cada generación se producen más descen- 
dientes de los que realmente tienen posibilida- 
des de sobrevivir dadas las limitaciones de
recursos del hábitat, la presencia de depredado
res, los peligros físicos del entorno, etc.
2. A causa de lo anterior, dentro de cada especie
se compite por la supervivencia.
3. Los participantes en esa competencia no son
exactamente iguales, sino que varían en mayor o
menor grado.
4. En esta contienda, los organismos mejor adapta- 
dos al medio tienden a sobrevivir, en tanto que
los menos aptos se extinguen. El ambiente natu- 
ral es la fuerza determinante en este proceso.
5. Las variaciones que sobreviven y se reproducen
transmiten sus caracteres a la siguiente genera- 
ción.
6. Después de muchas generaciones, las especies
tienden a conservar los caracteres de los más
aptos para sobrevivir, en tanto que las caracte- 
rísticas de los menos adaptados tienden a desa- 
parecer. 
Darwin no estaba seguro del origen de la diversidad 
en la descendencia, pero sí sabía que existen varia-
ciones hereditarias dentro de las especies. Hoy día, 
estas variaciones se atribuyen a la recombinación de 
genes asociada a la reproducción sexual (Cap. 8) y a 
los cambios, conocidos como mutaciones, en la 
estructura de los genes.
BIOLOGÍA 
1.20 ¿Qué significa "supervivencia del más apto"? 
El proceso de selección parte del hecho de que los 
organismos mejor adaptados tienden a sobrevivir, 
casi como si la naturaleza hubiera elegido a unos po-
cos afortunados para su perpetuación. En esencia, la 
aptitud tiene poco que ver con cuáles individuos so-
breviven por más tiempo o cuáles son los más fuer-
tes; más bien depende de cuáles de ellos transmiten 
sus genes a la siguiente generación. Con todo, tam-
bién es cierto que los individuos longevos tienen más 
tiempo para producir descendencia y que los 
más fuertes pueden tener mayores oportunidades de 
aparearse. Por lo tanto, en ambos casos la clave es 
el éxito reproductivo. El linaje de los organismos 
actuales es una larga cadena de vencedores repro-
ductivos en la lucha por la sobrevivencia. 
Cabe destacar que el éxito reproductivo no sólo 
requiere combatir activamente por los recursos y por 
aparearse, sino que puede incluir actitudes de 
cooperación y altruismo mediante las cuales se in-
crementa el éxito individual. Tampoco es un asunto 
de todo o nada en el que hay un solo ganador y mu-
chos perdedores. Más bien, la lucha por la existencia 
y la supervivencia del más apto deben entenderse 
como un mecanismo de reproducción diferencial: 
los individuos con las mejores adaptaciones superan 
reproductivamente a los de "aptitud" inferior. A lo largo 
de mucho tiempo, las especies tienden a acumular 
los genes transmitidos por los individuos mejor 
adaptados. 
1.21 Si la evolución da por resultado una mejor adapta-
ción de las especies, ¿se llegará finalmente a un 
punto de aptitud perfecta y terminará con ello la 
posibilidad de cambios ulteriores? 
No. Esto no ocurrirá porque el medio se encuentra 
en constante transformación y los grupos que hoy 
son los mejor adaptados, mañana serán anacróni-
cos. De esta manera, el proceso nunca termina. Más 
del 95% de todas las especies que han surgido por 
evolución ya están extintas, debido quizá a las trans-
formaciones de la Tierra. Los fósiles, que son los 
restos de lo que alguna vez fueron organismos vivos, 
son testimonio de la gran variedad de especies que 
han perecido en la continua búsqueda de una capa-
cidad de adaptación que sólo puede producir resulta-
dos temporales. Los constantes cambios en los 
hábitos de los organismos se encuentran inextrica-
blemente ligados a la continuidad misma de los cam-
bios que se suscitan en la faz de la Tierra. 
Debe resaltarse que buena parte del éxito de 
los seres humanos al poblar este mundo se debe a 
su capacidad para modificar el ambiente, adaptándolo 
a sus necesidades, y no a la evolución hacia una 
forma perfectamente adaptada a un medio en cons-
tante cambio. 
1.22 ¿Cómo es posible que la selección natural, un 
solo mecanismo de cambio, produzca tal diversi- 
dad de formas vivas? 
La mutación, aunada a la recombinación genética 
por reproducción sexual y reordenamiento cromosó-
mico, produce enormes variaciones, incluso entre in-
dividuos de la misma especie. Esta diversidad abre 
la posibilidad de contar con numerosas respuestas 
adaptativas a las presiones de selección. El imperativo 
de adaptarse o morir opera de modo semejante 
dondequiera; pero la interacción entre la infinidad de 
presiones ambientales existentes en el planeta y la 
variabilidad genética disponible para enfrentarlas ha 
dado por resultado la enorme diversidad de formas 
de vida, cada una con su particular solución al pro-
blema de la supervivencia. 
Los organismos no tienen que seguir una tra-
yectoria predeterminada para acumular adaptaciones 
durante su desarrollo evolutivo. El resultado final de 
la evolución no es un tipo de vida ideal, sino un con-
junto de peculiaridades funcionales (a la manera de 
una hipótesis). La amplia y a veces extraña variedad 
de criaturas de este planeta es, en sí, un tipo de evi-
dencia de desarrollo evolutivo en oposición al crea-
cionismo especial, pues en ella cabe esperar una 
mayor perfección y elegancia en las formas corpora-
les de los seres vivos 
1.23 ¿Se puede imponer un orden a la diversidad de la 
vida? 
Por razones de comodidad y claridad, todos los orga-
nismos han sido divididos en categorías. Dichas ca-
tegorías o taxones empiezan con la agrupación más 
general: el reino. Los reinos se subdividen en phyla 
(plural de phylum). Los phyla se dividen a su vez en 
clases, las clases en órdenes, los órdenes en fami-
lias, las familias en géneros y los géneros en espe-
cies. La especie es la unidad de clasificación más 
pequeña y mejor definida. Una especie es un grupo 
de organismos semejantes que compartenla misma 
poza génica: ai aparearse producen descendencia 
fecunda. La ubicación de cierto organismo dentro de 
una serie particular de categorías taxonómicas se basa 
en las supuestas relaciones evolutivas del individuo 
con los demás miembros del grupo taxonómico. Así, 
monos, simios y seres humanos comparten ca-
racterísticas que los colocan en reino, phylum, clase y 
orden idénticos aunque divergen en el nivel de familia. 
1.24 ¿Cuáles son los cinco reinos y cuáles las caracte- 
rísticas distintivas de cada uno? 
ESTRUCTURA BÁSICA DE LA CIENCIA 
Reino Características distintivas Ejemplos de organismos
1. Moriera Organismos procarióticos unicelulares: células sin núcleos y sin otras partes especializadas Bacterias
2. Protista Organismos eucarióticos unicelulares: células con núcleos y muchas estructuras internas especializadas Protozoarios
3. Plantee Organismos eucarióticos pluricelulares que producen su propio alimento
Helechos, 
árboles
4. Fungí
Organismos vegetaloides eucarióticos, unicelulares o 
pluricelulares, que obtienen su alimento absorbiéndolo del 
medio
Levaduras, 
mohos
5. Animalia Organismos eucarióticos pluricelulares que deben capturar su alimento y digerirlo internamente
Peces, aves, 
vacas
Problemas complementarios
1.25 La ciencia tiende primordialmente a resolver cues- 
tiones relacionadas con a) el porqué, b) el 
cómo, c) la ótica, d) la lógica. 
1.26 La inducción se usa para a) probar hipótesis. 
£>) descubrir correlaciones entre hechos, c) plan 
tear hipótesis, d) ninguna de las opciones ante 
riores. 
1.27 El método científico fue creado por a) Darwin. 
b) Buffon. c) Bacon. d) Lamarck.
1.28 Una buena hipótesis debe ser a) refutable. b) 
compatible con la información, c) la explicación 
más sencilla, d) todas las opciones anteriores. 
1.29 Una hipótesis que ha sido confirmada muchas 
veces se denomina a) teoría, b) ley religiosa. 
c) seudociencia. d) ninguna de las opciones ante
riores.
1.30 Para un biólogo, la vida es en esencia a) espiri- 
tual, b) fisicoquímica, c) mecánica, d) nin- 
guna de las opciones anteriores. 
1.31 El estudio de los animales se denomina a) botá- 
nica, b) zoología, c) citología, d) evolución.
1.32 La fijeza (inalterabilidad) de las especies es una 
suposición de los a) lamarquistas. b) creado-
pistas especiales, c) evolucionistas, d) ecolo-
gistas.
1.33 Evolución y selección natural son conceptos idén- 
ticos.
a) Verdadero, b) Falso.
1.34 Lamarck creía en la herencia de los caracteres ad- 
quiridos.
a) Verdadero, b) Falso.
1.35 Darwin fue un famoso experto en genética, 
a) Verdadero, b) Falso.
1.36 La evolución es un proceso que ocurre sobre un pla- 
neta inalterable. 
a) Verdadero, b) Falso.
1.37 Los seres humanos y los simios pertenecen a la 
misma especie.
a) Verdadero, b) Falso.
1.38 Las bacterias tienen células cuyos núcleos son 
enormes.
a) Verdadero. £>) Falso.
Respuestas
1.25 b) 
1.26 c) 
1.27 c) 
1.28 d) 
1.29 
1.30 
1.31 
1.32 
a) 
b) 
b) 
b)
1.33 
1.34 
1.35 
1.36 
b) 
a) 
b) 
b)
1.37 
1.38
b) 
b)