A palavra
Biologia é formada pela junção de duas palavras “bio” que no idioma latim
significa vida e “logos” que no latim equivale a estudo, Biologia é então o
estudo da vida ou o estudo sobre a vida, entretanto no desenvolvimento das
ciências em geral, percebeu-se que muitos outros ramos do conhecimento
estudariam as organizações da vida, as ciências humanas em geral não deixam de
serem estudos sobre a vida humana. A Biologia então passou – para evitar
confusões – a ser a ciência que estuda os seres vivos em sua dinâmica natural.
Área de Estudo
Existem
diversas formas ou níveis de organização de seres vivos, a Biologia tenta
abarcar todo este vasto conhecimento dentro dos seus limites, tratarei com
detalhamento estas divisões ao longo dos textos, por hora apenas uma rápida
apresentação. Quero, entretanto, frisar que embora a ciência seja organizada
por divisões de assuntos, cada um destes não é isolado em si, tal divisão só
existe na nossa cabeça, a realidade é em si única, cada fenômeno está
inter-relacionado com todos os outros fenômenos a sua volta, por isso algumas
áreas do conhecimento só se desenvolvem quando é rompida o limite tradicional
para interligasse com outras, um rápido exemplo: Biofísica e Bioquímica – serão
abordadas em textos posteriores – cujo o nome já auto-explica a mescla de
saberes.
Vamos
às divisões básicas de estudos na grande área de Biologia.
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| Anatomia Humana |
Anatomia: Estuda a estrutura das
células e a forma dos tecidos, órgãos e sistemas.
Botânica: Estuda as plantas.
Citologia: Estuda a unidade
básica da vida, as células.
Ecologia: Estuda as relações
entre as diversas espécies de seres vivos e o meio ambiente.
Embriologia: Estuda a formação e
desenvolvimento dos organsimos.
Evolução: Estuda as mutações
sofridas pelos seres vivos ao longo do tempo, o que gera novas espécies.
Fisiologia: Estuda o
funcionamento dos órgãos e sistemas.
Genética: Estuda a natureza
química do material hereditária.
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| Histologia |
Histologia: Estuda os tecidos dos
seres vivos, tanto seu funcionamento (fisiologia) quanto sua forma/estrutura
(anatomia).
Micologia: Estuda uma divisão
específica de seres vivos, os fungos.
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| Fungos, estudado pela Micologia |
Microbiologia: Estuda os
microorganismos.
Paleontologia: Estuda os fósseis,
marcas em rochas, esqueletos de animais mortos a milhares de anos, marca de
seres vivos deixadas na natureza que permitem uma reconstrução da história do
planeta, bem como os avanços da vida nele.
Protistologia: Estuda a divisão
dos seres humanos chamada de protista.
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| Zoologia, Estudo dos animais |
Taxonomia e Sistemática: Estuda
as relações de parentesco entre os seres vivos, agrupando os e fazendo
classificações que podem auxiliar nas pesquisas biológicas.
Zoologia: Estuda a divisão de
seres vivos dos animais.
Utilidade Prática
O
ser humano, sendo um produto da evolução capaz de tomar consciência dos fatos a
sua volta, tem a capacidade de adaptar o ambiente de acordo com seus desejos,
tal ação de vital importância nos primórdios da raça humana, hoje está
submetida a organização sócio-cultural. Como a organização social que norteia a
economia do mundo é a organização capitalista de produção, que com a mesma
velocidade que produz , consumindo os recursos naturais, torna a produção
descartável, como conseqüência o ambiente vai sofrendo uma drástica alteração.
O modelo de sociedade vigente não está de acordo com as exigências do planeta
para manutenção da vida. Como sabemos disso? Através de estudos de biólogos,
bem como outros profissionais como, por exemplo, os geólogos. Mas críticas a
parte percebemos aqui a real importância dos conhecermos mais afundo as
questões da Biologia, pois respondendo a elas podemos melhorar a condição
humana, auxiliar a desvendar-mos meios de melhorar os processos de ação humana
sobre o ambiente, melhorar a saúde das pessoas, propicia melhor produtividade
no campo e melhor compreensão sobre os efeitos destas ações, além de aumentar a
consciência e respeito para com o meio ambiente e a vida contida nele.
Metodologia da Ciência.
Ciência
é a busca pelo saber, o cientista é alguém que busca conhecer o mundo, para
isso ele tem que acima de tudo ser curioso em relação aos fenômenos do mundo,
depois ser observador e paciente e não menos importante, deve ser criterioso em
seus atos, metódico. Enquanto as primeiras características são estados de
espírito esta última pode ser apresentada de forma mais concreta, ser
criterioso e metódico são passos necessários para o Método Científico. O Método Científico são ações gerais adotadas
por cientistas em busca da verdade dos fatos. Vou apresentá-lo resumidamente em
passos ou etapas.
- Observação: Observação de um fenômeno qualquer,
buscando entende-lo.
- Questionamento: Elaboração de uma pergunta a
respeito do fenômeno observado.
- Elaboração de Hipóteses: Depois de feito o
questionamento, o cientista busca aprender sobre ele, pesquisando o que já
foi produzido a respeito, usando o conhecimento adquirido ele pode
realizar a hipótese, uma resposta para a pergunta.
- Deduções: Se a hipótese estiver correta, é possível
fazer previsões sobre o fenômeno.
- Experimentação: Os experimentos permitem verificar
se a dedução está correta, ao fazer experimentos deve-se ter dois grupos.
Um controle e outro experimental. Deve-se testar um fator por vez, no
grupo experimental alterar o fator e no controle não. Se houver diferenças
pode-se chegar a conclusão que o fator testado é o responsável pela
alteração de resultados, se não houver diferença o fator testado não
interfere no estudo proposto.
OBS: Alguns
questionamentos não precisam ser necessariamente empíricos (testados), eles
podem ser respondidos pela análise da consistência da lógica dos fenômenos.
- Conclusão: Após os testes feitos podemos aceitar ou
rejeitar uma hipótese.
- Divulgação: A divulgação se dá quando o cientista
chega a uma conclusão sobre o fenômeno estudado, concordando ou discordando
com uma explicação. Ele faz isto para que outro cientista também possa
repetir os testes, analisá-los sobre outro olhar e possivelmente usa-lo
como ponto de partida para outras descobertas. Se muitos cientistas
concordam sobre um conjunto de leis que regem certos fenômenos, temos
então uma teoria. Teoria pode ser reformulada com o tempo, não sendo uma
verdade eterna, mas uma explicação da realidade, dentro dos limites do
conhecimento do nosso tempo.
A Biologia e
Seu Objeto de Estudo.
O objeto de estudo da biologia são os seres vivos. Vamos definir melhor
este objeto por meio de suas características, assim embora pareça ser de uma
grande simplicidade diferenciar um ser vivo de um objeto sem vida, veremos que
a questões ocultas aí.
Características dos seres vivos.
·
São formados por células, sendo unicelulares ou
pluricelulares.
·
Podem se reproduzir.
·
Podem apresentar crescimento.
· Possuem metabolismo (conjunto de reações
químicas que fornecem energia ao ser).
·
Respondem a estímulos do meio.
·
Evoluem.
·
Possuem predominância dos elementos hidrogênio
(H), oxigênio (O), carbono (C) e nitrogênio (N).
As
características acima definem um ser vivo, mas e se o ser se encaixar apenas
parcialmente nesta descrição, exemplo, os vírus. Os vírus não são formados por
células, mas tem certas funções vitais, alguns cientistas o consideram uma
forma particular de vida, outros o consideram uma espécie de toxina. Entretanto
independente de ser considerado ou não, as respostas em geral já são
pré-condicionadas pela noção do que vem a ser vida. Como eu disse antes
caracterizar vida não é tão simples, sendo o que é o vírus só se mantém ativo
enquanto atuar dentro de uma célula, logo ele faz parte do intrincado conjunto
da vida e será tratado posteriormente em meus textos como um conjunto químico
atuante nos seres vivos, a denominação de vida ou não fica a cargo do leitor já
que um organismo vivo também é um conjunto químico complexo.
A Origem da
Vida
Agora que já
foi falado sobre o que a Biologia estuda e quais seus relativos limites de
atuação, podemos iniciar nossos estudos de Biologia. Se o tema de tudo que será
escrito na sessão de Biologia é sobre seres vivos, então devemos começar a
falar deles exatamente onde nosso conhecimento sobre eles começa.
Debateremos a
primeira questão e levantaremos nossas hipóteses, mas lembre-se hipóteses podem
não se sustentar para sempre, por isso são apenas hipóteses e não verdades
eternas. A primeira pergunta é nada menos que:
Como Surgiu a Vida na Terra?
Nos primeiros
passos da Biologia como ciência experimental duas teorias eram debatidas a
respeito da origem da vida, alguns cientistas defendiam no fim do século XVIII
a hipótese da biogênese ou geração espontânea da vida a partir da matéria
bruta, um outro grupo não acreditava que isso era possível, eles consideraram
válida a hipótese da abiogênese, a não formação da vida na matéria bruta, mas
só a partir de outros seres já existentes.
Em 1668
Francesco Redi, realizou um experimento muito simples com pedaços de carne, ele
colocou dois pedaços de carne, cada um em um frasco, um dos frascos ele deixou
aberto, o outro ele fechou com gaze. O intuito de Redi era o seguinte, se
houver biogênese tanto o frasco isolado quanto o aberto terão larvas com o
tempo, os experimentos de Redi demonstraram que as larvas surgiam apenas onde
não havia isolante, enquanto que o abeto se encheu de larvas.
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| John T. Needham |
 |
| Lazzaro Sppalanzani |
Com este
experimento a hipótese da abiogênese saiu fortalecida. Isto até o descobrimento
de seres microscópicos, quando novamente as duas linhas buscavam hipóteses para
explicar o fenômeno. Neste contexto dois cientistas foram protagonistas,
Needham e Spallanzani. Em 1745 o inglês John T. Needham realizou experimentos
em que submetia a fervura frascos contendo substâncias nutritivas, depois ao
analisar no microscópio percebia a existência de microorganismos. Lazzaro
Sppallanzani em 1770 realizou o mesmo experimento, mas com balões de vidro
fechados hermeticamente, após submetida a fervura não apresentavam nenhum
microorgansimo, Spallanzani argumentou que Needham não havia esterelizado o
experimento, logo já havia vida ali antes da fervura, Needham contra
argumentou que o calor intenso tronou o
ambiente inóspito, matando a “força
vital que havia ali. Aos olhos da comunidade cientifica da época, os arguentos
de Needham tiveram maior aceitação.
A solução
definitiva do conflito para biogênese ou abiogênese para microorganismo veio
definitivamente com Pasteur em 1860, trazendo às claras os equívocos de Needham
e preenchendo racionalmente a falta de argumentos de Spallanzani.
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| Experiência de Pasteur demonstra que Needham contaminou seu experimento por microorganismos presentes no ar. Nota-se isso pois o líquido muda de cor transparente para embranquiçado quando entra em contato com o ar. |
O experimento
de Pasteur demonstra que a hipótese da biogênese é equivocada, não “brotam”
seres vivos da matéria inorgânica, eles já estavam no ar quando Needham olhou
no microscópio, o experimento dele estava contaminado. Mas se um ser vivo só
pode ser originado de outro ser, a nossa questão volta a tona. Como surgiu vida
na Terra? Como surgiu o primeiro ser vivo?
A Origem da Vida
A
varias teorias que tentam explicar a origem da vida em nosso planeta, passando
desde o criacionismo religioso a origem extraterrestre, várias delas
conquistaram adeptos. Vou tratar apenas daquela com maior aceitação no âmbito
científico.
Os
cientistas acreditam que a melhor explicação existente até o momento é a
hipótese de Evolução Gradual dos Sistemas
Químicos, ou evolução química, esta hipótese acredita que de substâncias
inorgânicas os elementos foram se combinando até surgir os primeiros compostos
orgânicos vivos, eles eram capazes de regular sua composição devido a presença
de proteínas, principalmente enzimas, e material genético que propiciava
reprodução do sistema.
O Início
 |
| O planeta Terra em épocas muito remotas, o habitat da primeira vida. |
As
pesquisas dos cientistas Alexander Oparin e John Burdon S. Haldane que
trabalhando separadamente chegaram a resultados muito parecidos. As hipóteses
deles são hoje as mais aceitas pelos cientistas. De acordo com estas hipóteses
a vida surgiu nos lagos primordiais, Imagine a situação da Terra a milhões de
anos atrás, vulcões cobriam crosta terrestre, estes vulcões lançavam gases
intensamente na atmosfera, os gases eram compostos principalmente pelas
seguintes substâncias: vapor de água (H2O), amônia (NH3),
hidrogênio (H2) e metano (CH4), estimava-se que o
oxigênio existia em pequena quantidade comparada com a Terra atualmente, com o
resfriamento da Terra grandes lagos rasos foram surgindo na crosta, nestes
lagos foi se acumulando matéria orgânica, nada de fato vivo, mas matérias
orgânicas complexas.
Os
lagos primitivos se tornariam muito ricos em matéria orgânica. A união destas
matérias orgânicas em um sistema semi-isolado é chamado de coarcervado, acredita-se que foi nesta situação que em algum
momento surgiu um composto químico
contendo proteínas e material genético, que utilizando matéria do meio, podia
replicar-se.
Respondido dentro dos limites do
nosso conhecimento como surgiu a vida na Terra, vamos a segunda pergunta. Como
ela chegou a variabilidade atual de formas vidas?
A
Evolução Gradual dos Sistemas Químicos
Bem, todo ser vivo precisa processar
a matéria obtida do meio para adquirir energia suficiente para manter suas
funções em atividade. Existem duas possíveis explicações para as formas que os
primeiros seres vivos executavam seu metabolismo, a hipótese heterotrófica e
autotrófica.
Hipótese
Heterotrófica
Esta foi a primeira hipótese
elaborada para explicar a evolução dos organismos na Terra, analisando seu
metabolismo. Estudando as formas que os organismos processam sua alimentação na
Terra atual, os cientistas chegaram a conclusões sobre como se deu a evolução
no principio da vida. Acredita-se que os primeiros seres eram heterótrofos,
isto significa que eles não produziam energia para manterem suas funções
através da mera absorção de matéria inorgânica, mas consumindo outros seres, um
ponto que reforça tal argumento é a possível enorme presença de seres nos lagos
primordiais. O metabolismo era através do processo de fermentação, este
processo libera energia suficiente para os organismos simples. Com o passar dos
anos o alimento começou a ficar escasso, a competição provavelmente deve ter
eliminado muitas formas de vida. Entretanto em meio a isso um outro tipo de ser
surgiu, capaz de sintetizar o próprio alimento utilizando de gás carbônico e
luz solar e liberando no processo oxigênio, estes organismos foram batizados
pelos cientistas de fotossintetizantes e tem o metabolismo autotrófico. Com a
liberação de oxigênio na atmosfera em grande quantidade pelos autotróficos,
surgiu seres que podiam utilizar o gás O no seu metabolismo, estes seres
passaram a executar respiração.
A evolução pela hipótese heterotrófica
se dá da seguinte maneira – importante memorizar.
FERMENTAÇÃO
– FOTOSSÍNTESE – RESPIRAÇÃO.
Hipótese
Autotrófica
A segunda teoria a respeito do
surgimento de vida na Terra é a teoria autotrófica. Em 1977 foi descoberto nas
profundezas do oceano as fontes termais submarinas, este lugar é repleto de
vida, a base de todo o ecossistema que se desenvolveu lá são bactérias
autotróficas. Mesmo num lugar de total escuridão existem seres capazes de
sintetizar a matéria inorgânica, as bactérias de lá utilizam de um processo
batizado de quimiossíntese. A descoberta destes seres levou a surgir questões a
respeito do modelo heterotrófico dos primeiros seres, um ponto forte da
hipótese heterotróficas dos primeiros seres, um ponto forte da hipótese
autotrófica se baseia no período do surgimento da vida, com meteoritos
atingindo com grande violência a superfície como é possível que a vida viesse a
resistir na área rasa dos lagos, ela teria que surgir em um lugar protegido.
A evolução das espécies de acordo
com o metabolismo autotrófico primeiro seria assim – é bom memorizar.
QUIMIOSSÍNTESE
– FERMENTAÇÃO – FOTOSSÍNTESE – RESPIRAÇÃO
Pelo que conhecemos hoje as duas
hipóteses podem ser reais, há fortes argumentos de ambos os lados.
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| Bactérias Quimissíntetizantes das fontes termais submarinas. |
OBS:
A próxima postagem sobre Biologia será menor, abordarei de forma extremamente
rápida a evolução dos primeiros seres vivos, até a divisão atual de reinos de
seres vivos, para só então entrar na unidade básica da vida, as células.
