Biologia é a Ciência que estuda os seres vivos (do grego βιος - bios = vida e λογος - logos = estudo, ou seja o estudo da vida). Debruça-se sobre o funcionamento dinâmico dos organismos desde uma escala molecular subcelular até o nível populacional e interacional, tanto intraespecíficamente quanto interespecíficamente, bem como a interação da vida com seu ambiente físico-químico. O estudo destas dinâmicas ao longo do tempo é chamado, de forma geral, de biologia evolutiva e contempla o estudo da origem das espécies e populações, bem como das unidades hereditárias mendelianas, os genes. A biologia abrange um espectro amplo de áreas acadêmicas frequentemente consideradas disciplinas independentes, mas que, no seu conjunto, estudam a vida nas mais variadas escalas.
Subindo na escala para grupos de mais que um organismo, a
genética estuda as bases da
hereditariedade e da variação entre indivíduos. A
etologia estuda o comportamento dos indivíduos. A
genética populacional estuda a dinâmica dos
alelos nas
população, enquanto que a
sistemática trabalha com
linhagens de muitas espécies. As ligações de indivíduos, populações e espécies entre si e com os seus
habitats são estudadas pela
ecologia e as origens de tais interações pela
biologia evolutiva. Uma nova área, altamente especulativa, a
astrobiologia (ou xenobiologia) estuda a possibilidade de vida para lá do nosso planeta. A
biologia clínica constitui a área especializada da biologia profissional, para Diagnose em
saúde e qualidade de vida, dos processos orgânicos eticamente consagrados.
De uma forma mais geral, os ramos da Biologia são:
- Zoologia
- Botânica
- Micologia
- Bacteriologia
- Virologia
- Citologia ou Biologia Celular
- Genética
- Biologia Molecular
- Sistemática
- Biologia Evolutiva
- Fisiologia
- Ecologia
- Biologia de Sistemas
- Biologia da Conservação
- Bioética
- Biologia do Desenvolvimento
- Histologia
- Etologia
- Imunologia
- Biotecnologia
Princípios da biologia
Apesar de, ao contrário da física, a biologia não descrever os sistemas biológicos em termos de objectos que obedecem a leis imutáveis descritas de forma matemática, não deixa de ser caracterizada por um certo número de princípios e conceitos nucleares: universalidade, evolução, diversidade, continuidade, homeostase e interacção.
Universalidade: bioquímica, células e o código genético
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Ver artigo principal: Vida
Existem muitas unidades universais e processos comuns que são fundamentais para todas as formas de
vida. Por exemplo,
quase todas as formas de vida são constituídas por
células que, por sua vez, funcionam segundo uma
bioquímica comum baseada no
carbono. A exceção a essa regra são os
vírus e os
príons, que não são compostos por células. Os primeiros assumem uma forma cristalizada inativa e só se reproduzem com o aparelho nuclear das células alvo. Os príons, por sua vez, são proteínas auto replicantes-infectantes, que causam, por exemplo, a encefalopatia bovina espongiforme (ou "mal da vaca louca" ).
Todos os organismos transmitem a sua
hereditariedade através de material genético baseado em
ácidos nucleicos, podendo ser ou
DNA (Ácido desoxirribonucléico) ou
RNA (Ácido ribonucléico), usando um
código genético universal. Durante o
desenvolvimento o tema dos processos universais está também presente: por exemplo, na maioria dos organismos
metazoários, os passos básicos do desenvolvimento inicial do embrião partilham estágios morfológicos semelhantes e envolvem
genes similares.
Evolução: o princípio central da biologia
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Um dos conceitos nucleares e estruturantes em biologia é que toda a vida descende de um
ancestral comum mediante um processo de
evolução. De fato, é uma das razões pelas quais os organismos biológicos exibem a notável similaridade de unidades e processos discutida na seção anterior.
Charles Darwin estabeleceu a evolução como uma teoria viável ao enunciar a sua força motriz: a
seleção natural. (
Alfred Russel Wallace é comumente reconhecido como co-autor deste conceito). A
deriva genética foi admitida como um mecanismo adicional na chamada
síntese moderna. A história evolutiva duma
espécie, que descreve as várias espécies de que aquela descende e as características destas, juntamente com a sua relação com outras espécies vivas, constituem a sua
filogenia. A elaboração duma filogenia recorre às mais variadas abordagens, desde a comparação de
genes no âmbito da
biologia molecular ou da
genómica até comparação de
fósseis e outros vestígios de organismos antigos pela
paleontologia. As relações evolutivas são analisadas e organizadas mediante vários métodos, nomeadamente a
filogenia, a
fenética e a
cladística. Os principais eventos na evolução da vida, tal como os biólogos os vêem, podem ser resumidos nesta
cronologia evolutiva.
Diversidade: a variedade dos organismos vivos
Apesar da unidade subjacente, a vida exibe uma diversidade surpreendente em termos de
morfologia,
comportamento e
ciclos de vida. A classificação de todos os seres vivos é uma tentativa de lidar com toda esta diversidade, e o objecto de estudo da
sistemática e da
taxonomia. A taxonomia separa os organismos em grupos chamados
taxa, enquanto que a sistemática procura estabelecer relações entre estes. Uma classificação científica deve reflectir as
árvores filogenéticas, também chamadas árvores evolutivas, dos vários organismos.
Tradicionalmente, os seres vivos são divididos em cinco reinos:
- Monera -- Protista -- Fungi -- Plantae -- Animalia
Contudo, vários autores consideram este sistema desactualizado. Abordagens mais modernas começam geralmente com o
sistema dos três domínios:
- Archaea (originalmente Archaebacteria) -- Bacteria (originalmente Eubacteria) -- Eukaryota
Estes domínios são definidos com base em diferenças a nível celular, como a presença ou ausência de núcleo e a estrutura da membrana exterior. Existe ainda toda uma série de
parasitas intracelulares considerados progressivamente menos “vivos” em termos da sua actividade
metabólica:
- Vírus -- Viróides -- Priões
Homeostase: adaptação à mudança
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Interacção: grupos e ambientes
Todo o ser vivo interage com outros
organismos e com o seu
ambiente. Uma das razões pelas quais os sistemas biológicos são tão difíceis de estudar é precisamente a possibilidade de tantas interacções diferentes com outros organismos e com o ambiente. Uma
bactéria microscópica reagindo a um gradiente local de açúcar está a reagir ao seu ambiente exactamente da mesma forma que um
leão está a reagir ao seu quando procura alimento na
savana africana. Dentro duma mesma espécie ou entre espécies, os
comportamentos podem ser
cooperativos,
agressivos,
parasíticos ou
simbióticos. A questão torna-se mais complexa à medida que um número crescente de espécies interage num
ecossistema. Este é o principal objecto de estudo da
ecologia.
Âmbito da biologia
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A biologia tornou-se um campo de investigação tão vasto que geralmente não é estudada como uma única disciplina, mas antes dividida em várias disciplinas subordinadas. Consideramos aqui
quatro grandes agrupamentos. O primeiro consiste nas disciplinas que estudam as
estruturas básicas dos sistemas vivos:
células,
genes, etc.; um segundo agrupamento aborda o
funcionamento destas estruturas ao nível dos tecidos, órgãos e corpos; um terceiro incide sobre os
organismos e o seu ciclo de vida; um último agrupamento de disciplinas foca-se nas
interacções. Note-se, contudo, que estas descrições, estes agrupamentos e as fronteiras entre estes são apenas uma descrição simplificada do todo que é a investigação biológica. Na realidade, as fronteiras entre disciplinas são muito fluidas e a maioria das disciplinas recorre frequentemente a técnica doutras disciplinas. Por exemplo, a
biologia evolutiva apoia-se fortemente em técnicas da
biologia molecular para determinar
sequências de DNA que ajudam a perceber a
variação genética dentro duma
população; e a
fisiologia recorre com frequência à
biologia celular na descrição do funcionamento dos sistemas de órgãos.
Estrutura da vida
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A
biologia molecular é o estudo da biologia ao nível
molecular, sobrepondo-se em grande parte com outras áreas da biologia, nomeadamente a
genética e a
bioquímica. Ocupa-se essencialmente das interacções entre os vários sistemas celulares, incluindo a correlação entre
DNA,
RNA e a
síntese proteica, e de como estas interacções são reguladas.
Compreender a composição e o funcionamento das células é essencial para todas as ciências biológicas. Avaliar as semelhanças e as diferenças entre os diferentes tipos de células é particularmente importante para estas duas disciplinas, e é a partir destas semelhanças e diferenças fundamentais que emerge um padrão unificador que permite que os princípios deduzidos a partir dum tipo de célula sejam extrapolados e generalizados para outros tipos de célula.
Os
genes codificam a informação necessária para a síntese de proteínas que, por sua vez, desempenham um papel essencial, se bem que longe de absoluto, na determinação do
fenótipo do organismo.
Fisiologia dos organismos
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A
fisiologia estuda os processos mecânicos, físicos e bioquímicos dos organismos vivos, tentando compreender como as várias estruturas funcionam como um todo. É tradicionalmente dividida em
fisiologia vegetal e
fisiologia animal, mas os princípios da fisiologia são universais, independentemente do
organismo estudado. Por exemplo, informação acerca da fisiologia duma
célula de
levedura também se aplica a células
humanas, e o mesmo conjunto de técnicas e métodos é aplicado à
fisiologia humana ou à de outras espécies, animais e vegetais.
Diversidade e evolução dos organismos
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A
biologia evolutiva ocupa-se da origem e descendência de entidades biológicas (espécies, populações ou mesmo genes), bem como da sua modificação ao longo do tempo, ou seja, da sua
evolução. É uma área heterogénea onde trabalham investigadores oriundos das mais variadas disciplinas
taxonómicas, tais como a
mamalogia, a
ornitologia e a
herpetologia, que usam o seu conhecimento sobre esses organismos para responder a questões gerais de evolução. Inclui ainda os
paleontólogos que estudam
fósseis para responder a questões acerca do modo e do tempo da evolução, e teóricos de áreas como a
genética populacional e a
teoria evolutiva. Na
década de 1990, a
biologia do desenvolvimento recuperou o seu papel na biologia evolutiva após a sua exclusão inicial da síntese moderna. Áreas como a
filogenia, a
sistemática e a
taxonomia estão relacionadas com a biologia evolutiva e são por vezes consideradas parte desta.
As duas grandes disciplinas da
taxonomia são a botânica e a zoologia. A
botânica ocupa-se do estudo das
plantas e abrange um vasto leque de disciplinas que estudam o seu
crescimento,
reprodução,
metabolismo,
desenvolvimento,
doenças e
evolução. A
zoologia ocupa-se do estudo dos
animais, incluindo aspectos como a sua
fisiologia,
anatomia e
embriologia. Tanto a botânica como a zoologia se dividem em disciplinas menores especializadas em grupos particulares de animais e plantas. A taxonomia inclui outras disciplinas que se ocupam doutros organismos além das plantas e dos animais, como, por exemplo, a
micologia, que estuda os
fungos. Os mecanismos genéticos e de desenvolvimento partilhados por todos os organismos são estudados pela
biologia molecular, pela
genética molecular e pela
biologia do desenvolvimento.
Classificação da vida
Interacções entre organismos
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A
ecologia estuda a distribuição e a abundância dos
organismos vivos, e as interações dos organismos entre si e com o seu
ambiente. O ambiente de um organismo inclui não só o seu habitat, que pode ser descrito como a soma dos fatores abióticos locais tais como o
clima e a
geologia, mas também pelos outros organismos com quem partilha o seu habitat. Os sistemas ecológicos são estudados a diferentes níveis, do individual e
populacional ao do
ecossistema e da
biosfera. A ecologia é uma ciência multidisciplinar, recorrendo a vários outros domínios científicos.
A
etologia estuda o
comportamento animal (com particular ênfase nos animais sociais como os
primatas e os
canídeos) e é por vezes considerada um ramo da
zoologia. Uma preocupação particular dos etólogos prende-se com a
evolução do comportamento e a sua compreensão em termos da teoria da
seleção natural. De certo modo, o primeiro etólogo moderno foi
Charles Darwin, cujo livro
The expression of the emotions in animals and men influenciou muitos etólogos.
História da Biologia
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Formado por combinação do grego βίος (
bios), que significa
vida, e λόγος (
logos), que significa
palavra,
ideia, a palavra
biologia no seu sentido moderno parece ter sido introduzida independentemente por
Gottfried Reinhold Treviranus (
Biologie oder Philosophie der lebenden Natur,
1802) e por
Jean-Baptiste Lamarck (
Hydrogéologie,
1802). A palavra propriamente dita pode ter sido cunhada em
1800 por
Karl Friedrich Burdach, mas aparece no título do Volume 3 da obra de
Michael Christoph Hanov Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia, phytologia generalis et dendrologia, publicada em
1766.
Bibliografia
- Maddison, David R.. The Tree of Life, http://phylogeny.arizona.edu/. Um projecto na Internet com múltiplos autores e descentralizado contendo informação sobre filogenia biodiversidade. (em inglês)
- Margulis, Lynn. Five Kingdoms: An Illustrated Guide to the Phyla of Life on Earth, 3rd ed.. W. H. Freeman & Co., 1998. (em inglês)
- Campbell, Neil. Biology: Concepts and Connections, 3rd ed.. Benjamin/Cummings, 2000. Livro de texto universitário. (em inglês)
- Kimball, John W.. Kimball's Biology Pages, http://www.ultranet.com/~jkimball/BiologyPages/. Livro de texto pesquisável online. (em inglês)
- Soares, José Luis. Biologia no terceiro milênio 1, Editora Scipione, 1999.
- Clázio & Bellinello. Biologia (Volume único). Editora Atual, 1999.
- Marcondes, Ayrton. Biologia e Cidadania, 3 volumes. Escala educacional, 2008.
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Ver página anexa: 
Ver artigos principais: 
