UNIVERSIDAD ÉCNICA DE MACHALASISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN

ÁREA DE LA SALUD

DOCENTE: BIOQ.CARLOS GARCÍA MSC.

BIOLOGÍA ESTUDIANTE: EDWIN JAPÓN ROGEL

AÑO: 2014

BIOLOGÍA POR TEMASUNIDAD 1

Origen y evolución de la vida

1. Organización y evolución del universo. (qué edad tiene el universo),

La teoría del Big Bang o gran explosión.

El Big Bang

Curiosamente, la expresión Big Bang proviene -a su pesar-

del astrofísico inglés Fred Hoyle, uno de los detractores de esta teoría y, a su vez, uno de los principales defensores de la teoría del estado estacionario, quien en 1949, durante una intervención en la BBC dijo, para mofarse, que el modelo descrito era sólo un big bang (gran explosión). No obstante, hay que

Esta teoría ha sido muy bien aceptada durante muchos años y explica cómo se creó el universo dice que aproximadamente hace 14 000 millones de años un punto condensado de materia y de átomos de hidrógeno exploto distribuyéndose por todo el espacio dando así origen al universo.

tener en cuenta que en el inicio del Universo ni hubo explosión ni fue grande, pues en rigor surgió de una «singularidad» infinitamente pequeña, seguida de la expansión del propio espacio.

La idea central del Big Bang es que la teoría de la relatividad general puede combinarse con las observaciones de isotropía y homogeneidad a gran escala de la distribución de galaxias y los cambios de posición entre ellas, permitiendo extrapolar las condiciones del Universo antes o después en el tiempo.

Una consecuencia de todos los modelos de big bang es que, en el pasado, el Universo tenía una temperatura más alta y mayor densidad y, por tanto, las condiciones del Universo actual son muy diferentes de las condiciones del Universo pasado. A partir de este modelo, George Gamow en 1948 pudo predecir que debería de haber evidencias de un fenómeno que más tarde sería bautizado como radiación.

Descripción del Big Bang

El Universo ilustrado en tres dimensiones espaciales y una dimensión

temporal.

Michio Kaku ha señalado cierta paradoja en la denominación big bang (gran explosión):

en cierto modo no puede haber sido grande ya que se produjo exactamente antes del surgimiento del espacio-tiempo, habría sido el mismo big bang lo que habría generado las dimensiones desde una singularidad; tampoco es exactamente una explosión en el sentido propio del término ya que no se propagó fuera de sí mismo.

Basándose en medidas de la expansión del Universo utilizando observaciones de las supernovas tipo 1a, en función de la variación de la temperatura en diferentes escalas en la radiación de fondo de microondas y en función de la correlación de las galaxias, la edad del Universo es de aproximadamente 13,7 ± 0,2 miles de millones de años. Es notable el hecho de que tres mediciones independientes sean consistentes, por lo que se consideran una fuerte evidencia del llamado modelo de concordancia que describe la naturaleza detallada del Universo.

aba lleno homogénea e isótropamente de una energía muy densa y tenía

una temperatura y presión concomitantes. Se expandió y se enfrió, experimentando cambios

de fase análogos a la condensación del vapor o a la

congelación del agua, pero relacionados con las partículas

spués del tiempo de Planck un cambio de fase causó que el Universo se expandiese de

forma exponencialdurante un período llamado inflación cósmica. Al terminar

la inflación, los componentes materiales del Universo quedaron en la forma de unplasma

de quarks-gluones, en donde todas las partes que lo formaban estaban en movimiento en

forma relativista.

Con el crecimiento en tamaño del Universo, la temperatura descendió, y debido a un cambio aún desconocido denominado bariogénesis, los quarks y los gluones se combinaron en bariones tales como el protón y el neutrón, produciendo de alguna manera la asimetría observada actualmente entre la materia la antimateria. Las temperaturas aún más bajas condujeron a nuevos cambios de fase, que rompieron la simetría, así que les dieron su forma actual a las fuerzas fundamentales de la física y a las partículas elementales. Más tarde, protones y neutrones se combinaron para formar los núcleos de deuterio y de helio, en un proceso llamado nucleosíntesis primordial. Al enfriarse el Universo, la materia gradualmente dejó de moverse de forma relativista y su densidad de energía comenzó a dominar gravitacionalmente sobre la radiación. Pasados 300.000 años, los electrones y los núcleos se combinaron para formar los átomos (mayoritariamente de hidrógeno). Por eso, la radiación se desacopló de los átomos y continuó por el espacio prácticamente sin obstáculos. Ésta es la radiación de fondo de microondas.

Al pasar el tiempo, algunas regiones ligeramente más densas de la materia casi uniformemente distribuida crecieron gravitacionalmente, haciéndose más densas, formando nubes, estrellas, galaxias y el resto de las estructuras astronómicas que actualmente se observan. Los detalles de este proceso dependen de la cantidad y tipo de materia que hay en el Universo. Los tres tipos posibles se denominan materia oscura fría, materia oscura caliente y materia bariónica. Las mejores medidas disponibles (provenientes del WMAP) muestran que la forma más común de materia en el universo es la materia oscura fría. Los otros dos tipos de materia sólo representarían el 20 por ciento de la materia del Universo.

El Universo actual parece estar dominado por una forma misteriosa de energía conocida como energía oscura. Aproximadamente el 70 por ciento de la densidad de energía del universo actual está en esa forma. Una de las propiedades características de este componente del universo es el hecho de que provoca que la expansión del universo varíe de una relación lineal entre velocidad y distancia, haciendo que elespacio-tiempo se expanda más rápidamente que lo esperado a grandes distancias. La energía oscura toma la forma de una constante cosmológica en las ecuaciones de campo de Einstein de la relatividad general, pero los detalles de esta ecuación de estado y su relación con elmodelo estándar de la física de partículas continúan siendo investigados tanto en el ámbito de la física teórica como por medio de observaciones.

Más misterios aparecen cuando se investiga más cerca del principio, cuando las energías de las partículas eran más altas de lo que ahora se puede estudiar mediante experimentos. No hay ningún modelo físico convincente para el primer 10-

33 segundo del universo, antes del cambio de fase que forma parte de la teoría de la

gran unificación. En el "primer instante", la teoría gravitacional de Einstein predice una singularidad gravitacional en donde las densidades son infinitas. Para resolver esta paradoja física, hace falta una teoría de la gravedad cuántica. La comprensión de este período de la historia del universo figura entre los mayores problemas no resueltos de la física.

Base teórica

En su forma actual, la teoría del Big Bang depende de tres suposiciones:

1. La universalidad de las leyes de la física, en particular de la teoría de la

relatividad general

2. El principio cosmológico

3. El principio de Copérnico

Evidencias

En general, se consideran tres las evidencias empíricas que apoyan la teoría cosmológica del Big Bang. Éstas son: la expansión del universo que se expresa en la Ley de Hubble y que se puede apreciar en el corrimiento hacia el rojo de las galaxias, las medidas detalladas del fondo cósmico de microondas, y la abundancia de elementos ligeros. Además, la función de correlación de la estructura a gran escala del Universoencaja con la teoría del Big Bang.

Expansión expresada en la ley de Hubble

Artículo principal: Ley de Hubble

De la observación de galaxias y quasares lejanos se desprende la idea de que estos objetos experimentan un corrimiento hacia el rojo, lo que quiere decir que la luz que emiten se ha desplazado proporcionalmente hacia longitudes de onda más largas. Esto se comprueba tomando elespectro de los objetos y comparando, después, el patrón espectroscópico de las líneas de emisión o absorción correspondientes a átomos de los elementos que interactúan con la radiación. En este análisis se puede apreciar cierto corrimiento hacia el rojo, lo que se explica por una velocidad recesional correspondiente al efecto Doppler en la radiación. Al representar estas velocidades recesionales frente a las distancias respecto a los objetos, se observa que guardan una relación lineal, conocida como Ley de Hubble:

donde v es la velocidad recesional, D es la distancia al objeto y H0 es la constante de Hubble, que el satélite WMAP estimó en 71 ± 4 km/s/Mpc.

Radiación cósmica de fondo

Artículo principal: Radiación de fondo de microondas

Imagen de la radiación de fondo de microondas.

Una de las predicciones de la teoría del Big Bang es la existencia de la radiación cósmica de fondo,radiación de fondo de microondas o CMB (Cosmic microwave background). El universo temprano, debido a su alta temperatura, se habría llenado de luz emitida por sus otros componentes. Mientras el universo se enfriaba debido a la expansión, su temperatura habría caído por debajo de 3000 K. Por encima de esta temperatura, los electrones y protones están separados, haciendo el universo opaco a la luz. Por debajo de los 3000 K se forman los átomos, permitiendo el paso de la luz a través del gas del universo. Esto es lo que se conoce como disociación de fotones.

Abundancia de elementos primordiales

Artículo principal: Nucleosíntesis primordial

Se puede calcular, usando la teoría del Big Bang, la concentración de helio-4, helio-3, deuterio y litio-7.1 en el universo como proporciones con respecto a la cantidad de hidrógeno normal, H. Todas las abundancias dependen de un solo parámetro: la razón entre fotones y bariones, que por su parte puede calcularse independientemente a partir de la estructura detallada de la radiación cósmica de fondo. Las proporciones predichas (en masa, no volumen) son de cerca de 0,25 para la razón 4He/H, alrededor de 10-3 para 2He/H, y alrededor de 10-4 para 3He/H.

Evolución y distribución galáctica

Las observaciones detalladas de la morfología y estructura de las galaxias y cuásares proporcionan una fuerte evidencia del Big Bang. La combinación de las observaciones con la teoría sugiere que los primeros cuásares y galaxias se formaron hace alrededor de mil millones de años después del Big Bang, y desde ese momento se han estado formando estructuras más grandes, como

los cúmulos de galaxias y lossupercúmulos. Las poblaciones de estrellas han ido envejeciendo y evolucionando, de modo que las galaxias lejanas (que se observan tal y como eran en el principio del universo) son muy diferentes a las galaxias cercanas (que se observan en un estado más reciente).

Otras evidencias

Después de cierta controversia, la edad del Universo estimada por la expansión Hubble y la CMB (Radiación cósmica de fondo) concuerda en gran medida (es decir, ligeramente más grande) con las edades de las estrellas más viejas, ambos medidos aplicando la teoría de la evolución estelar de los cúmulos globulares y a través de la fecha radiométrica individual en las estrellas de la segunda Población. En cosmología física, la teoría del Big Bang o teoría de la gran explosión es un modelo científico que trata de explicar el origen del Universo y su desarrollo posterior a partir de una singularidad espaciotemporal.

El futuro de acuerdo con la teoría del Big Bang

Antes de las observaciones de la energía oscura, los cosmólogos consideraron dos posibles escenarios para el futuro del universo. Si la densidad de masa del Universo se encuentra sobre la densidad crítica, entonces el Universo alcanzaría un tamaño máximo y luego comenzaría a colapsarse. Éste se haría más denso y más caliente nuevamente, terminando en un estado similar al estado en el cual empezó en un proceso llamado Big Crunch. Por otro lado, si la densidad en el Universo es igual o menor a la densidad crítica, la expansión disminuiría su velocidad, pero nunca se detendría. La formación de estrellas cesaría mientras el Universo en crecimiento se haría menos denso cada vez. El promedio de la temperatura del universo podría acercarse asintóticamente al cero absoluto (0 K ó -273,15 °C). Los agujeros negros se evaporarían por efecto de la radiación de Hawking. La entropía del universo se incrementaría hasta el punto en que ninguna forma de energía podría ser extraída de él, un escenario conocido como muerte térmica. Más aún, si existe la descomposición del protón, proceso por el cual un protón decaería a partículas menos masivas emitiendo radiación en el proceso, entonces todo el hidrógeno, la forma predominante del materia bariónica en el universo actual, desaparecería a muy largo plazo, dejando solo radiación.

Las observaciones modernas de la expansión acelerada implican que cada vez una mayor parte del universo visible en la actualidad quedará más allá de nuestro horizonte de sucesos y fuera de contacto. Se desconoce cuál sería el resultado de este evento. El modelo Lambda-CMDdel universo contiene energía oscura en la forma de una constante cosmológica (de alguna manera similar a la

que había incluido Einstein en su primera versión de las ecuaciones de campo). Esta teoría sugiere que sólo los sistemas mantenidos gravitacionalmente, como las galaxias, se mantendrían juntos, y ellos también estarían sujetos a la muerte térmica a medida que el universo se enfriase y expandiese. Otras explicaciones de la energía oscura-llamadas teorías de la energía fantasma sugieren que los cúmulos de galaxias y finalmente las galaxias mismas se desgarrarán por la eterna expansión del universo, en el llamado Big Rip.

Teoría evolucionista del universo.

Teoría Evolucionista

Emmanuel Kant en 1775, en su teoría supone la existencia de elementos primitivos que conformaban una nube de polvo que llenaba el espacio con materiales sólidos libres en el espacio que se condensaron. Las partículas más densas atrajeron a las de menor densidad concentrándose en un punto de gran atracción, el sol. El proceso se repitió con otras partículas circundantes alrededor de éste se concentraron en núcleos menores que formaron los planetas quedando éstos en la distancia de atracción gravitacional del sol; de forma similar se formaron los satélites en las proximidades de los planetas.

Pedro Simón Laplace en 1779, enuncia su teoría que refiere a una masa de gases incandescentes que al enfriarse, se contrae debido a la gravitación (esta materia da origen al sol) dejando materia en la periferia en forma de círculos en su movimiento de concentración interna; la materia se concentra en movimiento circulares y con el tiempo se condensa en esferas gaseosas que se enfría y se mueven en orbitas casi circulares dando origen a los planetas.

Este es el concepto de un planeta extrasolar, para un artista, en órbita alrededor de la estrella CoKu Tau 4. De acuerdo con los modelos actuales, CoKu Tau 4 no debe tener más de un millón de años. La presencia de un planeta en órbita alrededor de ella pone toda noción convencional en duda sobre el tiempo que un planeta necesita para estar formado en órbita alrededor de su estrella.

Teoría del estado invariable del universo.

La teoría del estado estacionario es una teoría cosmológica propuesta a mediados del siglo XX, para dar cuenta de ciertos problemas cosmológicos. De acuerdo con la teoría del estado estacionario, la disminución de la densidad que produce el Universo al expandirse se compensa con una creación continua de materia. Debido a que se necesita poca materia para igualar la densidad del Universo (2 átomos de hidrógeno por cada m³ por cada 1.000 millones de años), esta teoría no se ha podido demostrar directamente. La teoría del estado estacionario surge de la aplicación del llamado principio cosmológico perfecto, el cual sostiene que para cualquier observador el universo debe parecer el mismo en cualquier lugar del espacio. La versión perfecta de este principio incluye el tiempo como variable por lo cual el universo no solamente presenta el mismo aspecto desde cualquier punto sino también en cualquier instante de tiempo siendo sus propiedades generales constantes tanto en el espacio como en el tiempo.

Historia

Sir James Jeans, en la década de 1920, fue el primero en conjeturar una cosmología de estado estacionario basada en una hipotética creación continua de materia en el universo.1 2 La idea fue luego revisado en 1948 por Fred Hoyle, Thomas Gold, Hermann Bondi y otros. La teoría del estado estacionario de Bondi y Gold se inspiró en la intriga circular de la película Dead of Night,3 que habían visto juntos. Los cálculos teóricos mostraban que un universo estático era imposible en la relatividad general, y de las observaciones de Edwin Hubble habían mostrado que el universo se estaba expandiendo. La teoría del estado estacionario afirma que aunque el universo se está expandiendo, no obstante, no cambia su apariencia con el tiempo (el principio cosmológico perfecto); no tiene principio ni fin.

Los problemas con esta teoría comenzaron a surgir a finales de los años de la década de 1960, cuando las evidencias observacionales empezaron a mostrar que, de hecho, el Universo estaba cambiando: se encontraron quásares sólo a grandes distancias, no en las galaxias más cercanas. La prueba definitiva vino con el descubrimiento de la radiación de fondo de microondas en 1965, pues en un modelo estacionario, el universo ha sido siempre igual y no hay razón para que se produzca una radiación de fondo con características térmicas. Buscar una explicación requiere la existencia de partículas de longitud milímetrica en el medio intergaláctico que absorba la radiación producida por fuentes galácticas extremadamente luminosas, una hipótesis demasiado forzada.

El modelo del estado estacionario puede ser encabido en el contexto de la teoría de la relatividad general modelizado un espacio-tiempo de tipo De Sitter, en el que la materia se mueve a lo largo de geodésicas temporales. Aunque Bondi y Gold (1948) no lograron formular las ecuaciones de este modelo explícitamente Pirani (1955) y Hoyle y Narlikar (1964) concluyeron que la métrica de este espacio-tiempo es una solución exacta de las ecuaciones de campo de Einstein 

Sin constante cosmológica en las que además de materia ordinara se introduce un campo escalar con densidad de energía negativa que daría cuenta de la creación continua de materia necesaria para mantener el estado estacionario.

La métrica de este espacio tiempo se puede representar como:

Donde   da la velocidad de expansión y de hecho está relacionada con el inverso de la constante de Hubble.

Teorías del origen de la tierra argumento religioso, filosófico y científico.

1) Argumento religioso –bíblico, para ser más exactos–:

El creacionismo cristiano sostiene que la Tierra y todo ser vivo que habita en ella provienen de un acto de creación del Dios Padre.

Los creacionistas cristianos señalan como pruebas irrefutables de una Creación: El hecho de que todo esté perfectamente posicionado y que todo en la naturaleza funcione correctamente, de modo que la Tierra –y con ella el ser humano– tuvo que ser creada necesariamente por un «diseñador inteligente». Asimismo, se acentúa la creencia injustificada en suponer que el mundo es tan singular, que simplemente no pudo ser producto de una causalidad. 

Se alude al físico Isaac Newton, quien dijo: “No hay reloj sin relojero”, para subrayar la convicción de que la Tierra no pudo surgir de la nada y que fue creada por Dios, de la misma manera que el reloj es fabricado por el relojero.

Las supuestas similitudes y exactitudes históricas de la Biblia, alegando que el libro sagrado es verdaderamente la Palabra de Dios, pues carece de errores históricos y científicos.

2) Argumento científico –teoría de la gran explosión–:

♦ Según la teoría del Big Bang, el universo se originó en una singularidad

espaciotemporal de densidad infinita matemáticamente paradójica. El universo se ha expandido desde

entonces, por lo que los objetos astrofísicos se han alejado unos respecto de los otros.

Según la teoría del Big Bang, el Universo se originó en una singularidad espaciotemporal de densidad infinita y matemáticamente paradójica. Se dice que el espacio se ha expandido desde entonces, por lo que los objetos astrofísicos se han alejado unos respecto de los otros. Ahora bien, con las partículas subatómicas que se desprendieron de la gran explosión, se formaron lo que hoy conocemos como “elementos químicos”, los cuales contribuyeron en la formación de los planetas del sistema solar –entre ellos la Tierra, el cual gracias a su abundante cantidad de bioelementos, permitió el origen de la vida–.

Imagen proporcionada por el telescopio  Hubble  del espacio lejano,

cuando el universo era más caliente y más concentrado de acuerdo

con la teoría del Big Bang.

Los teóricos del Big Bang indican como evidencias irrefutables del Big Bang: -La expansión del Universo que se expresa en la Ley de Hubble (ν = H0 • D), y que se puede apreciar en el corrimiento hacia el rojo de las galaxias. 

-Las medidas detalladas del fondo cósmico de microondas.

Esta primera imagen está basada en los datos recogidos durante los primeros 15.5 meses de observaciones de Planck, y es su primer mapa a cielo completo de la luz más antigua del Universo, grabada en el firmamento cuando éste apenas tenía 380.000 años. 

El telescopio espacial Planck de la Agencia Espacial Europea ha elaborado el mapa más detallado hasta la fecha del fondo cósmico de microondas – la radiación fosilizada del Big Bang. Este nuevo mapa ha sido presentado esta mañana, y presenta características que desafían los cimientos de los modelos cosmológicos actuales.

El día: 21 marzo 2013

El telescopio espacial Planck de la Agencia Espacial Europea ha elaborado el mapa más detallado hasta la fecha del fondo cósmico de microondas – la radiación fosilizada del Big Bang. Este nuevo mapa ha sido presentado esta mañana, y presenta características que desafían los cimientos de los modelos cosmológicos actuales.

Imagen de la radiación de fondo de microondas.

El fondo cósmico de microondas desvelado por Planck.

Lo que se ve en el mapa es una proyección de todo el cielo todo lo que se ve desde la tierra, desde

nuestro punto y lo que no se ve lo que está fuera de él es lo que se vería de otros planetas o fuera de

nuestro sistema solar (por lo que lo que se ve en esta imagen es la luz más antigua de nuestro sistema

sola; luz de hace 13000 a 14000 millones de años luz.

PLANCK DESVELA UN UNIVERSO CASI PERFECTO

LOS PUNTOS DE COLOR NOS MUESTRAN LOS FOTONES NEUTRONES, PROTONES Y FOTONES O LUZ .

Por aquel entonces, el Universo primigenio estaba formado por una sopa caliente de protones, electrones y fotones que interactuaban a unos 2.700°C. La primera luz surgió cuando los protones y los electrones comenzaron a juntarse para formar átomos de hidrógeno. A medida que el Universo se continúa expandiendo, esta radiación se ha ido desplazando hacia las longitudes de onda de las microondas, el equivalente a una temperatura de 2.7 grados por encima del cero absoluto. 

Este fondo cósmico de microondas (CMB, por sus siglas en inglés) muestra pequeñas fluctuaciones en la temperatura que se corresponden con regiones que presentaban una densidad ligeramente diferente en los primeros instantes de la historia del Universo: las semillas de todas las estructuras, estrellas y galaxias, que vemos hoy en día. 

Según el modelo cosmológico estándar, estas fluctuaciones se produjeron inmediatamente después del Big Bang, y crecieron hasta alcanzar una escala cósmica durante un breve periodo de expansión acelerada conocido como inflación. 

Planck fue diseñado para trazar un mapa de estas fluctuaciones a lo largo de todo el firmamento, con la mayor resolución y sensibilidad disponibles hasta la fecha. El análisis de la naturaleza y de la distribución de estas semillas sobre el mapa del fondo cósmico nos ayudará a determinar la composición y la evolución del Universo desde su nacimiento hasta la actualidad.

Sin embargo, la precisión de los datos de Planck es tan alta que también han desvelado una serie de características inexplicables para las que será necesario desarrollar nuevas teorías físicas. 

“La extraordinaria calidad de este retrato de la infancia del Universo realizado por Planck nos permite ir apartando capas hasta observar directamente sus cimientos, demostrando que nuestro mapa del cosmos dista mucho de estar completo.  Estos descubrimientos han sido posibles gracias a la tecnología desarrollada específicamente para esta misión por la industria europea”, comenta Jean-Jacques Dordain, Director General de la ESA. 

“Desde la publicación de la primera imagen a cielo completo de Planck en el año 2010, hemos analizado y extraído cuidadosamente todas las interferencias que se

Anomalías detectadas por Planck

♦ Lo más importante es que este mapa elaborado por la misión Planck de la ESA permitirá confirmar el modelo cosmológico estándar con una precisión sin precedentes, fijando una nueva referencia en nuestro inventario del Universo. 

interponían entre los sensores de Planck y la primera luz del Universo, desvelando el fondo cósmico de microondas con un nivel de detalle sin precedentes”, añade George Efstathiou de la Universidad de Cambridge, Reino Unido.

“El mapa de la señal CMB obtenido por Planck es el retrato más preciso de la infancia del Universo,

pero nuestros cosmólogos continúan analizando la gran cantidad de datos recogidos por esta

misión, con los que pronto se alcanzará un nivel de detalle incluso mayor”.

Satélite Planck

En esta imagen vemos como el Satélite Planck hace la lectura de microondas para revelar la luz mas antigua del cosmos. Esta luz es la que ha viajado por 13000 o 14000 millones de años luz.

En el centro vemos al Satélite Planck

-La abundancia de elementos ligeros (nucleosíntesis primordial). 

-El hecho de que la función de correlación de la morfología y la estructura a gran escala del Universo encaja con la teoría del Big Bang. 

3) Argumento filosófico –cosmología aristotélica–:

Momento en el que armaron al telescopio espacial Planck de la Agencia Espacial

Europea

Aristóteles señala que la forma está íntimamente unida a la materia, de modo que la materia es “potencia” y la forma es “acto”; decía que la sustancia de las cosas era la unión de la materia y la forma, mientras el movimiento es el paso de la potencia al acto. Distinguió entre el mundo celeste y el mundo sublunar, según él, formado por los cuatro elementos, mientras que en el celeste había un quinto elemento, el «éter». Afirmo que los cuerpos celestes están arrastrados por esferas, y la última esfera es la de las estrellas fijas, la cual es movida por el motor inmóvil: Dios.

Las implicaciones filosóficas de la metafísica de Aristóteles son las siguientes: 

-La realidad está perfectamente ordenada: Todo tiene su fin y todo está relacionado entre sí. 

-La realidad es totalmente cognoscible a través de la razón humana: Conociendo en qué términos están cifrados los misterios se puede revelar todo. 

-Los cielos son divinos e influyen en la Tierra: El esquema aristotélico es adaptable al ámbito escolástico, siendo así aceptado, y haciendo así que esta implicación sea validada por la crítica y la sociedad. 

-Perspectiva antropocéntrica: Metafóricamente, al poner a la Tierra en el centro del Universo, se le da al ser humano la cualidad de supremacía frente a lo demás. 

-El fin de la vida humana es el conocimiento: Como todos los seres vivos, siempre tienen una finalidad. En el ser humano es llegar a conocer el Primer Motor Inmóvil, ligado a la razón, con la cual se puede llegar a donde el hombre se proponga. Además, proporciona seguridad y confianza, lo que facilita la realización de la vida humana en determinados momentos.

Origen y evolución del universo, galaxias, sistema solar, planetas y sus satélites.

Arriba a la izquierda: 1) Sistema Solar interior: desde el Sol hasta elcinturón de asteroides. 2) A

la derecha: Sistema Solar exterior: desde Júpiter hasta el cinturón de Kuiper. 3) Abajo a la

derecha: la órbita del planeta menor Sedna en comparación con la imagen de la izquierda,

lanube de Oort, límite exterior del Sistema Solar.

El big bang

Está comúnmente aceptado que el Universo comenzó a formarse hace unos 15.000 millones de años de acuerdo con la teoría del "big bang".

La teoría nos dice que toda la materia, el tiempo y el espacio estuvieron originalmente condensados en un punto de altísima densidad desde donde, tras una tremenda explosión, inició su expansión como la superficie de un globo que se hincha.

Arno Pencias y Robert Wilson, premios Nobel de física de 1978, por la detección de "La microonda cósmica", midieron el eco residual originado por el "big bang". También, por otros métodos, se ha confirmado la teoría de que las partes

constitutivas del Universo están en expansión. Racimos galácticos, cada uno con miles de millones de estrellas como el Sol se van separando unas de otras a grandes velocidades.

El "big bang" generó enormes temperaturas y sus consecuencias aún persisten en el espacio: la radiación residual suministra una temperatura uniforme y medible de 3º F. El Universo podría continuar su expansión hasta alcanzar la nada absoluta; o tal vez, en algún punto, iniciar un nuevo proceso de condensación en un largo recorrido hacia un nuevo "big bang".

Durante las dos últimas décadas, se ha confirmado que el Universo no es un lugar tranquilo, sino que se trata de un espacio sometido a muy violenta actividad. Galaxias enteras continúan explotando, lanzadas por fuerzas gravitatorias de energía inimaginable. A su vez, ciertas estrellas de gran tamaño estallan en Supernovas, irradiando una energía equivalente a la de un billón de soles y proyectando al espacio despojos cósmicos que forman nuevas estrellas y planetas.

Agujeros Negros

La luz de las estrellas que explotan puede tardar millones de años en llegar a la Tierra.

Se va aceptando la tesis de la existencia de agujeros negros en el centro de algunas galaxias.

Estos están provocados por la existencia de núcleos de altísima densidad que no sólo atraen y condensan la materia sino también la luz.

En su interior pueden producirse nuevas explosiones gigantescas.

 

 

Nebulosa Ojo de Gato; gigante roja NGC 6543. La materia de una estrella moribunda es expulsada hacia el  espacio para ser reciclada y dar lugar a nuevas estrellas.

 

La galaxia en explosión

La galaxia M82 puede ser un ejemplo de actualidad de la violencia espacial. Nubes de hidrógeno gaseoso, equivalentes en masa a 5 millones de soles, fueron arrojadas del núcleo a 160 kilómetros por segundo.

Nuestro grupo galáctico

En él coexisten unas treinta galaxias unidas débilmente por la gravedad.

La Tierra se encuentra en la segunda galaxia en extensión, la Vía Láctea, en la que conviven 100.000 millones de estrellas, dispuestas en espiral alrededor de un núcleo y acompañadas de grandes masas de nubes y polvo.

Nuestro sol está a 33.000 años luz de ese núcleo y completa una órbita a su alrededor en 225 millones de años. Este largo espacio de tiempo toma el nombre de "año cósmico".

 

La galaxia Andrómeda, conocida como M31, es la mayor del grupo local.

Está a unos 2 millones de años luz de nosotros y tiene 130.000 años luz de diámetro.

Cerca de nuestra galaxia pueden observarse otras más pequeñas como Sculptor, Formax, Leo I y II, la LMC y SMC, siendo estas dos últimas las más próximas. Las galaxias conocidas son de dos tipos: espirales y elípticas.

Galaxia espiral M100 y galaxia M33

 

La materia original del universo y la formación de las estrellas

La materia original del Universo fue el más simple de los elementos conocidos, el Hidrógeno.

Durante el big bang las reacciones nucleares convirtieron el 20% del hidrógeno en helio, y las primeras estrellas se formaron por mezcla de 80% de hidrógeno con 20% de helio. El resto de la materia del Universo incluidos átomos más pesados, carbono y oxígeno, fue consecuencia de reacciones nucleares posteriores.

La Vía Láctea es una galaxia de tipo espiral y completa un giro en 2 millones de años. Los brazos enroscados se comprimen por una onda de alta densidad cada año cósmico. Desde su formación se estima que ha sufrido varias compresiones que, a su vez, fuerzan la concentración de las nubes de gases y la formación de estrellas.

Estas estrellas se rompen y dan lugar a nuevas nubes, de menor tamaño, que, al contraerse de nuevo, se convierten en nuevas estrellas.

Nuestro sistema solar se pudo formar así, a partir de una nube contraída que evolucionó hasta llegar a formar el actual sistema de planetas.

En la actualidad los astrónomos están observando la gran actividad de la gran nebulosa Orión, visible desde la Tierra.

La luz brillante que nos llega procede de un grupo de estrellas jóvenes muy calientes, el Trapecio. Detrás de la gran nebulosa visible existe una densa nube en la que se han identificado núcleos de alta densidad que atraen materia dando lugar a nuevas estrellas en formación.

En nuestro sistema solar los materiales más pesados se concentraron junto al joven Sol formando los planetas. Los más ligeros se acumularon dando lugar a los planetas más alejados del Sol.

El sistema solar

El Sol, una estrella de tamaño medio (1.400.000 kilómetros de diámetro), situada a dos tercios del centro de la galaxia, concentra el 99% de la materia del sistema solar.

Suministra energía, luz y calor, procedente de las reacciones nucleares que convierten el hidrógeno en helio.

Su temperatura, en el centro, se mantiene a unos 15 millones de grados centígrados, lo cual impide su contracción.

Su masa central disminuye a razón de 4 millones de toneladas de hidrógeno por segundo. Cada gramo de hidrógeno quemado produce el calor equivalente a 100 billones de lámparas eléctricas.

Todavía le queda combustible para seguir radiando energía durante miles de millones de años.

Intensa actividad en la superficie solar

El séquito del Sol

El Sol es una estrella solitaria que se formó aislada, acompañada: de los nueve planetas y sus satélites, de planetas menores (asteroides) y de cometas y meteoritos. Su condición solitaria facilita el desarrollo de vida, pues cuando en un sistema hay dos o más estrellas los planetas que giran a su alrededor se ven sometidos a bruscos cambios de temperatura debido a la inestabilidad de sus

órbitas.

Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno son los planetas exteriores, los "gigantes gaseosos", y están compuestos, esencialmente de metano y amoniaco. La masa de Júpiter es dos veces y media superior a la del resto de los planetas juntos. Plutón es considerado como el noveno planeta, pero algunos astrónomos le consideran un asteroide o una luna escapada de Neptuno con cuya órbita coincide a veces.

 

Júpiter y Saturno tienen unos diecisiete satélites cada uno cuyos sus diámetros varían enormemente. Ganímedes (satélite de Júpiter descubierto por Galileo) tiene un diámetro de 5.000 kilómetros y Deimos, satélite de Marte, no supera los 8 kilómetros.

La Luna, a una distancia media de la Tierra de 384.000 kilómetros, tiene un diámetro de 3.476 kilómetros y una masa 81 veces inferior a la de la Tierra. Su órbita es de 27,3 días, el mismo tiempo que tarda en girar sobre su eje, por eso siempre nos ofrece la misma cara.

Las distancias espaciales

Estas magnitudes son tan enormes que se ha buscado un nuevo patrón para medirlas. A la distancia media que existe entre el Sol y la Tierra se le ha llamado "unidad astronómica" (ua).

Losplanetas interiores: Mercurio, Venus, Tierra y Marte (nombrados según su creciente distancia del Sol) se encuentran en una banda de distancia al Sol entre 0,3 y 1,7 ua (unidades astronómicas).

Entre Marte y Júpiter (a 4,7 ua del Sol) se encuentran los asteroides.

Los planetas exteriores se encuentran entre distancias al sol de 4,7 y 30,3 ua. Plutón desarrolla su órbita a una distancia media del Sol de 39,4 ua, cerca de 6.000 millones de kilómetros.

Satélite PlanetaDiámetro

(km).Período orbital Imagen

Luna Tierra 3476 27d 7h 43,7m

Ío Júpiter 3643 1d 18h 27,6m

Europa Júpiter 3122 3,551181 d

Ganímedes Júpiter 5262 7d 3h 42,6m

Calisto Júpiter 4821 16,6890184 d

Titán Saturno 5162 15d 22h 41m

Tetis Saturno 1062 1,888 d

Dione Saturno 1118 2,736915 d

Satélite PlanetaDiámetro

(km).Período orbital Imagen

Rea Saturno 1529 4,518 d

Jápeto Saturno 1436 79d 19h 17m

Mimas Saturno 416 22 h 37 min

Encélado Saturno 499 32 h 53 m

Miranda Urano 472 1,413 d

Ariel Urano 1162 2,52 d

Umbriel Urano 1172 4,144 d

Titania Urano 1577 8,706 d

Satélite PlanetaDiámetro

(km).Período orbital Imagen

Oberón Urano 1523 13,46 d

Tritón Neptuno 2707 -5877 d

Caronte Plutón 1207 6,387 230 d

Formas de galaxias

La creciente potencia de los telescopios, que permite observaciones cada vez más detalladas de los distintos elementos del universo, ha hecho posible una clasificación de las galaxias por su forma. Se han establecido así cuatro tipos distintos: galaxias elípticas, espirales, espirales barradas e irregulares.

Galaxias elípticas

Galaxia elíptica NGC 1316.

En forma de elipse o de esferoide, se caracterizan por carecer de una estructura interna definida y por presentar muy poca materia interestelar. Se consideran las más antiguas del universo, ya que sus estrellas son viejas y se encuentran en una fase muy avanzada de su evolución.

Galaxias espirales

Imagen de la galaxia espiral M81 (o galaxia de Bode), en la que se puede observar polvo interestelar

Están constituidas por un núcleo central y dos o más brazos en espiral, que parten del núcleo. Éste se halla formado por multitud de estrellas y apenas tiene materia interestelar, mientras que en los brazos abunda la materia interestelar y hay gran cantidad de estrellas jóvenes, que son muy brillantes. Alrededor del 75% de las galaxias del universo son de este tipo.

Galaxia espiral barrada

NGC 1300, una galaxia espiral barrada.

Es un subtipo de galaxia espiral, caracterizados por la presencia de una barra central de la que típicamente parten dos brazos espirales. Este tipo de galaxias constituyen una fracción importante del total de galaxias espirales. La Vía Láctea es una galaxia espiral barrada.

Galaxias irregulares

Galaxia irregular NGC 1427.

Incluyen una gran diversidad de galaxias, cuyas configuraciones no responden a las tres formas anteriores, aunque tienen en común algunas características, como la de ser casi todas pequeñas y contener un gran porcentaje de materia interestelar. Se calcula que son irregulares alrededor del 5% de las galaxias del universo.

La Vía Láctea

La Vía Láctea es nuestra galaxia. Según las observaciones, posee una masa de 1012 masas solares y es de tipo espiral barrada. Con un diámetro medio de unos 100.000 años luz se calcula que contiene unos 200.000 millones de estrellas, entre las cuales se encuentra el Sol. La distancia desde el Sol al centro de la galaxia es de alrededor de 27.700 años luz (8,5 kpc) A simple vista, se observa como una estela blanquecina de forma elíptica, que se puede distinguir en las noches despejadas.

Tiene un diámetro de 100.000 años luz; en ella se ubica nuestro Sistema Solar y contiene alrededor de 200.000 millones de estrellas. 

Las distancias astronómicas son tan grandes que los astrónomos usan a menudo el año luz como unidad de distancia: un año luz es igual a la distancia que la luz viaja en un año, o 9.463.000.000.000 kilómetros.

La Vía Láctea tiene aproximadamente 100.000 años luz de extensión. El vecino más cercano del Sistema Solar en la Vía Láctea es el sistema triple de estrellas Alfa y Próxima Centauro , que están a una distancia de 4,3 años luz de nuestro Sol.

Fuera de la Vía Láctea hay miles de millones de galaxias que se extienden a través del espacio. Las evidencias sugieren que también hay por lo menos dos planetas orbitando un pulsar fuera del Sistema Solar: se estima que estos planetas están aproximadamente a 1.300 años luz de la Tierra en dirección de la constelación de Virgo.

 

Los astrónomos no pueden ver el extremo del universo, que es el inmenso espacio que contiene a las galaxias y toda la demás materia y energía existentes. Sin embargo, se han descubierto galaxias y otros objetos que se piensa que están a una distancia de entre mil millones y 15 mil millones de años luz del Sol.

La Vía Láctea, también llamada la Galaxia, es un agrupamiento de estrellas con forma de disco, que incluye al Sol y a su sistema solar. Para un observador terrestre, el disco de la Galaxia aparece como una banda débilmente luminosa que se puede observar de noche extendiéndose a través del cielo, sobre todo en las noches de verano claras y sin luna.

Antiguamente a esta banda se la llamó Vía Láctea (también Camino de Santiago), nombre que en la actualidad hace referencia a toda la galaxia. La apariencia difusa

de esta banda es el resultado de la luz combinada de estrellas demasiado lejanas para poder distinguirlas por separado a simple vista.

 

 

Las estrellas individuales que vemos en el cielo son aquellas de la Galaxia que están lo suficientemente cerca del sistema solar para distinguirlas por separado. La Vía Láctea se extiende a través de las constelaciones Perseo, Casiopea y Cefeo.

 

 

Uno de los brazos de la Vía láctea

 

En la región de la Cruz del Norte, que forma parte de Cisne, se divide en dos corrientes: la corriente occidental que brilla cuando atraviesa la Cruz del Norte, palidece cerca de Ofiuco, a causa de las nubes de polvo, y aparece de nuevo en Escorpio; y la corriente oriental, que es más brillante cuando pasa por el sur a través del Escudo y Sagitario. La parte más brillante de la Vía Láctea se extiende desde la constelación del Escudo a Escorpio, a través de Sagitario.

 

 

 

Estructura

Se ha descubierto que la Vía Láctea es una gran galaxia espiral, con varios brazos espirales que se enroscan alrededor de un núcleo central de un grosor de unos 10.000 años luz.

Las estrellas del núcleo central están más agrupadas que las de los brazos, donde se han encontrado más nubes interestelares de polvo y gas. El diámetro del disco es de unos 100.000 años luz.

Está rodeado por una nube de hidrógeno, deformada y festoneada en sus extremos, rodeada a su vez por un halo esférico y ligeramente aplastado que contiene muchos cúmulos globulares de estrellas, que se encuentran principalmente encima o debajo del disco.

 

 

 

 

Este halo puede llegar a ser dos veces más ancho que el disco en sí. Además, estudios realizados sobre los movimientos galácticos sugieren que el sistema de la Vía Láctea contiene más de 2 billones de veces la masa que contiene el Sol, mucha más materia de la que se considera que tiene el disco conocido y los cúmulos concomitantes.

Sin embargo, los astrónomos han especulado con la idea de que el sistema conocido de la Vía Láctea esté rodeado por una corona mucho mayor de materia no

detectada. Otra especulación reciente supone que la Vía Láctea es una galaxia espiral barrada.

Tipos de estrellas

La Vía Láctea contiene tanto estrellas de las llamadas de tipo I, que son estrellas azules y brillantes, como estrellas del tipo II, gigantes rojas. La región central de la Vía Láctea y el halo están compuestos por estrellas del tipo II.

La mayor parte de la región se oculta tras nubes de polvo que impiden la observación visual. La radiación de la región central se ha registrado por medio de mecanismos como células fotoeléctricas, filtros infrarrojos y radiotelescopios.

 

 Estos estudios indican la presencia de objetos compactos cerca del centro, posiblemente restos de estrellas o un enorme agujero negro. Rodeando la región central hay un disco bastante achatado que comprende estrellas de ambos tipos, I y

II; los miembros más brillantes de la primera categoría son luminosos, súper gigantes azules.

Incrustados en el disco y surgiendo de los lados opuestos de la región central, están los brazos espirales, que contienen una mayoría de población I, junto con mucho polvo interestelar y gas. Un brazo pasa por las proximidades del Sol e incluye a la gran nebulosa de Orión.

Rotación

La Vía Láctea gira alrededor de un eje que une los polos galácticos. Contemplada desde el polo norte galáctico, la rotación de la Vía Láctea se produce en el sentido de las agujas del reloj, arrastrando los brazos espirales.

El periodo de rotación aumenta cuando disminuye la distancia desde el centro del sistema galáctico. En las proximidades del sistema solar, el periodo de rotación es de algo más de 200 millones de años luz.

La velocidad del sistema solar debido a la rotación galáctica es de unos 270 kilómetros por segundo. Comparado con tales distancias, nuestro Sistema Solar ocupa una cantidad muy diminuta de espacio

 

 

 

 

 

 

 

 

Mapa de la Vía Láctea.

El Grupo Local

Se denomina Grupo Local al grupo de galaxias en el que se encuentra la nuestra, la Vía Láctea.

Está dominado por dos galaxias espirales gigantes, Andrómeda y la Vía Láctea. El resto de galaxias, unas 30, son más pequeñas; muchas de ellas son galaxias satélite de una de las mayores.

Las galaxias libres giran en torno al centro de masas del grupo, situado entre Andrómeda y la Vía Láctea. Además, nuestro Grupo Local está contenido

dentro del supercúmulo de Virgo, cuyo centro gravitatorio es el denominado Gran Atractor, hacia el cual se dirige el Grupo Local.

Dentro del Grupo Local, se conocen tres sistemas dominados por galaxias masivas actuando como centros de gravedad, y varias galaxias actuando como satélites:

*Sistema de Andrómeda (M31): M32, M110, NGC 147, NGC 185, Andrómeda I, Andrómeda II, Andrómeda III, Andrómeda IV, Andrómeda V, Andrómeda VI y Andrómeda VII.

*Sistema de la Vía Láctea: Enana de Sagitario, Enana del Can Mayor, Gran Nube de Magallanes, Pequeña Nube de Magallanes, Enana de la Osa Menor, Enana de Draco, Enana de Carina, Enana de Sextans, Enana de Sculptor, Enana de Fornax, Leo I, Leo II y Enana de Tucana.

*Sistema del Triángulo (M33): Enana de Piscis (LGS 3)

Mapa 3D del Grupo Local

Representación del Grupo Local:

Componentes de la Vía Láctea

Halo

El halo es una estructura esferoidal que envuelve la galaxia. En el halo la concentración de estrellas es muy baja y apenas tiene nubes de gas, por lo que carece de regiones con formación estelar. En cambio, es en el halo donde se

encuentran la mayor parte de los cúmulos globulares. Estas formaciones antiguas son reliquias de la formación galáctica. Estas agrupaciones de estrellas se debieron de formar cuando la galaxia era aún una gran nube de gas que colapsaba y se iba aplanando cada vez más. Otra característica del halo es la presencia de gran cantidad de materia oscura. Su existencia se dedujo a partir de anomalías en la rotación galáctica. Los objetos contenidos en el halo rotan con una componente perpendicular al plano muy fuerte, cruzando en muchos casos el disco galáctico. De hecho, es posible encontrar estrellas u otros cuerpos del halo en el disco. Su procedencia se delata cuando se analiza su velocidad y trayectoria, así como su metalicidad. Y es que los cuerpos del halo presentan una componente perpendicular al plano muy acusada, además del hecho de que se trata de cuerpos que se formaron antes que los del disco. Sus órbitas los llevan, pues, a cruzar periódicamente el disco. También es muy probable que una estrella de población II (pobre en metales) pertenezca al halo, pues éstas son más antiguas que las de población I (ricas en metales) y el halo, como ya se ha dicho, es una estructura antigua.

La masa en estrellas de éste componente es muy baja, de alrededor de 1.000 millones de masas solares; una gran parte de la masa del halo galáctico está en la forma de materia oscura.

Disco

El disco se compone principalmente de estrellas jóvenes de población I. Es la parte de la galaxia que más gas contiene y es en él donde aún se dan procesos de formación estelar. Lo más característico del disco son los brazos espirales, que son ocho: dos brazos principales Escudo-Centauro y Perseo, así como dos secundarios -Sagitario y Escuadra- (en vez de cuatro brazos similares entre sí, como se pensaba antes).

Recientemente, un grupo de astrónomos anunció el descubrimiento de un nuevo brazo espiral en nuestra galaxia o, más precisamente, un enorme fragmento hasta ahora desconocido; se cree que el nuevo brazo espiral es, en realidad, el tramo final y más distante del brazo de Escudo-Centauro, una de las dos ramas principales. De confirmarse, los autores habrán demostrado que la Vía Láctea posee una sorprendente simetría en sus formas, ya que éste nuevo brazo sería la contraparte simétrica del de Perseo. Hay que tener en cuenta que nuestra posición en la Vía Láctea -a mitad de camino entre su centro y su borde y prácticamente en el plano galáctico- dificulta en gran medida el estudio de la estructura espiral de nuestra galaxia.

Nuestro Sistema Solar se encuentra en el brazo Orión o Local, que forma parte del brazo espiral de Sagitario, de allí su nombre de "Local". Estas formaciones son regiones densas donde se compacta el gas y se da la formación de estrellas. Los brazos son, en realidad, ondas de densidad que se desplazan independientemente de las estrellas contenidas en la galaxia. El brillo de los brazos es mayor que el resto de las zonas, porque es allí donde se encuentran los gigantes azules (estrellas de tipo O, B), que son las únicas que pueden ionizar grandes extensiones de gas. Estas estrellas de corta vida nacen y mueren en el brazo espiral, convirtiéndose así en excelentes marcadores de su posición. Otros trazadores de los brazos espirales son las regiones HII (nubes de hidrógeno ionizado), originadas precisamente por esos gigantes azules. Estas nubes vuelven a emitir, en el rango de la luz visible, la energía captada en el ultravioleta o en otras frecuencias más cortas. Son altamente energéticas, pues han sido ionizadas por las potentes gigantes azules, que barren extensas áreas con sus vientos estelares.

Las estrellas de vida más larga como el Sol ya no sirven como marcadores, ya que tienen tiempo a lo largo de su vida de entrar y salir repetidas veces en los diferentes brazos espirales de la galaxia. Estas estrellas podrán encontrarse también fuera de los brazos.

Así como la galaxia se compone de dos partes según su grosor, halo y disco, el disco también: disco delgado y disco grueso. Se cree que el disco grueso es el remanente de un segundo proceso de colapso y aplanamiento de la galaxia. Del mismo modo que el halo es el remanente del colapso inicial, el disco grueso lo sería de una segunda fase de colapso.

El disco está unido al bulbo galáctico por una barra de radio 3,9 kiloparsecs, en cuyo interior a su vez puede existir una barra menor (algo que ocurre en bastantes otras galaxias espirales barradas). Hay además elevada formación estelar en al menos uno de sus extremos.

Bulbo

El bulbo o núcleo galáctico se sitúa en el centro. Es la zona de la galaxia con mayor densidad de estrellas. Sin embargo, a nivel local se pueden encontrar algunos cúmulos globulares con densidades superiores. El bulbo tiene una forma esferoidal achatada y gira como un sólido rígido. También al parecer, en nuestro centro galáctico, hay un gran agujero negro de unas 2,6 millones de masas solares que los astrónomos denominaron Sagittarius A, o Sagitario A*. Su detección fue posible a partir de la observación de un grupo de estrellas que giraban en torno a un punto oscuro a más de 1.500 km/s.

Investigaciones muy recientes sugieren que nuestra galaxia carece de un bulbo central cómo el que tiene la Galaxia de Andrómeda (o si existe es muy pequeño), formado a partir de la colisión y fusión de galaxias preexistentes, y en su lugar tiene un pseudobulbo, consecuencia de la formación de una barra en su centro, lo que la hace similar a NGC 4565.

La masa concentrada en estrellas de éste componente se estima en 20.000 millones de masas solares, y su luminosidad en 5.000 millones de veces la del Sol.

Edad y estructura de la tierra.

Estructura Interna De La Tierra

Desde su formación hace más de 4,500 millones de años, la tierra se ha ido transformando a medida que se enfrían las capas más superficiales, dicha edad de la tierra ha otorgado el tiempo suficiente para formar la corteza que hoy conocemos y sentimos los sismos, la corteza tiene un grosor de 40 a 70 km en zonas montañosas continentales, hasta un mínimo de 5km en los océanos. 

La estructura interna de la tierra varía dependiendo de la profundidad y posee diversas características. Las capas internas de la tierra de forma general, son: Corteza, Manto y Núcleo.

Al saber cómo está compuesta la estructura interna del planeta podemos llegar a preguntarnos, ¿cómo saben que es así? la respuesta se da gracias a las ondas sísmicas, recordemos que existen diferentes tipos de ondas sísmicas sin embargo las ondas de cuerpo P y S son las que ayudarán a comprender esta estructura interna. Las ondas P, cuya propagación es muy rápida, y varía de velocidad conforme atraviesa diferentes medios sólidos, mientras más compacto o denso sea el material (por ejemplo el granito), más rápida será su velocidad de propagación detecta un sismo antes que sea percibido y son las primeras ondas en llegar y las ondas S, cuya propagación es más lenta. Las ondas P se propagan tanto por sólidos y líquidos, esto se debe a que la forma en que se propaga la onda P es mediante compresión y dilatación, mientras que para las ondas S generan oscilaciones las cuales no se propagan por medios líquidos como es el manto de la tierra que es un medio fluido.

Como las capas que conforman la corteza terrestre no son continuas, es decir existen diferentes materiales, rocas, minerales que varían en densidad y compactación de estos, las ondas sísmicas no viajan de forma uniforme, es decir, no viajan en una línea recta por lo que existe una tendencia a viajar en trayectorias curvas, las ondas sísmicas se comportan de forma diferente al atravesar estas capas con diferentes características , estas variaciones pueden ser tenues o muy marcadas, a estas variaciones se les conoce como discontinuidad.

De forma muy general, las capas que conforman la tierra, desde el núcleo, hasta la capa más alta en la atmósfera, es explicado en el siguiente diagrama:

Materia y energía.

A fines de la década de 1990, tras comprobarse de manera razonablemente fehaciente que la expansión del universo se está acelerando en vez de ralentizarse como debería suceder por acción de la fuerza de gravedad, se tuvo que aceptar que, salvo errores en la física hoy aceptada como válida, debe haber una fuerza que contrarresta esos efectos de la gravedad. A tal fuerza misteriosa se le dio el nombre de Energía Oscura, por cuanto no hay aún nada claro sobre ella.

Por otra parte, tampoco salen las cuentas al hacer balance de la estructura, pautas de formación y movimientos de las galaxias, y comparar todo eso con la fuerza de gravedad ejercida por la materia conocida. Resulta que la gravedad necesaria para explicar lo que vemos es muchísimo mayor que la generada por la materia conocida o estimada, incluyendo la que de por sí es visible (como las estrellas), y la no visible directamente (como los agujeros negros). A esta materia indetectable pero capaz de ejercer gravedad, se la llama "materia

oscura". 

La materia oscura podría ser materia normal presente en el universo bajo una forma cuya abundancia hubiera sido subestimada de manera tremenda, por ejemplo enanas marrones (planetas con una masa algo menor que la mínima necesaria para que se conviertan en estrellas). O bien materia exótica, constituida por partículas teóricas. Está descartado que se trate de antimateria.

La materia oscura es mucho más abundante en el universo que la materia normal. Y la energía oscura también tiene un papel dominante.

Es decir, que el universo que conocemos es sólo una pequeña parte (se barajan porcentajes del orden del 5 por ciento para la materia normal del universo), en tanto que lo desconocido, o Lo Oscuro, constituye la mayor parte.

1: Comparación (en colores falsos) entre la distribución de la materia normal (en rojo, a la izquierda) en el universo y la de la materia oscura (en azul, a la derecha). Foto: NASA, ESA, R. Massey (California Institute of Technology).

2: Distribución de la materia oscura en el universo hace 6.500 millones de años. Foto: NASA, ESA, R. Massey (California Institute of Technology).Materia: propiedades generales y específicas; estados de la materia.

3: Diagrama con la distribución tridimensional de la materia oscura en el universo. Foto: NASA, ESA, R. Massey (California Institute of Technology).

Los planetas, las estrellas, la Tierra donde vivimos, todo esta formado por materia y energía. En el Sol, cada minuto, millones de toneladas de hidrógeno (H) se convierten en helio (He); en esa reacción nuclear se desprende la inmensa cantidad de energía que irradia al exterior, de la que la Tierra solo recibe una parte insignificante.

¿Y qué relación tenemos los seres vivos con este proceso?

Importante: Todos los seres necesitamos un aporte continuo de materia y energía para vivir. La materia la tomamos del planeta donde nos encontramos, y la energía,del Sol.

• Necesitamos materia.

Para reponer y añadir elementos (como el carbono, C; el nitrógeno, N; el oxígeno, O; el azufre, S; el fósforo, P; el calcio, Ca; el hierro, Fe, etc.); parasustituir, y en los jóvenes aumentar, la cantidad de piel, neuronas, órganos, músculos y huesos.

• Necesitamos energía.

Para mantener la actividad diaria: movernos, trabajar, captar la información del mundo que nos rodea y procesarla, digerir los alimentos; y mantener la temperatura corporal.

Energía: leyes de la conservación y degradación de la energía. Teoría de la relatividad.

La ley de la conservación de la energía afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un calefactor.

En termodinámica, constituye el primer principio de la termodinámica (la primera ley de la termodinámica).

En mecánica analítica, puede demostrarse que el principio de conservación de la energía es una consecuencia de que la dinámica de evolución de los sistemas está regida por las mismas características en cada instante del tiempo. Eso conduce a que la "traslación" temporal sea una simetría que deja invariante las ecuaciones de evolución del sistema, por lo que el teorema de Noether lleva a que existe una magnitud conservada, la energía.

Teoría de la relatividad.Aplicaciones actuales de la Teoría de la Relatividad

La Teoría de la Relatividad. Ese gran y complejo universo de Einstein; maravilloso con sus fórmulas y sus razonamientos y resultados completamente ilógicos. Pero…¿tiene la Teoría de la Relatividad alguna aplicación en nuestra vida, o incluso, en nuestra vida cotidiana?

La respuesta es sí. Teoría de la Relatividad (sin especificar si la Especial o la General) tienen aplicaciones en la actualidad. Veamos cuáles son:

Los postulados y afirmaciones de la Teoría de la Relatividad se encuentran en todos los estratos de la física actual.

Es un punto fundamental en la física nuclear, con la famosa ecuación E=mc2, que relaciona la energía que se puede producir teniendo en cuenta la masa.

Los postulados sobre la dilatación del tiempo y la contracción del espacio se usan diariamente en los aceleradores de partículas.

La Teoría de la Relatividad sirve para explicar todo el universo, la distribución de estrellas y planetas.

Por ahora, la Relatividad ha superado todas las pruebas y comprobaciones a la que ha sido sometida.

Pero si lo que buscamos son aplicaciones en una vida más diaria y cotidiana, encontramos que también las tiene, y en algo que no podríamos imaginar: los dispositivos GPS.

Los GPS, determinan la posición de un objeto a partir de los datos que reciben de varios satélites. Para que esta información sea precisa, los relojes de los satélites y de la Tierra deben de estar sincronizados.

Realmente, la Relatividad no es imprescindible para calcular una posición más o menos aproximada, pero sí, si queremos una precisión por debajo de 30m; ahí es cuando deberemos tener en cuenta las correcciones de la relatividad. 

Estas pequeñas correcciones se deben a la diferencia de atracción gravitatoria entre lo que hay en la superficie terrestre, y los satélites orbitando, que hacen variar mínimamente (un adelanto de 45 nanosegundos) la percepción del tiempo desde cada uno de los diferentes relojes.

Albert Einstein publicó su teoría de la relatividad general en 1916, ofreciendo una descripción de la gravedad, el espacio y el tiempo que transformó la forma en que los científicos comprenden las leyes físicas que gobiernan el universo conocido. Explicó mejor rarezas de la naturaleza, como anomalías en la órbita de Mercurio, que la física clásica, en la formulación de Newton, no podía explicar. 

Einstein la llamó "el pensamiento más feliz de mi vida". 

Los científicos han buscado verificar la teoría de Einstein desde entonces.

Midieron microondas mientras circundaban el sol, estudiaron variaciones en la órbita de Mercurio e hicieron rebotar señales contra la Luna y Marte. 

2. Origen y evolución de la vida y de los organismos.

Creacionismo

Teoría creacionista

Se denomina creacionismo al conjunto de creencias, inspiradas en doctrinas religiosas, según las cuales la Tierra y cada ser vivo que existe actualmente proviene de un acto de creación por uno o varios seres divinos, cuyo acto de creación fue llevado a cabo de acuerdo con un propósito divino.

En sentido estricto "crear" significa sacar algo de la nada, es decir, la cosa creada proviene de una realidad que no existe antes. Crear de la nada significa que Dios no parte de nada pre-existente, ni de nada que provenga de sí mismo (emanacionismo).

Dios es el único Ser que puede crear de la nada. Por tanto, la creación sólo puede venir de Dios.

Según la Teoría Creacionista pura, Dios creó directamente el universo y todo lo que éste contiene, incluyendo los seres humanos.

La Evolución, entonces, sigue quedando como una teoría. Pero, suponiendo que la Evolución llegara a comprobarse científicamente, o suponiendo que quisiéramos creer que es comprobable, los católicos debemos aceptar que Dios es Creador y que la evolución puede ser la manera de Dios realizar la creación.

Esto significa que Dios pudo haber creado la materia y haberle dado la capacidad de evolucionar hasta llegar a las formas más complicadas y desarrolladas que existen en la naturaleza.

Pero al llegar al alma humana, ésta no pudo haber evolucionado de la materia. ¡Imposible! Pues lo que nos hace imagen de Dios, nuestra alma, viene directamente de Dios, no puede venir de la materia.

Esta teoría se basa en que Dios fue el que creo al mundo y la vida de todos los seres humanos afirmando que el origen de los seres vivos y de las especies se deben a la voluntad de un ser divino que por facultades especiales creo todo lo viviente y lo inorgánico en siete días.

El primer día; dios creo la luz y las tinieblas nombrándolas día y noche

El segundo día; dios creo el cielo.

El tercer día; dios creo la tierra, los mares, plantas, arboles.

Al cuarto día; dios creo el sol y la luna y las estrellas.

Al quinto día; dios creo las especies marinas.

Al sexto día; dios creo las diversas clases de animales terrestres, creo también al hombre y a la mujer.

Al séptimo día; lo hizo santo y descanso debido al arduo trabajo y labor que había realizado.

Generación espontánea (abiogenistas).

La primera teoría sobre el origen de la vida es la de la generación espontánea que afirma que: la vida podía surgir del lodo, de la materia en putrefacción, del agua de mar, del rocío y de la basura (materia inerte). Tiempo después, los científicos incrédulos tratan de refutar la teoría de la generación espontánea y lo logra Francisco Redi utilizando pedazos de carne, pero poco después Needham hirviendo por poco tiempo caldos nutritivos, vuelve a tratar de comprobar la teoría de la generación espontánea y con su experimento lo logra. Pero en el mismo siglo Spallanzani vuelve a refutar el experimento de Needham hirviendo por más tiempo los caldos, más sin embargo esto no fue aceptado por la iglesia por considerar que los caldos eran excesivamente hervidos.

¿Que proponen 3 investigadores Abiogenistas?

• Aristóteles: propuso el origen espontáneo de peces e insectos a partir del rocío, la humedad y el sudor. Explicó que se originaban gracias a una interacción de fuerzas capaces de dar vida a lo que no la tenía con la materia no viva. A esta fuerza la llamó entelequia.

• NEEDHAM: Realizó el siguiente experimento: calentó varios frascos con caldos nutritivos, los selló convenientemente y los dejó en reposo durante algunos días, pero al cabo de ese tiempo aparecieron varios Organismos.

• VAN HELMONT: decía que todo ser surgía espontáneamente. Incluso hasta formulaba recetas para fabricar ratones en la cual se debía colocar en una habitación una camisa sucia, transpirada y se le colocaba encima granos de maíz o trigo y a los 21 días aparecían ratones.

Biogénesis (proviene de otro ser vivo).

La biogénesis tiene dos significados. Por un lado es el proceso fundamental de los seres vivos que produce otros seres vivos. Ejemplo, una araña pone huevos, lo cual produce más arañas. Un segundo significado fue dado por el sacerdote Jesuita, científico y filósofo francés Pierre Teilhard de Chardin para significar de por sí el origen de la vida.

«La génération spontanée est une chimère» («La generación espontánea es

un sueño», la frase en francés alude más a su carácter quimérico) (Louis

Pasteur).

Los resultados empíricos de Pasteur (y otros) se resumen en la frase, Omne vivum ex vivo (o Omne vivum ex ovo, en latín "Toda vida es de vida"). También conocida como la "ley de la biogénesis". Demostraron que la vida no se origina espontáneamente de cosas no-vivas presentes en el medio.

Esta teoría explica la aparición de la vida sobre la Tierra, por medio de un proceso de diversas reacciones químicas que, luego de mucho tiempo, transformaron la materia inorgánica en materia orgánica.

     ♣La atmósfera primitiva estaba formada, supuestamente, por numerosas cantidades de vapor de agua, nitrógeno, hidrógeno, metano y amoniaco.

     ♣Con esta composición, la atmósfera no ofrecía facilidades para la existencia de organismos que necesitaban de oxígeno para vivir. Los primeros seres que hubo, debieron adaptarse para sobrevivir en estas condiciones.

     ♣Estos compuestos y elementos químicos que existían en el ambiente reaccionaron y formaron compuestos orgánicos, como aminoácidos, debido a las radiaciones, erupciones y tormentas eléctricas. Al cabo de mucho tiempo se formaron moléculas más complejas, las cuales llevaron al origen de las primeras células y, con ello, al origen de la vida.

En el siglo XVII, otro medico y biologo llamado Francesco Redi, realizo varios

experimentos sobre la generacion expontanea y planteo su desacuerdo con esta

teoria. Redi llevo a cabo un experimento para poder comprobar que la hipotesis de la

generacion espontanea no es cierta. Su experimento consistio en colocar cuatro

frascos que contenian carne, serpientes, peces y anguilas, y los sello

completamente. Tambien coloco otros cuatro frascos que contenian los mismo, pero

a estos los dejo abiertos. Despues de unos dias los frascos abiertos ya presentaban

gusanos y otros organismos, mientras que los frascos cerrados,permanecieron

intactos y sin presencia de formas vivientes. Redi comcluyo que la vida solo puede

surgir de una vida preexistente y a esta teoria se le conoce como ´´BIOGENESIS´´. A

pesar del experimento de Redi, la teoria de la generacion expontanea no fue

derrotada, ya que esta teoria se habia creido cierta durante mucho tiempo, asi que no

era tan facil dejarla a un lado, tan rapidamente.

EL biologo holandes,Anton Van Leeuwenhoek, perfecciona pocos años despues el

experimento de Redi, un microscopio simple y con el examina varias sustancias en

las cuales encuentra organismos vivientes muy pequeños y que no se conocia de su

existencia anteriormente. Este echo dio nuevas esperanzas a la teoria de la

generacion expontanea.

En 1745, John Needham, realiza un experimento, en el cual calienta varias

sustancias que contenian pequeñas particulas de alimentos, los sello y los volvio a

calentar, despues de algunos dias, observo formas vivientes. Este experimento sirvio

para reafirmar la teoria de la generacion expontanea.

Sin embargo, años mas tarde, Lazzaro Spallanzani, llevo a cabo otro experimento,

en el cual, lleno unos frascos con jugos vegetales, los cuales sello y los puso a hervir

por una hora. Luego de esto no se observaron formas vivientes, resultado que

cuestiono el experimento de Neddham, pero que no lo derroto, ya que este expuso

que Spallanzani habia destruido el principio activo de las sustancias, y que el

experimento no era valido.

Para el año 1860, el frances Luis Pasteur, se intereso en este problema del origen de

la vida. Este biologo demostro que en el aire pueden encontrarse numerosos

microorganismos, y que cualquier materia no viviente se puede contaminar a causa

de las bacterias presentes en el aire y pudo comprobar que estos organismos, no

pueden aparecer si ciertas sustancias fueron cuidadosamente esterilizadas.

Despues, Pasteur llena de varios frascos de liquidos como, levadura de cerveza,

agua de levadura de cerveza con azucar, orine, jugo de remolacha y agua de

pimienta, en algunos matraces de cuello alargado, como cuello de cisne. En este

experimento se quedo demostrado que el aire contiene microorganismos que se

depositan en el cuello del matraz, y cuando se rompe este cuello,es cuando

aparecen dichos microorganismos.

Exogénesis (panspermia)(surgió la vida en otros lugares del universo u otros planetas y han llegado a través de meteoritos etc.)

EN CONCLUSION:

TODOS LOS EXPERIMENTOS MOSTRABAN UN HECHO, LA VIDA

SOLO PUEDE VENIR DE VIDA, PERO AHORA EL PROBLEMA QUE

SE PLANTEA, ES....DE DONDE VINO LA PRIMERA VIDA, QUE DIO

SURGIMIENTO A TOODO LO QUE CONOCEMOS?

PUNTO NUMERO DOS: EN LOS EXPERIMENTOS, TAPABAN LOS

FRASCOS, LOS FRASCOS TIENEN QUE ESTAR DESUBIERTOS

PARA QUE PUEDA FLUIR EL AIRE, EL AIRE LLEVA CONSIGO

BACTERIAS Y MICROORGANISMOS, LOS CUALES SON LOS QUE

SE ALOJABAN EN LOS FRASCOS Y PODIAN DAR SURGIMIENTO A

LA VIDA.

LA PANSPERMIA: Afirma que la vida aparecida en la Tierra no surgió aquí, sino en otros lugares del universo, y que llegó a nuestro planeta utilizando los meteoritos y los asteroides como forma de desplazarse de un planeta a otro.

Dicha teoría se apoya en el hecho de que las moléculas basadas en la química del carbono, importantes en la composición de las formas de vida que conocemos, se pueden encontrar en muchos lugares del universo.

El astrofísico Fred Hoyle también apoyó la idea de la panspermia por la comprobación de que ciertos organismos terrestres, llamados extremófilos, son tremendamente resistentes a condiciones adversas y que eventualmente pueden viajar por el espacio y colonizar otros planetas.

A la teoría de la Panspermia también se la conoce con el nombre de 'teoría de la Exogénesis', aunque para la comunidad científica ambas teorías no sean exactamente iguales.

Exogénesis: vida primitiva extraterrestre.

Formación en un meteorito marciano que se creía que era una bacteria.

Otra alternativa a la abiogénesis terrícola es la hipótesis de que la vida primitiva pudo haberse formado originalmente fuera de la Tierra (adviértase que exogénesis está relacionado, pero no es lo mismo que la noción de panspermia). Se supone que una lluvia de material procedente de cometas que se precipitó sobre la Tierra primitiva pudo haber traído cantidades significativas de moléculas orgánicas complejas y,

quizás, la misma vida primitiva formada en el espacio fue traída a la Tierra por material cometario o asteroides de otros sistemas estelares.

Los componentes orgánicos son relativamente comunes en el espacio, especialmente en el Sistema Solar exterior, donde las sustanciasvolátiles no son evaporadas por el calentamiento solar. En los cometas se encuentran incrustaciones de capas externas de material oscuro que, se piensa, son sustancias bituminosas compuestas por material orgánico complejo formado por compuestos de carbono simples tras reacciones iniciadas mayormente por irradiación por luz ultravioleta.

Una hipótesis relacionada con ésta es que la vida se formó en primer lugar en el Marte primigenio y fue transportada a la Tierra cuando material de su corteza fue expulsada de Marte por un asteroide e impactos cometarios para más tarde alcanzar la Tierra.

Es difícil encontrar evidencias para ambas hipótesis y puede que haya que esperar a que se traigan muestras de cometas y de Marte para su estudio. Ninguna de ellas responde realmente a la cuestión de cómo se originó por primera vez la vida, sino que meramente traslada este origen a otro planeta o cometa. No obstante, esta hipótesis extiende tremendamente el abanico de condiciones bajo el cual se pudo haber formado la vida, desde las posibles condiciones primitivas de la Tierra a literalmente las condiciones de todo el Universo.

Evolucionismo y pruebas de la evolución.

Evolución y Evolucionismo

La “evolución” (como se la entiende hoy día) o el “evolucionismo”, es el primer “dogma de fe” en el que necesita creer un ateo para justificar su posición. A diferencia de la verdadera Fe, estos falsos dogmas están fundados en la imaginación del hombre, en falsas doctrinas, de bases enclenques y contradictorias, con un pobre fundamento y alejados de la realidad. Al decir de G.K. Chesterton, cuándo no se cree en Dios, se cree en cualquier cosa, y para demostrar que la “evolución” es un “dogma” inventado, disfrazado de “ciencia” (“fantaciencia” podemos llamarlo), y más bien, basado en “supuestos” y no en hechos científicamente demostrados, apoyados por una realidad empírica, es que publicamos la serie de artículos que presentamos a continuación.

TEORIA DE LA EVOLUCION

INFLUENCIAS, ORIGEN Y DESARROLLO

El interes por el origen humano se remonta a epocas muy tempranas, pero hace solo relativamente poco tiempo que las explicaciones para dar cuenta de ese interés escapan a las suposiciones teologicas y mitologicas, para ser explicadas científicamente. CARL LINNEO, un naturalista sueco (1707-1778), fue uno de los primeros en interesarse por el estudio de los patrones que regían la evolucion, y si bien no pudo evitar una explicación religiosa de la cuestión, el planteo evolucionista encuentra sus primeros esbozos con sus ideas. THOMAS MALTHUS (1766-1834), autor del "Ensayo sobre el principio de la población"(1798), fue uno de los continuadores de la obra de Linneo. Puede considerarse a Malthus como uno de los principales responsables de la concreción del concepto de "la lucha por la existencia". Concepto importantísimo en las teorias de Darwin. Representaba una posición pesimista entre todas las ideas progresistas de la época. Para él "una porción considerable de la humanidad estaba siempre condenada a la miseria como consecuencia del desequilibrio existente entre la capacidad de reproduccion y la capacidad de producción" (Harris, 1983). Supuso que dado el aumento constante de la poblacion, era necesaria la limitación de los matrimonios y nacimientos para evitar

un empobrecimiento progresivo de las clases sociales, producido por la escasez de los medios de subsistencia. Llega a la conclusión de que hay que controlar el crecimiento. Con Malthus la concepción evolucionista de que "los que se adaptan subsisten, los que no desaparecen" empieza a tomar forma. Darwin reconoció las influencias que la obra de aquel autor tuvo sobre él en cuanto al desarrollo del concepto de la selección natural, pero se opuso a su pesimismo: "..como la selección natural no actúa más que por y para el bien de cada ser, todas las dotes corpóreas y mentales tienden a través del progreso hacia su perfeccion"(Darwin, 1859).

JEAN LAMARCK (1744-1829) fue un naturalista francés, padre del transformismo, uno de los primeros en proponer una teoria sistemica evolucionista. Defendió la concepción de cambio evolutivo de las especies animales basada en la idea de una herencia de los caracteres adquiridos. Su hipótesis era que todas las formas superiores de vida se habían originado por otras más sencillas, heredando de sus predecesoras los caracteres que les permitían adaptarse mejor a las condiciones ambientales.

DARWIN: "EL ORIGEN DE LAS ESPECIES"

El mismo año que Lamarck publicaba su obra principal "Philosophie zoologique" en 1809, nacía CHARLES ROBERT DARWIN (1809-1882) principal sistematizador y autor de los supuestos generales de la teoría de la evolución de las especies biologicas. Descendiente de una familia acomodada britanica, liderada por un padre rígido que esperaba ver en su hijo la continuación de la carrera que él se había forjado. Pero la vocación de Darwin era la aventura y su curiosidad difícilmente podría ser domada por la disciplina de un padre que lo quería médico. Tras un breve paso por los claustros de la Universidad de Edimburgo, Charles Darwin se dirige a Cambridge a estudiar teología. Irónicamente allí, en un ámbito de enseñanza religiosa, se instruía el hombre que luego cambiaría para siempre el mundo, desoyendo quizá las máximas eclesiásticas que lo habían formado. Lee a todos los naturalistas contemporáneos y redescubre el hobby coleccionista que de joven lo apasionaba. Se dedica a juntar y clasificar numerosas especies de escarabajos, plantas y pajaros. Apenas termina sus estudios, la Corona Británica asigna al bergantín Beagle la confección de mapas de rutas marinas a lo largo de Sudamérica, el capitán buscaba un naturalista para su viaje. Darwin fue ese naturalista. A pesar de sus miedos por la travesía y los mareos que lo atacaban, Darwin se embarca en el mítico barco comandado por Fitz-roy.

Entre 1831 y 1836 el Beagle visitó America del Sur y las Islas del Pacifico, allí Darwin realizó numerosas observaciones que le servirían para ir apuntalando su posterior teoría. Escribió en su cuaderno de viaje: "¿Cuales son las reglas de la vida?", tal era

el tamaño de su curiosidad. A partir de sus descubrimientos en las Islas Galápagos su destino y el curso de la humanidad toda habría de dar un vuelco. Se dio cuenta que la gran diversidad de especies que en esas islas había, variaba en características de isla en isla, comprendió que cada una de las especies provenía de un ancestro en común. La Biblia decía que las especies habían sido establecidas desde la creación, las Islas Galápagos que las especies podían evolucionar. Su descubrimiento parecía desafiar al mismo Dios, y su idea amenazaba dar vuelta el orden establecido. Al volver a Inglaterra sus ideas estaban en ebullicion, una vez convencido de que las especies cambian, se abocó a determinar lo misterioso: ¿Porqué?. Para 1838 el borrador de su teoría estaba claro: la competencia en la naturaleza hace que las especies se alteren y solo prosperen aquellas cuyas mutaciones son las más apropiadas a su entorno.

A los 50 años de edad Darwin reveló su teoría de la evolución y origen de las especies. En noviembre de 1859 apareció la primera edición de "El origen de las especies" y ya nada fue igual. Muchos autores alegan que fue Alfred Wallace quien forzó la publicación de "EL origen de las especies", al enviarle a Darwin un manuscrito que esbozaba la misma teoría en cuya elaboración Darwin llevaba unos veinte años.

La opinión pública y los críticos creacionistas se aferraron del postulado simplista "los hombres descendieron de los monos" para ridiculizarlo, pero él nunca supuso algo así, él propuso que tanto los monos como los seres humanos descendían de un ancestro común y que luego tomaron caminos divergentes. Para los conservadores victorianos suponer que tenían la más mínima relación con las "bestias" era cuando menos algo insultante. Pero la evidencia que Darwin había recogido era enorme. Hacia 1871 Darwin publica "La descendencia del Hombre" donde ahora sí en forma explícita incorpora al hombre en tanto organismo biologico, a los procesos evolutivos, vinculando a los ancestros humanos con seres muy primitivos. Ya la opinión pública se había empapado de sus ideas evolucionistas y ya nada sería igual que antes de la publicación de "El origen de las especies", cambió para siempre la forma de ver al mundo, Dios fue quedando atrás marcando una nueva era en el desarrollo de la ciencia. Esta teoría revolucionó todos los aspectos del pensamiento humano hasta el punto de considerarse que la existencia del hombre sobre la tierra ya no se debía a un designio divino y universal, sino al producto en gran medida, del azaroso mecanismo de la selección natural.

Darwin demostró la existencia de leyes naturales en el proceso de evolucion biologica: "Se debilitó el argumento teológico sobre la creacion del mundo, tambien la imagen del hombre como criatura privilegiada de Dios. Somos una especie más de entre las miles de especies que pueblan el planeta. Tan sujetos a las leyes naturales como los animales y las plantas" (Lischetti, 1995). En 1882, Darwin muere a los setenta y tres años, la sociedad victoriana que tanto se había escandalizado con sus teorías le rindió tributo y honores sepultándolo en la Abadia de Westminster junto a Newton, Lyell y otros grandes ilustres de Inglaterra. Paradójico final para un hombre

que se adoctrinó en teología, que pasó gran parte de su vida oponiéndose a tal doctrina y que finalmente fue enterrado en el seno mismo de la cristiandad británica que tanto lo deploró.

Teorías de Oparin-Haldane. (físico-químicas)

Aleksandr Oparin(derecha) en el laboratorio.

Fue publicada en 1924 por el investigador ruso alexander I oparin cuyos resultados coincidieron con los de el biologo ingles john haldane quien publico sus experiencias cuatro años despues ,es decir, 1928. Esta teoria ha sido ampliamente aceptada por los cientificos modernos no solo de el area biológica, si no tambien por quimicos, astronomos y geologos etc. Por que su contenido coincide y refuerza las teorias de la evolucion molecular, las de el origen de el universo, evolucion entre otras. 

La teoria quimiosintetica o abiotica parte de una tierra muy joven y sin vida, que tenia una atmosfera carente de oxigeno libre, pero que contenia una gran cantidad de hidrogeno por lo que era fuertemente reductora; ademas tenia algunos compuestos organicos que se habian formado de manera abiotica como metano CH4, amoniaco NH3, acido cianhidrico HCN, entre otros, asi como agua y bioxido de carbono, que se habian generado por la accion de algunas fuentes de energia. 

Conforme la tierra se fue enfriando, el vapor de agua proveniente sobre todo de las erupciones volcanicas se condenso y se precipito en forma de lluvias torrenciales y constantes, las que al caer ivan "lavando" las partes altas, disolviendo y arrastrando muchas sales minerales y alguno que otro compuesto. 

El agua se acumulo en las partes profundas y poco a poco fue formando los mares primitivos, donde se concentraban cada vez mas los productos nutritivos debido alas constantes evaporaciones y precipitaciones que sufrian.Por ello oparin les dio el nombre de sopa primogenia o caldo nutritivo. 

Es importate resaltar las fuentes de energia que, deacuerdo con esta teoria, existian

en esa epoca, por que gracias ala accion de estas pudieron combinarses los compuestos de la primitiva atmosfera reductora con los primeros mares. Las principales fuentes de energia fueron las descargas electricas(de las tormentas), radiaciones solares, erupciones volcanicas y radioactividad. 

La accion de esas fuentes de enrgia permitio la formacion de moleculas mayores,que evolucionaron apartir de los compuestos organicos mencionados hasta formar compuestos polimoleculares de complejidad creciente llamados compuestos prebioticos. 

Los principales compuestos prebioticos que se formaron son: 

Azucares Glicerina 

Acidos grasos Aminoacidos 

Bases pirimidicas Bases puricas 

Los agregados polimoleculares formaron pequeños sistemas cada vez mas complejos. Estos tenian extructuras precelulares y ya estaban diferenciados de el ambiente con el que iniciaron una interaccion como sistemas abiertos. oparin les dio el nombre de protobiontes. 

En algun momento fortuito de la evolucion de los protobiontes mas complejos surgieron otros alos que oparin llamo eubiontes, que ya fueron capaces de trasmitir a sus desendientes la informacion de sus caracteristicas gracias ala existencia de compuestos polimerizados que oparin considero a los precursores de los acidos nucleicos actuales.

Oparin experimentó sus hipótesis utilizando un modelo al que llamó "coacervados". Los coacervados son sistemas coloidales constituidos por macromoléculas diversas que se habrían formado en ciertas condiciones en medio acuoso y habrían ido evolucionando hasta dar lugar a células con verdaderas membranas y otras características de los organismos vivos. Según Oparin, los seres vivos habrían modificado la atmósfera primitiva y esto es lo que habría impedido, a su vez, la posterior formación de nueva vida a partir de sustancias inorgánicas. Como expresara Oparin: "Así, por paradójico que ello pueda parecer, debemos admitir que la causa principal de la imposibilidad de la aparición de la vida en las condiciones naturales actuales reside en el hecho de que ya existe". Oparin vivió en la entonces Unión Soviética, en una época difícil para las investigaciones científicas en su campo de estudio. En 1932, Trofim D. Lysenko (1898-1976), un científico soviético de gran influencia, llega al poder. Adepto a las ideas del materialismo dialéctico, Lysenko creía en la herencia de los caracteres adquiridos y negaba la importancia de los genes y los cromosomas como unidades de la herencia. Asimismo, sostenía que el

medio ambiente modela la herencia. Si el estado socialista había introducido cambios radicales en el trabajo, la sociedad, la educación, ¿por qué no podría influir en la herencia? Para Lysenko era razonable suponer que se podía gestar un tipo humano superior mejorando el ambiente. Es así como el desarrollo y el origen de la vida se convierten en un tema de interés de la filosofía marxista. El materialismo dialéctico rechazó toda creencia en la generación espontánea y en el papel del azar en el origen y el desarrollo de los seres vivos. Cuando, en 1936, Oparin publicó nuevamente su teoría, en una versión mucho más completa, se notaron diferencias significativas entre esta versión y la anterior. La diferencia entre ambas obras radica fundamentalmente en la explicación que Oparin da al paso excepcional de "sopa primitiva" a ser vivo. En su posición original, Oparin afirmaba que la transición a la vida se produjo por procesos aleatorios. En su publicación de 1936 y en trabajos posteriores postula un mecanismo diferente: la evolución química gradual e inevitable. Es interesante comprobar que este punto de vista se acomoda a las ideas marxistas vigentes con respecto a la herencia. A partir de esta fecha, Oparin niega la generación espontánea en la tierra primitiva.

Condiciones que permitieron la vida.

Hace aproximadamente 5 000 millones de años se formo la Tierra, junto con el resto del sistema solar. Los materiales de polvo y gas cósmico que rodeaban al Sol fueron fusionándose y solidificándose para formar los todos los planetas.

Cuando la Tierra se condenso, su superficie estaba expuesta a los rayos solares, al choque de meteoritos y a la radiación de elementos como el torio y el uranio. Estos procesos provocaron que la temperatura fuera muy elevada…

La atmósfera primitiva contenía vapor de agua (H2O), metano (CH4), amoniaco (NH3), ácido cianhídrico (HCN) y otros compuestos, los cuales estaban sometidos al calor desprendido de los volcanes y a la radiación ultravioleta proveniente del sol. Otra característica de esta atmósfera es que carecía de oxigeno libre necesario para la respiración.

Los elementos que se encontraban en la atmósfera y los mares primitivos se combinaron para formar compuestos, como carbohidratos, las proteínas y los aminoácidos…

Oparin demostró que en el interior de un coacervado ocurren reacciones químicas que dan lugar a la formación de sistemas y que cada vez adquieren mayor complejidad.

Debido a que esos sistemas precelulares tenían intercambio con su medio, cada vez se iban haciendo más complejos, hasta la aparición de los seres vivos.

¿Cómo fueron los primeros organismos?

Esos sistemas o macromoléculas, a los que Oparin llamó PROTOBIONTES, estaban expuestos a las condiciones a veces adversas del medio, por lo que no todos permanecieron en la Tierra primitiva, pues las diferencias existentes entre cada sistema permitían que solo los más resistentes subsistieran, mientras aquellos que no lo lograban se disolvían en el mar primitivo, el cual ha sido también llamado SOPA PRIMITIVA.

Después, cuando los protobiontes evolucionaron, dieron lugar a lo que Oparin llamo EUBIONTES, que ya eran células y, por lo tanto, tenían vida. Según la teoría de Oparin – Haldane, así surgieron los primeros seres vivos.

Estos primeros seres vivos eran muy sencillos, pero muy desarrollados para su época, pues tenían capacidad para crecer al tomar sustancias del medio, y cuando llegaban a cierto tamaño se fragmentaban en otros más pequeños, a los que podemos llamar descendientes, estos conservaban muchas características de sus

Evolución prebiótica.

La Teoría De La Evolución Prebiótica

El bioquímico ruso Alexander Oparin propuso por primero vez al teoría de la evolución prebiótica. Según esta teoría, los elementos primordiales de la tierra eran inicialmente simples e inorgánicos, como el agua, metano, amoniaco y el hidrogeno; los cuales provenían de las numerosas erupciones volcánicas.

La radiación ultravioleta solar, las descargas eléctricas de las constaten tormentas y, posiblemente, los impactos de meteoritos, aportaron una gran cantidad de energía que provoco que estas moléculas inorgánicas sencillas se asociaran en moléculas orgánicas simples, como los aminoácidos, los azucares y los ácidos grasos.

Según Oparin, estas moléculas orgánicas simples se acumularon en lso océanos o en las charcas aisladas, protegidas de la excesiva radiación ultravioleta, conformando asi lo que se llamo el caldo primordial. Allí, interactuaron entre ellas para diversificarse y evolucionar en forma de proteínas, ácidos nucleicos y lípidos. A su vez, los ácidos nucleicos, las proteínas y los lípidos interactuaron para originar células vivas. La vida seria pues, el resultado de la evolución de la materia desde inorgánica, a orgánica simples; luego, a orgánica mas compleja y, finalmente a un ser vivo, que sería el resultado más complejo de la materia. Para que esto fuera posible, la atmosfera debía ser reductora, es decir, carecer de oxigeno libre, ya que el oxigeno habría destruido las primeras moléculas orgánicas. Además, la temperatura en la Tierra debía descender lo suficiente para permitir la presencia de agua líquida.

Las células más tempranas pudieron haber sido heterótrofas o autótrofas. Los primeros autótrofos pueden haber sido quimiosintéticos o fotosintéticos. Con la aparición de la fotosíntesis, la energía que fluía a través de la biosfera adoptó su forma moderna dominante: la energía radiante del Sol es capturada por autótrofos fotosintéticos y encauzada por ellos hacia los organismos heterótrofos. Los heterótrofos modernos incluyen a los hongos y a los animales, al igual que a muchos tipos de organismos unicelulares. Los autótrofos modernos incluyen a otros tipos de organismos unicelulares y, lo más importante, a las plantas verdes.

Hay dos tipos distintos de células: las procariotas y las eucariotas. Las células procarióticas carecen de núcleos limitados por membrana y de la mayoría de las organelas que se encuentran en las células eucarióticas. Los procariotas fueron la única forma de vida sobre la Tierra durante casi 2.000 millones de años; después, hace aproximadamente 1.500 millones de años, aparecieron las células eucarióticas. Se ha postulado la llamada "teoría endosimbiótica" para explicar el origen de algunas organelas eucarióticas. Los organismos multicelulares, compuestos de células eucarióticas especializadas para desempeñar funciones particulares, aparecieron en una época comparativamente reciente, sólo hace unos 750 millones de años. Por ser de un tamaño muy pequeño, las células y las estructuras subcelulares necesitan de microscopios para poder ser observadas por el ojo humano, de limitado poder de resolución. Los tres tipos principales son el microscopio óptico, el microscopio electrónico de transmisión y el microscopio electrónico de barrido. Se han desarrollado además otras técnicas microscópicas. Los sistemas ópticos especiales de contraste de fase, de interferencia diferencial y de campo oscuro hacen posible estudiar células vivas. Un avance tecnológico importante fue el uso de computadoras y cámaras de video integradas a los microscopios.

Origen del oxigeno en la tierra.

Los grandes incrementos de complejidad en la evolución de la vida en la Tierra están íntimamente asociados al aumento del nivel de oxígeno en los océanos y la atmósfera. Los últimos datos confirman un ‘gran evento de oxidación’ hace 2.000 millones de años, hacia la mitad de la historia de la vida en el planeta, asociado al origen de las células modernas, o eucariotas: las células de las que estamos hechos todos los organismos mayores que una bacteria. Otro incremento del nivel de oxígeno tuvo lugar hace 600 millones de años, coincidiendo con el origen de los animales. Al oxígeno nos debemos.

Pero el oxígeno también se debe a nosotros, en un sentido biológico más profundo. Hoy se considera demostrado que los primeros seres vivos del planeta fueron bacterias (y arqueas, similares a las bacterias) anaeróbicas, es decir, que viven en ausencia de oxígeno. Y que precisamente fue la actividad de algunas de ellas las que fueron incrementando los niveles de oxígeno en la atmósfera pretérita. Las bacterias fotosintéticas, que obtienen su energía directamente de la luz del Sol y producen oxígeno

como un material de desecho, son antiquísimos pobladores de la Tierra, según las evidencias paleontológicas y genéticas.

“El rápido incremento del dióxido de carbono en la atmósfera actual es fuente de gran preocupación”, escriben en Nature Timothy Lyons y sus colegas de la Universidad de California en Riverside, Yale en New Haven y el Instituto Tecnológico de Georgia. “Pero en la atmósfera de hace 2.500 millones de años, el interés se centraba en un gas muy diferente, el oxígeno liberado a la atmósfera por la actividad biológica primitiva”.

La vida surgió y evolucionó en nuestro planeta en ausencia de oxígeno, y fue ella quien

creó nuestra atmósfera actual.

La Tierra nació hace 4.500 millones de años, junto al resto del Sistema Solar; las evidencias fósiles de las bacterias más antiguas datan de hace 3.500 millones de años; y el primer incremento significativo de oxígeno –el ‘gran evento de oxidación’— solo ocurrió mucho después, hace 2.000 millones de años. En geología, un ‘evento’ puede durar millones de años, y solo es brusco en comparación con las parsimoniosas cadencias habituales en esta disciplina.

Una tradición que debe tanto al pensamiento antropocéntrico como a las películas de astronautas ha consagrado culturalmente al oxígeno como condición esencial de la vida. No lo es. El oxígeno da cuenta del 21% de la atmósfera actual, y ciertamente es esencial para la vida humana; pero sus niveles durante la primera mitad de la historia del planeta no superaron el 0,001% (una cienmilésima) de la concentración actual. Redondeando un poco, la vida surgió y evolucionó en nuestro planeta en ausencia de oxígeno. Y fue ella quien creó nuestra atmósfera actual.

La relación entre el ‘gran evento de oxidación’ y el origen de las células modernas es una propuesta de la fallecida Lynn Margulis y otros investigadores. No en vano fue la propia Margulis quien propuso, en los años sesenta, que las mitocondrias de nuestras células proceden de antiguas bacteria de vida libre.

Estos orgánulos (pequeños órganos) son quienes gestionan el oxígeno en nuestro cerebro y en el resto de nuestro cuerpo. Margulis pensaba que el incremento de oxígeno hace 2.000 millones de años fue precisamente lo que llevó a otras células a ‘engullir’ a aquella primitiva bacteria comedora de oxígeno, dando lugar a la célula moderna. Tal vez tuviera razón.

Nutrición de los primeros organismos.

Los primero organismos contrario de lo que se cree, eran heterótrofos se alimentaban de los materiales que se encontraban en el medio (caldo primitivo), que eran moléculas prebióticas originadas de la unión de elementos de la que nos hablaba Oparin en su teoría del origen de la vida, estos primeros organismos eran pseudo-virus muy primitivos que no tenia funciones complejas y no hacían nada más que recoger alimento del medio y reproducirse, debido a que la energía que podían lograr de las reacciones, que se llevaban a cabo con las moléculas prebióticas primitivas era escaza , solo les permitía  seguir alimentándose y  reproducirse, por eso los primero organismos tardaron miles de años en evolucionar, debido a estas pequeñas cantidades de energía poco útiles, pero después de un tiempo el alimento prebiótico empezó a escasear debido a que estos organismo evolucionaron, por medio de errores, para entender mas esto debemos saber que es la teoría del replicante.

Es cualquier proceso por el cual una cosa puede hacer una copia de sí misma. Las células, en ambientes adecuados, se reproducen por división celular. Durante la división celular, el ADN se replica y puede transmitirse a la descendencia durante la reproducción.

A principios de la investigación de John von Neumann se estableció que una forma común de replicador tiene varias partes:

•       Un genoma, un compacto, por lo general resistente a errores. Biológicamente, este es el ADN.

•       Un especializado conjunto de mecanismos para copiar y reparar el genoma, utilizando los recursos reunidos por el cuerpo. Biológicamente, esto es algo así como la polimerasa del ADN.

•       Un organismo, que reúne los recursos y la energía, e interpreta un algoritmo almacenado. Biológicamente, estos son los ribosomas.

Las excepciones a esta pauta son posibles. Por ejemplo, los científicos han construido con éxito el ARN que se copia a sí mismo en un "medio ambiente" que es una solución de los monómeros del RNA y la transcriptasa. En este caso, el cuerpo es el genoma, y los mecanismos especializados para la copia son externos.

Sin embargo, el caso más simple posible es el que sólo exista un genoma. Sin especificación alguna de los pasos reproductivos, un sistema de un genoma único es, probablemente, mejor caracterizado como algo así como un cristal.

Los primeros organismo se reprodujeron en grandes cantidades, pero cada una de estas reproducciones traía consigo un nuevo organismo que en muchas ocasiones

no era igual al organismo original, debido a que en el paso de información de uno a otro se produjeron errores.

 Estos errores fueron haciendo diferentes a las células hijas de las células madres y no solo eso, también eran diferentes al resto de células , la naturaleza muy sabia solía eliminar esta células, pero en algunos casos estas células eran beneficiadas con esto errores lo que les permitía tener una ventaja sobre otras células y reproducirse con mayor facilidad, es decir estos errores le permitían a estos replicantes hijos, reproducirse más rápido o con menor energía o tener más replicas, lo que hacía que en un corto periodo de tiempo este nuevo replicante se convirtiera en el dominante en el medio y según la selección natural, al tenor mayor capacidad de supervivencia el más apto, por ende el que tenia la opción de sobrevivir sobre el resto de células .

El tiempo siguió transcurriendo y esto organismo por medio de esto errores fueron evolucionando mas y mas.

Pues cuando las moléculas prebióticas se acabaron los organismos procariotas heterótrofos se comenzaros a alimentar de H2S( sulfuro de hidrogeno).

Después este compuesto también se acabo debido a que las erupciones volcánicas cesaron su gran intensidad y este compuesto ya no se encontraban en grandes cantidades, los organismos debieron evolucionar para que pudieran adquirir energía del medio y seguir viviendo, estos organismo primitivos se adaptaron para poder nutrirse con CO2 y H2O,  principalmente con este ultimo debido a que los organismos por medio de reaccionen de análisis(descomposición) separaban el H que era el material que utilizaban para continuar con sus funciones, este elemento hacia que las reacciones que sucedían fueran mucho más potentes y originaran más

energía lo que les permitía crecer y evolucionar, los cambios permitieron a los organismos salir del medio acuático en el que se encontraban y establecerse en tierra firme, que ya se había formado producto de las erupciones volcánicas, la lava que se fue enfriando creo los primeros indicios de tierra primitiva, después de mucho tiempo estos organismos acabaron siendo millones y todos tenían reacciones en la que involucraban reactivos como los antes mencionados (agua y dióxido de carbono), de estos compuestos utilizaban el carbono y el hidrogeno para obtener y energía y dejaban como sobrante oxigeno, en grandes cantidades , el sol realizaban la misma función, separaba(condensaba) el agua y dejaba libres átomos de H y O.

El primero al ser muy liviano se fue a la ionosfera y se acumulo en esta capa con grandes cantidades de Helio y otros gases nobles, el segundo se acumulo con mas oxigeno que ya se encontraba en la tierra debió a las reacciones y se mezclo formado partículas de O3(ozono) ,lo que formo la capa de ozono y origino la vida primitiva eucariota debido a que algunos organismos evolucionaron a eucariotas autótrofos ayudados por la energía solar y otros evolucionaron a eucariotas heterótrofos utilizando el oxigeno abundante en ese entonces y alimentándose de lo producido por lo organismo autótrofos, es muy importante saber que este uso de oxigeno se debió a la aparición de las mitocondrias, fundamentales en el uso de oxigeno y producción de energía , claro que esto demoro millones de año y nos da una idea de lo que sucederá en otros millones de años cuando el suministro de oxigeno se agote y haya un exceso de otro material( como podría ser el CO2) y los organismo vivos se verán obligados a evolucionar y consumir lo que se encuentre a su disposición.

Primeros organismo que se alimentaron con H2S producto de la acumulación de este debido a las erupciones volcánicas.

Organismos comenzaron a poblar los espacios terrestres.

Fotosíntesis y reproducción primigenia.

Unas modestas algas unicelulares tomaron la energía de los rayos solares y los transformaron en materia orgánica. Se comieron el sol, que diría un castizo. Y lo hicieron sin quemarse. Si sintetizas materia desde la energía solar o lumínica no te extrañe que a este proceso se le llame fotosíntesis.

Las evidencias radiométricas indican que las primeras células surgieron hace 3.500 millones de años y muy seguramente los primeros organismos eran procariotas, los cuales se caracterizan por tener el material genético libre dentro del citoplasma. Es probable que estas células hayan obtenido la energía para sus funciones vitales de los materiales orgánicos del océano primitivo.

Dado que la atmósfera primigenia tenía bajas concentraciones de oxígeno, estas bacterias realizaban su metabolismo en condiciones anaerobias, el cual proporciona poca energía. La fotosíntesis apareció dentro de algunas bacte- rias que podían utilizar las concentraciones de CO 2 del medio acuático y la luz solar. El principal grupo de bacterias que podían realizar esta función fue- ron cianobacterias, que liberaban a la atmósfera O 2 como producto final del anabolismo de la glucosa.

Se considera que cuando él O 2 reaccionó con el hierro presente en la superficie de la Tierra se formó el óxido de hierro que facilitó el proceso de enriquecimiento de la atmósfera con O2. El cambio ambiental causado por el paso de una atmósfera anoxigénica a otra con altas concentraciones de O 2 pudo constituir una fuerte presión selectiva para los primeros organismos vivos. Esto último, dado que este

elemento reacciona con las moléculas orgánicas rompiendo sus enlaces y liberando la energía contenida en estos, disminuyó sus probabilidades de reproducción y supervivencia. Sólo aquellos organismos que tenían la posibilidad de incorporar el O 2 en su metabolismo pudieron reproducirse y sobrevivir bajo tales condiciones. 4.5.

Origen de la célula eucariótica y de la multicelularidad El aumento en la densidad de los organismos procariotas hizo probable la evolución de la depredación. Ésta pudo haberse dado entre un grupo particular de bacterias que no presentaban una pared celular, las cuales podían rodear sus presas. Muy seguramente, estos organismos pertenecían a aquel grupo de bacterias que no podían sintetizar su alimento a partir de la fotosíntesis y el metabolismo aeróbico. Es posible que la incorporación de otras bacterias a partir de estas bacterias predadoras diera origen a la primera célula eucariota.

3. La Biología como ciencia.

Historia de la biología.

Puede llamarse al siglo XX el de la biología celular y molecular, pues la unidad de vida descubierta por Robert Hooke, fue conocida en su intimidad a través del ultramicroscopio. Así pudieron determinarse las estructuras y funciones de los cloroplastos, mitocondrias, ribosomas y el aparato de Golgi, entre otros organoides. Watson y Crick lograron desentrañar la constitución de la molécula de ADN -ácido desoxirribonucleico- lo que les valió ser galardonados con el Premio Nobel. La importancia trascendental de esta investigación estriba en que en el ADN se halla inscripto el código genético que te transmite de padres a hijos. La conquista más sobresaliente es haber logrado la fecundación extracorpórea.

HISTORIA DE LA BIOLOGÍA:

La ciencia (del latín scientia, «conocimiento») es el conocimiento que deriva de la experiencia humana directamente verificable; es decir, que se basa en la observación directa de la naturaleza que nos circunda: su dominio se limitará, por tanto, a todo lo que puede ser observado directa o indirectamente.

Por lo demás, todas las observaciones científicas deben ser repetibles, esto es, ningún acontecimiento puede considerarse válido si no puede reproducirse en laboratorio, y deben estar sujetas a experimentación. Por consiguiente, una teoría científica sólo puede valorarse mediante una verificación experimental. La metodología científica correcta impone necesariamente las etapas antes descritas, y de ahí que teorías fascinantes como la homeopatía, pese a que estén difundidas y seguidas por médicos de distintos países, todavía no puedan ser aceptadas por la comunidad científica, por falta de pruebas experimentales que las avalen.

Homeopatía

El término homeopatía, que deriva del griego amos, «mismo», y patos, «enfermedad», indica una medicina alternativa a la reconocida por la comunidad científica. Interviene en la curación de la enfermedad mediante las mismas sustancias que provocan la patología, pero en concentraciones infinitesimales, esto es, diluidas millones de veces, con objeto de eliminar en la solución final ingerida por el paciente toda traza química de la sustancia inicial.

Los campos especializados de la ciencia

Las ciencias naturales se ocupan de los fenómenos de la naturaleza y pueden ser equiparadas a las ciencias físicas, de las cuales la física estudia las propiedades de la materia y de la energía, y la química se interesa por las conformaciones y las transformaciones de la materia.

Forman parte de las ciencias naturales la geología, que investiga la estructura de la Tierra; la mineralogía, que estudia las sustancias de las que está compuesta la corteza terrestre; la geografía física, que comprende el estudio de las características superficiales de nuestro planeta; la meteorología, que se ocupa del clima, y la biología (del griego bios, «vida»), que es la ciencia de los seres vivos.

A la biología pertenecen la botánica, que estudia las plantas; la zoología, es decir, la ciencia de los animales, y la microbiología, que es el estudio de las bacterias, de los virus y de los protozoos.

El significativo aumento de los conocimientos que ha tenido lugar en el ámbito de la biología durante los últimos cien años ha hecho indispensable la subdivisión de esta ciencia en campos cada vez más especializados, y actualmente los grandes progresos tecnológicos proporcionan los instrumentos necesarios para observar cada vez más minuciosamente y con mayor precisión los mecanismos de la regulación celular, que hoy constituyen el tema más estudiado por la mayoría de los biólogos. Las principales disciplinas de la biología son las siguientes:

1. Morfología (del griego morphe, «forma», y lagos, «discurso»): el estudio de la forma y de la estructura de las plantas, los animales y los microorganismos.

2. Anatomía: el estudio de los aparatos y de los órganos de los animales.

3. Taxonomía (del griego taxis, «orden», y nomos, «ley»): el método de clasificación de las plantas y de los animales.

4. Histología (del griego kistos, «tejido»): el estudio de la estructura de los tejidos.

5. Citología (del griego kytos, «cavidad»): el estudio de las estructuras y de las funciones en el interior de la célula.

6. Fisiología (del griego physis, «natura»): el estudio de los mecanismos y de las funciones vitales de los animales.

7. Embriología (del griego embryon, «embrión»): el estudio acerca del desarrollo de un nuevo individuo en el interior de un huevo o del útero materno.

8. Bioquímica (del griego bios, «vida»): el estudio de las sustancias que se encuentran en los seres vivos y de su transformación durante el curso de la vida.

9. Parasitología (del griego para, «cerca», y sitos, «alimento»): el estudio de los animales que no son capaces de tener autonomía y viven de otros animales.

10. Etología (del griego ethos, «costumbre»): el estudio del comportamiento animal.

11. Ecología (del griego oiskos, «casa»): el estudio de las relaciones entre los animales o las plantas y el medio que los circunda.

12. Genética (del griego génesis, «origen»): el estudio de la herencia y de la variedad de los caracteres. Según los aspectos que investiga la genética, ésta se subdivide a su vez en otros sectores:

a) Citogenética: el estudio de la estructura y de las funciones de los cromosomas y de la herencia de las células.

b) Genética de los microorganismos: el estudio de la herencia de los organismos unicelulares y de sus mecanismos de regulación celular. Estos últimos se consideran como modelos muy importantes para el estudio de la regulación de las células que viven en el interior de animales más complejos, como el hombre.

c) Genética molecular: el estudio de la estructura química de los genes y de los mecanismos a través de los que los propios genes regulan la actividad celular.

Cuando Robert Hooke, el naturalista inglés que, en el siglo XVII descubriera la célula a través de un rudimentario microscopio de su invención, constituido por una combinación de lentes de poco aumento, no se había podido imaginar los hallazgos que, posteriormente, mediante el perfeccionamiento del microscopio biológico y de la invención del electrónico, se concretarla en el siglo XX en esa unidad de vida.

Hooke, en aquella histórica oportunidad, cometió el error, explicable en esa época, de observar una célula muerta del Quercus Súber —corcho—, cuyo protoplasma, o sea la parte viva, había desaparecido. De ahí que, a esa mínima expresión vital, le diera el término de célula, proveniente del griego: oikos, hueco o del latín: celia: celda o celdilla a semejanza con las estructuras de los panales elaborados por las abejas.

HITOS MÁS DESTACADOS EN LA HISTORIA DE LA BIOLOGÍA

En el amplio campo de las ciencias biológicas, el siglo XX ha sido extraordinariamente pródigo en descubrimientos. Estos hallazgos han sido posibles, por la contribución que le han prestado la física y la química y dentro de la primera, especialmente la electrónica.

Ya no es posible ignorar muchos aspectos que se desconocían sobre la composición íntima de la célula una centuria antes, así como también las características de los microorganismos, muchos de ellos patógenos, cuya identificación y sus estructuras, han permitido un mejor conocimiento de las enfermedades, sobre todo su etiología, su patología y como consecuencia, un adecuado tratamiento más acorde con la naturaleza de las dolencias.

Pero la audacia de los hombres de ciencia, que unen a su extraordinaria cuota de sacrificio, una buena dosis de imaginación, entusiasmo y por qué no decirlo, de romanticismo y desinterés, ha llegado a tales extremos que, en el último cuarto de siglo, concretó una de las aventuras más inimaginables:

La creación de la vida humana "in vitro". La fecundación de un óvulo y un espermatozoide humanos en un simple recipiente, representa la conquista más espectacular de la biología contemporánea. Este maravilloso proceso, en un laboratorio, fuera del claustro materno, revela una de las concepciones encaminadas a desentrañar los misterios de la vida. El científico ha concretado la creación de un ser humano a su antojo, en el momento que lo desea, cuando la naturaleza, en su fisiología normal, se halla impedida de hacerlo. Si bien ello puede quebrar la filosofía humanista y los principios de la biología y también concepciones morales y religiosas, lo que ha desatado crudas y ríspidas polémicas; lo cierto, lo realizado, es que el siglo XX va a culminar con la revolucionaria técnica de la fecundación extracorpórea.

El anuncio, que a través de todos los medios de difusión conmovió al mundo y más a los científicos ortodoxos, marca un hito de trascendencia en la historia de las ciencias, por la afiebrada proeza de haberse conseguido que una gameta femenina acepte a una gameta masculina y desarrolle una célula huevo del que surgió un nuevo ser humano.

También dentro del núcleo logrose descubrir que, los cromosomas están constituidos por el ADN —ácido desoxirri-bonucleico—. James D. Watson y Francis Crick, lograron desentrañar la constitución íntima de esta molécula, lo que les valió ser galardonados con el Premio Nobel. El hallazgo de estos dos científicos ha sido extraordinario, pues determinaron que en esa molécula se hallan inscriptos todos los caracteres genéticos que se trasmiten de padres a hijos.

Revelaron que el ADN está formado por una base nitrogenada púrica, que se enfrenta con otra pirimídica, unidas por un hidrógeno lábil. Hallaron que, esta base nitrogenada forma con la desoxirribosa, que es un azúcar, un nucleósido y con el grupo fosfato, un nucleótido y numerosos nucleótidos integran una cadena de polinucléotidos y dos cadenas de polinucleótidos, el ADN.

De acuerdo a como se disponen las bases nitrogenadas que son cuatro, quedará constituido el código genético o mensaje genético que es típico para cada individuo. Juntamente con el ARN —ácido ribonucleico— constituyen la base de la genética. El

ADN esta constituido así como por tres millones de nucleótidos. La magia del sistema ADN permite que una célula pueda reproducirse con exactitud, fabricar las sustancias apropiadas en las cantidades adecuadas y en el momento debido.

Uno de los descubrimientos más importantes de este siglo es haber comprobado que varias enfermedades tienen su origen en trastornos ocurridos en los genes. Porque se ha calculado que, una muerte de cada cinco en la infancia, es provocada por algún desorden genético, en algunos de los genes. Y una de las más serias dolencias es el mongolismo o mogolismo. Ello se debe a un cromosoma alterado.

La osadía del hombre de ciencia ha llegado a tal punto, que ha logrado crear genes y producir mutaciones, modificando la constitución genética. Los progresos de la biología, acompañados de los adelantos en la electrónica, han hecho posible, por un lado, determinar el sexo del hijo mientras se halla en el claustro materno, mediante el análisis microscópico de las células del líquido amniótico y observar a la criatura a través de una pantalla muy semejante a la de la televisión.

La identificación de los virus, su estructura y su clasificación es otro de los avances sorprendentes alcanzados a través de la ultramicroseopía, con la colaboración de la microquímica. Estas entidades, muchas de ellas patógenas, marcan ya un límite entre la vida y la no vida, pues se hallan constituidas simplemente por ADN o ARN enij«eltos en una cápsula proteica.

Las investigaciones revelaron que, cuando invaden las células y encuentran ana ecología apropiada, especialmente las enzimas específicas, se multiplican de a miles y luego se diseminan por las células vecinas. Se ha podido determinar que, algunas formas de cáncer, como la leucemia, que ataca a la sangre, es producida por un virus. Por técnicas semejantes se han descubierto los bacteriófagos, que representan una de las manifestaciones interesantes del equilibrio biológico. Los bacteriófagos son inofensivos para el ser humano, pero en cambio destruyen ciertas bacterias, algunas productoras de serias dolencias.

En el siglo XX —y no sabemos lo que nos deparará en el apasionante terreno de la biología las dos décadas que faltan para su extinción—, el hombre de ciencia ha

penetrado en la misma intimidad de la célula. Ha logrado sintetizar algunas proteínas, modificar la constitución genética experimentalmente, ha plasmado la primera fecundación humana en el gabinete. Estos y otros progresos están ocasionando una revolución imprevisible en lo que se refiere a sus consecuencias futuras.

El profesor Etienne Wolf, director de biología experimental de Francia, refiriéndose al desarrollo del estado fetal fuera de la madre afirmaba que, en los próximos años se aguarda estimular así las cualidades físicas e intelectuales de un niño antes del nacimiento, reparar sus malformaciones congénitas, inmunizar a los lactantes contra la infección por medio de la vacunación prematura y hasta desarrollar la tolerancia de los tejidos extraños, de modo que puedan aceptar injertos durante la vida cuando los necesitasen.

Pero, lo grave de este siglo es que, mientras los apabullantes descubrimientos científicos se han empinado en un diagrama de coordenadas, la ética, y la moral de los seres humanos se han mantenido horizontalmente y hasta a veces, han descendido. Entonces, habría que preguntarse: ¿De qué valen las conquistas científicas, tanta lucha y sacrificios? Las respuestas las hallaremos en la veintena de años que restan aún para completar el siglo en que vivimos. Ojalá sean menos turbulentos que los anteriores.

Ciencias biológicas. (conceptualización).

Las ciencias biológicas son aquellas que se dedican a estudiar la vida y sus procesos. Se trata de una rama de las ciencias naturales que investiga el origen, la evolución y las propiedades de los seres vivos.

Estas ciencias, que también se agrupan bajo la denominación de biología, analizan las características de los organismos individuales y de las especies en conjunto, estudiando las interacciones entre ellos y con el entorno.

Existen múltiples disciplinas que pertenecen al ámbito de las ciencias biológicas, como la anatomía, la botánica, la ecología, la fisiología, la genética, la inmunología, la taxonomía y la zoología. Entre estas ciencias, hay dos que se destacan: la botánica (la ciencia que se dedica al estudio de las plantas) y la zoología (dedicada al estudio de los animales). Ambas constituyen las principales ramas de la biología, mientras que la medicina es la ciencia dedicada la vida, salud, enfermedad y muerte de los seres humanos y se la considera parte de las ciencias de la salud.

Las ciencias biológicas han demostrado que toda forma de vida está compuesta por células basadas en una bioquímica común. Los organismos utilizan el material genético para transmitir sus caracteres hereditarios, presente en el ADN. Estos principios se basan en la existencia de un antepasado común a todos los seres vivos que ha seguido un proceso de evolución (por eso los organismos biológicos comparten procesos similares). La unidad básica del material hereditario es el gen, formado por un fragmento del ADN del cromosoma que codifica una proteína. El conocimiento de este hecho permitió comprender que todos los seres vivos nos necesitamos y nos encontramos emparentados unos con otros y, sobre todo, que la

supervivencia de unos solamente es posible si los otros también consiguen sobrevivir.

La importancia de conocer el medio ambiente para interactuar con él.

Los seres humanos, pese a los intentos de alejarse cada vez más de su esencia animal, forman parte de la naturaleza; por tanto el conocimiento de las especies con las que comparte su entorno y la búsqueda de relaciones equilibradas pueden ser vital para su supervivencia.

Cuando nos acercamos al medio ambiente y lo estudiamos, podemos también comprendernos mejor a nosotros mismos, aprendiendo de nuestras capacidades y potenciando nuestras habilidades para conseguir una mejor calidad de vida.

Dentro de las ciencias, la biología se encarga de analizar las interacciones de las diversas especies en un entorno natural previniendo las consecuencias que una determinada acción humana puede acarrear sobre un espacio virgen o natural. El trabajo que realizan aquellas personas especializadas en este sector puede ser vital para preservar el planeta. Al día de hoy en el que tantos experimentos humanos han llevado a un desequilibrio importante en las relaciones con el medio ambiente, es fundamental la investigación y el trabajo por concienciar a todos en torno a la búsqueda de una vida en que no se ponga en riesgo el equilibrio natural.

Las problemáticas relacionadas con la interacción del ser humano con su entorno son estudiadas específicamente por las diversas ramas de las ciencias biológicas, detalladas con anterioridad.

De este modo, todo lo que tenga que ver con situaciones que provoque el ser humano que pueden acarrear contaminación o perjuicio para un espacio natural, será estudiado por la ecología; la cual intentará dar respuestas y alternativas para sanar el daño causado o trabajar por acortar sus consecuencias.

Por otro lado, cabe mencionar que el conocimiento del desarrollo del resto de las especies (expectativas de vida, necesidades fisiológicas, relaciones que establece, etc.) puede ser fundamental para asegurar su supervivencia, si esta dependiera del actuar humano. De esta labor se encargan otras ramas de la biología como la zoología.

La biología es una disciplina científica que abarca un amplio espectro de campos de estudio que, a menudo, se tratan como disciplinas independientes. Todas ellas juntas estudian la vida en un amplio rango de escalas. La vida se estudia a escala atómica y molecular en biología molecular, en bioquímica y en genética molecular. Desde el punto de vista celular, se estudia en biología celular, y a escala pluricelular se estudia en fisiología, anatomía e histología. Desde el punto de vista de la ontogenia o desarrollo de los organismos a nivel individual, se estudia en biología del desarrollo.

Cuando se amplía el campo a más de un organismo, la genética trata el funcionamiento de la herencia genética de los padres a su descendencia. La ciencia que trata el comportamiento de los grupos es la etología, esto es, de más de un individuo. La genética de poblaciones observa y analiza una población entera y la genética sistemática trata los linajes entre especies. Las poblaciones interdependientes y sus hábitats se examinan en la ecología y la biología evolutiva. Un nuevo campo de estudio es la astrobiología (o xenobiología), que estudia la posibilidad de la vida más allá de la Tierra.

Las clasificaciones de los seres vivos son muy numerosas. Se proponen desde la tradicional división en dos reinos establecida por Carlos Linneo en el siglo XVII, entre animales y plantas, hasta las actuales propuestas de sistemas cladísticos con tres dominios que comprenden más de 20 reinos.

La biología estudia lo que tienen en común y también lo que distingue a las

diferentes formas de vida. De izquierda a derecha y de arriba a abajo se muestran

diversas formas de vida: E. coli (bacteria), helecho(planta), Drosera (planta

carnívora),F. velutipes (hongo), escarabajo Goliat (insecto) y gacela (mamífero).

Subdivisión de las ciencias biológicas.

La Biología es una disciplina que forma parte de las Ciencias Naturales. Su principal objetivo es el estudio del origen, de la evolución y de las propiedades que poseen todos los seres vivientes. La palabra biología deriva del griego y significa “estudio de la vida, de los seres vivos” (bios = vida y logia = estudio, ciencia, tratado).

Ciencia es el conjunto de conocimientos obtenidos a través de la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales. La Biología es una ciencia que incluye diversas disciplinas que en ocasiones se tratan de manera independiente. La biología molecular y la bioquímica estudian la vida a partir de las moléculas, mientras que la biología celular o citología lo hacen a partir de las células. La anatomía, la histología y la fisiología realizan el estudio desde un aspecto pluricelular. Es por ello que la Biología debe considerarse como un conjunto de ciencias, puesto que los seres vivos pueden ser estudiados a partir de diferentes enfoques. Ese conjunto de ciencias forma parte de las Ciencias Biológicas, donde se incluyen la morfología, la fisiología, la microbiología, la

genética, la patología, la taxonomía y muchas disciplinas más, algunas de las cuales se detallan a continuación.

MORFOLOGÍA

Es el estudio de las formas, de la constitución de los seres vivientes. La morfología se subdivide en Anatomía, Histología y Embriología.

-Anatomía: trata sobre la estructura macroscópica de los organismos, su ubicación y la relación entre los distintos órganos que forman parte del ser vivo, sea animal o vegetal. Por lo tanto, debe considerarse una Anatomía Animal, que estudia las características que tienen los órganos como músculos, huesos, estómago, corazón, órganos reproductores, etc., y una Anatomía Vegetal, que describe la estructura de las distintas partes de las plantas.

-Histología: es el estudio de los tejidos. Se considera como una anatomía microscópica, ya que el conjunto de células que cumple funciones similares puede visualizarse a través de microscopios. Debe considerarse la Histología Animal y la Histología Vegetal, según sea el organismo en estudio.

-Embriología: en una rama de las Ciencias Biológicas que trata sobre el desarrollo de los seres vivos desde la fecundación hasta alcanzar la etapa adulta. Tras la fecundación se forma el huevo o cigoto, en cuyo interior se va formando el embrión del nuevo ser (etapa embrionaria). Una vez que se formaron los principales órganos y estructuras se llega a la etapa fetal, donde el feto continúa su desarrollo hasta el nacimiento. La Embriología se relaciona con la Anatomía y la Histología.

FISIOLOGÍA

Rama de las Ciencias Biológicas que estudia el funcionamiento de los distintos órganos y tejidos, ya sean de origen animal (Fisiología Animal) o de origen vegetal (Fisiología Vegetal). El objetivo principal de la Fisiología es el conocimiento de los procesos funcionales de los organismos vivos y todos sus elementos.

MICROBIOLOGÍA

Es el estudio de los microorganismos. Se divide en varias subdisciplinas donde sobresalen la Bacteriología, que estudia las bacterias, la Micología o estudio de los hongos, la Virología, que trata sobre los virus y la Ficología, rama que se encarga del

estudio de las algas, donde muchas especies son unicelulares, entre ellas las cianobacterias o algas verde azuladas.

PATOLOGÍA

Corresponde al tratado sobre las distintas enfermedades de plantas y animales.

BIOQUÍMICA

Es una Ciencia Biológica que estudia los componentes químicos de los organismos, como los hidratos de carbono, las grasas, las proteínas, los ácidos nucleicos y demás moléculas intracelulares. La Bioquímica trata todos aquellos fenómenos químicos esenciales para la vida.

GENÉTICA

Es una división de las Ciencias Biológicas que estudia la herencia biológica, es decir, la forma en que un progenitor transmite ciertas características a su descendencia. La Genética es una ciencia que trata la forma en que los factores hereditarios se transmiten de una generación a otra, como así también el modo en que se controlan dichos procesos.

ECOLOGÍA

Es el estudio de los ecosistemas, de la relación existente entre los seres vivos y el ambiente en el que se encuentran. La ecología trata del nivel superior de organización de los seres vivos, estudiando todo lo relacionado con las poblaciones, las comunidades, los ecosistemas, los biomas y la biosfera. Esta variedad de especialidades hace que la Ecología deba interactuar con otras disciplinas como la Química, Física, Matemática, Geografía, Geología y Meteorología, entre otras.

BOTÁNICA

Rama de las Ciencias Biológicas que estudia los vegetales. Abarca varias disciplinas que incluyen la descripción, clasificación y la identificación de los plantas, como

también la composición química, la fisiología, la morfología, la reproducción, la genética y las enfermedades de todos los organismos vegetales.

ZOOLOGÍA

Es una disciplina encargada del estudio de los animales, donde incluye la descripción, la clasificación, el modo de vida, la forma en que se interrelacionan y lo referente a aspectos de la evolución.

PALEONTOLOGÍA

Es la ciencia que estudia el pasado de la vida en el planeta a través de los seres extinguidos. Su objetivo es la reconstrucción de los organismos que vivieron en tiempos pasados, el estudio de sus orígenes y los cambios sufridos en las etapas evolutivas, como también el conocimiento de las extinciones y de los procesos de formación de los fósiles.

TAXONOMÍA

Se encarga de la clasificación de todos los seres vivos que existen en el planeta.

Cabe señalar que las disciplinas antes nombradas son algunas de todas las ciencias biológicas existentes. La Citología es la rama que estudia las células, la Etología el comportamiento, la Parasitología trata sobre los parásitos de plantas y animales y la Entomología estudia los insectos. No puede dejar de mencionarse a la nutrición y la reproducción de los organismos animales y vegetales, procesos de suma importancia para los seres vivos cuyo estudio también está dentro de las Ciencias Biológicas. Por último la Biofísica, que se encarga de estudiar la Biología con métodos y principios propios de la Física, tiene por función encontrar leyes y conceptos que den explicación sobre el comportamiento de los sistemas biológicos, como las células y los organismos más complejos. A la fecha existen dudas en considerar a la Biofísica como parte de la Física o de la Biología.

Al principio de este trabajo se dijo que la Biología era una rama de las Ciencias Naturales. Las Ciencias Naturales están formadas por un grupo de ciencias que se ocupan del estudio de la Naturaleza, entre ellas la Biología, la Astronomía, la Física, la Química y las Ciencias de la Tierra.

Relación de la biología con otras ciencias.

Anatomía: estudio de la estructura interna y externa de los seres vivos.

Antropología: estudio del ser humano como entidad biológica.

Biología epistemológica: estudio del origen filosófico de los conceptos biológicos.

Biología marina: estudio de los seres vivos marinos.

Biomedicina: rama de la biología aplicada a la salud humana.

Bioquímica: son los procesos químicos que se desarrollan en el interior de los

seres vivos.

Botánica: estudio de los organismos fotosintéticos (varios reinos).

Citología: estudio de las células.

Citogenética: estudio de la genética de las células (cromosomas).

Citopatología: estudio de las enfermedades de las células.

Citoquímica: estudio de la composición química de las células y sus procesos

biológicos.

Ecología: estudio de los organismos y sus relaciones entre sí y con el medio

ambiente.

Embriología: estudio del desarrollo del embrión.

Entomología: estudio de los insectos.

Etología: estudio del comportamiento de los seres vivos.

Evolución: estudio del cambio y la transformación de las especies a lo largo del

tiempo.

Filogenia: estudio de la evolución de los seres vivos.

Fisiología: estudio de las relaciones entre los órganos.

Genética: estudio de los genes y la herencia.

Genética molecular: estudia la estructura y la función de los genes a nivel

molecular.

Histología: estudio de los tejidos.

Histoquímica: estudio de la composición química de células y tejidos y de las

reacciones químicas que se desarrollan en ellos con ayuda de colorantes

específicos.

Inmunología: estudio del sistema inmunitario de defensa.

Micología: estudio de los hongos.

Microbiología: estudio de los microorganismos.

Organografía: estudio de órganos y sistemas.

Paleontología: estudio de los organismos que vivieron en el pasado.

Taxonomía: estudio que clasifica y ordena a los seres vivos.

Virología: estudio de los virus.

Zoología: estudio de los animales.

Método científico. Procesos del pensamiento sistemático y de inducción y deducción.

Método Científico, partiremos con una definición de la Enciclopedia Británica:

"El método científico es un término colectivo que denota los diferentes procesos que ayudan a construir la ciencia".

A esta definición, se puede agregar que el método científico sirve para entender la naturaleza de la ciencia y tiene su fundamento en la observación del mundo circundante.

Alan E. Nourse, autor inglés de ciencia ficción (1969), se refiere al método científico en los siguientes términos:

"...No hay magia en un método que nos sirve para descubrir la verdad, es tan simple y lógico para nosotros los científicos que lo usamos cotidianamente para la resolución de nuestros problemas diarios..."

Esta aseveración da pábulo para una reflexión:

¿Es tan simple y lógico...?, ¿Realmente, lo usamos en la resolución cotidiana de problemas?

Antes de que se concibiera el método científico, la acumulación de conocimientos se hacía a partir de la meditación y observaciones casuales. Debieron pasar siglos para darse cuenta de que este camino era un callejón sin salida que no producía más que preguntas equivocadas. Y no fue hasta que se estableció el método científico que la ciencia inició su crecimiento y se empezó a expandir nuestro conocimiento de las leyes naturales.

Es un método imperfecto, pero lo suficientemente exitoso como para que todos los campos lo hayan adoptado, excluyendo prácticamente cualquier otro método de solución de problemas.

Hoy, se puede afirmar que el método científico es un proceso creativo de resolución de problemas y en general consta de las siguientes partes o etapas:

1. Idea, observación.

Construir ciencia.

De la observación, a los juicios.

2. Reconocimiento del problema y evaluación de evidencias.

3. Formulación de hipótesis: generación de soluciones creativas y lógicas

4. Formulación de objetivos y métodos. Experimento controlado.

5. Prueba de hipótesis, experimentación, recolección de datos y análisis de resultados

6. Juicios y conclusiones sobre procedimientos, resultados y teorías comparación de resultados con hipótesis).

La observación conduce a la identificación y resolución de problemas.

Una vez que éstos están claramente delimitados, es inevitable la postulación de hipótesis, es decir, de explicaciones tentativas y provisorias de las situaciones problemáticas.

La hipótesis, es necesaria ponerla a prueba, para lo cual se utilizan y diseñan experimentos.

El experimento proporciona evidencias (datos experimentales), que permiten apreciar si se cumplen o no las predicciones derivadas de la hipótesis.

El análisis y la interpretación de los datos experimentales finalmente llevan al científico a la elaboración de las conclusiones referentes a la validez de la hipótesis.

Usualmente, en la literatura se encuentran algunos de los atributos personales y de razonamiento deseables para una aplicación exitosa del método científico:

Honestidad, búsqueda, persistencia, creatividad

Comunicación, sensibilidad, razonamiento lógico

Reconocimiento de patrones, observación, abstracción

Generalización, clasificación, organización, control de variables

Planeación, predicción, visualización, definición

Toma de decisiones, medición, evaluación

Un ejemplo práctico

Ahora, podemos afirmar que el método científico es el instrumento más poderoso de la ciencia; simplemente se trata de aplicar la lógica a la realidad y a los hechos que observamos.

El método científico sirve para poner a prueba cualquier supuesto o hipótesis, examinando las mejores evidencias que se cuentan, ya sea a favor o en contra.

Pongamos un ejemplo: digamos que se desea verificar, de una vez por todas, si la Astrología (práctica que agrupa a toda la población humana en doce tipos de personalidad según su día de nacimiento, entre otras cosas) funciona o no.

Condiciones para el buen éxito.

Apliquemos el método científico para saber si es así o no lo es. Para hacerlo, debemos seguir los siguientes pasos:

Percibir el problema. Ya lo hicimos. La astrología define doce grupos de personalidad según su signo zodiacal (queremos saber si en verdad se puede clasificar a la gente de esta manera).

Eliminar los prejuicios. Por lo general, el método científico tiende a eliminar el plano subjetivo en la interpretación de la realidad, pero aun así recomiendo tomar en cuenta este paso. Un prejuicio es sencillamente cualquier opinión que se tenga de algo, antes de someterlo a juicio, en nuestro caso, creer que la astrología sí funciona sólo porque la mayoría de la gente dice que funciona, o creer que no funciona porque escuchaste a un científico decir que no tiene ninguna base racional, son prejuicios. Si deseas probar algo, debes tomar una actitud imparcial y atenerte sólo a los hechos.

Identificar y definir el problema. Veamos nuestro problema con más precisión. Según los astrólogos, se pueden definir doce rasgos de personalidad según el signo zodiacal en el que han nacido. Es decir, si eres Cáncer tienes una personalidad solitaria, si eres Aries eres juguetón, si eres Piscis te gusta conversar etcétera. En definitiva: Queremos conocer si el signo zodiacal influye en la personalidad de uno.

La hipótesis. Propongamos una solución a nuestro problema (aquella que creas más conveniente), en nuestro caso proponemos que el signo zodiacal sí influye de manera determinante en la personalidad de cada individuo. Recuerda que la hipótesis siempre debe ser formulada de tal modo que pueda prever una

respuesta (sí o no).

Verificación de la hipótesis mediante la acción. Ahora comienza lo divertido, aunque muchas veces lo más difícil.

Debemos encontrar hechos observables que permitan confirmar nuestra hipótesis. Se nos pueden ocurrir muchas maneras de verificar la hipótesis, siempre debemos tratar de escoger aquellos que no nos proporcionen resultados ambiguos ni incompletos. Es muy importante diseñar un experimento que pueda ser repetido por cualquier otra persona, ya que un descubrimiento científico no tiene validez hasta que ha sido replicado por otro científico. Para nuestro caso, podemos emplear el mismo método usado por James Randi hace ya varios años:

Consigue una carta astral de cualquier persona de algún signo zodiacal donde se describa la personalidad del sujeto (si no puedes encontrar una, puedes buscar en los horóscopos de revistas o periódicos), asegúrate de mantener esto en secreto. A continuación, entrega individualmente a todos tus familiares, amigos y compañeros una copia de esta carta astral asegurándoles que fue hecha especialmente para él o ella. Luego de que la lean, pídeles que te digan si lo escrito concuerda con su personalidad.

Astrología, ¿tiene base científica?

Si encuentras que alrededor de una de cada doce de las personas entrevistadas (recuerda, son doce signos zodiacales) confirman que el contenido de la carta astral coincide con su personalidad, entonces has encontrado una correlación poderosa. Talvez la astrología tenga bases científicas. Ahora debes seguir diseñando nuevos experimentos para confirmar lo encontrado, de manera que tus resultados no sean sólo datos aislados y que pueden tener errores experimentales

Si encuentras otra proporción, ya sea que todos tus entrevistados, o ninguno de ellos, asegura que la carta astral describe muy bien su personalidad, entonces estas en camino de refutar tu hipótesis. Tal vez la astrología sólo es un montón de conocimientos sin fundamentos que no funciona como dice. En cualquier caso, debes seguir con la experimentación, implementando nuevas ideas y nuevos diseños.

¿Te interesa saber qué pasó con el experimento de Randi? Bueno, luego de entrevistar a cientos de personas, se comprobó que más del ochenta por ciento de la gente creía que la carta astral estaba especialmente diseñada para él o ella, cuando en realidad era la misma para todos.

Resultado final, hemos comprobado que la Astrología es un mito, pues no tiene base científica que la sustente.

 

Nomenclatura de las unidades biológicas´ NOMENCLATURA Y UNIDADES BIOLOGICAS

Con el fin de lograr la mayor precisión posible y tener un sistema aceptable internacionalmente es costumbre usar términos latinos o griesgos para designar especies y descubrimientos recientes.

Las unidades más aceptadas son: la micra que es la milesima parte del milimetro y el Amgstron que sería 1 mm = 100000000 A esto en cuanto a unidades de longitud, en cuanto a unidades de peso el microgramo con la equivalencia de 1 gr = 1000000 mcr, el nanogramo 1 gr = 1000000000 y picogramo 1 gr = 1000000000000, también en biología se emplea el Dalton, donde un dalton es la peso del átomo de hidrógeno, ( una molécula de agua seríam 18 dalton )

4. Diversidad de organismos, Clasificación y características de los seres vivos.

Diversidad de organismos,

Los 5 reinos

Retomando la clasificación de los organismos, desde fines de los años ‘60 y en base a la propuesta del investigador Robert Whittaker, la mayoría de los biólogos agrupa a los seres vivos en 5 grandes grupos llamados REINOS, basados principalmente en tres características: tipo de célula, número de células en cada organismo y la forma de obtención de energía. Los cinco reinos son:

-Monera, donde se agrupan los microorganismos de tipo procariótico conocidos coloquialmente como “bacterias”.

-Fungi, los hongos

-Plantae, las plantas

-Animalia, lo animales

y-Protista, un grupo muy variado de organismos de tipo eucariótico. Desde sus inicios, fue un reino por defecto, es decir, todo aquello que no era ni fungi, ni planta ni animal, se lo incluía dentro de este grupo.

Hasta los años ’90, el reino fue considerado la categoría sistemática más inclusiva dentro del sistema de clasificación taxonómico. Sin embargo, el conocimiento de la estructura molecular de las proteínas, el genoma y, sobre todo, la secuenciación de ciertos genes demostró que ciertos organismos agrupados hasta ese momento dentro de algunos reinos, particularmente el Monera, presentaban diferencias tan grandes entre ellos que no justificaban la inclusión en el mismo grupo.

Los tres dominios

Con una mirada innovadora y en busca de mayor exactitud a la hora de clasificar a los organismos, el microbiólogo estadounidense Carl Woese, junto a otros biólogos interesados en la historia evolutiva de los microorganismos, cambió la mirada sobre la clasificación. Su innovación fue la aplicación de métodos que permitían comparar secuencias de ácidos nucleicos, utilizando como herramienta filogenética la secuencia del ARN ribosomal de la subunidad pequeña del ribosoma.

En base a esto, y luego de diversos estudios, establecieron que lo que hasta entonces se había considerado como el reino Monera se componía en realidad de dos clases muy diferentes de organismos. Woese dio a estos dos grupos los nombres de Bacteria y Archaea. Los integrantes de estos dos grupos no tenían un parentesco más cercano entre sí que el que tienen con cualquier eucariota. Esto indicó que el árbol de la vida se había dividido en tres partes muy al principio de la historia de la vida, mucho antes de que se originaran las plantas, los animales y los hongos. En base a esto, y luego de varias reorganizaciones del sistema de clasificación, en los años ’90 Woese propuso una nueva jerarquía taxonómica: el dominio, que abarca a cada uno de los linajes conocidos anteriormente. La clasificación de tres dominios establece que todos los seres vivos provienen de un ancestro común que se separó en tres líneas evolutivas: Eubacteria, Archaea yEukarya. Dos de los linajes incluyen organismos del tipo procariótico (Eubacteria y Archaea) y el tercero, a los organismos de tipo eucarioticos.

Filogenia molecular

El uso de la subunidad pequeña del ARN ribosomal como herramienta filogenética fue el puntapié para la filogenia molecular, y es hoy el método que se utiliza rutinariamente para los estudios filogenéticos en este sentido. Existe algunas bases de datos de las secuencias de los ARN ribosomales como el “Proyecto de Base de Datos del Ribosoma”(rdp) o la base de datos “Comprehensive ribosomal RNA database” silva. Las mismas contienen miles de secuencias de ARNr ordenadas y disponibles para ser utilizadas en la construcción de árboles filogenéticos.

Clasificación y características de los seres vivos.

Los sistemas de clasificación en la actualidad

El cambio a un sistema de tres dominios hizo indispensable que los sistemáticos reexaminaran los reinos dentro de cada dominio, y el proceso de establecer tales reinos aún no concluye. Nuevos sistemas de clasificación van surgiendo y se van modificando a medida que se avanza en el conocimiento de la diversidad biológica.

Si se aceptan que las considerables diferencias entre plantas, animales y hongos demandan que cada uno de estos linajes evolutivos conserve su estatus de reino, entonces la lógica de clasificación requiere también que se asigne el estatus de reino a grupos que se derivaron del árbol de la vida antes que estos tres grupos de eucariotas pluricelulares. Siguiendo esta lógica, los sistemáticos reconocen unos 15 reinos entre el dominio Bacteria y tres o más entre el Archaea.

Los sistemáticos también reconocen reinos adicionales dentro del dominio Eukarya, lo que refleja un número de divisiones evolutivas muy tempranas dentro del conjunto diverso de eucariotas unicelulares antes agrupados en el reino Protista. Sin embargo, los sistemáticos aún no llegan a un consenso en torno a las definiciones precisas de los nuevos reinos procariota y eucariota. De manera que la clasificación a nivel de reinos se encuentra en un estado de transición, en tanto que los sistemáticos tratan de incorporar la información más reciente.

En las últimas dos décadas, se ha realizado gran cantidad de trabajo adicional fundamentalmente para resolver las relaciones dentro del dominio Eukarya. Aparentemente, la mayor parte de la diversidad biológica de los eucariotas se encuentra entre los protistas, y muchos científicos creen que es sumamente inadecuado agrupar a todos los protistas en un solo reino, como lo era en su momento agrupar a todos los procariotas dentro del reino Monera, ya que no se trata e un grupo monofilético. Aunque se han propuesto muchos sistemas, ninguno de ellos ha ganado amplia aceptación.

El árbol filogenético universal 

El árbol filogenético universal es como el mapa de carreteras de la vida. Describe la historia evolutiva de todos los organismos y las relaciones entre ellos. Muestra claramente los tres grupos principales de organismos en sus respectivos dominios. La raíz del árbol universal representa un punto en la historia evolutiva en el que toda la vida existente en la Tierra estaba representada por un antepasado común, el llamado Antecesor Universal.

La siguiente figura es una adaptación simplificada del árbol filogenético universal. En él, todos los seres vivos se encuentran clasificados en base a la comparación de las

secuencias del gen que codifica para el ARN ribosomal de la subunidad pequeña del ribosoma (16S y 18S, para procaritoas y eucariotas, respectivamente).

Arbol filogenético universal. Construido a partir de la comparación de las secuencias de los ARN ribosómicos 16S y 18S. Dentro de cada dominio solo se muestran algunos organismos clave de cada linaje. El círculo rojo sombreado es la raíz hipotética del árbol y representa el antecesor común de todas las células. Adaptado de Aharon Oren, 2008.

Algunas bases de datos que clasifican y ordenan la biodiversidad

Existen cuatro grandes sitios que disponen de información actualizada respecto a los últimos avances en clasificación de los organismos, y dos de ellos buscan elaborar un árbol de la vida que incluya a TODA la biodiversidad del planeta. En estos sitios, la clasificación de los organismos a nivel de los reinos es relativamente diferente a lo conocida actualmente, en lo que respecta a los 5 reinos. Se trata de clasificaciones conteniendo solo grupos monofiléticos de organismos.

Por un lado, se encuentra el navegador taxonómico del  ncbi  (National Center for Biotechnology Information del Instituto Nacional de Salud de EEUU -NIH-), donde se puede buscar la clasificación taxonómica de cualquier ser vivo conocido.

Luego encontramos el Sistema Integrado de Información Taxonómica (itis), diseñado para proporcionar información consistente y confiable sobre la taxonomía de las especies biológicas.

Otro interesante sitio aloja el proyecto colaborativo denominado “Tree of life web proyect” (tol), que posee información relativamente “curada” y actualizada.

Por último, el proyecto assembling the tree of life (ATOL), una iniciativa de la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF) de EEUU  que surgió posteriormente al proyecto TOL. Ttambién es un proyecto que busca elaborar el árbol de la vida, sin embargo, la información se encuentra organizada de manera diferente al proyecto TOL.

5. El medio ambiente y relación con los seres vivos.

El medio ambiente y relación con los seres vivos.

Organismos vivos

Animales de pastoreo como los vacunos son beneficiosos para la vegetación. Sus

heces abonan la tierra. Los caprinos, con sus pezuñas y su manera de obtener su

alimento erosionan, afectan adversamente, la tierra.

Clima

La lluvia es necesaria para el crecimiento vegetal, pero en exceso provoca ahogamiento de

las plantas.

El viento sirve para dispersión de polen y semillas, proceso benéfico para la vegetación, pero

en demasía provoca erosión.

La nieve quema las plantas. Sin embargo, para fructificar, algunos tipos de vegetación como

la araucaria requieren un golpe de frío.

La luz del sol es fundamental en la fotosíntesis.

El calor es necesario pero en exceso genera sequía, y ésta, esterilidad de la tierra.

Relieve

Existen relieves beneficiosos (como los montes repletos de árboles) y perjudiciales, como

los volcanes, que pueden afectar el terreno ya sea por ceniza o por riesgo de explosión

magmática.

Cualquier irregularidad ocurrida en la superficie terrestre forma el relieve. Por ende, puede dar

lugar tanto a elevaciones como a hundimientos en el terreno. El relieve actual de la Tierra es

resultado de un largo proceso. Según la teoría de la tectónica de placas, la litosfera está dividida

en diversas placas tectónicas que se desplazan lentamente, lo cual provoca que la superficie

terrestre esté en cambio continuo (teoría de la deriva continental).

Deforestación

Es un factor que en gran manera afecta a la tierra porque los árboles y plantas demoran mucho

en volver a crecer y son elementos importantes para el medio ambiente.

Sobre forestación

Este extremo también resulta perjudicial al entorno, pues demasiada vegetación absorbe todos

los minerales de la superficie donde se encuentra. De este modo el suelo se queda sin minerales

suficientes para su propio desarrollo. Una manera de evitar esto consiste en utilizar laRotación de

cultivos adecuada a la zona.

Incendios forestales

Se le podría denominar un tipo de deforestación con efectos adversos masivos y duraderos al

terreno. La tierra que ha sido expuesta a incendio demora cientos de años para volver a ser

utilizable.

Día Mundial del Medio Ambiente

El 5 de junio de cada año, globalmente se celebra el Día Mundial del Medio Ambiente. Éste fue

establecido por la Asamblea General de las Naciones Unidas en 1972. Es uno de los medios

importantes por los cuales la Organización de las Naciones Unidas estimula la sensibilización

mundial acerca del entorno e intensifica la atención y la acción política.

Límites y Factores:

El efecto invernaderoLa contaminación provocada por la quema de combustibles fósiles está dañando nuestro medio ambiente. Las emisiones de los coches, las casas o las industrias son ricas en un gas llamado dióxido de carbono. Este gas llega a la atmósfera y refleja, de vuelta a la superficie terrestre, la energía solar. Este proceso recibe el nombre de efecto invernadero y provoca un incremento de la temperatura en nuestro planeta.

¿Te has metido alguna vez en un coche que estaba aparcado al sol? Entonces, habrás comprobado que hacía mucho calor dentro, incluso si el día era frío. Esto ocurre porque el cristal de las ventanas actúa como un filtro: deja entrar los rayos solares al coche, pero evita que salga de nuevo el calor.

¿CÓMO SE CALIENTA LA TIERRA?

¿Has estado alguna vez en un invernadero? En él, los rayos de luz entran por las amplias ventanas, pero el cristal (o el plástico) evita que el calor salga al exterior de nuevo. Por eso, dentro del invernadero se mantiene una temperatura cálida, apta para cultivar frutas y hortalizas, que al aire libre no podrían vivir.

En la Tierra ocurre algo parecido. En este caso, la atmósfera desempeña el papel de cristal protector. En efecto, los rayos solares atraviesan la atmósfera y chocan contra

el suelo. Ahí, una parte del calor se refleja y se dispone a salir de nuevo hacia el espacio exterior. Pero, cuando llega a la atmósfera, se refleja de nuevo, regresando a la superficie terrestre. Este fenómeno se ha producido siempre en nuestro planeta. Se denomina efecto invernadero.

EL INCREMENTO DEL EFECTO INVERNADERO

El incremento del efecto invernaderoCuando las fábricas, como la que ves en la fotografía, queman combustibles fósiles, emiten a la atmósfera un gas llamado dióxido de carbono, que atrapa el calor solar. Este fenómeno recibe el nombre de efecto invernadero. El incremento de dióxido de carbono en la atmósfera, provocará un calentamiento global, que tendrá graves consecuencias para nuestro planeta.

En los últimos años, el efecto invernadero se ha incrementado. Es difícil saber por qué, pero se piensa que puede ser por dos causas:

Causas naturales. En la Tierra han existido periodos más fríos y otros más cálidos. Ahora, por ejemplo, vivimos en un periodo cálido. Hace unos cuantos millones de años, la temperatura media del planeta era más alta, y el nivel del mar sobrepasaba el actual.

La contaminación del aire. Es, probablemente, la causa principal. En los últimos siglos, desde la industrialización de la sociedad, las fábricas, las centrales térmicas de carbón o petróleo, los coches, etc., emiten

continuamente algunos gases a la atmósfera, como el dióxido de carbono. El metano, generado en las granjas ganaderas o en los arrozales, también contribuye a aumentar el efecto invernadero.

EL CALENTAMIENTO GLOBAL Y EL CAMBIO CLIMÁTICO

¿Sabes cuál sería la temperatura media de la Tierra si no hubiese atmósfera? ¡Muchos grados bajo cero! ¡Menudo frío pasaríamos! La presencia de la atmósfera hace que el contraste de temperatura entre el día y la noche no sea demasiado elevado. En el lado nocturno de Mercurio, por ejemplo, la temperatura alcanza varias decenas de grados bajo cero. Esto es así porque Mercurio, aunque está muy cerca del Sol, no tiene atmósfera.

La atmósfera es esencial, por tanto, para la vida en la Tierra; pero si el efecto invernadero se incrementa, la Tierra se calienta. En los últimos cien años, la temperatura media del planeta ha aumentado medio grado, aproximadamente, y se cree que seguirá incrementándose en las próximas décadas.

¿Crees que medio grado o un grado es muy poco? Pues te equivocas. Un aumento de la temperatura de la Tierra tiene bastantes consecuencias negativas:

Sequías. Como la temperatura aumenta, se secan lagos y pantanos, hay menos plantas y, por tanto, la comida escasea para algunos animales. Además, muchas personas se quedan sin agua potable. El suelo se empobrece y los terrenos que antes eran fértiles pueden dejar de serlo.

Deshielo de casquetes polares. Si la temperatura aumenta, se derretirán icebergs y una parte de los hielos que hay en el polo norte o en la Antártida, por lo que habrá más agua en el mar y subirá su nivel. ¡Londres o Venecia podrían inundarse por completo! Y no olvides que una gran parte de la población mundial vive muy cerca de la costa. ¿Vives tú al lado del mar?

Inundaciones y huracanes. El calentamiento global hace descender las precipitaciones en general, pero provoca el aumento de las precipitaciones intensas, por lo que se producirán más inundaciones, y también, más huracanes. Esta alteración afectará también a los cultivos; se recogerán cosechas más pobres, y el hambre en algunas regiones del planeta se incrementará.

Incendios. Con una temperatura más alta, el riesgo de incendios forestales se incrementa. Además, la destrucción de bosques limita la capacidad de nuestro planeta para regenerar el aire.

¿QUÉ DEBEMOS HACER PARA SOLUCIONAR ESTE PROBLEMA?

La solución inmediata es reducir las emisiones a la atmósfera del principal gas que incrementa el efecto invernadero: el dióxido de carbono. Sin embargo, esto no es fácil. Muchas industrias generan este gas, y también la combustión de gasolina o gasóleo en los automóviles produce dióxido de carbono. Además, la tala de árboles

reduce la capacidad de nuestro planeta para regenerar el aire, pues las plantas convierten el dióxido de carbono en oxígeno.

Temperatura luz, agua, tipo de suelo, presión del aire, densidad poblacional, habitad y nicho ecológico.

Vista parcial del parque. Santuario de los Santos Antonios de Urquiola, corazón del parque.

El puerto de montaña de Urquiola, que forma la carretera BI-623 que atraviesa el Parque por el paraje así denominado, es el corazón del mismo y en él se hallan el centro de interpretación y las instalaciones administrativas y formativas, así como el Santuario de Urkiola y algunos establecimientos hosteleros y de servicios.

La mayor altura del Parque Natural es la cumbre del monte Amboto (1.337 msnm). Este monte tiene un fuerte significado mitológico al tener en él Mari, principal figura de la mitología vasca, su morada principal. El Parque Natural de Urkiola junto con el cercano Parque Natural del Gorbea forman una unidad medioambiental importante.

Urkiola ha sido históricamente una de las rutas de paso entre la cornisa cantábrica y la meseta. Aún cuando la presencia humana ha sido escasa, esta ha sido constante tal y como atestiguan los hallazgos arqueológicos realizados en toda el área del Parque. La mitología vasca asienta en estos lugares a muchas deidades pre cristianas como el caso de Mari y losGentiles. La llegada del cristianismo reconvirtió estos lugares de culto pre-cristiano en lugares cristianos con la construcción de ermitas y humilladeros. El Santuario de los Santos Antonios Abad y de Padua tomó

el relevo de la devoción y espiritualidad del lugar siendo uno de los santuarios más apreciados por los fieles y la población del País Vasco.

Las características del paisaje y el fácil acceso han sido determinantes para el uso lúdico y deportivo del lugar, uso que con el Parque se ha incrementado y racionalizado en aras de la conservación medioambiental. Destaca los itinerarios de montaña que incluyen desde sencillos paseos hasta ascensiones con desniveles superiores a los 1.000 metros de altitud y las vías de escalada ubicadas en las paredes que rodean el desfiladero de Atxarte.

Históricamente se han explotado los recursos naturales, existiendo amplia presencia ganadera, forestal y minera llegando a poner en peligro, principalmente por la minería, la integridad natural del área ahora protegida.

Localización del Parque.

Los límites del Parque Natural de Urkiola vienen definidos en la parte norte por la línea de separación entre los municipios de Yurre y Dima que corre por la ladera del monte Aramotz hacia el este hasta el punto donde convergen las fronteras de estos dos municipios con Lemona y Amorebieta. A partir de ahí se prolonga siguiendo la demarcación entre Dima y Amorebieta hasta la cumbre de Belatxikieta sobre este último municipio.

Bordeando este monte hasta el límite de términos de Dima y Amorebieta hasta llegar al lindero del monte Auirreta siguiendo por el confín del monte Betzuen hasta llegar al límite del municipio de Durango.

Naturaleza de las moléculas biológicas (niveles de organización de la materia viva).

Niveles de organización de la materia viva: subatómico,atómico molecular celular,pluricelular.Organización ecológica: población, comunidad, ecosistema, biosfera.

Niveles de organización

Para los ecólogos modernos (Begon, Harper y Townsend, 1999)(Molles, 2006), la ecología puede ser estudiada a varios niveles o escalas:

Organismo (las interacciones de un ser vivo dado con las condiciones abióticas

directas que lo rodean)

Población (las interacciones de un ser vivo dado con los seres de su misma

especie)

Comunidad (las interacciones de una población dada con las poblaciones de

especies que la rodean),

Ecosistema (las interacciones propias de la biocenosis sumadas a todos los flujos

de materia y energía que tienen lugar en ella)

Biosfera (el conjunto de todos los seres vivos conocidos).

Cadena trófica

Cadena trófica, también llamada red trófica, son una serie de cadenas alimentarias íntimamente relacionadas por las que circulan energía y materiales en un ecosistema. Se entiende por cadena alimentaria cada una de las relaciones alimenticias que se establecen de forma lineal entre organismos que pertenecen a distintos niveles tróficos. La cadena trófica está dividida en dos grandes categorías: la cadena o red de pastoreo, que se inicia con las plantas verdes, algas o plancton que realiza la fotosíntesis, y la cadena o red de detritos que comienza con los detritos orgánicos. Estas redes están formadas por cadenas alimentarias independientes. En la red de pastoreo, los materiales pasan desde las plantas a los consumidores de plantas (herbívoros) y de éstos a los consumidores de carne (carnívoros). En la red de detritos, los materiales pasan desde las plantas y sustancias animales a las bacterias y a los hongos (descomponedores), y de éstos a los que se alimentan de detritos (detritívoros) y de ellos a sus depredadores (carnívoros).

Por lo general, entre las cadenas tróficas existen muchas interconexiones; por ejemplo, los hongos que descomponen la materia en una red de detritos pueden dar origen a setas que son consumidas por ardillas, ratones y ciervos en una red de pastoreo. Los petirrojos son omnívoros, es decir, consumen plantas y animales, y por esta razón están presentes en las redes de pastoreo y de detritos. Los petirrojos se suelen alimentar de lombrices de tierra que son detritívoras y se alimentan de hojas en estado de putrefacción.

Producción y productividad

En un ecosistema, las conexiones entre las especies se relacionan generalmente con su papel en la cadena alimentaria. Hay tres categorías de organismos:

Productores o Autótrofos —Generalmente las plantas o las cianobacterias que

son capaces de fotosintetizar pero podrían ser otros organismos tales como las

bacterias cerca de los respiraderos del océano que son capaces

de quimiosintetizar.

Consumidores o Heterótrofos —Animales, que pueden ser consumidores

primarios (herbívoros), o consumidores secundarios o terciarios

(carnívoros y omnívoros).

Descomponedores o detritívoros —Bacterias, hongos, e insectos que degradan la

materia orgánica de todos los tipos y restauran los alimentos al ambiente.

Entonces los productores consumirán los alimentos, terminando el ciclo.

Estas relaciones forman las secuencias, en las cuales cada individuo consume al precedente y es consumido por el siguiente, lo que se llamacadenas alimentarias o las redes del alimento. En una red de alimento habrá pocos organismos en cada nivel como uno sigue los acoplamientos de la red encima de la cadena, formando una pirámide.

Estos conceptos llevan a la idea de biomasa (la materia viva total en un ecosistema), de la productividad primaria (el aumento en compuestos orgánicos), y de la productividad secundaria (la materia viva producida por los consumidores y los descomponedores en un rato dado). Estas dos ideas pasadas son dominantes, puesto que permiten evaluar la capacidad de carga —el número de organismos que se pueden apoyar por un ecosistema dado. En ninguna red del alimento se transfiere totalmente la energía contenida en el nivel de los productores a los consumidores. Se pierden ascendentes cuanto más alta es la cadena, mayor la energía y los recursos. Así, puramente de una energía y desde el punto de vista del alimento es más eficiente para que los seres humanos sean consumidores primarios (subsistir de vehículos, de granos, de las legumbres, de la fruta, etc.) que consumidores secundarios (herbívoros consumidores, omnívoros, o sus productos), y aún más que sean consumidores terciarios (carnívoros consumidores, omnívoros, o sus productos). Un ecosistema es inestable cuando sobra la capacidad de carga. La productividad total de los ecosistemas es estimada a veces comparando tres tipos de ecosistemas con base en tierra y el total de ecosistemas acuáticos; se estima que la mitad de la producción primaria puede ocurrir en tierra, y el resto en el océano.

Los bosques (1/3 de la superficie terrestre de la Tierra) contienen biomasas

densas y muy productivas.

Sabanas, praderas, y pantanos (1/3 de la superficie terrestre de la Tierra)

contienen biomasas menos densas, pero es productiva. Estos ecosistemas

representan a las mayores partes de las que dependen el alimento humano.

Ecosistemas extremos en las áreas con climas más extremos —desiertos y semi-

desiertos, tundra, prados alpestres, y estepas -- (1/3 de la superficie terrestre de

la Tierra). Tienen biomasas muy escasas y baja productividad.

Finalmente, los ecosistemas del agua marina y dulce (3/4 de la superficie

terrestre de la Tierra) contiene biomasas muy escasas (aparte de las zonas

costeras).

Los ecosistemas difieren en su biomasa (carbón de los gramos por metro cuadrado) y la productividad (carbón de los gramos por metro cuadrado por día), y las comparaciones directas de la biomasa y la productividad puede no ser válida. Un

ecosistema como este en la taiga puede ser alto en biomasa, pero de crecimiento lento y así bajo en productividad. Los ecosistemas se comparan a menudo en base de su volumen de ventas (cociente de la producción) o del tiempo del volumen de ventas que sean los recíprocos del volumen de ventas. Las acciones humanas durante los últimos siglos han reducido seriamente la cantidad de la tierra cubierta por los bosques (tala de árboles), y han aumentado agroecosistemas. En últimas décadas ha ocurrido un aumento en las áreas ocupadas por ecosistemas extremos, como en el caso de la desertificación.

Tasa de renovación

Es la relación que existe entre la producción y la biomasa. Sirve para indicar la riqueza de un ecosistema o nivel trófico, ya que representa la velocidad con que se renueva la biomasa, por lo que también recibe el nombre de tasa de renovación. Su valor es el cociente Pn/B. (producción neta entre biomasa)

Riqueza, diversidad y biodiversidad.

Artículo principal: Biodiversidad

Algunas de las tasas de diversidad biológica más altas se observan en losarrecifes

de coral.

Biosfera

Artículo principal: Biosfera

La capa exterior del planeta Tierra puede ser dividida en varios compartimentos: la hidrosfera (o esfera de agua), la litosfera (o ámbito de los suelos y rocas), y la atmósfera (o la esfera de aire). La biosfera (o la esfera de la vida), a veces descrita como "el cuarto sobre" es la materia viva del planeta, o la parte del planeta ocupada por la vida. Alcanza así en los otros tres ámbitos, aunque no hay habitantes permanentes de la atmósfera. En relación con el volumen de la Tierra, la biosfera es sólo la capa superficial muy delgada que se extiende 11.000 metros bajo el nivel del mar a 15.000 metros por encima.

Se piensa que la vida por primera vez se desarrolló en la hidrosfera, a profundidades someras, en la zona fótica. (Sin embargo, recientemente, una teoría de la competencia se ha convertido, de que la vida se originó alrededor de fuentes hidrotermales en la profundidad de océano. Véase el origen de la vida.) Luego aparecieron los organismos multicelulares y colonizaron las zonas bentónicas. Organismos fotosintéticos gradualmente emitieron, mediante reacciones químicas, los gases hasta llegar a las actuales concentraciones, especialmente la abundancia de oxígeno, que caracterizan a nuestro planeta. La vida terrestre se desarrolló más tarde, protegida de los rayos UV por la capa de ozono. La diversificación de las especies terrestres se piensa que fue incrementada por la deriva de los continentes por aparte, o, alternativamente, chocar. La biodiversidad se expresa en el nivel ecológico (ecosistema), nivel de población (diversidad intraespecífica), especies (diversidad específica), y nivel genético.

La biosfera contiene grandes cantidades de elementos tales como carbono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno. Otros elementos, tales como el fósforo, calcio y potasio, también son esenciales a la vida, aún están presentes en cantidades más pequeñas. En el ecosistema y los niveles de la biosfera, es un continuo reciclaje de todos estos elementos, que se alternan entre los estados minerales y orgánicos.

Aunque hay una ligera entrada de la energía geotérmica, la mayor parte del funcionamiento de los ecosistemas se basa en la aporte de laenergía solar. Las plantas y los microorganismos fotosintéticos convierten la luz en energía química mediante el proceso de fotosíntesis, lo que crea la glucosa (un azúcar simple) y libera oxígeno libre. La glucosa se convierte así en la segunda fuente de energía que impulsa el ecosistema. Parte de esta glucosa se utiliza directamente por otros organismos para la energía. Otras moléculas de azúcar pueden ser convertidas en otras moléculas como los aminoácidos. Las plantas usan alguna de estos azúcares, concentrado en el néctar, para atraer a los polinizadores para la ayuda en la reproducción.

La respiración celular es el proceso mediante el cual los organismos (como los mamíferos) rompen de glucosa hacia abajo en sus mandantes, el agua y el dióxido de carbono, por lo tanto, recuperar la energía almacenada originalmente dio el sol a las plantas. La proporción de la actividad fotosintética de las plantas y otros fotosintetizadores a la respiración de otros organismos determina la composición de la atmósfera de la Tierra, en particular su nivel de oxígeno. Las corrientes de aire globales unen la atmósfera mantieniendo casi el mismo equilibrio de los elementos en áreas de intensa actividad biológica y las áreas de la actividad biológica ligera.

El agua es también intercambiada entre la hidrosfera, la litosfera, la atmósfera, la biosfera y en ciclos regulares. Los océanos son grandes depósitos que almacenan el agua, aseguran la estabilidad térmica y climática, y facilitan el transporte de elementos químicos gracias a las grandes corrientes oceánicas.

Para una mejor comprensión de cómo funciona la biosfera, y las diversas disfunciones relacionadas con la actividad humana, científicos Americanos trataron de simular la biosfera en un modelo en pequeña escala, llamado Biosfera 2.

Ecosistema[editar]

Artículo principal: Ecosistema

El Daintree Rainforest deQueensland, Australia es un ejemplo de un ecosistema

forestal tropical.

Un principio central de la ecología es que cada organismo vivo tiene una relación permanente y continua con todos los demás elementos que componen su entorno. La suma total de la interacción de los organismos vivos (la biocenosis) y su medio no viviente (biotopo) en una zona que se denomina unecosistema. Los estudios de los

ecosistemas por lo general se centran en la circulación de la energía y la materia a través del sistema.

Los ecosistemas se pueden dividir en los ecosistemas terrestres (incluidos los ecosistemas de bosques, estepas, sabanas, etc), losecosistemas de agua dulce (lagos, estanques y ríos), y los ecosistemas marinos, en función del biotopo dominante.

Relaciones espaciales y subdivisiones de la tierra[editar]

Montículos de Termita con chimeneas de diferentes alturas para regular el

intercambio de gases, temperatura y otros parámetros ambientales necesarios para

mantener la fisiologia de toda la colonia.

Los ecosistemas no están aislados unos de otros sino interrelacionadas; por ejemplo, el agua puede circular entre los ecosistemas por medio de un río o corriente oceánica. El agua en sí, como un medio líquido, incluso define los ecosistemas. Algunas especies, como el salmón o la anguila de agua dulce se mueven entre los sistemas marinos y de agua dulce. Estas relaciones entre los ecosistemas conducen a la idea de "bioma". Un bioma es una formación homogénea ecológica que existe en una amplia región, como la tundra y las estepas. La biosfera comprende la totalidad de los biomas de la Tierra - la totalidad de los lugares donde la vida es posible - desde las montañas más altas a las profundidades oceánicas.

UNIDAD 2

Bases químicas de la vida

6. BIOELEMENTOS

BIOELEMENTOS PRIMARIOS(C,H,O,N)

Las biomoléculas son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Los seis elementos químicos o bioelementos más abundantes en los seres vivos son el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre (C,H,O,N,P,S).

Estos seis elementos son los principales componentes de las biomoléculas debido a que:

Permiten la formación de enlaces covalentes entre ellos, compartiendo electrones,

debido a su pequeña diferencia de electronegatividad. Estos enlaces son muy

estables, la fuerza de enlace es directamente proporcional a las masas de los

átomos unidos.

Permiten a los átomos de carbono la posibilidad de formar esqueletos

tridimensionales –C-C-C- para formar compuestos con número variable de carbonos.

Permiten la formación de enlaces múltiples (dobles y triples) entre C y C; C y O; C y

N. Así como estructuras lineales, ramificadas, cíclicas, heterocíclicas, etc.

Permiten la posibilidad de que con pocos elementos se den una enorme variedad

de grupos funcionales (alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos, aminas, etc.) con

propiedades químicas y físicas diferentes.

BIOELEMENTOS SECUNDARIOS

INDISPENSABLES(S, P, Na, K, Cl, Mg, Ca)

VARIABLES(Br, Ti, V, Pb,)

OLIGOELEMENTOS(Fe, Cu, Mn, I, F, Co, Si Cr, Zn, Li, Se Mo)

Los bioelementos secundarios se encuentran en menor proporción en todos los seres vivos, en forma iónica, en proporción de 4,5 %. Se clasifican en dos grupos: los indispensables y los variables.

Bioelementos secundarios indispensables. Están presentes en todos los seres vivos. Los más abundantes son el sodio, el potasio, el magnesio y el calcio. Los iones sodio, potasio y cloruro intervienen en el mantenimiento del grado de salinidad del medio interno y en el equilibrio de cargas a ambos lados de la membrana. Los iones sodio y potasio son fundamentales en la transmisión del impulso nervioso; el calcio en forma de carbonato da lugar a caparazones de moluscos y al esqueleto de

muchos animales. El ion calcio actúa en muchas reacciones, como los mecanismos de la contracción muscular, la permeabilidad de las membranas, etc. El magnesio es un componente de la clorofila y de muchas enzimas. Interviene en la síntesis y la degradación del ATP, en la replicación del ADN y en su estabilización, etc.

Calcio (Ca)

Sodio (Na)

Potasio (K)

Magnesio (Mg)

Cloro (Cl)

Hierro (Fe)

Yodo (I)

Bioelementos secundarios variables. Están presentes en algunos seres vivos.

Boro (B)

Bromo (Br)

Cobre (Cu)

Flúor (F)

Manganeso (Mn)

Silicio (Si)

Clasificación de los bioelementos

Los bioelementos también se clasifican en mayoritarios, traza y ultratraza.

Bioelementos mayoritarios. Se presentan en cantidades superiores al 0,1% del peso del organismo. Oxígeno (O), carbono (C), hidrógeno(H), nitrógeno (N), calcio (Ca), fósforo (P), azufre (S), cloro (Cl) y sodio (Na).

Bioelementos traza. Están presentes en una proporción comprendida entre el 0,1% y el 0,0001% del peso de un ser vivo. Entre otros se incluye silicio (Si), magnesio (Mg) y cobre (Cu).

Bioelementos ultratraza. Se presentan en cantidades inferiores al 0,0001%, por ejemplo el yodo (I), el magnesio (Mg) o el cobalto (Co).

Los elementos traza y ultrataza pueden ser denominados en su conjunto, oligoelementos. Se han aislado 60 oligoelementos, pero de ellos solo 14 se consideran comunes en casi todos los seres vivos.

La proporción de los diversos bioelementos es muy diferente a la que hallamos en la atmósfera, la hidrosfera o la corteza terrestre; ellos indica que la vida ha seleccionado aquellos elementos que le son más adecuados para formar sus estructuras y realizar sus funciones. Por ejemplo, elcarbono representa aproximadamente un 20% del peso de los organismos, pero su concentración en la atmósfera, en forma de dióxido de carbono es muy baja, de manera que los seres vivos extraen y concentran este elemento en sus tejidos.

La siguiente tabla muestra la proporción de algunos bioelementos en el cuerpo humano comparada con la que tienen en el resto de la Tierra:3

ElementoLitosfera- atmósfera- hidrosfera(%)

Cuerpo humano (%)

Oxígeno (O) 50,02 62,81

Carbono (C) 0,18 19,37

Hidrógeno (H) 0,95 9,31

Nitrógeno (N) 0,03 5,14

Calcio (Ca) 3,22 1,38

Fósforo (P) 0,11 0,64

Azufre (S) 0,11 0,63

Sodio (Na) 2,36 0,26

ElementoLitosfera- atmósfera- hidrosfera(%)

Cuerpo humano (%)

Potasio (K) 2,28 0,22

Cloro (Cl) 0,20 0,18

Magnesio (Mg) 2,08 0,04

Flúor (F) 0,10 0,009

Hierro (Fe) 4,18 0,005

Aluminio (Al) 7,30 0,001

Manganeso(Mn)

0,080,0001

Silicio (Si) 25,80 —

7. BIOMOLÉCULAS

INORGANICAS EL AGUA

El agua en la naturaleza se encuentra en sus tres estados: líquido fundamentalmente en los océanos,

sólido (hielo en los glaciares, icebergs y casquetes polares) así como nieve en las zonas frías) y vapor

(invisible) en el aire.

El agua (del latín aqua) es una sustancia cuya molécula está formada por dosátomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. El término agua generalmente se refiere a la sustancia en suestado líquido, aunque la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo, y en su forma gaseosa denominada vapor. El agua cubre el 71 % de la superficie de la corteza terrestre. Se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96,5 % del agua total, los glaciares y casquetes polares poseen el 1,74 %, los depósitos subterráneos (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72 % y el restante 0,04 % se reparte en orden decreciente entre lagos, humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos. El agua es un elemento común del sistema solar, hecho confirmado en descubrimientos recientes. Puede ser encontrada, principalmente, en forma de hielo; de hecho, es el material base de los cometas y el vapor que compone sus colas.

SALES MINERALES

Las sales minerales son moléculas inorgánicas de fácil ionización en presencia de agua y que en los seres vivos aparecen tanto precipitadas, como disueltas, como cristales o unidas a otras biomoléculas.

Las sales minerales disueltas en agua siempre están ionizadas. Estas sales tienen función estructural y funciones de regulación del pH, de lapresión osmótica y de reacciones bioquímicas, en las que intervienen iones específicos. Participan en reacciones químicas a niveles electrolíticos.

Constituyen

Silicatos: caparazones de algunos organismos (diatomeas), espìculas de

algunas esponjas y estructura de sostén en algunos vegetales(gramíneas).

Carbonato cálcico: caparazones de algunos protozoos marinos, esqueletos

externos de corales, moluscos y artrópodos, así como estructuras duras.

Fosfato de calcio: esqueleto de vertebrados.

En forma precipitada, las sales minerales, forman estructuras duras, que proporcionan estructura o protección al ser que las posee. También actúan con función reguladora. Ejemplo: Otolicositos. Ejemplos:

1. óxido cuproso = Cu2 O

2. óxido cúprico = Cu O

3. óxido ferroso = Fe O

4. óxido férrico = Fe2O3 

Las sales disueltas en agua manifiestan cargas positivas o negativas. Los cationes más abundantes en la composición de los seres vivos sonNa+, K+, Ca2+, Mg2+, NH4

+. Los aniones más representativos en la composición de los seres vivos son Cl−, PO4

3−, CO32−, HCO3

−. Las sales disueltas en agua pueden realizar funciones tales como:

Mantener el grado de salinidad.

Amortiguar cambios de pH, mediante el efecto tampón.

Controlar la contracción muscular.

Producir gradientes electroquímicos.

Estabilizar dispersiones coloidales.

Intervienen en el equilibrio osmótico.

OGANICAS GLUCIDOS o CARBOHIDRATOS o HC o AZUCARES

o MONOSACARIDOS

Algunos Ejemplos de Monosacáridos de los Carbohidratos en Biología:

o 1) Desoxirribosa: es una pentosa y forma parte del ADN y la molécula de la herencia.

o 2) Fructuosa: es el azúcar de las frutas, como la naranja, piña o mango, esta se encuentra en la miel y es utilizado como edulcorante de muchos refrescos.

o 3) Glucosa: es el monosacárido más abundante en los seres vivos, es producido por la fotosíntesis presente en las plantas, además de que circula en la sangre y lo encontraremos en todos los productos dulces. fotosíntesis4) Galactosa: es una Hexosa que forma parte del azúcar de la leche.

o 5) Ribosa: es una pentosa que forma parte del ADN O Ácido Ribonucleico, este participa en el proceso de la elaboración de proteínas.

o El grupo funcional se dice que contiene la glucosa una "Aldosa" y la fructuosa una "cetosa", es otra manera de clasificar a los Monosacáridos. La Glucosa se tiende a formar un anillo.

Aldosa:

Monosacárido que contiene un grupo aldehido en su molécula.

Cetosa:

Monosacárido que contiene un grupo cetona en su molécula.

o Por ello la forma correcta de representar la en un diagrama de la formula de la Glucosa es la Siguiente:

o Fórmula de la Glucosa como anillo:

o DISACARIDOS Disacáridos. Son un tipo de hidratos de carbono, formados por la unión de dos monosacáridos iguales o distintos. Los disacáridos más comunes son la sacarosa, la lactosa, la maltosa, la trehalosa.

Formación

Cuando el enlace glicosídico se forma entre dos monosacáridos, el holósido resultante recibe el nombre de disacárido. Esta unión puede tener lugar de dos formas distintas.

En el primer caso, el carbono anomérico de un monosacárido reacciona con un OH alcohólico de otro. Así, el segundo azúcar presenta libre su carbono anomérico, y por lo tanto seguirá teniendo propiedades reductoras, y podrá presentar el fenómeno de la mutarrotación. Los disacáridos así formados se llaman disacáridos reductores.

En el segundo caso, el carbono anomérico de un monosacárido reacciona con el carbono anomérico del otro monosacárido. Así se forma un disacárido no reductor, donde no queda ningún carbono anomérico libre y que tampoco podrá presentar mutarrotación. En este caso, el enlace no es, estrictamente hablando, acetálico.

Propiedades

Las propiedades de los disacáridos son semejantes a las de los monosacáridos: son sólidos crista linos de color blanco, sabor dulce y solubles en agua. Unos pierden el poder reductor de los monosacáridos y otros lo conservan. Si en el enlace O-glu cosídico intervienen los -OH de los dos carbonos anoméricos (responsables del poder reductor) de ambos monosacáridos, el disacárido obtenido no tendrá poder reductor. Según el tipo de enla ce y los monosacáridos implicados en él, hay distintos disacáridos.

Principales disacáridos

Los principales disacáridos de interés biológico son los siguientes:

La maltosa o azúcar de malta. Está formada por dos unidades de alfa glucosa,

con enlace glucosídico de tipo alfa 1-4. La molécula tiene características

reductoras. Se encuentra libre de forma natural en la mal ta, de donde recibe el

nombre y forma parte de varios polisacáridos de reserva (almidón y glu cógeno),

de los que se obtiene por hidrólisis.

La malta se extrae de los granos de cereal, ricos en almidón, germinados. Se usa para fabricar cerveza, whisky y otras bebidas.

La lactosa o azúcar de la leche. Está formada por galactosa y glucosa, unidas

con enlace glucosídico beta 1-4. También tiene carácter reductor. Se encuentra

libre en la leche de los mamíferos. Gran parte de la población mundial presenta la

llamada “intolerancia a la lactosa”, que es una enfermedad caracterizada por la

afectación más o menos grave de la mucosa intestinal que es incapaz de digerir

la lactosa. Cursa con dolor abdominal y diarrea como principal síntoma. Es más

frecuente en adultos y orientales.

La sacarosa o azúcar de caña y remolacha. Está formada por alfa-glucosa y

beta-fructosa, con enlace 1-2- No posee carácter reductor. Es el azúcar que se

obtiene industrialmente y se comercializa en el mercado como edulcorante

habitual. Además, se halla muy bien representada en la naturaleza en

frutos, semillas, néctar, etc.

La celobiosa. Está formada por dos unidades de beta-glucosa, con enlace 1-4.

Está presente en la molécula de celulosa y no se encuentra libre.

La isomaltosa. Consta de dos unidades de alfa-glucosa con enlace 1-6. Está

presente en los polisacáridos “almidón” y “glucógeno” y no se halla libre.

o POLISACARIDOS

Los polisacáridos son biomoléculas formadas por la unión de una gran cantidad de monosacáridos. Se encuentran entre los glúcidos, y cumplen funciones diversas, sobre todo de reservas energéticas y estructurales.

Los polisacáridos son polímeros cuyos constituyentes (sus monómeros) son monosacáridos, los cuales se unen repetitivamente mediante enlaces glucosídicos. Estos compuestos llegan a tener un peso molecular muy elevado, que depende del número de residuos o unidades de monosacáridos que participen en su estructura. Este número es casi siempre indeterminado, variable dentro de unos márgenes, a diferencia de lo que ocurre con biopolímeros informativos, como el ADN o los polipéptidos de las proteínas, que tienen en su cadena un número fijo de piezas, además de una secuencia específica.

Moléculas de glucosa encadenadas para formar celulosa.

La mayoría de las células de cualquier ser vivo suelen disponer este tipo de moléculas en su superficie celular. Por ello están involucrados en fenómenos de reconocimiento celular (ejemplo: Complejo Mayor de Histocompatibilidad), protección frente a condiciones adversas (Ejemplo: Cápsulas polisacarídicas en microorganismos) o adhesión a superficies (ejemplo: la formación de biofilmes o biopelículas, al actuar como una especie de pegamento).

Según la composición[editar]

Se distinguen dos tipos de polisacáridos según su composición:

1. Homopolisacáridos: están formados por la repetición de un monosacárido.

2. Heteropolisacáridos: están formados por la repetición ordenada de un

disacárido formado por dos monosacáridos distintos (o, lo que es lo mismo,

por la alternancia de dos monosacáridos).

3. Algunos heteropolisacáridos participan junto a polipéptidos (cadenas de

aminoácidos) de diversos polímeros mixtos

llamados peptidoglucanos, mucopolisacáridos o proteoglucanos.

4. Se trata esencialmente de componentes estructurales de los tejidos,

relacionados con paredes celulares y matrices extracelulares.

LIPIDOS PROTEINAS

o HOLOPROTEINASo HETEROPROTEINAS

Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre .

Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas dos características:1. Son insolubles en agua2. Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo, benceno, etc.

 Una característica básica de los lípidos, y de la que derivan sus principales propiedades biológicas es la hidrofobicidad. La baja solubilidad de los lipídos se debe a que su estructura química es fundamentalmente hidrocarbonada (alifática, alicíclica o aromática), con gran cantidad de enlaces C-H y C-C (Figura de la izquierda). La naturaleza de estos enlaces es 100% covalente y su momento dipolar es mínimo. 

El agua, al ser una molécula muy polar, con gran facilidad para formar puentes de hidrógeno, no es capaz de interaccionar con estas moléculas. En presencia de moléculas lipídicas, el agua adopta en torno a ellas una estructura muy ordenada que maximiza las interacciones entre las propias moléculas de agua, forzando a la molécula hidrofóbica al interior de una estructura en forma de jaula, que también reduce la movilidad del lípido.

Todo ello supone una configuración de baja entropía, que resulta energéticamente desfavorable. Esta disminución de entropía es mínima si las moléculas lipídicas se agregan entre sí, e interaccionan mediante fuerzas de corto alcance, como las fuerzas de Van der Waals. Este fenómeno recibe el nombre de efecto hidrofóbico (Figuras inferiores).

Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superiorConstituyentes importantes de la alimentación (aceites, manteca, yema de huevo), representan una importante fuente de energía y de almacenamiento, funcionan como

aislantes térmicos, componentes estructurales de membranas biológicas, son precursores de hormonas (sexuales, corticales), ácidos biliares, vitaminas etc.

FUNCIONES DE LOS LÍPIDOSLos lípidos desempeñan cuatro tipos de funciones:1.2. Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo

de grasa produce 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4'1 kilocaloría/gr.

3. Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de piés y manos.

4. Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.

5. Función transportadora. El tranporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se raliza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos.

CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOSLos lípidos se clasifican en dos grupos, atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos (Lípidos saponificables) o no lo posean ( Lípidos insaponificables ).1. Lípidos saponificablesA. Simples

Acilglicéridos Céridos

B. Complejos Fosfolípidos Glucolípidos

2. Lípidos insaponificablesA. Terpenos

B. EsteroidesC. Prostaglandinas

ÁCIDOS GRASOSLos ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal, y con un número par de átomos de carbono. Tienen en un extremo de la cadena un grupo carboxilo (-COOH).Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superiorSe conocen unos 70 ácidos grasos que se pueden clasificar en dos grupos :

Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono. Son ejemplos de este tipo de ácidos el mirístico (14C);el palmítico (16C) y el esteárico (18C) .

Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles en su cadena y sus moléculas presentan codos, con cambios de dirección en los lugares dónde aparece un doble enlace. Son ejemplos el oléico (18C, un doble enlace) y el linoleíco (18C y dos dobles enlaces).

Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superiorPropiedades de los ácidos grasos

Solubilidad. Los ácidos grasos poseen una zona hidrófila, el grupo carboxilo (-COOH) y una zona lipófila, la cadena hidrocarbonada que presenta grupos metileno (-CH2-) y grupos metilo (-CH3) terminales.

Por eso las moléculas de los ácidos grasos son anfipáticas, pues por una parte, la cadena alifática es apolar y por tanto, soluble en disolventes orgánicos (lipófila), y por otra, el grupo carboxilo es polar y soluble en agua (hidrófilo).

Desde el punto de vista químico, los ácidos grasos son capaces de formar enlaces éster con los grupos alcohol de otras moléculas.

Cuando estos enlaces se hidrolizan con un álcali, se rompen y se obtienen las sales de los ácidos grasos correspondientes, denominados jabones, mediante un proceso denominado saponificación.

VITAMINASo Liposolubles

(A, D, E, K)

Vitamina E.

Vitaminas liposolubles, las vitaminas liposolubles son aquellas que se pueden disolver en grasas y aceites, a diferencia de las vitaminas hidrosolubles que se disuelven en agua. Corresponden a la vitamina D (calciferol), vitamina E (tocoferol), vitamina K (naftokinona) y vitamina A (retinol). Pueden ser almacenadas en los tejidos.

Requieren para su absorción la presencia de bilis y de enzimas pancreáticas lipolíticas (al igual que las grasas); por tanto, si hay un déficit de absorción de grasas, también se ven afectadas las vitaminas liposolubles. Las vitaminas liposolubles no se absorben ni se excretan fácilmente, y su exceso en el organismo puede resultar tóxico.

Entran a formar parte de las micelas de la digestión de los lípidos. Las vitaminas liposolubles difunden a través de la membrana del borde en cepillo al interior de la célula epitelial intestinal. En la célula epitelial intestinal, las vitaminas liposolubles entran en los quilomicrones y salen del intestino con la linfa, en ausencia de ácidos biliares, una fracción significativa de las vitaminas liposolubles ingerida puede absorberse y salir del intestino con la sangre portal. A parte de las vitaminas liposolubles, existen otros tipos de vitaminas, como las hidrosolubles, que son mas fáciles de eliminar por el organismo, ya que se disuelven en presencia de agua y son a su vez igualmente de necesarias que las anteriores.

o Hidrosolubles(B1, B2, B6, B12, C)

Las vitaminas hidrosolubles son aquellas que se disuelven en agua. Se trata de coenzimas o precursores de coenzimas, necesarias para muchas reacciones químicas del metabolismo.

Se caracterizan porque se disuelven en agua, por lo que pueden pasarse al agua del lavado o de la cocción de los alimentos. Muchos alimentos ricos en este tipo de vitaminas no nos aportan al final de prepararlos la misma cantidad que contenían inicialmente. Para recuperar parte de estas vitaminas (algunas se destruyen con el calor), se puede aprovechar el agua de cocción de las verduras para caldos o sopas.

Las frutas y verduras son fuentes importantes de vitaminas.

En este grupo de vitaminas, se incluyen:

las vitaminas B1 (tiamina), B2 (riboflavina), B3 (niacina o ácido nicotínico), B5 (ácido pantoténico), B6(piridoxina), B8 (biotina), B9 (ácidofólico), B12 (cianocobalamina) y vitamina C (ácido ascórbico).

Estas vitaminas contienen nitrógeno en su molécula (excepto la vitamina C) y no se almacenan en el organismo, a excepción de la vitamina B12, que lo hace de modo importante en el hígado. El exceso de vitaminas ingeridas se excreta en la orina, por lo cual se requiere una ingesta prácticamente diaria, ya que al no almacenarse se depende de la dieta.

ENZIMAS

Son moléculas de naturaleza proteica y estructural.

Son catalizan reacciones, siempre que sean termodinámicamente posibles:

Una enzima hace que una reacción química que es energéticamente posible (ver Energía libre de Gibbs), pero que transcurre a una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, es decir, transcurra a mayor velocidad que sin la presencia de la enzima.

Estructura de la triosafosfato isomerasa. Conformación en forma de diagrama de cintas rodeado por el

modelo de relleno de espacio de la proteína. Esta proteína es una eficiente enzima involucrada en el

proceso de transformación de azúcares en energía en las células.

Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas con sus sustratos y su velocidad crece sólo con algunas reacciones, el conjunto (set) de enzimas sintetizadas en una célula determina el tipo de metabolismo que tendrá cada célula. A su vez, esta síntesis depende de la regulación de la expresión génica.

Como todos los catalizadores, las enzimas funcionan disminuyendo la energía de activación (ΔG‡) de una reacción, de forma que se acelera sustancialmente la tasa de reacción. Las enzimas no alteran el balance energético de las reacciones en que intervienen, ni modifican, por lo tanto, el equilibrio de la reacción, pero consiguen acelerar el proceso incluso millones de veces. Una reacción que se produce bajo el control de una enzima, o de uncatalizador en general, alcanza el equilibrio mucho más deprisa que la correspondiente reacción no catalizada.

Al igual que ocurre con otros catalizadores, las enzimas no son consumidas por las reacciones que catalizan, ni alteran su equilibrio químico. Sin embargo, las enzimas difieren de otros catalizadores por ser más específicas.

ACIDOS NUCLECOS

Los ácidos nucleicos son grandes polímeros formados por la repetición de monómeros denominados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Se forman, así, largas cadenas; algunas moléculas de ácidos nucleicos llegan a alcanzar tamaños gigantescos, con millones de nucleótidos encadenados. Los ácidos nucleicos almacenan la información genética de los organismos vivos y son los responsables de la transmisión hereditaria. Existen dos tipos básicos, el ADN y el ARN.

o ADN

El ADN es bicatenario, está constituido por dos cadenas polinucleotídicas unidas entre sí en toda su longitud. Esta doble cadena puede disponerse en forma lineal (ADN del núcleo de las células eucarióticas) o en forma circular (ADN de las células procarióticas, así como de lasmitocondrias y cloroplastos eucarióticos). La molécula de ADN porta la información necesaria para el desarrollo de las características biológicas de un individuo y contiene los mensajes e instrucciones para que las células realicen sus funciones. Dependiendo de la composición del ADN (refiriéndose a composición como la secuencia particular de bases), puede desnaturalizarse o romperse los puentes de hidrógenos entre bases pasando a ADN de cadena simple o ADNsc abreviadamente.

o Excepcionalmente, el ADN de algunos virus es monocatenario.

o Estructura primaria. Una cadena de desoxirribonucleótidos

(monocatenario) es decir, está formado por un solo polinucleótido,

sin cadena complementaria. No es funcional, excepto en algunos

virus.

o Estructura secundaria. Doble hélice, estructura bicatenaria, dos

cadenas de nucleótidos complementarias, antiparalelas, unidas

entre sí por las bases nitrogenadas por medio de puentes de

hidrógeno. Está enrollada helicoidalmente en torno a un eje

imaginario. Hay tres tipos:

o Doble hélice A, con giro dextrógiro, pero las vueltas se

encuentran en un plano inclinado (ADN no codificante).

o Doble hélice B, con giro dextrógiro, vueltas perpendiculares

(ADN funcional).

o Doble hélice Z, con giro levógiro, vueltas perpendiculares (no

funcional); se encuentra presente en los parvovirus.

o ARN

El ARN difiere del ADN en que la pentosa de los nucleótidos constituyentes es ribosa en lugar de desoxirribosa, y en que, en lugar de las cuatro bases A, G, C, T, aparece A, G, C, U (es decir, uracilo en lugar de timina). Las cadenas de ARN son más cortas que las de ADN, aunque dicha característica es debido a consideraciones de carácter biológico, ya que no existe limitación química para formar cadenas de ARN tan largas como de ADN, al ser el enlace fosfodiéster químicamente idéntico.El ARN está constituido casi siempre por una única cadena (es monocatenario), aunque en ciertas situaciones, como en los ARNt y ARNr puede formar estructuras plegadas complejas y estables.

Mientras que el ADN contiene la información, el ARN expresa dicha información, pasando de una secuencia lineal de nucleótidos, a una secuencia lineal de aminoácidos en una proteína. Para expresar dicha información, se necesitan varias etapas y, en consecuencia existen varios tipos de ARN:

El ARN mensajero se sintetiza en el núcleo de la célula, y su secuencia de

bases es complementaria de un fragmento de una de las cadenas de ADN. Actúa

como intermediario en el traslado de la información genética desde el núcleo

hasta el citoplasma. Poco después de su síntesis sale del núcleo a través de los

poros nucleares asociándose a los ribosomas donde actúa como matriz o molde

que ordena los aminoácidos en la cadena proteica. Su vida es muy corta: una vez

cumplida su misión, se destruye.

El ARN de transferencia existe en forma de moléculas relativamente pequeñas.

La única hebra de la que consta la molécula puede llegar a presentar zonas de

estructura secundaria gracias a los enlaces por puente de hidrógeno que se

forman entre bases complementarias, lo que da lugar a que se formen una serie

de brazos, bucles o asas. Su función es la de captar aminoácidos en el

citoplasma uniéndose a ellos y transportándolos hasta los ribosomas,

colocándolos en el lugar adecuado que indica la secuencia de nucleótidos del

ARN mensajero para llegar a la síntesis de una cadena polipeptídica determinada

y por lo tanto, a la síntesis de una proteína

El ARN ribosómico es el más abundante (80 por ciento del total del ARN), se

encuentra en los ribosomas y forma parte de ellos, aunque también existen

proteínas ribosómicas. El ARN ribosómico recién sintetizado es empaquetado

inmediatamente con proteínas ribosómicas, dando lugar a las subunidades del

ribosoma.

RNA(m)

RNA(r)

RNA(t)

UNIDAD 3

Introducción al estudio de la biología celular.

Micrografía al microscopio electrónico de barrido de células deEscherichia coli.

8. Citología, Teoría celular.

La teoría celular, propuesta en 1838 para los vegetales y en 1839 para los animales, por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células derivan de otras precedentes. De este modo, todas las funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interacción entre células adyacentes; además, la tenencia de lainformación genética, base de la herencia, en su ADN permite la transmisión de aquella de generación en generación.

La aparición del primer organismo vivo sobre la Tierra suele asociarse al nacimiento de la primera célula. Si bien existen muchas hipótesis que especulan cómo ocurrió, usualmente se describe que el proceso se inició gracias a la transformación de moléculas inorgánicas en orgánicas bajo unas condiciones ambientales adecuadas; tras esto, dichas biomoléculas se asociaron dando lugar a entes complejos capaces de autorreplicarse. Existen posibles evidencias fósiles de estructuras celulares en rocas datadas en torno a 4 o 3,5 miles de millones de años (giga-años o Ga.).

Se han encontrado evidencias muy fuertes de formas de vida unicelulares fosilizadas en microestructuras en rocasde la formación Strelley Pool, en Australia Occidental, con una antigüedad de 3,4 Ga. Se trataría de los fósiles de células más antiguos encontrados hasta la fecha. Evidencias adicionales muestran que su metabolismo sería anaerobio y basado en el sulfuro.

Definición de la célula. Teoría celular: reseña histórica y postulados.

9. El microscopio y sus aplicaciones Características generales del microscopio Tipos de microscopios. Observación de las células.

10.Organización Estructural y funcional de las células. Características generales de las células Células eucariotas y procariotas, estructura general (membrana,

citoplasma y núcleo). Diferencias y semejanzas

11.Multiplicación de las células. Ciclo celular, mitosis importancia de la mitosis.

12.Tejidos. Tejidos enumerarlos y algunas características de los tejidos epitelial,

conjuntivo, muscular y nervioso.