UNIDAD I: Ciencia Botánica ¿Qué es la Ciencia? La palabra Ciencia (del latín scientia) significa conocer o discernir. Indica lo que se conoce a través de la observación, el estudio y la experimentación. Francis Bacon, uno de los fundadores de la ciencia moderna, al meditar sobre lo que era el conocimiento y como adquirirlo propuso la siguiente regla: observa, mide, explica y luego verifica. Se usa el término "ciencia" con dos significados algo distintos que conviene distinguir. Por un lado para designar el conjunto de conocimientos adquiridos a través de la observación, el estudio y la experimentación; y, por otro, para llamar al método por el cual obtenemos estos conocimientos Ciencia es por un lado, el proceso mediante el cual se adquiere conocimiento, y por el otro, el cuerpo organizado de conocimiento obtenido a través de este proceso. El proceso es la adquisición sistemática de conocimiento nuevo de un sistema: el método científico. Ciencia es entonces el conocimiento científico que ha sido adquirido sistemáticamente a través de este proceso científico (Federico Anzil, 'Definición de Ciencia', Econlink.com.ar, Enero de 2004) El gran éxito de la ciencia ha consistido en dividir los problemas complicados en partes sencillas, más fáciles de estudiar. Así, por ejemplo Gregor Mendel, fundador de la Genética (1863), no se dedica a hacer consideraciones generales sobre los parecidos entre padres e hijos, sino que, cultivando guisantes en el jardín de su monasterio, se fija en caracteres muy concretos: el color de las semillas, o el color de las flores, y estudia cómo se hereda esa única característica. La segunda gran aportación de la ciencia moderna es describir los fenómenos con un lenguaje matemático. Mendel cuenta el número de guisantes verdes y el número de los amarillos y saca sus conclusiones con el dato de las probabilidades de cada color. De esta forma se consigue conocer la realidad con una gran eficacia y se han podido desarrollar las tecnologías que tan profundamente influyen en nuestra forma de vivir. El conocimiento científico Las proposiciones que hace la ciencia deben tener una serie de características. Deben poseer precisión y objetividad; usar un lenguaje abstracto especializado; y ser el resultado de un análisis disciplinado y concienzudo de la experiencia. Los conocimientos científicos se tienen que poder comprobar y verificar. Por eso tienen que ser observaciones o experimentos que otros científicos puedan repetir para confirmar la exactitud de lo observado o medido. Todo hallazgo o trabajo científico debe ser publicado para que sea analizado y contrastado por otros investigadores. La publicación se hace en revistas científicas. Antes de que un trabajo sea aceptado en estas publicaciones lo suelen revisar otros científicos independientes para aprobar o no su edición o devolverlo para correcciones. Hay más de 30 000 revistas científicas en el mundo y se llegan a publicar miles de páginas de cada ciencia. Por ejemplo, al año se publican más de 15 000 páginas de química. Método científico Desarrollo Histórico de las Ciencias Naturales: El hombre primitivo conoció su bioma desde el primer momento en que para alimentar, vestirse y protegerse, comienza a observar y a conocer las plantas, los animales y otros seres que podían servirle para satisfacer sus necesidades. Con los griegos y los romanos se inicia el estudio sistemático de los seres vivos, no sólo por su utilidad, sino más bien por la satisfacción del conocimiento de la verdad. Destacaron: Hipócrates: Padre de la Medicina. Inició el estudio de las funciones del cuerpo humano. Aristóteles: Padre de la Zoología. Clasificó a los animales y estableció la teoría de la generación espontánea. También destacaron Teofrasto - Padre de la Botánica, y Galeno - Considerado el mayor fisiólogo de la antigüedad En la edad Media la Biología sufrió cierto estancamiento, ya que los naturalistas se limitaron a copiar y a traducir los escritos y dibujos dejados por griegos y romanos. Sin embargo, se va notando una preparación para el desarrollo de las ciencias Naturales; como la aparición de las universidades y la influencia del fraile Roger Bacon, padre de la ciencia experimental, que afirmó que "el razonamiento nada prueba, todo depende de la experiencia". El razonamiento marca el interés por conocer la verdad sobre las funciones Biológicas. En esta época destacaron muchos científicos como: Leonardo Da Vinci, Andrés Vesalio (Publicó el Primer Tratado Científico sobre Anatomía Humana), Miguel Servet (Descubridor de la circulación menor), William Harvey (Descubridor de la Circulación Mayor), Galileo Galilei (Autor de la primera Historia Natural de América); Los Hermanos Zacarías Hanssen (Inventores del Primer Microscopio); Marcelo Malpighi y Robert Hooke (Descubridor de los ácidos nucleicos, base del ADN). En el Siglo XIX predomina el pensamiento científico, resaltando los siguientes hombres de ciencia: Juan Bautista Lamark (Defensor de la Teoría Evolucionista) Carlos Darwin (Elaboro una Interpretación más sólida de Evolucionismo) Luis Pasteur (Fundador de la Bacteriología y descubridor de la inmunidad artificial) Juan Gregorio Mendel (Considerado el Padre de la Genética) Además de otros científicos como: George Cuvier, Robert Brown, Schierdin, S. Schwann, José Listen, Claude Bernand, Robert Koch y Ernes Haeckel. Qué es la Ciencia Botánica La botánica o el estudio de las plantas es una de las disciplinas científicas más interesantes e importantes en estos tiempos de preocupación por la conservación de los recursos naturales. Solamente las plantas tienen la posibilidad de renovación ilimitada en el futuro. Durante los últimos 250 años la Botánica ha evolucionado para dar lugar a un área de estudio intensivo que tiene metodología formal, procedimientos organizados e instrumentos especiales. Se considera la botánica como ciencia por tener: Conocimientos organizados, Metodología formal. Constituye un área intensiva de conocimientos. Existe una gran diversidad de organismos tratados por la Botánica, y es vasto el número de términos científicos empleados para la descripción de hongos, algas, líquenes, musgos, hepáticas, helechos y plantas con flores. No existen límites claros entre algunas ciencias y muchas de ellas comparten el objeto de estudio de la Botánica. De un modo general las plantas son estudiadas por la Bioquímica (estudio de las moléculas orgánicas), la Genética (estudio de la herencia), la Citología (estudio de las células), la Histología (estudio de los tejidos), la Morfología (estudio de los órganos), éstas tres últimas se incluyen dentro de la Anatomía, y además son estudiadas por la Fisiología (estudio del funcionamiento del organismo), etc. La ordenación en grupos de los vegetales y su clasificación son estudiados por la Sistemática Vegetal, en conjunción con la Taxonomía Vegetal y la ciencia de la Clasificación. Otras disciplinas estudian la historia de los vegetales en el pasado (Paleobotánica), y las relaciones de las plantas con el resto de los seres vivos (Ecología Vegetal), dentro de ésta, la Fitoecología estudia la distribución de las distintas plantas sobre la tierra y la Fitocenología estudia la distribución de los comunidades vegetales, es decir, la vegetación, ambas se incluyen también como partes de la Geobotánica o Fitogeografía. Existen además un conjunto de disciplinas que estudian la aplicación y utilidad de las plantas, así, la Agronomía estudia las plantas agrícolas, las Silvicultura estudia el manejo de plantaciones forestales, la Horticultura y Fruticultura que estudia las hortalizas y los árboles frutales; y la Fitopatología o Patología Vegetal estudia las enfermedades de las plantas. Historia de la Ciencia Botánica A Linneo se le atribuyen varias innovaciones centrales en la Taxonomía. En primer lugar, la utilización de la nomenclatura binomial de las especies en conexión con una rigurosa caracterización morfológica de las mismas. En segundo lugar, el uso de una terminología exacta. Basado en el trabajo de Jungius, Linneo definió con precisión varios términos morfológicos que serían utilizados en sus descripciones de cada especie o género, en particular aquellos relacionados con la morfología floral y con la morfología del fruto. No obstante, el mismo Linneo notó las fallas de su sistema y buscó en vano nuevas alternativas. Su concepto de la constancia de cada especie fue un obstáculo obvio para lograr establecer un sistema natural ya que esa concepción de la especie negaba la existencia de las variaciones naturales, las cuales son esenciales para el desarrollo de un sistema natural. Esta contradicción permaneció durante mucho tiempo y no fue resuelta hasta1859con la obra de Charles Darwin. Durante los siglos XVII y XVIII también se originaron dos disciplinas científicas que, a partir de ese momento, iban a tener una profunda influencia en el desarrollo de todos los ámbitos de la Botánica: la Anatomía y la Fisiología Vegetal. Las ideas esenciales de la teoría de la evolución por selección natural de Darwin influirían notablemente en la concepción de la clasificación de los vegetales. De ese modo, aparecieron las clasificaciones filogenéticas, basadas primordialmente en las relaciones de proximidad evolutiva entre las distintas especies, reconstruyendo la historia de su diversificación desde el origen de la vida en la Tierra hasta la actualidad. El primer sistema admitido como filogenético fue el contenido en el Syllabus der Planzenfamilien (1892) de Adolf Engler y conocido más tarde como Sistema de Engler cuyas numerosas adaptaciones posteriores han sido la base de un marco universal de referencia según el cual se han ordenado (y se siguen ordenando) muchos tratados de floras y herbarios de todo el mundo, si bien algunos de sus principios para interpretar el proceso evolutivo en las plantas han sido abandonados por la ciencia moderna. Los siglos XIX y XX han sido particularmente fecundos en las investigaciones botánicas, las que han llevado a la creación de numerosas disciplinas como la Ecología, la Geobotánica, la Citogenética y la Biología Molecular y, en las últimas décadas, a una concepción de la Taxonomía basada en la Filogenia y en los análisis moleculares de ADN y a la primera publicación de la secuencia del genoma de una angiosperma: Arabidopsis thaliana En 1576, el flamenco Matthias Lobelius agrupaba las plantas por su aspecto externo; pero fue Cesalpino, quien, en 1583, inventó un verdadero sistema botánico con su De plantis libri, aunque mantuvo la división corriente entre árboles, arbustos, matas y hierbas, que había propuesto Teofrasto de Efeso. El profesor Rudolf Camerarius demostró definitivamente en 1649 la condición sexuada de las plantas en su Epistola ad sexu plantarum al considerar los estambres como los órganos masculinos de la flor. En 1682, el inglés John Ray publica su Methodus plantarum nova, en el que incluye la descripción de más de quince mil especies. Por su parte, en 1694 el botánico francés Joseph Pitton de Tournefort creó un sistema de clasificación vegetal según la corola, que resultó –por su constitución y caracterización de los géneros– ser uno de los más exitosos antes del de Carlos Linneo. Desde una perspectiva más experimental, en el mismo siglo XVII destacan los aportes de científicos como Robert Hooke, quien en su Micrographia utilizó por primera vez el término célula para describir el aspecto de los alvéolos que se observan en el corcho visto al microscopio; y Marcello Malpighi, que sentó las bases de la anatomía vegetal con su Anatome Plantarum. El sistema de nomenclatura binominal de Carlos Linneo Fue en el siglo XVIII cuando se establecieron definitivamente las normas de nomenclatura y taxonomía, y se empezó a utilizar el moderno sistema de clasificación propuesto por el sueco Carlos Linneo. Este científico ideó una nomenclatura binaria, con la que impuso un orden en la taxonomía que existía en ese tiempo. En 1737 Linneo reunió en su obra Genera plantarum, las plantas clasificadas en 24 grandes grupos o clases, según las semejanzas o diferencias en el número y disposición de los órganos reproductores, y estableció, en las sucesivas ediciones de su Systema naturae y Species plantarum, el sistema binario de nomenclatura, que quedó así definitivamente fijado. El sistema sexual de Linneo estaba fundado, como toda clasificación artificial, en un determinado carácter de la especie. En 1763 el sistema de Linneo fue mejorado por el francés Michel Adanson, que introdujo la utilización del concepto de familia vegetal. Posteriormente, en 1864 los trabajos del alemán Alexander Braun, sentaron las bases de la taxonomía moderna, especialmente en lo referente a los denominados vegetales inferiores. Sin embargo, a pesar de los sucesivos nuevos ensayos taxonómicos, ningún método de clasificación tuvo el éxito del sistema basado en el sexo propuesto por Linneo, gracias sobre todo a su nomenclatura binaria ya la precisión y claridad de la descripción de las especies. La botánica moderna (desde 1945) Una considerable cantidad de nuevos conocimientos en la actualidad se han generado con el estudio de las plantas modelo como Arabidopsis thaliana. Esta mala hierba fue una de las primeras plantas en ver su genoma secuenciado. Otros más importantes comercialmente como alimentos básicos como el arroz, trigo, maíz, cebada, centeno, mijo y la soja están teniendo también sus secuencias del genoma. Algunas de éstas son un reto puesto que tienen en sus secuencias más de dos juegos de cromosomas haploides, una condición conocida como poliploidia, común en el reino vegetal. Un alga verde Chlamydomonas reinhardtii (un célula, sola, verde) es otro modelo de organismo importante que ha sido extensivamente estudiado y provee importantes conocimientos a la biología celular. 2. Observación microscópica ¿Qué es un microscopio? Un instrumento de observación y de medición para pequeñas partículas u organismos. Como iniciaremos observando células vegetales, debemos emplear microscopio fotónico.
