Esta nueva edición ha adquirido nuevos recursos didácticos, conservando a su vez el estilo tan querido por los lectores de Invitación. Cada capítulo comienza con una frase que incita al lector a reflexionar sobre los aspectos más relevantes que se desarrollan en el texto. A lo largo del libro, se han incorporado recuadros que profundizan sobre algunos de los temas mencionados en el texto; estos recuadros pueden leerse en forma independiente. En la mayoría de los capítulos se incluyeron, como en ediciones anteriores, ensayos cortos sobre diversos temas relacionados directa o indirectamente con los conceptos desarrollados. En estos ensayos, el lector encontrará debates actuales sobre problemáticas científicas que, en ocasiones, tienen un alcance social. También se discuten aspectos de la historia de la Biología, entre otros temas de interés general. Cada capítulo finaliza con una situación problemática cuyo objetivo es poner a prueba los conocimientos adquiridos por el lector en el correspondiente capítulo. También se ha actualizado la representación gráfica de los procesos y estructuras descritos a lo largo del texto. Se han renovado además, muchas de las fotografías originales, agregando nuevas o reemplazando imágenes existentes por otras que ilustran los nuevos contenidos.
A lo largo del libro, se ha privilegiado 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, demostrando una y otra vez que la Biología, como toda una ciencia, no es un producto acabado.
A la hora de seleccionar los temas a incorporar en esta nueva edición, se ha tenido en cuenta su relevancia, su capacidad de ilustrar principios biológicos básicos y su importancia como parte necesaria de la cultura general de un ciudadano. También se ha considerado el atractivo inherente que tienen esos temas. Pero sobre todo, se ha tratado de sentar cimientos firmes sobre los cuales el lector pueda construir su conocimiento biológico.
El eje principal de este libro sigue siendo, como lo fue desde sus comienzos, la evolución que es el eje alrededor del cual se estructura toda la Biología. En torno a ese eje, se organizan la Introducción y las ocho Secciones de este libro.
SECCION 1: LA UNIDAD DE LA VIDA
Origen de la célula. La organización de las células. Cómo entran y salen sustancias de la célula. Metabolismo, energía: glucólisis y respiración celular. Fotosíntesis, luz y vida.
SECCIÓN 2: GENÉTICA. LAS BASES CELULARES Y QUÍMICAS DE LA HERENCIA
La reproducción celular. Los experimentos de Mendel y el nacimiento de la genética. Las bases químicas de la herencia: el DNA y su replicación.
SECCIÓN 3: LOS GENES EN ACCIÓN: ESTRUCTURA, EXPRESIÓN Y CONTROL DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA
El flujo de información genética: los caminos del DNA a la proteína. La regulación de la expresión génica. Elementos genéticos móviles. La manipulación de la información genética. Genética, medicina y sociedad. Desarrollo: la ejecución de un programa genético.
SECCIÓN 4: EVOLUCIÓN
Evolución: teoría y evidencia. Las bases genéticas de la evolución. Los procesos del cambio evolutivo. Sobre el origen de las especies. Macroevolución: la historia de la vida. La evolución de los homínidos. El comportamiento animal.
SECCIÓN 5: LA DIVERSIDAD DE LA VIDA
La clasificación de los organismos. Eubacteria y Archaea. Eukarya I: Los Protistas: eucariotas heterogéneos. Eukarya II: El linaje de las algas verdes y las plantas. Eukarya III: El linaje de los hongos y los animales.
SECCIÓN 6: BIOLOGÍA DE LOS ANIMALES
Los tejidos, órganos y sistemas de los vertebrados. Energía y metabolismo: la digestión. La respiración. La circulación. Equilibrio hídrico y regulación térmica. La respuesta inmunitaria.
El sistema endocrino. El sistema nerviso: estructura y función. Percepción sensorial, procesamiento de la información y respuesta motora. La reproducción. El desarrollo embrionario.
SECCIÓN 7: BIOLOGÍA DE LAS PLANTAS
Estructura y reproducción de las plantas. El transporte en las plantas. El crecimiento y desarrollo en las plantas.
SECCIÓN 8: ECOLOGÍA
Dinámica de las poblaciones: el número de organismos. Interacciones en las comunidades. Ecosistemas. La biosfera.
Apéndice
Lecturas complementarias
Glosario
Procedencia de las ilustraciones
Índice analítico
SECCIÓN 1. LA UNIDAD DE LA VIDA, 12
Capítulo 1. Origen de la célula, 13
Se forma la Tierra, 13
Comienza la vida, 15
Hipótesis alternativas sobre el origen de la vida, 16
Las primeras células: algunas evidencias, 18
¿Vida solo en la Tierra?, 19
Distintas estrategias energéticas: heterótrofos y autótrofos, 20
Dos tipos de células: procariontes y eucariontes, 20
El origen de algunas organelas clave, 21
En busca del ancestro común, 21
Los orígenes de la multicelularidad, 22
¿Qué es la vida?, 22
Las características de la vida, 22
Ensayo 1-1. Ni máquinas, ni fuerza vital: simplemente sistemas vivos, 23
Ensayo 1-2. El problema de la generación espontánea, 23
Las formas de vida: unidad y diversidad, 26
Situación problemática, 30
Capítulo 2. La organización de las células, 31
Los puntos de partida, 31
El tamaño, la forma y la organización de la célula, 31
Ensayo 2-1. Visita al mundo celular, 32
Los límites de la célula, 33
Una estructura dinámica y fluida: la membrana celular, 33
Por fuera de la membrana, la pared celular, 35
En el interior de la célula, el núcleo, 36
Entre el núcleo y la membrana celular, el citoplasma, 37
Las estructuras donde se sintetizan las proteínas: los ribosomas, 37
Los sistema de endomembranas, 38
Otro tipo de organelas, 41
Un sistema de andamiaje interno: el citoesqueleto, 42
Células en movimiento: cilios y flagelos, 43
La transmisión y transducción de señales, 46
Situaciones problemáticas, 50
Capítulo 3. Cómo entran y salen sustancias de la célula, 51
Los seres vivos y los intercambios de materia y energía, 51
La tendencia a alcanzar estados estacionarios, 52
Las fuerzas que impulsan los intercambios de materia y energía, 52
Transportes pasivos y activos, 54
El pasaje de sustancias a través de la membrana celular, 55
El desplazamiento de sustancias a través de los fosfolípidos de la membrana, 55
Intercambios asistidos: proteínas transportadoras de membrana, 56
Intercambios a través de vesículas, 61
Ensayo 3-1. Comportamiento oscilatorio del calcio intracelular, 61
Capítulo 4. Metabolismo, energía: glucólisis y respiración celular, 64
Las transformaciones de energía, 64
Una aproximación a las leyes de la termodinámica, 64
Los sistemas vivos y la segunda ley, 66
El laberinto del metabolismo celular, 66
Catalizadores biológicos: enzimas, 67
La unión entre enzima y sustrato, 67
Cofactores en la acción enzimática, 67
Efectos de la temperatura y del pH, 69
ATP: la moneda energética de la célula, 69
Panorama general de la oxidación de la glucosa, 69
Primera etapa, varios pasos: la glucólisis, 70
En ausencia de oxígeno, 71
En presencia de oxígeno, 73
Un paso preliminar: la oxidación del ácido pirúvico, 74
El paso por el ciclo de Krebs, 75
La etapa final: el transporte de electrones, 75
El mecanismo de la fosforilación oxidativa: el acoplamiento quimiosmótico, 76
Rendimiento energético global, 77
Otras vías catabólicas, 78
Vías de síntesis, 78
Situación problemática, 78
Capítulo 5. Fotosíntesis, luz y vida, 80
La clorofila y otros pigmentos, 80
Las membranas fotosintéticas: los tilacoides, 82
La estructura del cloroplasto, una antena en miniatura, 82
Las etapas de la fotosíntesis, 82
Las reacciones que capturan energía, 84
Ensayo 5-1. Ningún vegetal crece en vano, 85
Las reacciones que fijan carbono, 86
La vía de los tres carbonos: el ciclo de Calvin, 86
La fotorrespiración, reducción de la eficiencia fotosintética, 88
La vía de los cuatro carbonos y el camino de las plantas CAM, 88
Los productos de la fotosíntesis, 90
El balance entre la fotosíntesis y la respiración, 90
Situación problemática, 91
SECCIÓN 2. GENÉTICA: LAS BASES CELULARES Y QUÍMICAS DE LA HERENCIA, 92
Capítulo 6. La reproducción celular, 93
La distribución de la información genética, 93
La división celular en los procariontes, 93
La división celular en los eucariontes, 94
La vida de una célula: el ciclo celular, 95
La regulación del ciclo celular, 95
La división del núcleo y del citoplasma: mitosis y citocinesis, 98
La condensación de los cromosomas y el ensamblado del huso mitótico, 98
Las cuatro fases de la mitosis, 98
La división del citoplasma, 98
Senescencia: el envejecimiento de una célula, 98
El proceso de muerte celular: apoptosis versus necrosis, 99
La división celular: un modo de reproducción de un organismo, 99
Hacia la reproducción sexual, 102
Células haploides, diploides y poliploides: distinto número de dotaciones cromosómicas, 102
La meiosos: una reducción en el número de cromosomas, 104
Las ocho fases de la meiosis, 106
La mitosis y la meiosis: procesos similares pero diferentes, 106
La meiosis en organismos con distintos ciclos vitales, 107
Posibles errores en la meiosis, 108
Las consecuencias de la reproducción sexual, 109
Situación problemática, 110
Capítulo 7. Los experimentos de Mendel y el nacimiento de la genética, 112
Las contribuciones de Mendel, 112
Ensayo 7-1. Concepciones acerca de la herencia, 113
El método experimental de Mendel, 113
Primera ley: el principio de segregación, 115
Segunda ley: el principio de distribución independiente, 116
“Las leyes de Mendel” y la dinámica de la meiosis, 118
La determinación cromosómica del sexo, 121
Las características ligadas al sexo, 122
El ligamiento entre genes y la recombinación, 122
El mapeo de cromosomas: determinación de la distancia genética, 122
Ampliando el concepto de gen, 124
Las interacciones entre diferentes alelos, 125
Dominancia incompleta y codominancia, 125
Diversos tipos de interacciones génicas, 126
Un gen afecta más de una característica: el fenómeno de pleiotropía, 128
La interacción entre los genes y el medio ambiente, 128
La acción de varios genes: herencia poligénica, 129
Otros factores afectan el fenotipo: expresividad y penetrancia, 129
Alteraciones cromosómicas, 129
Situaciones problemáticas, 131
Capítulo 8. Las bases químicas de la herencia: el DNA y su replicación, 132
La química de la herencia, 132
El material genético: ¿DNA o proteínas?, 132
La pista del DNA, 133
Los experimentos con bacterias y el factor transformante, 133
La estructura del DNA: un polímero de nucleótidos, 133
Los experimentos con bacteriófagos: la reivindicación del DNA, 134
Evidencia adicional en favor del DNA, 135
Cómo está contenida la información en la molécula de DNA, 136