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Zoología

La zoología ( / z oʊ ˈ ɒ l ə dʒ i / zoh- OL -ə-jee , también en el Reino Unido / z u ˈ -/ zoo- ) [ 1 ] es el estudio científico de los animales . Sus estudios incluyen la estruc...

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

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

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

Historia

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

La historia de la zoología abarca el estudio del reino animal desde la antigüedad hasta la época moderna. Los pueblos prehistóricos necesitaban estudiar los animales y las plantas de su entorno para explotarlos y sobrevivir. Pinturas rupestres , grabados y esculturas en Francia, con una antigüedad de 15.000 años, muestran bisontes, caballos y ciervos con gran detalle. Imágenes similares de otras partes del mundo ilustran principalmente los animales que se cazaban para alimentarse y los animales salvajes. [ 3 ]

La Revolución Neolítica , caracterizada por la domesticación de animales , se extendió a lo largo de la Antigüedad. El conocimiento antiguo de la fauna silvestre se ilustra mediante las representaciones realistas de animales salvajes y domésticos en el Cercano Oriente, Mesopotamia y Egipto, incluyendo prácticas y técnicas de cría, caza y pesca. La invención de la escritura se refleja en la zoología por la presencia de animales en los jeroglíficos egipcios. [ 4 ]

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

Durante la era posclásica , la ciencia y la medicina de Oriente Medio eran las más avanzadas del mundo, integrando conceptos de la Antigua Grecia, Roma, Mesopotamia y Persia, así como la antigua tradición india del Ayurveda , al tiempo que realizaban numerosos avances e innovaciones. [ 8 ] En el siglo XIII, Alberto Magno produjo comentarios y paráfrasis de todas las obras de Aristóteles; sus libros sobre temas como botánica , zoología y minerales incluían información de fuentes antiguas, pero también los resultados de sus propias investigaciones. Su enfoque general era sorprendentemente moderno, y escribió: «Porque [la tarea] de la ciencia natural no es simplemente aceptar lo que se nos dice, sino indagar en las causas de las cosas naturales». [ 9 ] Un pionero temprano fue Conrad Gessner , cuya monumental enciclopedia de animales de 4500 páginas, Historia animalium , se publicó en cuatro volúmenes entre 1551 y 1558. [ 10 ]

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

Si bien anteriormente era dominio de naturalistas aficionados, durante los siglos XVIII, XIX y XX la zoología se convirtió en una disciplina científica cada vez más profesional . Exploradores y naturalistas como Alexander von Humboldt investigaron la interacción entre los organismos y su entorno, y cómo esta relación depende de la geografía, sentando las bases de la biogeografía , la ecología y la etología . Los naturalistas comenzaron a rechazar el esencialismo y a considerar la importancia de la extinción y la mutabilidad de las especies . [ 15 ]

Estos avances, junto con los resultados de la embriología y la paleontología , se sintetizaron en la publicación de 1859 de la teoría de la evolución por selección natural de Charles Darwin ; en ella, Darwin sentó las bases de la teoría de la evolución orgánica, al explicar los procesos mediante los cuales puede ocurrir y aportar evidencia observacional de que así había sucedido. [ 16 ] La teoría de Darwin fue rápidamente aceptada por la comunidad científica y pronto se convirtió en un axioma central de la ciencia biológica, que se desarrollaba rápidamente. La base de la genética moderna comenzó con el trabajo de Gregor Mendel sobre los guisantes en 1865, aunque la importancia de su trabajo no se comprendió en aquel momento. [ 17 ]

Darwin dio un nuevo rumbo a la morfología y la fisiología al unirlas en una teoría biológica común: la teoría de la evolución orgánica. El resultado fue una reconstrucción de la clasificación de los animales sobre una base genealógica , una nueva investigación del desarrollo animal y los primeros intentos de determinar sus relaciones genéticas. A finales del siglo XIX se produjo el declive de la generación espontánea y el auge de la teoría microbiana de las enfermedades , aunque el mecanismo de la herencia siguió siendo un misterio. A principios del siglo XX, el redescubrimiento de la obra de Mendel condujo al rápido desarrollo de la genética , y en la década de 1930 la combinación de la genética de poblaciones y la selección natural en la síntesis moderna dio origen a la biología evolutiva . [ 18 ]

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

La zoología desempeña un papel fundamental en la solución de los desafíos ambientales contemporáneos , como el cambio climático, la destrucción del hábitat y la extinción de especies. Mediante el estudio de la diversidad animal y las interacciones de los ecosistemas, los zoólogos contribuyen a las estrategias de conservación y a los esfuerzos de restauración de los ecosistemas. [ 21 ] Por ejemplo, la investigación sobre el comportamiento, la genética y los requisitos de hábitat de las especies ha contribuido directamente a la protección de poblaciones en peligro de extinción y al diseño de corredores de vida silvestre.

Alcance

La zoología es la rama de la ciencia que se ocupa de los animales . Una especie se define como el grupo más grande de organismos en el que dos individuos cualesquiera del sexo apropiado pueden producir descendencia fértil; se han descrito alrededor de 1,5 millones de especies animales y se estima que podrían existir hasta 8 millones. [ 22 ] Una necesidad temprana fue identificar los organismos y agruparlos según sus características, diferencias y relaciones, y este es el campo del taxónomo . Originalmente se pensaba que las especies eran inmutables, pero con la llegada de la teoría de la evolución de Darwin, surgió el campo de la cladística , que estudia las relaciones entre los diferentes grupos o clados . La sistemática es el estudio de la diversificación de las formas vivientes, la historia evolutiva de un grupo se conoce como su filogenia , y la relación entre los clados se puede mostrar diagramáticamente en un cladograma . [ 23 ]

Aunque históricamente alguien que realizaba un estudio científico de los animales se habría descrito a sí mismo como zoólogo, el término ha llegado a referirse a aquellos que se ocupan de animales individuales, mientras que otros se describen a sí mismos más específicamente como fisiólogos, etólogos, biólogos evolutivos, ecólogos, farmacólogos, endocrinólogos o parasitólogos. [ 24 ]

Ramas de la zoología

Una colección de especímenes zoológicos en el Museo de Historia Natural de la Universidad de Oslo.

Aunque el estudio de la vida animal es antiguo, su encarnación científica es relativamente moderna. Esto refleja la transición de la historia natural a la biología a principios del siglo XIX. Desde Hunter y Cuvier , el estudio anatómico comparativo se ha asociado con la morfografía , dando forma a las áreas modernas de la investigación zoológica: anatomía , fisiología , histología , embriología , teratología y etología . [ 25 ] La zoología moderna surgió por primera vez en universidades alemanas y británicas. En Gran Bretaña, Thomas Henry Huxley fue una figura prominente. Sus ideas se centraban en la morfología de los animales. Muchos lo consideran el mayor anatomista comparativo de la segunda mitad del siglo XIX. Al igual que Hunter , sus cursos se componían de clases teóricas y prácticas de laboratorio, en contraste con el formato anterior de solo clases teóricas.

Clasificación

La clasificación científica en zoología es un método mediante el cual los zoólogos agrupan y categorizan organismos por tipo biológico , como género o especie . La clasificación biológica es una forma de taxonomía científica . La clasificación biológica moderna tiene su origen en la obra de Carl Linnaeus , quien agrupó las especies según características físicas compartidas. Estas agrupaciones se han revisado posteriormente para mejorar la coherencia con el principio darwiniano de descendencia común . La filogenética molecular , que utiliza la secuencia de ácidos nucleicos como datos, ha impulsado muchas revisiones recientes y es probable que continúe haciéndolo. La clasificación biológica pertenece a la ciencia de la sistemática zoológica . [ 26 ]

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

Muchos científicos consideran ahora obsoleto el sistema de cinco reinos . Los sistemas de clasificación alternativos modernos generalmente parten del sistema de tres dominios : Archaea (originalmente Archaebacteria); Bacteria (originalmente Eubacteria); Eukaryota (que incluye protistas , hongos , plantas y animales ) [ 27 ]. Estos dominios reflejan si las células tienen núcleo o no, así como diferencias en la composición química de las superficies celulares. [ 27 ]

Además, cada reino se descompone recursivamente hasta que cada especie se clasifica por separado. El orden es: Dominio ; reino ; filo ; clase ; orden ; familia ; género ; especie . El nombre científico de un organismo se genera a partir de su género y especie. Por ejemplo, los humanos se denominan Homo sapiens . Homo es el género y sapiens el epíteto específico; ambos combinados forman el nombre de la especie. Al escribir el nombre científico de un organismo, es correcto escribir con mayúscula la primera letra del género y en minúscula todo el epíteto específico. Además, el término completo puede ir en cursiva o subrayado. [ 28 ]

El sistema de clasificación dominante se denomina taxonomía linneana . Incluye rangos y nomenclatura binomial . La clasificación, taxonomía y nomenclatura de los organismos zoológicos se rigen por el Código Internacional de Nomenclatura Zoológica . En 1997 se publicó un borrador de fusión, el BioCode, con el objetivo de estandarizar la nomenclatura, pero aún no ha sido adoptado formalmente. [ 29 ]

Zoología de vertebrados e invertebrados

La zoología de vertebrados es la disciplina biológica que consiste en el estudio de los animales vertebrados , es decir, animales con columna vertebral , como peces , anfibios , reptiles , aves y mamíferos . Las diversas disciplinas orientadas taxonómicamente, como la mastozoología , la antropología biológica , la herpetología , la ornitología y la ictiología, buscan identificar y clasificar las especies y estudiar las estructuras y mecanismos específicos de esos grupos. El resto del reino animal se ocupa de la zoología de invertebrados , un grupo de animales vasto y muy diverso que incluye esponjas , equinodermos , tunicados , gusanos , moluscos , artrópodos y muchos otros filos , pero los organismos unicelulares o protistas no suelen incluirse. [ 23 ]

Zoología estructural

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

La anatomía estudia las formas de las estructuras macroscópicas, como los órganos y los sistemas orgánicos. [ 30 ] Se centra en cómo los órganos y los sistemas orgánicos trabajan juntos en los cuerpos de los seres humanos y otros animales, además de cómo funcionan de forma independiente. La anatomía y la biología celular son dos disciplinas estrechamente relacionadas que pueden clasificarse dentro de los estudios estructurales. La anatomía comparada estudia las similitudes y diferencias anatómicas de distintos grupos. Está estrechamente relacionada con la biología evolutiva y la filogenia (la evolución de las especies). [ 31 ]

Fisiología

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

La fisiología estudia los procesos mecánicos, físicos y bioquímicos de los organismos vivos, intentando comprender cómo funcionan todas las estructuras en su conjunto. El concepto de "estructura para función" es fundamental en biología. Tradicionalmente, los estudios fisiológicos se han dividido en fisiología vegetal y fisiología animal , pero algunos principios fisiológicos son universales, independientemente del organismo que se estudie. Por ejemplo, lo que se aprende sobre la fisiología de las células de levadura también se puede aplicar a las células humanas. El campo de la fisiología animal extiende las herramientas y los métodos de la fisiología humana a especies no humanas. La fisiología estudia cómo, por ejemplo, funcionan e interactúan los sistemas nervioso , inmunitario , endocrino , respiratorio y circulatorio . [ 32 ]

biología del desarrollo

La biología del desarrollo estudia los procesos mediante los cuales los animales y las plantas se reproducen y crecen. Esta disciplina abarca el estudio del desarrollo embrionario , la diferenciación celular , la regeneración , la reproducción asexual y sexual , la metamorfosis y el crecimiento y la diferenciación de las células madre en el organismo adulto. [ 33 ] El desarrollo de animales y plantas se aborda con mayor profundidad en los artículos sobre evolución , genética de poblaciones , herencia , variabilidad genética , herencia mendeliana y reproducción .

biología evolutiva

La biología evolutiva es la subdisciplina de la biología que estudia los procesos evolutivos (selección natural, descendencia común, especiación) que dieron origen a la diversidad de la vida en la Tierra. La investigación evolutiva se centra en el origen y la descendencia de las especies , así como en su evolución a lo largo del tiempo, e incluye a científicos de diversas disciplinas taxonómicas . Por ejemplo, generalmente involucra a científicos con formación especializada en organismos específicos , como mamíferos , ornitología , herpetología o entomología , quienes utilizan estos organismos como sistemas para responder preguntas generales sobre la evolución. [ 34 ]

La biología evolutiva se basa en parte en la paleontología , que utiliza el registro fósil para responder preguntas sobre el modo y el ritmo de la evolución, [ 35 ] y en parte en los avances en áreas como la genética de poblaciones [ 36 ] y la teoría evolutiva. Tras el desarrollo de las técnicas de huella genética del ADN a finales del siglo XX, la aplicación de estas técnicas en zoología ha aumentado la comprensión de las poblaciones animales. [ 37 ] En la década de 1980, la biología del desarrollo se reincorporó a la biología evolutiva tras su exclusión inicial de la síntesis moderna mediante el estudio de la biología evolutiva del desarrollo . Los campos relacionados que a menudo se consideran parte de la biología evolutiva son la filogenética , la sistemática y la taxonomía . [ 38 ]

Etología

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

La etología es el estudio científico y objetivo del comportamiento animal en condiciones naturales, [ 39 ] a diferencia del conductismo , que se centra en los estudios de respuesta conductual en un entorno de laboratorio. Los etólogos se han preocupado particularmente por la evolución del comportamiento y su comprensión en términos de la teoría de la selección natural . En cierto sentido, el primer etólogo moderno fue Charles Darwin , cuyo libro, La expresión de las emociones en el hombre y en los animales , influyó en muchos etólogos posteriores. [ 40 ]

Un subcampo de la etología es la ecología del comportamiento , que intenta responder a las cuatro preguntas de Nikolaas Tinbergen sobre el comportamiento animal: ¿cuáles son las causas próximas del comportamiento, la historia del desarrollo del organismo, el valor de supervivencia y la filogenia del comportamiento? [ 41 ] Otra área de estudio es la cognición animal , que utiliza experimentos de laboratorio y estudios de campo cuidadosamente controlados para investigar la inteligencia y el aprendizaje de los animales. [ 42 ]

Biogeografía

La biogeografía estudia la distribución espacial de los organismos en la Tierra , [ 43 ] centrándose en temas como la dispersión y la migración , la tectónica de placas , el cambio climático y la cladística . Es un campo de estudio integrador que une conceptos e información de la biología evolutiva , la taxonomía , la ecología , la geografía física , la geología , la paleontología y la climatología . [ 44 ] El origen de este campo de estudio se atribuye ampliamente a Alfred Russel Wallace , un biólogo británico que publicó parte de su trabajo conjuntamente con Charles Darwin . [ 45 ]

Biología molecular

Representación de un clado que agrupa siete razas de perros en relación con los lobos.

La biología molecular estudia los mecanismos genéticos y de desarrollo comunes de animales y plantas, intentando responder preguntas sobre los mecanismos de la herencia genética y la estructura del gen . En 1953, James Watson y Francis Crick describieron la estructura del ADN y las interacciones dentro de la molécula, y esta publicación impulsó la investigación en biología molecular y aumentó el interés en el tema. [ 46 ] Si bien los investigadores practican técnicas específicas de la biología molecular, es común combinarlas con métodos de la genética y la bioquímica . Gran parte de la biología molecular es cuantitativa, y recientemente se ha realizado una cantidad significativa de trabajo utilizando técnicas de ciencias de la computación como la bioinformática y la biología computacional .

La genética molecular , el estudio de la estructura y función de los genes, ha sido uno de los subcampos más destacados de la biología molecular desde principios de la década de 2000. Otras ramas de la biología se nutren de la biología molecular, ya sea mediante el estudio directo de las interacciones de las moléculas en sí mismas, como en la biología celular y la biología del desarrollo , o indirectamente, donde se utilizan técnicas moleculares para inferir atributos históricos de poblaciones o especies , como en campos de la biología evolutiva tales como la genética de poblaciones y la filogenética . También existe una larga tradición de estudiar las biomoléculas "desde la base", o molecularmente, en biofísica . [ 47 ]

Reproducción

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

Cognición animal

La cognición animal abarca los procesos mentales y las habilidades de los animales no humanos, incluyendo la percepción, el aprendizaje, la memoria, la toma de decisiones y la resolución de problemas. La investigación en este campo ha revelado capacidades cognitivas notables en diversas especies, desde el uso de herramientas y el autorreconocimiento observados en grandes simios y elefantes [ 48 ] hasta los complejos sistemas de comunicación de los delfines [ 49 ] y las proezas de memoria espacial de aves que almacenan alimento, como el cascanueces de Clark . Los estudios han demostrado que muchos animales poseen formas de conciencia, pueden comprender relaciones de causa y efecto, exhiben transmisión cultural de comportamientos y muestran evidencia de metacognición : la capacidad de pensar sobre el pensamiento. Si bien continúan los debates sobre el alcance y la naturaleza de la conciencia animal en comparación con la cognición humana, la creciente evidencia sugiere que las habilidades cognitivas existen en un continuo en lugar de representar una división tajante entre humanos y otras especies. Los métodos de investigación modernos, incluyendo neuroimagen y experimentos conductuales cuidadosamente controlados, continúan ampliando nuestra comprensión de cómo las diferentes especies procesan la información y se desenvuelven en sus entornos, desafiando las visiones antropocéntricas tradicionales de la inteligencia y la conciencia.

Véase también

Referencias

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  • Libros sobre zoología en el Proyecto Gutenberg
  • Diccionario en línea de zoología de invertebrados