Estructura general de la obra y principales novedades de esta edición

 

Introducción

En ella se realiza un breve recorrido por la historia de la biología. Esto llevó a diferenciar el ordenamiento cronológico del ordenamiento lógico de esta disciplina. A lo largo de la obra se privilegia un ordenamiento lógico, que permite construir los conceptos en forma paulatina, en la medida en que ciertos temas sientan la base para otros. Pero, de alguna manera, la historia de las ideas siempre está presente a lo largo de los capítulos y sus vicisitudes ponen de manifiesto que la biología, como toda ciencia, no es un producto acabado. La comprensión de la génesis de las ideas permite acercarse a los conceptos de modo crítico, principalmente cuando se comprueba que prácticamente no hay verdades absolutas y que varios conceptos cambiaron a lo largo del tiempo, algunos caducaron mientras que otros aún perduran. Así, la biología es una ciencia en permanente construcción en la que muchas preguntas se contestaron, otras se reemplazaron y unas cuantas siguen abiertas. Al final de la Introducción se profundiza sobre el aspecto dinámico de la biología y se invita al lector a discutir acerca de la naturaleza de la ciencia y del quehacer de los científicos.

Sección 1. La unidad de la vida

Esta sección se inicia con un tema en el que confluyen todas las preguntas: el comienzo de la vida. En el capítulo destinado a este tema (cap. 1) se han actualizado las hipótesis y los debates que giran alrededor del origen de las primeras células. A continuación (cap. 2) se ingresa en el microcosmos de la célula comenzando con su organización general. En el capítulo 2 se ha incorporado un ensayo relacionado con los instrumentos y los procedimientos que permiten observar la célula con mayor detalle. En el recorrido hacia el interior celular (cap. 3) se discuten los mecanismos que regulan el pasaje de sustancias a través de las membranas celulares.

Nuevo capítulo: el capítulo 3 se ha reformulado completamente para esta edición de acuerdo con el conocimiento actual de los procesos fisicoquímicos involucrados en este nivel. Así, los conceptos incorporados constituyen los cimientos para los capítulos de fisiología de plantas y animales que se encuentran en las Secciones 6 y 7. El análisis de las bases fisicoquímicas de los seres vivos se desarrolla a lo largo de toda la sección y en los Apéndices 1 y 2, por lo cual no está restringido a los primeros capítulos, como lo estaba en ediciones anteriores. A diferencia de las ediciones precedentes, el papel de la energía en el mundo vivo se discute en esta primera sección para otorgar unidad a la compresión de la organización y el metabolismo de las células. Así, el capítulo destinado a Metabolismo y energía (cap. 4) se ha reformulado completamente con la incorporación del análisis bien detallado de los conceptos fisicoquímicos necesarios para profundizar la comprensión de los mecanismos y los procesos metabólicos.

Sección 2. Genética: Las bases celulares y químicas de la herencia

Sección 3. Los genes en acción: estructura, expresión y control de la información genética

Una vez establecidas las bases necesarias para comprender la estructura y la función de las células, se desarrollan los mecanismos de la herencia (Sección 2) y la estructura, la expresión y el control de la información genética (Sección 3). Estas secciones son las que más se han modificado. Esto no resultará sorprendente; la genética, junto con la biología molecular y celular, es una de las ramas de la biología que más se agitan. Estas secciones también experimentaron una gran reorganización: se han fusionado los capítulos referidos a los procesos de mitosis y meiosis (cap. 7, La reproducción celular) y los capítulos introductorios de genética (cap. 8, Los experimentos de Mendel y el nacimiento de la genética) para dar mayor unidad a estos temas. Se han desarrollado con mayor profundidad temas específicos como la regulación del ciclo celular, el desarrollo del cáncer, el control de la transcripción, la clonación y la producción de animales transgénicos. Una vez más, se ha revisado el estado actual de la discusión en torno del concepto de gen y se han introducido conceptos nuevos, entre ellos los de transcriptoma y proteoma. A la vez, se ha agregado una comparación entre algunos de los genomas que se secuenciaron y mapearon más recientemente, entre varios otros temas de actualidad. El capítulo sobre ingeniería genética (cap. 14) también experimentó importantes y numerosas revisiones y se han agregado algunas de las tantas discusiones de actualidad relacionadas con el desarrollo de la biotecnología moderna. El capítulo sobre genética humana (cap. 16) se modificó ampliamente, ya que se abordan las relaciones entre la genética, la medicina y algunos aspectos sociales.

Nuevos capítulos: se agregaron los capítulos 12 y 15. El primero gira sobre la comunicación celular que aborda el análisis de las diferentes modalidades en que se produce este fenómeno y el segundo trata las bases genéticas del desarrollo.

Sección 4. Evolución

Si bien la evolución de la vida está presente a lo largo de todo el texto, en esta sección se profundizan los conceptos y los modelos de la biología evolutiva, ya que resulta necesario presentar previamente las bases biológicas generales para luego introducir las bases genéticas de la evolución y los procesos de cambio. Asimismo, se han reorganizado los temas con fines didácticos de modo que los aspectos históricos que llevaron a la construcción de la teoría de la evolución abren la sección y los procesos del cambio evolutivo ocupan un nuevo capítulo, a continuación de las bases genéticas de la evolución. Se realizaron cambios en la presentación de la historia del pensamiento evolutivo, con énfasis en los aspectos culturales y filosóficos relacionados con las diferentes aproximaciones a este problema. Se profundizaron de una manera articulada los conceptos fundamentales de la teoría de la genética de poblaciones con el objeto de introducir de manera consistente el principio de Hardy-Weinberg y las ecuaciones básicas del funcionamiento de una población ideal. En relación con la medición de la variación genética, se incorporaron de una manera general los desarrollos más recientes de la genética molecular de poblaciones. Esto último permitió sustentar con mayor solidez las ideas básicas de la teoría neutralista de la evolución. En cuanto a los procesos microevolutivos, se definieron más rigurosamente algunos conceptos mientras que se incorporaron otros sobre la base de los nuevos conocimientos generados desde la edición anterior y se incluyeron nuevos ejemplos. Los modelos de especiación se actualizaron con la incorporación de los últimos desarrollos en la genética de la especiación.

Nuevo capítulo: se agregó el capítulo 21 referido a macroevolución en el que se destacan conceptos que permiten comprender los fundamentos de la controversia entre macroevolución y microevolución. Finalmente, en el capítulo de evolución de los homínidos se retoman las novedades incorporadas en los capítulos anteriores y las integra en el análisis de este caso especialmente ilustrativo. Al mismo tiempo, incorpora las principales novedades que los hallazgos de nuevos fósiles y los estudios moleculares aportan a la comprensión de la evolución de este grupo. Se han introducido también discusiones candentes, como la que cuestiona la idea de la existencia de razas humanas.

Sección 5. La diversidad de la vida

Una vez establecidas las bases evolutivas, se aborda la vasta diversidad de los seres vivos. Se ha reformulado esta sección en su totalidad a la luz de las hipótesis filogenéticas más aceptadas en la actualidad y se han organizado los capítulos de modo consistente con las visiones sistemáticas actuales. De esta manera, la diversidad de la vida ha quedado vinculada con su historia evolutiva, el eje central alrededor del cual se presenta cada grupo de organismos. Necesariamente se debió reducir la discusión sobre las características particulares de cada grupo para centrar la atención en una visión filogenética global. El capítulo 24, dedicado a los procariontes (Archaea y Bacteria) se organiza en torno de la versatilidad metabólica y de la actividad de los microorganismos en relación con las condiciones de la biosfera actual. En el capítulo 25, dedicado a los tradicionalmente conocidos como protistas, se revalorizó y amplió la presentación de la teoría de la endosimbiosis. Como muestra de la amplia radiación adaptativa, se resaltó la importancia ecológica de algunos protistas como base de redes tróficas, principalmente acuáticas, y como patógenos de plantas y animales, incluido el hombre.

Sección 6. Biología de los animales

En esta sección se presentan en forma comparada algunos aspectos relevantes de la fisiología y la anatomía animal para luego centrar el tema específicamente en la especie humana. Los capítulos referidos a la respuesta inmunitaria, el sistema nervioso, la reproducción y el desarrollo embrionario son los que más se han modificado, al incorporar algunos de los resultados más recientes. Se han incluido conceptos de actualidad como los de ingeniería de tejidos y stem cells (cap. 30) y clonación (cap. 41). En el capítulo 31 (El sistema nervioso: estructura y función) se revisaron los conceptos relacionados con la organización del sistema nervioso en vertebrados y con las bases electroquímicas de la señalización nerviosa. En el capítulo 32 (Procesamiento sensorial y respuesta motora) se incluyeron nuevos conceptos sobre fisiología sensorial. En el capítulo 33 (Procesamiento de la información) se redefinieron y actualizaron algunos conceptos: las regiones de la corteza cerebral, el procesamiento subcortical (formación reticular, conciencia-atención y ciclo vigilia-sueño) y funciones cerebrales superiores humanas, entre otros. En los capítulos siguientes se actualizaron los mecanismos fisiológicos que son la base del control y la regulación de los diferentes sistemas de los animales. En el capítulo 38 (Tasa metabólica y regulación térmica) se introdujo un nuevo criterio para la clasificación de los organismos según sus respuestas metabólicas ante cambios de la temperatura ambiente, en concordancia con el criterio utilizado para definir las estrategias de respuesta de los organismos frente a la variación de otros factores ambientales. En el capítulo 40 (La respuesta inmunitaria) se incorporó una breve reseña de los antecedentes de la inmunología moderna y su contexto histórico. Entre los conceptos introducidos se destaca el de especificidad de la respuesta inmunitaria innata debida a la presencia en las membranas celulares de receptores para el reconocimiento de patrones moleculares. Asimismo, se ampliaron conceptos relacionados con el papel de las moléculas de histocompatibilidad en la presentación antigénica a fin de incluirlos en el contexto fisiológico de las respuestas inmunitarias e integrarlos como elemento esencial en la interacción entre células que participan de la respuesta inmunitaria.

Sección 7. Biología de las plantas

Esta sección está dedicada a la estructura y la fisiología vegetal. Aquí también se han reorganizado los capítulos con fines didácticos. Se han incorporado y actualizado conceptos relacionados con el control genético de distintos aspectos del desarrollo vegetal, como la diferenciación del meristema floral y procesos fisiológicos como la dormición. Se ha profundizado además en el fascinante funcionamiento de los fotorreceptores.

Sección 8. Ecología

En esta sección se aborda el estudio del planeta como un sistema dinámico, en el cual interactúan seres vivos con su entorno físico, transformándolo y a su vez cambiando ellos mismos. Se analiza la complejidad de los ecosistemas con énfasis en la necesaria interacción entre las ciencias biológicas y las ciencias de la Tierra y la atmósfera, de modo que lleve al lector a comprender que el estudio del funcionamiento de los ecosistemas y su persistencia requiere enfoques holísticos que integren diferentes disciplinas y escalas de percepción de los procesos que allí ocurren. Los flujos de energía y los ciclos de la materia son los principales actores. Al mismo tiempo, se considera que la ecología como ciencia no sólo da cuenta de la comprensión de los sistemas naturales, sino que se constituye en una base para poder definir pautas de uso del medio natural que garanticen una calidad de vida adecuada y que al mismo tiempo sean compatibles con la conservación de la biodiversidad y las funciones esenciales de los ecosistemas del planeta. En esta edición se incluyen nuevos ejemplos, análisis de casos y fotos de América latina referidos a las particularidades de sus biomas.

Nuevo capítulo: se ha agregado el capítulo 51 que aborda problemáticas ambientales relevantes que involucran problemas globales de gran significación social.