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Cuaderno de materia
1.
2. 1.1 ORGANIZACIÓN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO
Fecha: 21/05/2914
TEORIAS DEL ORIGEN DEL UNIVERSO
Desde tiempos inmemoriales, el génesis universal ha sido una gran espina para el Hombre y a lo largo de los
años, una variedad de planteamientos se han formulado para encontrar una explicación posible.
Teoría del Big Bang
La teoría del Big Bang es una de las más aceptadas hoy en día, ya que cumple la
mayoría de los parámetros e hipótesis establecidos por científicos y religiosos.
Esta teoría describe que se formo de una gran explosión hace 15.000 millones
de años, donde la materia se concentraba en un punto decenas de miles de
veces más pequeño que el núcleo de un átomo y como resultado dio origen al
universo (apareciendo toda la materia y la energía el universo que conforman
los varios planetas).
Esta teoría no tiene la autoría de un científico
concreto, surgió en 1930, de las ecuaciones que
generadas la por el astrónomo
estadounidense Edwin Hubble con lo que dio a la
ley de Hubble que demostraba que el universo se
encuentra en expansión. Este fenómeno Albert Einstein, con la teoría de la
relatividad general, lo había predicho anteriormente. Sin embargo, el propio
Einstein no creyó en sus resultados, pues le parecía absurdo que el Universo se
encontrara en infinita expansión, por lo que agregó a sus ecuaciones la famosa
"constante cosmológica" (dicha constante resolvía el problema de la expansión
infinita), a la cual posteriormente denominaría él mismo como el mayor error de su
vida. En cuanto al término Big Bang lo inventó el mayor enemigo de la teoría en su
momento, Fred Hoyle, quien propuso su propia hipótesis alternativa (universo
estacionario).
Las pruebas que aportan a esta teoría son:
- La radiación cósmica de fondo.- Es una de las mayores pruebas de de
ésta teoría, fue en 1990 gracias al satélite COBE se dio a conocer la
existencia de radiación cósmica de fondo (también señalada como
radiación de fondo de microondas o radiación cósmica de fondo -
CMB según sus siglas en inglés) que predecía el modelo teórico y que
en 1965 habían descubierto Arno Penzias y Robert Wilson, se dice que
es el eco que proviene del inicio del universo, o sea, el eco que quedó
3. de la gran explosión que dio origen al universo. Tiene características de radiación de cuerpo negro a una
temperatura de 2,725 K y su frecuencia pertenece al rango de las microondas con una frecuencia de
160,2 GHz, correspondiéndose con una longitud de onda de 1,9 mm.
- La proporción relativa de elementos primordiales.- Fue un alumno de doctorado, Ralph Alpher, y su
tutor, el científico George Gamow, en 1948, propucieron una
imagen de un universo caliente inicial, en el famoso «Artículo
αβγ». El modelo se explicaba, la aparición de elementos ligeros,
como el hidrógeno y el helio, como resultado de procesos entre
electrones, protones y neutrones; además determinaba las
proporciones de su abundancia en el universo inicial. No fue
hasta 1965 cuando un investigador de la Universidad de
Princeton, Jim Peebles, realizó un cálculo aproximado que
concordó de manera satisfactoria con los valores experimentales,
según los cuales el Sol y otras estrellas, en origen, habrían estado
formados por hidrógeno, con un 20% o 30% de helio.
- La expansión del Universo.- Mencionada ya como ley de Hubble.
Teoría del Universo estacionario
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. La idea fue luego revisado en 1948
por Fred Hoyle, Thomas Gold, Hermann Bondi y otros. La teoría de Bondi y Gold se inspiró en la intriga circular
de la película Dead of Night, que habían visto juntos y de las observaciones de Edwin Hubble que mostraban que
el universo se estaba expandiendo desde un hipotético "campo C", es decir que la materia se está creando
continuamente a partir del vacío,
Es una teoría que se opone a la tesis de un universo evolucionario, ya que consideran que el universo es una
entidad que no tiene principio, ni fin: no tiene principio porque no comenzó con una gran explosión, ni se
colapsará en un futuro lejano, para volver a nacer, porque el universo siempre fue así .
Tomo como prueba el principio cosmológico perfecto la variable tiempo donde dice que un observador situado
en cualquier espacio o tiempo ve el mismo universo ya que sus propiedades son constantes sea donde sea este
fue ya que el aspecto general del universo no sólo es idéntico en el espacio sino también en el tiempo.
Teoría del universo oscilante
En cosmología conocido como la Gran Implosión (en inglés conocido como Big Crunch), es una hipótesis
propuesta por Richard Tolman, según la cual, el universo sufre una serie infinita de
oscilaciones, cada una de ellas iniciándose con un Big Bang (donde el universo
tiene una densidad crítica superior a 3 átomos por metro cúbico) y terminando con
un Big Crunch(relacionada con La teoría del universo estacionario). Después del Big
Bang, el universo se expande por un tiempo antes de que la atracción gravitacional
de la materia produzca un acercamiento hasta llegar a un colapso y sufrir
seguidamente un Gran Rebote, es decir nuestro Universo sería el último de
muchos surgidos en el pasado, luego de sucesivas explosiones y contracciones,
siendo a una sucesión cíclica e infinita del mismo universo (que no
necesariamente tienen que poseer las mismas condiciones).
En 2010 el físico Roger Penrose aseguró encontrar en la radiación cósmica de
fondo patrones circulares que indicarían un ciclo continuo de nacimiento y muerte
del universo a lo largo de eones.
4. Teoría inflacionaria
Propuesta en 1982 por el ruso Andrei Linde, descarta un Big Bang inicial para sustituirlo por muchos pequeños
big bangs que estarían produciéndose continuamente, incluso en la
actualidad, por todo el espacio. La materia de nuestro universo se
estaría creando continuamente en los núcleos de las galaxias
activas.
Se trataría de agujeros de gusano, puntos extraordinariamente
curvados del espacio tiempo que conectan agujeros negros(es una
región finita del espacio de una concentración de masa que genera
un campo gravitatorio del cual ninguna partícula material escapa)
con agujeros blancos(a diferencia del agujero negro, deja
escapar materia y energía en lugar de absorberla).
Esta teoría requiere de la existencia del multiverso o multiuniverso
con un intercambio continuo de materia y energía entre ellos. Lee
Smolin, de la universidad de Siracusa, considera que todo el cosmos
es un complejo sistema en el que nacen y mueren continuamente
universos.
La hipótesis inflacionaria resuelve algunos inconvenientes de la
teoría del Big Bang, pero anula la necesidad de un impulso primigenio, ya que el universo inflacionario es eterno.
Para Roger Penrose también requiere condiciones iniciales. "tan extremadamente específicas" que no resuelve
el problema del inicio. Este modelo requiere la existencia de un campo físico aún desconocido, el inflatón.
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.
Teoría del Todo
Desde el misticismo se pensaba de ese universo paralelo llamado “dimensión astral” y
ahora los científicos han tomado esta idea de “universos paralelos” en los que existen
con infinidad de universos y posibilidades.
La física intenta explicar siempre el universo de ello surgió la teoría de las cuerdas
donde se pensaba en un universo armónico y estable, pero con las nuevas tirias
surgidas, demuestran que el universo es de forma inaudita que la unidad de la materia
está compuesta por cuerdas y cada una tiene tono.
Teorías del origen de la tierra argumento religioso, filosófico y científico
1) Argumento religioso–: 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
-Se alude al físico Isaac Newton, quien dijo: “No hay reloj sin relojero”
-Las supuestas similitudes y exactitudes históricas de la Biblia
2) Argumento científico.- Según la teoría del Big Bang, el Universo 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–. Los teóricos del
Big Bang indican como evidencias irrefutables del Big Bang:
-La expansión del Universo que se expresa en la Ley de Hubble
5. -El fondo cósmico de microondas.
-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–: 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.. 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 con lo que se revelan los misterios se -Los
cielos son divinos e influyen en la Tierra, por la crítica y la sociedad.
-Perspectiva antropocéntrica, decir la de supremacía frente a lo demás.
-El fin de la vida humana es el conocimiento; es decir la todo ser humano tiene una finalidad ligada con la razón,
para alcanzar su objetivo.
El origen y la evolución del Universo, galaxias, sistema solar, planetas y sus satélites
El hecho de que el universo esté en expansión se deriva de las observaciones del corrimiento al rojo realizadas
en la década de 1920 y que se cuantifican por la ley de Hubble. Dichas observaciones son la predicción
experimental del modelo de Friedmann-Robertson-Walker, que es una solución de las ecuaciones de campo de
Einstein de la relatividad general, que predicen el inicio del universo mediante un big bang.
El "corrimiento al rojo" es un fenómeno observado por los astrónomos, que muestra una relación directa entre
la distancia de un objeto remoto (como una galaxia) y la velocidad con la que éste se aleja. Si esta expansión ha
sido continua a lo largo de la vida del universo, entonces en el pasado estos objetos distantes que siguen
alejándose tuvieron que estar una vez juntos. Esta idea da pie a la teoría del Big Bang; el modelo dominante en
la cosmología actual.
Durante la era más temprana del Big Bang, se cree que el universo era un caliente y denso plasma. Según avanzó
la expansión, la temperatura decreció hasta el punto en que se pudieron formar los átomos. En aquella época, la
energía de fondo se desacopló de la materia y fue libre de viajar a través del espacio. La energía remanente
continuó enfriándose al expandirse el universo y hoy forma el fondo cósmico de microondas. Esta radiación de
fondo es remarcablemente uniforme en todas direcciones, circunstancia que los cosmólogos han intentado
explicar como reflejo de un periodo temprano de inflación cósmica después del Big Bang.
El examen de las pequeñas variaciones en el fondo de radiación de microondas proporciona información sobre la
naturaleza del universo, incluyendo la edad y composición. La edad del universo desde el Big Bang, de acuerdo a
la información actual proporcionada por el WMAP de la NASA, se estima en unos 13.700 millones de años, con
un margen de error de un 1% (137 millones de años). Otros métodos de estimación ofrecen diferentes rangos de
edad, desde 11.000 millones a 20.000 millones.
Sopa Primigenia
Hasta hace poco, la primera centésima de segundo era más bien un misterio, impidiendo
los científicos describir exactamente cómo era el universo. Los nuevos experimentos en
el RHIC, en el Brookhaven National Laboratory, han proporcionado a los físicos una luz en
esta cortina de alta energía, de tal manera que pueden observar directamente los tipos de
comportamiento que pueden haber tomado lugar en ese instante,
En estas energías, los quarks que componen los protones y los neutrones no estaban
juntos, y una mezcla densa súper caliente de quarks y gluones, con algunos electrones, era
6. todo lo que podía existir en los microsegundos anteriores a que se enfriaran lo suficiente para formar el tipo de
partículas de materia que observamos hoy en día.
Protogalaxias
Artículo principal: Protogalaxia
Los rápidos avances acerca de lo que pasó después de la existencia de la materia aportan
mucha información sobre la formación de las galaxias. Se cree que las primeras galaxias
eran débiles "galaxias enanas" que emitían tanta radiación que separarían los átomos
gaseosos de sus electrones. Este gas, a su vez, se estaba calentando y expandiendo, y tenía
la posibilidad de obtener la masa necesaria para formar las grandes galaxias que
conocemos hoy.9 10
Destino Final
Artículo principal: Destino último del Universo
El destino final del universo tiene diversos modelos que explican lo que sucederá en
función de diversos parámetros y observaciones. A continuación se explican los modelos
fundamentales más aceptados:
Big Crunch o la Gran Implosión
Es posible que el inmenso aro que rodeaba a las galaxias sea una forma de materia que
resulta invisible desde la Tierra. Esta materia oscura tal vez constituya el 99% de todo lo
que hay en el universo.
Si el universo es suficientemente denso, es posible que la fuerza gravitatoria de toda esa materia pueda
finalmente detener la expansión inicial, de tal manera que el universo volvería a contraerse, las galaxias
empezarían a retroceder, y con el tiempo colisionarían entre sí. La temperatura se
elevaría, y el universo se precipitaría hacia un destino catastrófico en el que quedaría
reducido nuevamente a un punto.
Algunos físicos han especulado que después se formaría otro universo, en cuyo caso se
repetiría el proceso. A esta teoría se la conoce como la teoría del universo oscilante.
Hoy en día esta hipótesis parece incorrecta, pues a la luz de los últimos datos
experimentales, el Universo se está expandiendo cada vez más rápido.
Big Rip o Gran Desgarramiento
El Gran Desgarramiento o Teoría de la Eterna Expansión, llamado en inglés Big Rip, es
una hipótesis cosmológica sobre el destino último del universo. Este posible destino final del universo depende
de la cantidad de energía oscura existente en el Universo. Si el universo contiene suficiente energía oscura,
podría acabar en un desgarramiento de toda la materia.
Una modificación de esta teoría denominada Big Freeze, aunque poco aceptada, afirma que el universo
continuaría su expansión sin provocar un Big Rip.
Edad de la tierra
Conociendo la edad de las rocas más antiguas podemos entonces estimar la edad en que la Tierra era ya un
planeta con una corteza formada.
De manera que la edad de nuestro planeta, a juzgar por las rocas más antiguas, es de al menos unos 4 000
millones de años, muchísimo más de lo que pensó lord Kelvin y, sin embargo, una edad finita y comprobable,
algo que no soñaron ni Hutton ni Lyell.
Esta cantidad representa un límite inferior de la edad de la Tierra; sin embargo una estimación más exacta nos es
proporcionada por los isótopos del plomo
Estructura de la Tierra
La corteza del planeta Tierra está formada por placas que flotan sobre el manto, una capa de materiales
calientes y pastosos que, a veces, salen por una grieta formando volcanes.
La densidad y la presión aumentan hacia el centro de la Tierra. En el núcleo están los materiales más pesados,
los metales. El calor los mantiene en estado líquido, con fuertes movimientos. El núcleo interno es sólido.
Las fuerzas internas de la Tierra se notan en el exterior. Los movimientos rápidos originan terremotos. Los lentos
forman plegamientos, como los que crearon las montañas.
El rápido movimiento rotatorio y el núcleo metálico generan un campo magnético que, junto a la atmosfera, nos
protege de las radiaciones nocivas del Sol y de las otras estrellas.
7. Capas de la Tierra
Desde el exterior hacia el interior podemos dividir la Tierra en cinco partes:
1) Atmósfera: Es la cubierta gaseosa que rodea el cuerpo sólido del planeta. Tiene
un grosor de más de 1.100 km, aunque la mitad de su masa se concentra en los
5,6 km más bajos.
2) Hidrosfera: Se compone principalmente de océanos, pero en sentido estricto
comprende todas las superficies acuáticas del mundo, como mares interiores,
lagos, ríos y aguas subterráneas. La profundidad media de los océanos es de 3.794 m, más
de cinco veces la altura media de los continentes.
3) Litosfera: Compuesta sobre todo por la corteza terrestre, se extiende hasta los 100
km de profundidad. Las rocas de la litosfera tienen una densidad media de 2,7 veces la del
agua y se componen casi por completo de 11 elementos, que juntos forman el 99,5% de su
masa.. Las rocas plásticas y parcialmente fundidas de la astenosfera, de 100 km de grosor,
permiten a los continentes trasladarse por la superficie terrestre y a
los océanos abrirse y cerrarse.
4) Manto: Se extiende desde la base de la corteza hasta una
profundidad de unos 2.900 km. Excepto en la zona conocida como
astenosfera, es sólido y su densidad, que aumenta con la
profundidad, oscila de 3,3 a 6. El manto superior se compone de hierro y
silicatos de magnesio como el olivino y el inferior de una mezcla de óxidos de
magnesio, hierro y silicio.
5) Núcleo: Tiene una capa exterior de unos 2.225 km de grosor con una
densidad relativa media de 10 Kg por metro cúbico. Esta capa es
probablemente rígida, su superficie exterior tiene depresiones y picos. Por el
contrario, el núcleo interior, cuyo radio es de unos 1.275 km, es sólido. Ambas
capas del núcleo se componen de hierro con un pequeño porcentaje de níquel
y de otros elementos. Las temperaturas del núcleo interior pueden llegar a los
6.650 °C y su densidad media es de 13. Su presión (medida en GigaPascal, GPa)
es millones de veces la presión en la superficie.
La energía
Capacidad de realizar un trabajo o transferir calor
La materia
Es cualquier entidad que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa, la cual dependiendo
de la temperatura y presión se clasifica en 5 estados:
1) Solido: tiene forma definida, volumen fijo, compresión baja.
2) Liquido: no tiene forma definida, volumen fijo, compresión limitada.
3) Gaseoso: no tiene forma definida, volumen variable, compresión alta.
4) Plasma
5) Radian
Propiedades de la materia
- Extensión. El cuerpo ocupa un lugar en el espacio.
Ejem: el agua ocupa un lugar en el mundo.
- Divisibilidad. División de la materia, en mas pequeña.
Ejem: el romper un papel.
- Impermeabilidad. Un cuerpo no ocupa el mismo lugar.
Ejem: dos personas no pueden sentarse en la misma silla.
PLASMA RADIAN
8. - Inercia. El cuerpo permanece en reposo hasta la acción de una fuerza
externa.
Ejem: soplar una hoja de papel en reposo.
- Masa. Cantidad de materia que contiene un cuerpo.
Ejem: el cuerpo humano contiene materia.
- Peso. Fuerza de atracción de los cuerpos.
Ejem: la atracción de imanes.
- Color, olor y sabor. Se los puede percibir con los sentidos.
Color : vista, longitud de ondas del cuerpo.
Olor: olfato, agradable o desagradable.
Sabor: lengua, dulce, salado, acido, amargo.
Ejem:
mirar una flor
- Forma cristalina. Un cuerpo que se rompe en
cristales.
Ejem: romper un vaso de vidrio
- Densidad. Las diferente pesas que tienen diferentes sustancias determinando
el volumen de una sustancia.
Ejem: el yogurt con diferentes sustancias.
- Dureza. Es la resistencia de los cuerpos a ser rayados.
Ejem: un diamante es muy resistente.
- Punto de fusión. Temperatura de un sólido a liquido .
Ejem: un hielo al ser derretido
- Punto de ebullición. Temperatura de la presión del vapor igualada
presión del medio en el que se encuentra.
Ejem: una olla de agua hirviendo.
- Ductibilidad. La acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin
romperse.
Ejem: doblar un alambre
- Maleabilidad. Algunos materiales de pueden ser
descompuestos en láminas o extendidos.
Ejem: La maleabilidad del oro permite obtener pan de oro.
- Solubilidad: Las sustancias pueden diluirse por interacción molecular.
Ejem: numero de gramos de soluto para saturar disolvente
Energía: Leyes de la conservación y degradación de la energía
La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma
El calor es una forma degrada de energía
Teoría de la relatividad
La teoría de la relatividad incluye tanto a la teoría de la relatividad especial y como a la relatividad general,
formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX, que pretendían resolver la
incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y elelectromagnetismo.
La teoría de la relatividad especial, publicada en 1905, trata de la física del
movimiento de los cuerpos en ausencia de fuerzas gravitatorias, en el que se hacían
compatibles las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo con una
reformulación de las leyes del movimiento.
La teoría de la relatividad general, publicada en 1915, es una teoría de la gravedad
que reemplaza a la gravedad newtoniana, aunque coincide numéricamente con ella
para campos gravitatorios débiles y "pequeñas" velocidades. La teoría general se
reduce a la teoría especial en ausencia de campos gravitatorios.
No fue hasta el 7 de marzo de 2010 cuando fueron mostrados públicamente los
manuscritos originales de Einstein por parte de la Academia, aunque la teoría se
había publicado en 1905. El manuscrito contiene 46 páginas de textos y fórmulas
matemáticas redactadas a mano, y fue donado por Einstein a la Universidad Hebrea
de Jerusalén en 1925 con motivo de su inauguración.
9. 1.2 ORIGEN Y EVOLUCION DE LA VIDA
Creacionismo
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.1Por extensión a esa definición, el
adjetivo «creacionista» se ha aplicado a cualquier opinión o doctrina filosófica oreligiosa que defienda una
explicación del origen del mundo basada en uno o más actos de creación por un dios personal, como lo hacen,
por ejemplo, las religiones del Libro. Por ello, igualmente se denomina creacionismo a los movimientos
pseudocientíficos y religiosos que militan en contra del hecho evolutivo.
El creacionismo se destaca principalmente por los «movimientos antievolucionistas», tales como el diseño
inteligente, cuyos partidarios buscan obstaculizar o impedir la enseñanza de la evolución biológica( es decir
estaba en contra de la teoría de la evolución) en las escuelas y universidades, arguyendo que existe un debate
científico sobre la cuestión. Según estos movimientos creacionistas, los contenidos educativos sobre biología
evolutiva han de sustituirse, o al menos contrarrestarse, con sus creencias y mitos religiosos o con la creación de
los seres vivos por parte de un ser inteligente. En contraste con esta posición, la comunidad sostiene la
conveniencia de diferenciar entre lo natural y lo sobrenatural, de forma que no se obstaculice el desarrollo de
aquellos elementos que hacen al bienestar de los seres humanos.
10. Teoría de la generación espontánea
La 'teoría de la generación espontánea' (también conocida como 'arquebiosis o abigenecis') es una antigua
teoría biológica que sostenía que ciertas formas de vida (animal y vegetal) surgen de manera espontánea a partir
ya sea de materia orgánica, inorgánica o de una combinación de las mismas.
Creencia profundamente arraigada desde la antigüedad ya que fue descrita por Aristóteles, luego sustentada y
admitida por pensadores como Descartes, Bacon o Newton, comenzó a ser objetada en el Siglo XVII. Hoy en día
la comunidad científica considera que esta teoría está plenamente refutada.
Diversos experimentos se realizaron desde el año 1668 en virtud de encontrar respuestas hasta que Louis
Pasteur demostró definitivamente a mediados del Siglo XIX que la teoría de la generación espontánea es una
falacia, postulando la ley de la biogénesis, que establece que todo ser vivo proviene de otro ser vivo ya existente.
La teoría de la generación espontánea se sustentaba en la observación superficial de procesos naturales como
por ejemplo la putrefacción. Es así como se explicaba que de un trozo de carne descompuesta apareciesen larvas
de mosca, gusanos del fango, organismos de los lugares húmedos y aún ratones. Generalmente se aplicaba a
insectos, gusanos o seres pequeños.
Pasteur & lazzaro spallanzani
La teoría biogénesis
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.
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.
El científico J. T. Needham (1713-1781) propuso que las moléculas inertes podían reagrupase para dar lugar a la
aparición de microorganismos. Para poner a prueba esta idea Lázzaro Spallanzani (1729-1799) realizó una serie
de experimentos que demostraron que la presencia de microorganismos puede evitarse si los medios en donde
proliferan son previamente hervidos y se mantienen cerrados herméticamente. Finalmente, Louis Pasteur (1822-
1895), alrededor de 1860, demostró que en el aire hay gran cantidad de microorganismos que son los
responsables de la descomposición de la materia orgánica.
La teoría exogenesis, cosmosoica y panspermia
La panspermia es una teoría que propone que la vida puede tener su origen en cualquier parte del universo, y
no proceder directa o exclusivamente de la Tierra; y que probablemente la vida en la Tierra proviene del exterior
y posiblemente se habría formado por su llegada en meteoritos, donde los primeros seres vivos llegaron desde
el espacio hacia la Tierra.1 2 Estas ideas tienen su origen en algunas de las consideraciones del filósofo
griego Anaxágoras. Es así que al referirse a la hipótesis de la Panspermia ésta solo hace referencia de la llegada a
la Tierra de formas de vida microscópicasdesde el espacio exterior; y no hace referencia directa a la llegada a la
Tierra desde el espacio de moleculas orgánicas precursoras de la vida, o de explicar como ocurrió el proceso de
formación de la posible vida panspérmica proveniente fuera de nuestro planeta.
11. Evolucionismo y pruebas de la evolución
La evolución biológica es el conjunto de transformaciones o cambios a través del tiempo que ha originado la
diversidad de formas de vida que existen sobre la Tierra
En 1859 de la teoría de la evolución de Darwin y de la teoría de los caracteres adquiridos de Lamarck en 1809, se
explicaba el origen de todas las especies de seres vivos mediante el FIJISMO, una variante el catastrofismo y el
creacionismo.
1. Pruebas paleontológicas
Demuestra la existencia de un proceso de cambio, mediante la presencia de restos fósiles de flora y fauna
extinguida y su distribución en los estratos. Numerosas formas indican puentes entre dos grupos de seres, como
es una forma intermedia entre reptil y ave presentada por el Archaeopteryx, verdadero ejemplo de la evolución
desde los pequeños dinosaurios del Mesozoico y las aves actuales.
Otro ejemplo es la evolución de los caballos para adaptarse a las grandes praderas abiertas por las que corrían,
donde se puede demostrar bien la existencia de una serie filogenética
2. Pruebas de anatomía comparada
Tras estudios de anatomía comparada entre diferentes seres vivos se encuentran similitudes entre ellos desde
un punto des vista estructural y morfológico
3. Pruebas embriológica
En todas las especies se encuentran características ancestrales similares en el desarrollo embrionario, y que
desaparecen durante dicho proceso. Por este hecho, Ernst Haeckel enunció en 1866 la teoría de la
recapitulación que se resume en: la ontogenia es una recapitulación de la filogenia, es decir, la ontogénesis o
desarrollo individual, es un compendio de la filogénesis o desarrollo histórico de la especie.
4. Pruebas de adaptación
Su mecanismo es similar al de la adaptación, confundiéndose los animales con el entorno
5. Prueba de distribución geográfica
El hecho de que no exista una presencia uniforme de especies en todo el planeta, es una prueba de que las
barreras geográficas o los mecanismos de locomoción o dispersión han impedido su distribución, a pesar de que
existen hábitat apropiados para su desarrollo, como es el caso de Australia, donde los zorros y conejos han sido
introducidos artificialmente.
6. Prueba domestica
Ha proporcionado un campo de experimentación
12. La Teoría De Oparin – Haldane
La teoría de Oparin- Haldane se basa en las condiciones físicas y químicas que existieron en la Tierra primitiva y
que permitieron el desarrollo de la vida.
De acuerdo con esta teoría, en la Tierra primitiva existieron determinadas condiciones de temperatura, así como
radiaciones del Sol que afectaron las sustancias que existían entonces en los mares primitivos. Propusieron, cada
uno por su cuenta, un escenario en el que las primeras moléculas orgánicas útiles para la vida se crearon en la
superficie de la Tierra a partir de compuestos de carbono y nitrógeno relativamente simples. De acuerdo con el
modelo de Oparin y Haldane, estos compuestos orgánicos adquirieron cada vez mayor complejidad, y
eventualmente evolucionaron para dar origen a los primeros organismos unicelulares, en los mares primitivos de
la Tierra.
Años más tarde, las ideas de estos dos investigadores
inspiraron a S. L. Miller y H. C. Urey de la Universidad de
Chicago, a realizar un experimento en el que simulaban las
condiciones primitivas de la Tierra en una botella de vidrio.
Miller y Urey depositaron en la botella diversos compuestos
simples como amoniaco, hidrógeno, agua y algunos otros, e
irradiaron la mezcla con luz ultravioleta y rayos X, los cuales se
suponía que existían en la superficie de la Tierra primitiva
debido a la ausencia de oxígeno en la atmósfera. El resultado
de este experimento fue sorprendente, ya que después de un
tiempo se obtuvieron moléculas orgánicas complicadas, como
algunos aminoácidos y bases nitrogenadas que son
fundamentales para los organismos vivos. De esta manera, Miller y Urey mostraron que era perfectamente
posible obtener moléculas orgánicas complejas a partir de compuestos químicos sencillos con relativa facilidad,
lo cual representó una especie de confirmación de las ideas de Oparin y Haldane.
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 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.
Como en ese tiempo tampoco existía la capa formada por ozono, que se
encuentra en las partes superiores de la atmósfera y que sirven para filtrar el
paso de las radiaciones ultravioletas del sol, estas podían llegar en forma
directa a la superficie de la Tierra. También había gran cantidad de rayos
cósmicos provenientes del espacio exterior, así como actividad eléctrica y
radiactiva, que eran grandes fuentes de energía.
13. Con el enfriamiento paulatino de la Tierra, el vapor de agua se condenso y se precipito sobre el planeta en forma
de lluvias torrenciales, que al acumularse dieron origen al océano primitivo, cuyas características definieran al
actual.
La Teoría De La Evolución Prebiótica
Hace referencia a la formación de la VIDA a partir de sustancias INORGÁNICAS, en donde OPARÍN habla de una
SOPA PRIMIGENIA.
El bioquímico ruso Alexander Oparin propuso por primero ves 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 los
océanos o en las charcas aisladas, protegidas de la excesiva radiación
ultravioleta, conformando así lo que se llamo el caldo primordial. Allí,
interactuaron entre ellas para diversificarse y evolucionar en forma de
proteínas, ácidos nucleídos y lípidos. A su vez, los ácidos nucleídos, 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.
Origen del oxígeno en la Tierra
Se supone que el oxígeno de la atmósfera tiene origen fotosintético. En la atmósfera primitiva no había oxígeno,
y las primeras fotos sintetizadoras lo generaron. Pero, no existen organismos foto sintetizadores (con
fotosíntesis oxigénica) anaerobios, ya que tanto las plantas y algas como las cianobacterias respiran con oxígeno.
Entonces, ¿qué tipo de organismo se supone que era el que empezó a foto sintetizar, pero no disponía de
oxígeno para respirar? No es seguro que existiera organismos fotosintéticos anaerobios.
Se cree que en un comienzo, la fotosíntesis se realizaba usando el H2S (ácido sulfhídrico) como dador de
electrones, siendo el producto de desecho el azufre elemental presente en la Tierra. Con el tiempo, apareció la
fotosíntesis tal y como la conocemos, en que la molécula dadora de electrones para el proceso fotosintético es
el agua, H2O. Pero este organismo fotosintético que usa el agua como fuente de electrones es aún anaerobio, es
decir, no utiliza el oxigeno, luego no hace respiración celular. Estos nuevos organismos pueden ahora moverse
más libremente ya que no necesitan de suelos ricos en moléculas inorgánicas para obtener su energía. Estos
organismos antes descritos, anaerobios, fotosintéticos, que rompen H2O empezaron a transformar la atmósfera,
a saturarla de ese oxigeno que eliminan como desecho. Fue entonces que apareció un organismo que
revolucionó y cambio para siempre la vida en la Tierra: la bacteria mitocondrial. Un organismo que, dado que
ahora había más concentración de oxigeno, fue capaz de utilizar este oxigeno para degradar los productos de
alta energía que antes quedaban solo a medio consumir por la vía anaerobia.
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
14. debido a que estos organismo evolucionaron, por medio de 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 .
Fotosíntesis y reproducción primigenia
Los factores que inciden o intervienen en el proceso fotosintético son seis:
1) La luz
2) La temperatura
3) Pigmentos fotosintéticos
4) Dióxido de carbono
5) Agua
6) Minerales
Fase luminosa
La fase luminosa, fase clara, fase fotoquímica o reacción de Hill es la primera etapa o fase de la fotosíntesis,
que depende directamente de la luz o energía lumínica para poder obtener
energía química en forma de ATP y NADPH, a partir de la disociación de
moléculas de agua, formando oxígeno e hidrógeno.1 La energía creada en esta
fase, será utilizada durante la fase oscura, para de esta forma continuar con la
fotosíntesis.
Este proceso se realiza en la cadena transportadora de e- del cloroplasto, en
los complejos clorofila-proteína que se agrupan en unidades llamadas foto
sistemas que están en los tilacoides (membranas internas) de los cloroplastos.
Fase oscura
La fase oscura de la fotosíntesis, es un conjunto de reacciones independientes
de la luz (mal llamadas reacciones oscuras aunque pueden ocurrir tanto de día como de noche, mas se llaman
así por la marginar fotogénica ya que se desarrolla dentro de las células de las hojas y no en la superficie celular
de las mismas) que convierten el dióxido de carbono, el oxígeno y el Hidrógeno en glucosa estas reacciones.
A diferencia de las reacciones lumínicas (fase luminosa o fase clara), no requieren la luz para producirse (de ahí
el nombre de reacciones oscuras). Estas reacciones toman los productos generados de la fase luminosa
(principalmente el ATP y NADPH) y realizan más procesos químicos sobre ellos. Las reacciones oscuras son dos:
la fijación del carbonoy el ciclo de Calvin.
Reproducción primigenia
15. 1.3. LA BIOLOGIA COMO CIENCIA
Historia de la biología
La biología es una ciencia muy antigua, puesto que el hombre siempre ha deseado saber más acerca de lo que
tenemos y de todo ser vivo que nos rodea, por razones didácticas estamos dividiendo en etapas:
Etapa Milenaria
En la China antigua, entre el IV y III milenio a.C y a se cultivaba el gusano productor de la seda China también ya
tenían tratados de medicina naturista y de acumputura.
La antigua civilización Indu, curaba sus pacientes basados en el pensamiento racional, en la fuerza de la mente.
La cultura milenaria Egipcia, desarrollaron la agricultura basado en la mejora de la semilla y de la producción,
además conocían la Anatomía humana y las técnica de embalsamamiento de cadáveres. En el III Milenio a.C los
egipcios ya tenían jardines botánicos y zoológicos para el deleite de sus reyes y sus princesas
.
Etapa Helénica
Los pueblos de la Grecia antigua por su ubicación geográfica tenían mucha relación con el cercano y medio
oriente a demás con Egipto y la Costa Mediterránea de Europa. En el siglo IV a.C
16. JURAMENTO HIPOCRÁTICO.
(Versión original)
Versión latina de Hipócrates. Opera Omnia. Edic. de Radicius. Venecia, 1736.
Tomo I.
Se transcribe literalmente de: Escardó, F. “El Alma del Médico”, pp 61-63.
Editorial Alessandri. Córdoba, Argentina, 1954.
“Juro por Apolo médico, por Esculapio, Higia y Panacea y pongo por testigos a todos los dioses y a todas las diosas, cumplir según mis posibilidades y razón el
siguiente Juramento:
Estimaré como a mis padres a aquel que me enseñó este arte, haré vida común con él y si es necesario partiré con él mis bienes; consideraré a sus hijos como
hermanos míos y les enseñaré este arte sin retribución ni promesa escrita, si necesitan aprenderlo. Comunicaré los principios, lecciones y todo lo demás de la
enseñanza a mis hijos, a los del maestro que me ha instruido, a los discípulos regularmente inscriptos y jurados según los reglamentos, pero a nadie más.
Aplicaré los regímenes en bien de los enfermos según mi saber y entender y nunca para mal de nadie. No daré a nadie, por complacencia, un remedio mortal o un
consejo que lo induzca a su pérdida. Tampoco daré a una mujer un pesario que pueda dañar la vida del feto. Conservaré puros mi vida y mi arte. No extraeré
cálculo manifiesto, dejaré esta operación a quienes saben practicar la cirugía.
En cualquier casa en que penetre, lo haré para el bien de los enfermos, evitando todo daño voluntario y toda corrupción, absteniéndome del placer del amor con
las mujeres y los hombres, los libres y los esclavos. Todo lo que viere u oyere en el ejercicio de la profesión y en el comercio de la vida común y que no deba
divulgarse lo conservaré como secreto.
Si cumplo íntegramente con este Juramento, que pueda gozar dichosamente de mi vida y mi arte y disfrutar de perenne gloria entre los hombres. Si lo quebranto,
que me suceda lo contrario.”
Anaximandro estableció el origen común de los organismos, el agua. Alcneón de Crotona (S. VI a.C) fundó la
primera Escuela de Medicina siendo su figura más relevante Hipócrates (S. V a.C),
quien escribió varios tratados de Medicina y de Bioética que se hace mención con el “Juramento Hipocrático.”
Anaximandro estableció el origen común de los organismos, el agua. Alcneón de Crotona (S. VI a.C) fundó la
primera Escuela de Medicina siendo su figura más relevante Hipócrates (S. V a.C), quien escribió varios tratados
de Medicina y de Bioética que se hace mención con el “Juramento Hipocrático.”
Anaximandro (610 – 546 a.C) Hipócrates ( 460 - a.C)
La investigación formal se inicia con Aristóteles (384-322 a.C.), quién estudió algunos sistemas anatómicos y
clasificó a las plantas y animales que abundaban en aquellos tiempos, quién escribió su libro Historia de los
Animales.
Se escribieron mucho, en Alejandría, ciudad Egipcia que floreció entre los años 300 y 30 a.C., encontraron los
romanos abundantes escritos de partes y estructuras anatómicas realizadas con disecciones de cadáveres, sin
17. duda fue una investigación seria. Lamentablemente los romanos una vez establecidos en Alejandría mediante
“Decretos” prohibieron toda investigación directa utilizando el cuerpo humano.
Aristóteles (384 – 322 a.C) Galeno (131 – 200 d.C)
Los atenienses tenían en esos tiempos las mejores escuelas, uno de sus hijos Galeno (131 – 200 d.C.) fue el
primer fisiólogo experimental, sus descripciones perduraron más de 1300 años, por su puesto se le encontró
muchos errores posteriormente.
Etapa Moderna
Con la creación de las Universidades en España, Italia, Francia a partir del siglo XIV, los nuevos estudiantes de
medicina se vieron obligados a realizar disecciones de cadáveres, se fundaron los
Anfiteatros en las Facultades de Medicina, de donde surgieron destacados
anatomistas y fisiólogos: Leonardo de Vinci (1452–1519), Vesalio (1514–156
Vesalio y sus dibujos
Servet (1511–1553), Fallopio (1523–1562) Fabricius (1537–1619), Harvey (1578–
1657).Con el invento del microscopio a principios del siglo XVII, se pudieron
estudiar células y tejidos de plantas y animales, así como también los
microbios, destacan: Robert Hooke (1635 - 1703), quien observó y grafico las cédulas (1665),
Malpighi (1628 – 1694), Graaf (1641 – 1673), Leeuwenhoek (1632 – 1723).
Así mismo destacan Swammerdan (1637 – 1680) realizó observaciones microscópicas de
estructuras de animales, Grew (1641 – 1712) estudió las estructuras de las plantas. El naturalista
sueco Carlos Linneo (1707 - 1778)proporcionó las técnicas de clasificación de plantas y animales,
llamo el sistema binomial escrito en latín clasico. También tenemos al biólogo francés Georges
Cuvier (1769 - 1832), quien se dedicó a la Taxonomia y paleontología. El naturalista francés Juan
Bautista Lamarck (1744 - 1829), en su obra Hidrogeología (1802) y G.R Treviranus(1776 - 1837) en su obra
Biologie Oder Philophie der leveden Natur (1802) introdujeron independientemente la palabra Biología.
Juan Bautista Lamarck G.R Treviranus
El escocés botánico Robert Broun (1773 - 1858), identificó al núcleo celular en 1831y también el movimiento
browniano.
El zoologo alemán Theodor Schuwann (1810 - 1882), y el botanico aleman Mattias Schleiden (1804 - 1881)
enunciaron la teoria celular.
El médico alemán Rudolf Virchow (1821 - 1902) publicó su libro Célular Patholog (1858), donde propuso que
toda celula viene de otra celula (ovnis cellula e cellula). Decubrió la enfermedad del cáncer.
18. En 1859 el médico naturista inglés Carlos Darwin (1809 - 1882) publicó su libro el Origen de las Especies, donde
defendía la teoría de la evolución 1859 el médico naturista inglés Carlos Darwin (1809 - 1882) publicó su libro el
Origen de las Especies, donde defendía la teoría de la Evolución.
En el año 1865 el monje y naturalista austiaco Gregor Mendel (1882 - 1884) describió las leyes que rigen la
herencia biológica. En 1879 el citogenético alemán Walter Fleming (1843 - 1905) identificó los comosomas y
descubrió las fases de la mitosis celular.
Etapa de la Biotecnología
Actualmente a principios del siglo XXI, la Biología está desempeñando un papel fundamental en la vida moderna.
Después del descubrimiento de la estructura del ADN por Watson y Crick en 1953 ha surgido la Biología
molecular, Biotecnología e Ingeniería Genética.
En el año 1985 se inició el Proyecto Genoma Humano con el objetivo de responder:
¿Cuáles son cada uno de los 40 mil genes de la especie humana?
¿A dónde se encuentra cada uno de los 40 mil genes?
¿Qué rol cumplen cada uno de los 40 mil genes?
Los científicos han encontrado que el 99,99% de los genes son idénticos para todos los seres humanos, la
variación de una persona y otra es de solo 0,01%. Es por esa razón para que en la prueba biológica del ADN, es
positivo cuando la relación entre los dos individuos pasa del 99,99%.
El 98% de los genes del Chimpancé, por ejemplo son idénticos a los seres humanos, pero nadie duda que un
mono y una persona son diferentes. Así mismo el 30% de los genes de las ratas son idénticos a los genes
humanos.
Es tiempo que incluyan los legisladores nuevas normas en el Código Civil acerca de:
La fecundación en laboratorio o In vitro.
La inseminación artificial humana homóloga y heteróloga
La fecundación e inseminación post morten.
El alquiler de vientre uterino.
El congelamiento de espermatozoides, óvulos y embriones.
La determinación de la maternidad y de la paternidad en los casos de fecundación asistida.
La clonación humana y si el clon es descendiente o copia.
Los abortos.
Los trasplantes de órganos y donación en vida.
LA PENICILINA
La penicilina fue descubierta por Alexander Fleming en 1928 cuando estaba estudiando un hongo microscópico
del género Penicillium. Observó que al crecer las colonias de esta levadura inhibía el crecimiento de bacterias
como el Staphylococcus aureus, debido a la producción de una sustancia por parte del Penicillium, al que llamó
Penicilina.
19. De las varias penicilinas producidas de modo natural es la bencilpenicilina o penicilina G, la única que se usa
clínicamente. A ella se asociaron la procaína y la benzatina para prolongar su presencia en el organismo,
obteniéndose las respectivas suspensiones de penicilina G procaína y penicilina G benzatina, que sólo se pueden
administrar por vía intramuscular.
Más tarde se modificó la molécula de la Penicilina G, para elaborar penicilinas sintéticas como la penicilina V que
se pueden administrar por vía oral al resistir la hidrólisis ácida del estómago. Actualmente existen múltiples
derivados sintéticos de la penicilina como la cloxacilina y sobre todo la amoxicilina que se administran por vía
oral y de las que existe un abuso de su consumo por la sociedad general, sobre todo en España, como
autotratamiento de infecciones leves víricas que no precisan tratamiento antibiótico. Esta situación ha
provocado el alto porcentaje de resistencias bacterianas y la ineficacia de los betalactámicos en algunas
infecciones graves.
Entre los más destacados biólogos se encuentran
El filósofo griego Aristóteles. Fue el más grande naturalista de la Antigüedad,
estudió y describió más de 500 especies animales; estableció la primera
clasificación de los organismos que no fue superada hasta el siglo XVIII por Carl
Linné.
Carl Linné estableció una clasificación de las especies conocidas hasta entonces,
basándose en el concepto de especie como un grupo de individuos semejantes.
Agrupó a las especies en géneros, a éstos en órdenes y, finalmente, en clases.
Estrechamente vinculado con el aspecto taxonómico,
Linneo propuso el manejo de la nomenclatura
binominal, que consiste en asignar a cada organismo
dos palabras en latín, un sustantivo para el género y un
adjetivo para la especie, lo que forma el nombre
científico que debe subrayarse o destacarse con otro
tipo de letra en un texto. El nombre científico sirve
para evitar confusiones en la identificación y registro de los organismos.
Otro científico que hizo una gran contribución a la biología fue Charles
Darwin, autor del libro denominado El Origen de las Especies. En él expuso sus ideas sobre la
evolución de las especies por medio de la selección natural. Esta teoría originó, junto con la teoría
celular y la de la herencia biológica, la integración de la base científica de la biología
actual.
La herencia biológica fue estudiada por Gregor Mendel, quien hizo una
serie de experimentos para estudiar cómo se heredan las características de padres
a hijos, con lo que sentó las bases de la Genética. Uno de sus aciertos fue elegir
chícharos para realizar sus experimentos, estos organismos son de fácil manejo:
ocupan poco espacio, se reproducen con rapidez, muestran características fáciles
de identificar entre los padres e hijos y no son producto de una combinación
previa.
Por otra parte, Louis Pasteur demostró la falsedad de la hipótesis de la generación
espontánea al comprobar que un ser vivo procede de otro. El suponía que la presencia
de los microorganismos en el aire ocasionaba la descomposición de algunos alimentos y
que usando calor sería posible exterminarlos, este método recibe actualmente el
nombre de pasterización o pasteurización. Pasteur asentó las bases de la bacteriología,
investigó acerca de la enfermedad del gusano de seda; el cólera de las gallinas y
desarrolló exitosamente la vacuna del ántrax para el ganado y la vacuna antirrábica.
Alexander Ivánovich Oparin, en su libro El origen de la vida sobre la Tierra (1936) dio
una explicación de cómo pudo la materia inorgánica transformarse en orgánica y cómo esta última
originó la materia viva.
20. James Watson y Francis Crack elaboraron un modelo de la estructura del ácido desoxirribonucleico,
molécula que controla todos los procesos celulares tales como la alimentación, la reproducción y la
transmisión de caracteres de padres a hijos. La molécula de DNA consiste en dos bandas enrolladas
en forma de doble hélice, esto es, parecida a una escalera enrollada.
Entre los investigadores que observaron el comportamiento animal destaca Honrad Lorenz quien
estudió un tipo especial de aprendizaje conocido como impresión o impronta. Para verificar si la
conducta de las aves de seguir a su madre es aprendida o innata, Lorenz graznó y caminó frente a
unos patitos recién nacidos, mismos que lo persiguieron, aun cuando les brindó la oportunidad de
seguir a su madre o a otras aves. Con esto Lorenz demostró que la conducta de seguir a su madre no
es innata sino aprendida.
24. General:
Bioquímica.- química de la vida
Citología.- células
Histología.- tejidos
Anatomía.- órganos
Fisiología.- funciones
Taxonomía.- clasificación
Biogeografía.- distribución geográfica
Paleontología.- fósiles
Filogenia.- desarrollo de las especies
Genética.- herencia
25. Aplicada:
Medicina.- aplicación de medicamentos
Farmacia.- elaboración de fármacos
Agronomía.- mejoramiento de agricultura
La biología y su relación con otras ciencias
Ecología: La ecología es la ciencia que estudia a los seres vivos, su ambiente, la
distribución, abundancia y cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre
los organismos y su ambiente.
Embriología: La embriología, o mejor dicho en términos
modernos, biología del desarrollo, es la rama de la biología
que se encarga de estudiar la
morfogénesis, el desarrollo
embrionario y nervioso
Evolución: La evolución biológica es
el conjunto de transformaciones o
cambios a través del tiempo que ha originado la diversidad de
formas de vida que existen sobre la Tierra a partir de un antepasado
común.
Paleontología: La Paleontología es la ciencia natural que estudia e
interpreta el pasado de la vida sobre la Tierra a través de los fósiles.
26. Inmunologia: La inmunología es una rama amplia de la biología y de las ciencias
biomédicas que se ocupa del estudio del sistema inmunitario, entendiendo como
tal al conjunto de órganos,tejidos y células que, en los vertebrados, tienen como
función reconocer elementos o ajenos dando una respuesta
Reinos de los seres vivos
Reino Mónera Protista Hongos Plantas Animales
Número de
Unicelular Unicelular
Unicelular
células
Pluricelular
Pluricelular
Pluricelular Pluricelular
Tipo de células Procariota Eucariota Eucariota Eucariota Eucariota
Nutrición Autótrofo
Heterótrofo
Autótrofo
Heterótrofo
Heterótrofo Autótrofo
Heterótrofo
Organismos Bacterias,
cianobacterias
Algas,
protozoos(ameba
,paramecio)
Setas,
levaduras y
mohos
Musgos,
helechos,
plantas con
flores y sin
flores
Esponjas,
gusanos, peces,
anfibios,
reptiles,
mamíferos
Método científico: Procesos del pensamiento sistemático de inducción y deducción
El conocimiento científico se lo realiza basándose en hipótesis, leyes y teorías, para comprender cuál fue su
origen, desarrollo, y la causa desarrollada de los fenómenos ocurridos.
Según Mario Bunge 1993 es el método de la aplicación al inicio o desarrollo de una investigación, con el fin de
resolver los problemas que se aplican en la investigación.
CARACTERISTICAS
- Objetividad.- las conclusiones deben tener validez en cualquier área aplicada.
- Racionalidad.- debe ser entendible y claro al a observador o lector.
- Sistematicidad.- debe contener una relación en los elementos dichos.
- Universalizada.- el contenido será traducido a todos los idiomas.
La inducción: es el pensamiento de los hechos particulares hacia afirmaciones de carácter general.
La deducción: es el método que va de afirmaciones de carácter general a hechos particulares provenientes de la
deducción, este método fue utilizado por Aristóteles.
27. Nomenclatura de las unidades biológicas
Con el fin de lograr la mayor precisión posible y tener un sistema aceptable internacionalmente es costumbre
usar términos latinos o griegos para designar especies y descubrimientos recientes.
Las unidades más aceptadas son:
La micra que es la milésima parte del milímetro y el Angstrom 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
nano gramo 1 gr = 1000000000 y pico gramo 1 gr = 1000000000000 y el Dalton, donde un Dalton es la peso del
átomo de hidrógeno, ( una molécula de agua serían 18 Dalton ).
Especie
Es un grupo de seres vivos que son físicamente similares y que pueden reproducirse entre si y produciendo hijos
fértiles.
28. 1.4. EL MEDIO AMBIENTE Y SU RELACIÓN CON LOS SERES VIVOS
Taxonomía
La taxonomía es la ciencia de la clasificación, se emplea el término para designar a la taxonomía biológica, la
ciencia de ordenar la diversidad biológica en taxones anidados unos dentro de otros, ordenados de forma
jerárquica, formando un sistema de clasificación.
Nomenclatura y taxonomía del Gato
Reino Animalia
Subreino Eumatozooa
Phylum Chordata
Subphylum Vertebrata
Clase Mammalia
Orden Carnívoro
Familia Felidae
Genero F. Silvetris
Especie F. Silvetris
29. Nomenclatura y taxonomía de la Tortuga
Reino Animalia
Subreino Eumatozooa
Phylum Chordata
Subphylum Vertebrata
Clase Reptilia
Orden Testudines
Familia Dermachyidae
Genero Dermokelis
Especie D. Corlocea
Nomenclatura y taxonomía del Perro
Reino Animalia
Subreino Eumatozooa
Phylum Chordata
Subphylum Vertebrata
Clase Mammalia
Orden Carnívoro
Familia Cnidae
Genero Kanis
Especie C. Lupus
Nomenclatura y taxonomía del Zapallo
Reino Plantae
Subreino Tracheobionta
Clase Magnoliopsida
Orden Cucurbitales
Familia Cucurbita ceace
Genero C. Maxima
Nomenclatura y taxonomía de la Naranja
Reino Plantae
Subreino Eumatozooa
Phylum Mollusca
Clase Magnoliopsida
Orden Sapindales
Familia Bructaceae
Genero Cicrus
Especie C. Sinensis
30. Los seres vivos vivimos en una relación con otros seres vivos el lugar en el que viven.
1. ECOLOGIA
Viene de 2 voces griegas
OIKOS: CASA
LOGOS: TRATADO O ESTUDIO
Es la rama de la Biología que estudia los seres vivos en su medio
ambiente, considera al conjunto de seres vivos que habitan en un lugar con
relación a las condiciones ambientales de ese lugar, al conjunto se le
denomina ecosistema.
Un ecosistema es una unidad de funcionamiento de la Naturaleza
formada por las condiciones ambientales de un lugar (el llamado
biotopo), la comunidad que lo habita y las relaciones que se establecen
entre ellos.
2. EL MEDIO AMBIENTE
El conjunto de todos los factores y circunstancias que
existen en el lugar donde habita un ser vivo y con los
que se halla en continua relación recibe el nombre de
medio ambiente.
Existen multitud de medios ambientes pero hay dos
grandes medios ambientes: el acuático y el terrestre o
aéreo.
Las condiciones ambientales surgen a veces de las relaciones con otros seres vivos. Son los llamados
factores bióticos, como por ejemplo, la búsqueda de alimento o la de pareja. Otras veces, se deben a las
características físicas y químicas del medio, como la luz, la temperatura o la salinidad. Estos son los de-nominados
factores abióticos.
EL HABITAD
Se denomina hábitat el conjunto de lugares geográficos que
poseen las condiciones ambientales adecuadas para que una
especie de ser vivo habite en ellos, son los lugares donde una
especie vive naturalmente. Pero muchos ecólogos lo entienden
como el conjunto de lugares que poseen las condiciones
ambientales adecuadas para una especie, aunque la especie no
viva realmente allí.
3. LOS FACTORES ABIÓTICOS
Los factores abióticos son las características físicas y químicas del medio ambiente. Son diferentes de
unos medios ambientes a otros y pueden variar a lo largo del tiempo. Influyen en los seres vivos, que, para
sobrevivir mejor, adquieren adaptaciones a ellos. Son ejemplos de factores abióticos la temperatura, la
humedad, la cantidad de luz, la salinidad, la composición del suelo, la abundancia de oxígeno, etc.
4. LOS FACTORES ABIÓTICOS DEL MEDIO TERRESTRE
Los principales son la temperatura, la humedad y la luz, que son los que condicionan la mayor parte de
los ecosistemas terrestres.
31. a) Temperatura
La temperatura varía en función de la hora del día, de la estación,
de la latitud y de la altitud. Así, en invierno suele hacer más frío que
en verano, en los Polos más frío que en el Ecuador y en la
montaña más frío que en el valle. En el desierto, la temperatura
diurna puede llegar a
60ºC, mientras que por la noche puede descender por debajo de
los
0ºC. Las oscilaciones son muchos menores en los ecosistemas
acuáticos.
Existen organismos que pueden vivir en temperaturas extremas,
como ocurre con bacterias que viven en aguas termales y que
soportan incluso 85ºC u otras bacterias que resisten a temperaturas
de -30ºC o menos. Pero lo normal es que los seres vivos estén limitados a
tempera- turas entre -2ºC y 50ºC.
Adaptaciones de los animales a la temperatura
La mayor parte de los animales son ectodermos, esto es, tienen una temperatura corporal acorde con la de
su medio ambiente. Si la temperatura del medio es muy baja, se detiene su actividad vital. Cuando la
temperatura del medio aumenta, aumenta también su actividad. Muchos adoptan conductas de calentamiento
rápido (como ponerse al sol por las mañanas, o tener colores oscuros).
Otra estrategia es la de los animales endodermos (Aves y Mamíferos), que son capaces de mantener una
temperatura interna constante frente a las variaciones de la temperatura exterior. Como el medio ambiente
suele estar más frío que sus cuerpos, deben proceder a un continuo aporte de calor, por lo que necesitan gran
cantidad de alimento. Son también muy útiles las adaptaciones para evitar la pérdida de calor, como los pelos
o las plumas y las capas de grasa subcutánea.
b) La humedad
El aire contiene agua dispersa en forma de vapor, procedente de la evaporación y de la transpiración. A la
cantidad de vapor de agua presente en un volumen de aire se le llama humedad absoluta y se mide en g/m3.
Pero para los seres vivos lo importante no es la humedad que contiene el aire sino la relación entre la
humedad real y la máxima posible (que es variable para cada temperatura). A esa relación se la denomina
humedad relativa y se expresa en tantos por ciento. Así por ejemplo, un aire a 10ºC que contenga 9,4 g/m3
de vapor de agua está saturado (Hr=100%), mientras que un aire a 40ºC que con- tenga 15,3 g/m3 de vapor de
agua está muy seco (Hr=30%) y puede seguir absorbiendo vapor de agua.
Según las necesidades de agua, los organismos pueden clasificarse en acuáticos, si viven en el agua,
higrófilos, si necesitan medios muy húmedos, mesófilos, si tienen necesidades moderadas de humedad, y
xerófilos, si viven en medios secos.
Cómo se adaptan los seres vivos a la sequía
Muchos animales de climas secos adaptan hábitos nocturnos para reducir las pérdidas de agua. En
otros casos adoptan estrategias de reducción de pérdida de agua por evaporación: recuperación de la
32. humedad del aire espirado en las fosas nasales (camellos), jorobas de grasa para aislamiento térmico
(camellos), capacidad de almacenamiento de agua (camellos), cuerpos con poca superficie superior o
colores claros para evitar el calentamiento, órganos (rabos, por ejemplo) que actúan como sombrilla, etc.
c) La luz
La luz resulta imprescindible para los seres vivos puesto que directa o indirectamente suministra la energía
necesaria para la vida.
Periodicidad diaria.
Es debida a la alternancia entre el día y la noche. En las plantas regula la fotosíntesis y, en muchas de
ellas, también la apertura y cierre de las flores y el pliegue de las hojas. Muchos animales sólo son activos
durante el día; otros, como búhos, ratones y murciélagos, sólo de noche.
Periodicidad estacional
Esto produce cambios evidentes en los seres vivos:
periodos de fertilidad y apareamiento
Intensidad de la luz
Muchos animales como las cucarachas y los
pececillos de plata prefieren vivir en la oscuridad y
corren a ocultarse cuando se enciende la luz.
También hay plantas, plantas de sombra, que
mueren si se sobrepasa una de- terminada
intensidad luminosa, mientras que otras no
pueden desarrollarse si no les da el sol.
¿Por qué migran algunos
animales?
Las migraciones son desplazamientos que
realizan algunos animales en determinadas
épocas del año.
Van en busca de zonas que les proporcionen
determina- das condiciones ambientales (más
horas de luz, mayor abundancia de alimento o
de agua) para poder alimentar- se o
reproducirse mejor.
33. 5. LOS FACTORES ABIÓTICOS DEL MEDIO ACUÁTICO
Los principales son la salinidad, la luz y la cantidad de oxígeno disuelto.
La salinidad es la cantidad de sales disueltas en el medio; es importante, ya que condiciona el
intercambio hídrico de los organismos con su medio externo.
Las aguas dulces, aún presentando una amplia gama de salinidades, suelen tener concentraciones
menores que los medios internos de los organismos, por lo que éstos ganan continuamente agua por ósmosis.
Esta agua debe ser eliminada por sus aparatos excretores.
Las aguas saladas tienen una salinidad promedio de 35 g/l, aunque hay también mares con menos y con
más salinidad. En general, su concentración es mayor que la de los medios internos, por lo que el organismo
pierde continuamente agua por ósmosis.
La luz dado que las plantas necesitan luz para vivir, la vida vegetal se halla limitada a esa capa superficial,
que se denomina zona fótica. Los animales, al ser móviles, pueden hallarse en otras zonas, aunque esta es la
zona en que abundan más; en cualquier caso, dependen de la materia orgánica formada por las plantas de la
zona fótica.
6. LOS SERES VIVOS EN EL ECOSISTEMA
Los individuos no viven aislados. Al menos en algún
momento de su vida se relacionan con otros organismos de
su misma o de diferente especie.
Denominamos población al conjunto de orga- nismos de la
misma espe- cie que comparten un espacio
determinado.
De la misma forma, definimos comunidad o biocenosis al
conjunto de poblaciones de distintas especies que
comparten un espacio determinado.
Para terminar, sólo queda definir lo que es
una especie. Se conside- ra que dos organismos pertenecen a la misma especie cuando comparten rasgos
comunes y son capaces de reproducirse entre sí produciendo des- cendencia fértil.
7. LAS RELACIONES ENTRE LOS INDIVIDUOS DE UNA POBLACIÓN
Un factor ambiental biótico es toda relación entre los organismos que conviven en un ecosistema. Se les
puede clasificar en intraespecíficas, si se establecen entre miembros de una
misma población (una misma especie), e interespecíficas, si se establecen
entre organismos de especies distintas.
Las asociaciones intraespecíficas
Son relaciones encaminadas a la mejor obtención de un objetivo común,
generalmente, el cuidado de la prole, la defensa o el reparto del trabajo. Hay
diferentes tipos:
Familiar. Formada en general por individuos emparentados entre sí,
generalmente los progenitores y sus crías. Facilita la procreación y el cuidado
de las crías, aunque también sirve para la defensa común o incluso la cooperación en la obtención de
alimento (caza). Hay muchos tipos:
Macho, hembra y crías, como en el caso de las cigüeñas.
Hembra y crías, como en el caso de los ciervos.
Macho, hembras y crías, como en el caso de los leones.
Hembras (emparentadas) y crías, como en el caso de los elefantes.
34. Gregaria. Formada por individuos no necesariamente emparentados que se reúnen para obtener un beneficio
mutuo de diversa índole: búsqueda de alimento, defensa, migraciones, etc. Es el caso de las bandadas de aves
o rebaños de mamíferos migratorios, los bancos de peces, etc.
Colonial. Formadas por individuos procedentes por gemación de un único progenitor y permanecen unidos
toda la vida. Hay distintos tipos de individuos especializados en diferentes funciones. Es típica de los corales,
gorgonias y de algunos pólipos flotantes como la carabela portuguesa.
Estatal. Formada por individuos descendientes de una única pareja reproductora (denominados generalmente
rey y reina). Presentan diferenciación en distintos tipos de individuos (cas- tas) especializados en diferentes
tipos de trabajo y general- mente estériles. Es típica de hormigas, abejas, termitas y algunas avispas.
8. LA DINÁMICA DE LAS POBLACIONES
El crecimiento de una población depende directamente de la natalidad, que incrementa el tamaño de la
población y de la mortalidad, que disminuye el número de individuos.
La tasa de natalidad (b) es la medida del número de nacimientos que se producen en una población
en un periodo de tiempo. Se expresa en tanto por ciento de la población inicial.
La tasa de mortalidad (m) es la medida del número de fallecimientos que se producen en una
población en un periodo de tiempo. Se expresa en tanto por ciento de la población inicial.
La tasa de crecimiento (r) es la diferencia entre las dos.
El potencial biótico es la tasa máxima de crecimiento de una población cuando no existen límites a su
crecimiento; es una característica de cada especie
Crecimiento en “J” de una población. En condiciones favorables, una población tiende a aumentar su
tamaño de forma exponencial.
Se denomina capacidad de sostenimiento del medio (K) la cantidad máxima de individuos que un medio
puede sustentar.
En una especie bien adaptada a su me- dio aparece su crecimiento en “S”. Cuan- do la población es
reducida, adopta un crecimiento en “J”.
Estrategias de crecimiento
Las especies adaptadas a vivir en ambientes inestables, con amplias
fluctuaciones, deben estar capacitadas para reproducirse rápidamente y
dejar muchos descendientes en previsión de una mortalidad elevada. Son
especies que basan su estrategia en producir gran número de descendientes,
muchos de los cuales no van a sobrevivir. Presentan una elevada tasa de
crecimiento, por lo que se les llama estrategas de la r. Muchos insectos,
35. como las moscas y los mosquitos, las plantas que colonizan
Su estrategia consiste en producir un número limitado de descendientes suficientes para alcanzar la
capacidad de sostenimiento del medio (K), y asegurar su supervivencia mediante una adaptación
adecuada al medio y, muchas veces, intensos cuidados parentales a las crías. Son los denominados
estrategas de la K.
9. LAS RELACIONES ENTRE LOS INDIVIDUOS DE UNA BIOCENOSIS
Son relaciones establecidas entre organismos de distintas especies, por lo que se denominan también
relaciones interespecíficas. Hay diversos tipos.
a) Depredación
Consiste en una relación en la que un organismo, el
depredador, se alimenta de otro organismo vivo, la presa. Esta
definición excluye a los consumidores de materia orgánica
muerta, sean resto o cadáveres, ya que en estos casos no se
establece ninguna relación.
Estrategias de la presa frente al depredador
Esencialmente lo consiguen mediante tres mecanismos:
Huir: para lo que adoptan formas o miembros que les permiten
un rápido desplazamiento.
Defenderse: mediante la adquisición de revestimientos protectores (tortugas, cangrejos, almejas) u órganos
defensivos (cuernos en los toros o ñus, espinas en los erizos, estructuras tóxicas
o venenosas en ortigas, medusas o ciertas ranas tropicales, etc.).
Esconderse: fenómeno llamado mimetismo y del que existen varios tipos:
Mimetismo críptico: por el cual el ser vivo adopta un aspecto que
les permite pasar desapercibidos respecto al entorno (insectos palo, lenguados
o pulpos que adoptan la coloración del fondo, camaleones que cambian de
color, etc.
Mimetismo aposemático: en el que las presas adoptan aspectos que los hacen parecerse a
otras especies más peligrosas (mariposas u orugas que tienen dibujados “ojos” que asustan a sus
depredadores, anfibios o insectos que imitan la forma de otras especies peligrosas o venenosas).
b) Parasitismo
Relación considerada por muchos biólogos como una forma particular de depredación (una especie de
ramoneo) en la que una especie (el parásito) vive a costa de otra (el huésped) provocándole un perjuicio.
- Parásitos externos o ectoparásitos
36. El parásito vive en el exterior del huésped, alimentándose de sus fluidos o de sus tejidos.
- Parásitos internos o endoparásitos
Los endoparásitos viven en el interior de sus huéspedes quienes no solamente les proporcionan alimento
sino también un entorno estable.
- Micro parásito
Muchos microorganismos como virus, bacterias, hongos y protozoos son pará- sitos. Aunque en teoría se
les podría clasificar en alguno de los dos grupos anteriores (el hongo Candida albicans, por ejemplo, que
provoca la candidiasis, vive sobre las mucosas humanas o la bacteria Treponema pallidum, que causa la
sífilis, vive en el interior del cuerpo humano), las afecciones provocadas por estos microbios se suelen
denominar enfermedades infecciosas. Los agentes causantes suelen estar libres en el ambiente en estado de
vida latente y entran en el huésped a través de las aberturas corporales o en heridas en la epidermis, causando
enfermedades que en ocasiones pueden ser mortales.
Del cerdo a la persona
Se calcula que unos cuarenta millones de personas en el mundo albergan la tenia o solitaria, un parásito
que provoca trastornos digestivos y nerviosos de cierta gravedad.
Se la podría describir como una larga cinta hecha de numerosos anillos planos. En el extremo anterior
presenta la cabeza o escólex, con ganchos y ventosas para adherirse a la pared intestinal y de donde se
generan todos los anillos. Estos van creciendo y madurando a medida que se alejan de la cabeza, de forma que
los del otro extremo están repletos de huevos maduros que saldrán del intestino junto con las heces del
huésped.
c) Mutualismo
Es una relación en la que dos especies se asocian con beneficio
mutuo. La intensidad de la asociación es muy variable. Existen
mutualismos en los que el grado de cooperación es tan grande que las
especies ya no pueden vivir separadas: se habla entonces de simbiosis.
) Inquilinismo y comensalismo
Son relaciones muy similares entre sí en las que una especie se
beneficia y la otra resulta indiferente. Se suele hablar de comensalismo si
la relación es alimenticia y de inquilinismo si la relación está en relación
con el hábitat.
e) Amensalismo
Esta relación es discutida por algunos biólogos que argumentan que no existe beneficio nulo para una
especie. Para cualquier especie, dicen, la eliminación de los posibles competidores sería un beneficio.
f) Competencia
En esta relación, aunque las dos especies salen perjudicadas, una suele serlo más que la otra y, si su
nicho ecológico no le permite la diversificación, puede incluso desaparecer.
El concepto de nicho ecológico sería la profesión u oficio de una especie dentro de un ecosistema. Para
definir el nicho ecológico de una especie hay que analizar lo que come, cómo se mue- ve, cómo encajan en
la biocenosis y cómo se relacionan con otros organismos, las condiciones abióticas que necesitan, cuándo
se reproducen, etc.
37. 10. LOS NIVELES ALIMENTARIOS DEL ECOSISTEMA
La nutrición es una de las principales características dentro de un ecosistema, puesto que relaciona
todas las especies presentes en él. Basándose en esta característica, se puedes clasificar los organismos en
tres niveles tróficos, denominados productores, consumidores y descomponedores.
Los productores son los organismos autótrofos, principal- mente plantas verdes, algas y bacterias
fotosintéticas que construyen su materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas sencillas y de energía
generalmente solar.
Los consumidores son organismos heterótrofos que se alimentan de otros a los que utilizan como fuente de
energía y de materia. Pueden ser consumidores primarios (o herbívoros) si se alimentan directamente de
pro- ductores o consumidores secundarios si se alimentan de consumidores primarios. En muchos ecosistemas
hay también consumidores terciarios,
cuaternarios, a los que en conjunto (junto con los secundarios) de les denomina carnívoros. En ocasiones, se
habla de omnívoros cuando un consumidor come alimentos pro- cedentes de diferentes niveles.
Los descomponedores o detritívoros son organismos heterótrofos que se alimentan de restos tanto de
productores como
de consumidores transformando sus restos de nuevo en moléculas elementales. Son muy importantes
porque devuelven a las medias sustancias químicas que pueden ser utilizadas de nuevo por los productores.
11. LAS CONEXIONES ALIMENTARIAS EN EL ECOSISTEMA
Cadenas tróficas
Son representaciones esquemáticas de las relaciones tróficas en un ecosistema en las que cada organismo
constituye un eslabón al comer al eslabón anterior y ser comido por el siguiente; las relaciones se
representan mediante flechas en el sentido en el que se transfiere la materia.
Redes tróficas
Las cadenas tróficas suelen ser poco realistas, puesto que en la Naturaleza cada especie come y es comida por
diferentes especies.
Las redes tróficas son representaciones mucho más realistas en las que de cada especie nacen o llegan varias
flechas indicando la multiplicidad de relaciones del ecosistema.
38. En una red trófica es posible abstraer e individualizar cadenas tróficas concretas.
En general, los descomponedores no son representados ni en las cadenas ni en las redes tróficas.
12. LAS PIRÁMIDES ECOLÓGICAS
Son representaciones gráficas que, de forma sencilla y directa, nos proporcionan información sobre
características.. Los principales tipos son:
a) Pirámide de números. Representa en número de individuos que
hay en cada nivel trófico.
Estas pirámides a menudo no son representativas, porque el
tamaño de los individuos de distintos niveles tróficos puede no
ser comparable. Así no tiene sentido decir que en una pradera hay un
millón de productores (hierbas) por hectárea y un solo herbívoro
(vaca). Tampoco tiene sentido decir que en una parcela hay un
productor (árbol) y 67.000 herbívoros (insectos).
b) Pirámide de la biomasa. Sirven para representar la cantidad de
materia orgánica (biomasa) por unidad de superficie o de volumen.
c) Pirámide de la energía (o de productividad). En ellas se
representa la cantidad de energía por unidad de superficie o de
volumen y por unidad de tiempo que adquiere cada nivel trófico del
nivel anterior.
13. EL FLUJO DE LA ENERGÍA Y EL CICLO DE LA MATERIA
Los productores consiguen su
energía del Sol y su materia del medio en forma de
materia inorgánica.
Los consumidores consiguen su materia y su
energía de la materia orgánica de los productores.
Tanto productores como consumidores
producen restos orgánicos que son aprovechados
por los des componedores para obtener su energía
y su materia.
Tanto productores como consumidores y des
39. componedores utilizan la energía conseguida para sus actividades vitales, energía que
termina sien- do disipada en forma de calor.
La materia aprovechada por los des componedores acaba siendo transformada en
moléculas inorgánicas sencillas.
Se observa claramente que la energía atraviesa el ecosistema como un flujo que
comienza en el Sol y que termina en el calor perdido. Por eso se habla del flujo de la energía.
También se observa que la materia circula por el ecosistema de forma cíclica, puesto que los productores se
nutren de la materia que es reciclada por los descomponedores. Por eso se habla del ciclo de la materia.
Cadenas alimenticias
La cadena trófica (del griego throphe, alimentación) describe el proceso de transferencia de sustancias nutritivas
a través de las diferentes especies de una comunidad biológica,1 en el que cada uno se alimenta del precedente y
es alimento del siguiente. También conocida como cadena alimenticia o cadena alimentaria, es la corriente de
energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un ecosistema en relación con su nutrición.
Los alimentos pasan de un ser a otro en una serie de actividades reiteradas de comer y ser comido. Lo cual es en
síntesis la cadena alimenticia que tiene como máximo cuatro o cinco eslabones.
El equilibrio natural es la interdependencia total de los seres vivos entre sí y con el medio que lo rodea. II.
ESLABONES DE LA CADENA ALIMENTICIA.
Primer Eslabón.- Lo constituyen las plantas verdes que producen
alimentos mediante la fotosíntesis, por producir los alimentos que
pasarán luego a través de toda cadena, las plantas reciben el nombre
de PRODUCTORES.
Segundo Eslabón.-Lo constituyen los animales herbívoros llamados
consumidores de primer orden. Tercer Eslabón.- Lo conforman los
Carnívoros, llamados consumidores de segundo orden, que utilizan a
los herbívoros como alimento, obteniendo la energía solar de tercera
mano.
Cuarto Eslabón.-Lo conforman los Carroñeros también se les
consideran Consumidores de tercer orden que se alimentan de
animales muertos y el de los carnívoros que se alimentan de otros
carnívoros así el gallinazo y el cóndor son carroñeros. Organismos
Desintegradores o Descomponedores.- Lo constituyen los Saprofitos
(hongos y bacterias) encargados de sintetizar las sustancias orgánicas
muertas de origen vegetal o animal.
40. TIPOS DE CADENAS ALIMENTICIA
CADENA ALIMENTICIA TERRESTRE
La cadena trófica (del griego throphe, alimentación) describe el proceso de transferencia de sustancias nutritivas
a través de las diferentes especies de una comunidad biológica,1 en el que cada uno se alimenta del precedente y
es alimento del siguiente. También conocida como cadena alimenticia o cadena alimentaria, es la corriente de
energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un ecosistema en relación con su nutrición.
CADENA ALIMENTICIA ACUATICA
Una cierta cantidad de vegetales, algas en su inmensa mayoría, viven en el mar. Buena parte de esta masa
vegetal está constituida por una gran variedad de algas microscópicas que constituyen el llamado
FITOPLANCTON.Estas algas microscópicas, junto con las grandes algas, son seres autótrofos, o sea, que fabrican
su propia comida, y son los únicos en el ecosistema capaces de crear materia orgánica a partir de materia
mineral y energía solar, por esta sencilla razón se las conoce con el nombre de 'PRODUCTORES PRIMARIOS'.
El fitoplancton sirve de alimento a una gran cantidad de animales de pequeño tamaño que flotan pasivamente en
el agua, y que constituyen el llamado ZOOPLANCTON.
De este somero análisis se obtiene una conclusión inmediata: hay seres vivos que, aun perteneciendo a grupos
sistemáticos diferentes, juegan un papel similar en el ecosistema ya que pertenecen al mismo nivel alimenticio, o
'NIVEL TROFICO'.
CADENA ALIMENTICIA AEREA
En la naturaleza los seres vivos se encuentran íntimamente correlacionados en lo referente a la búsqueda de
alimentos, protección y reproducción. El equilibrio natural es la interdependencia total de los seres vivos entre sí
y con el medio que lo rodea. El hombre forma parte de este equilibrio y no puede independizarse del él. La
cadena alimenticia es el continuo proceso del paso de alimentos de un ser a otro al comer y ser comido.
La base de la cadena es el mundo inorgánico
41. 2.1. BIOELEMENTOS, OLIGOELEMENTOS, FUNCIONES BILOLOGICAS DEL AGUA.
NATURALEZA DE LAS MOLECULAS BIOLOGICAS
CLASIFICACIÓN DE LOS BIOELEMENTOS
Los seres vivos estamos constituidos, cualitativa y cuantitativamente por los mismos elementos químicos. De
todos los elementos que se hallan en la corteza terrestre, sólo unos 25 componentes (elementos químicos)
forman parte de los seres vivos. Esto quiere decir que la vida se ha desarrollado sobre unos elementos concretos
que poseen unas propiedades físico-químicas idóneas acordes con los procesos químicos que se desarrollan en
los seres vivos. Estos componentes se denominan elementos biogénicos o bioelementos.
Se clasifican en:
Bioelementos primarios o principales: C, H, O, N
Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total.
Las propiedades físico-químicas que los hacen idóneos son las siguientes:
- Forman entre ellos enlaces covalentes, compartiendo electrones
- El carbono, nitrógeno y oxígeno, pueden compartir más de un par de electrones, formando enlaces
dobles y triples, lo cual les dota de una gran versatilidad para el enlace químico
- Son los elementos más ligeros con capacidad de formar enlace covalente, por lo que dichos enlaces son
muy estables.
- A causa de la configuración tetraédrica de los enlaces del carbono, forman los diferentes tipos de
moléculas orgánicas tienen estructuras tridimensionales diferentes.
Esta conformación espacial es responsable de la actividad biológica.
42. - Las combinaciones del carbono con otros elementos, como el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, etc.,
permiten la aparición de una gran variedad de grupos funcionales; que dan lugar a las diferentes
familias de sustancias orgánicas, con diferentes características físicas y químicas, para dar a las
moléculas orgánicas propiedades específicas, lo que aumenta las posibilidades de creación de nuevas
moléculas orgánicas por reacción entre los diferentes grupos.
- Los enlaces entre los átomos de carbono pueden ser simples (C - C), dobles (C = C) o triples, lo que
permite que puedan formarse cadenas más o menos largas, lineales, ramificadas y anillos.
43. Bioelementos secundarios: S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl
Los encontramos formando parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%.
Azufre Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina), presentes en todas las proteínas.
También en algunas sustancias como el Coenzima A
Fósforo Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucléicos. Forman parte
de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales de las
membranas celulares. También forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en
los seres vivos.
Magnesio Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con
las enzimas, en muchas reacciones químicas del organismo.
Calcio Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónica
interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso
nervioso.
Sodio Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la
contracción muscular
Potasio Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y
la contracción muscular
Cloro Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluido
intersticial
Oligoelementos
Se denominan así al conjunto de elementos químicos que están presentes en los organismos en forma vestigial,
pero que son indispensables para el desarrollo armónico del organismo.
Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse
comunes para casi todos, y estos son: hierro, manganeso, cobre, zinc, flúor, iodo, boro, silicio, vanadio, cromo,
cobalto, selenio, molibdeno y estaño. Las funciones que desempeñan, son:
Hierro Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas y formando
parte de cito cromos que intervienen en la respiración celular, y en la hemoglobina que
interviene en el transporte de oxígeno.
Manganeso Interviene en la fotolisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis en las plantas.
Iodo Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo
Flúor Forma parte del esmalte dentario y de los huesos.
Cobalto Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina .
Silicio Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las
gramíneas.
Cromo Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.
Zinc Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.
Litio Actúa sobres neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede
prevenir estados de depresiones.
Molibdeno Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte
de las plantas.
Hierro Participación en la síntesis de glóbulos rojos, asistiendo en la fijación del hierro en el
pigmento rojo de la sangre (hemoglobina)
Selenio Protege al organismo de los radicales libres
44. Variables
Bromo Transportación de sustancias a través de membranas
Titanio Sienta bases para descifrar los contenidos de las células
Plomo Contribuye a la fortificación de ciertos órganos ó estructuras óseas
Vanadio Ayuda al control del azúcar en el cuerpo, y la inhibición de la biosíntesis del
colesterol
Biomoléculas Inorganicas
Las biomoléculas se clasifican, atendiendo a su composición: las biomoléculas inorgánicas son las que no
están formadas por cadenas de carbono e hidrógeno, como son el agua y las sales minerales.
EL AGUA
La vida se apoya en el comportamiento anormal del agua.
El agua es la sustancia más abundante en la biosfera, dónde la encontramos en sus tres estados y es además
el componente mayoritario de los seres vivos, pues entre el 65 y el 95% del peso de de la mayor parte de las
formas vivas es agua.
En las medusas, puede alcanzar el 98% del volumen del animal y en la lechuga, el 97% del volumen de la
planta. Estructuras como el líquido interno de animales o plantas, embriones o tejidos conjuntivos suelen
contener gran cantidad de agua. Otras estructuras, como semillas, huesos, pelo, escamas o dientes poseen
poca cantidad de agua en su composición.
El agua fue además el soporte donde surgió la vida. Molécula con un extraño comportamiento que la
convierte en una sustancia diferente a la mayoría de los líquidos, posee unas extraordinarias propiedades
físicas y químicas que son responsables de su importancia biológica.
Durante la evolución de la vida, los organismos se han adaptado al ambiente acuoso y han desarrollado
sistemas que les permiten aprovechar las inusitadas propiedades del agua.
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 la presión osmótica y de reacciones bioquímicas, en las que intervienen
iones específicos. Participan en reacciones químicas a niveles electrolíticos.
Los procesos vitales requieren la presencia de ciertas sales bajo la forma de iones como los cloruros, los
carbonatos y los sulfatos.
Función de las sales minerales
Al igual de las vitaminas, no aportan energía sino que cumplen otras funciones:
Forman parte de la estructura ósea y dental (calcio, fósforo, magnesio y flúor).
Regulan el balance del agua dentro y fuera de las células (electrolitos). También conocido como proceso de
Ósmosis.
Intervienen en la excitabilidad nerviosa y en la actividad muscular (calcio, magnesio).
Permiten la entrada de sustancias a las células (la glucosa necesita del sodio para poder ser aprovechada
como fuente de energía a nivel celular).
45. Colaboran en procesos metabólicos (el cromo es necesario para el funcionamiento de la insulina, el selenio
participa como un antioxidante).
Intervienen en el buen funcionamiento del sistema inmunológico (zinc, selenio, cobre).
Además, forman parte de moléculas de gran tamaño como la hemoglobina de la sangre y la clorofila en los
vegetales.
Las sales minerales se pueden encontrar en los seres vivos de tres formas:
Precipitadas
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
Ionizadas o disueltas
Las sales disueltas en agua manifiestan cargas positivas o negativas. Los cationes más abundantes en la
composición de los seres vivos son Na+, K+, Ca2+, Mg2+,
NH4+. Los aniones más representativos en la composición
de los seres vivos son Cl−, PO43−, 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.
Asociadas a moléculas orgánicas
Dentro de este grupo se encuentran las fosfoproteínas, los
fosfolípidos y fosfoglicéridos
Los iones de las sales pueden asociarse a moléculas, realizando
funciones que tanto el ion como la molécula no realizarían por
separado.
De tal manera que las sales minerales están asociadas a las
moléculas orgánicas y sub orgánica.
Biocompuestos orgánicos o principios inmediatos
Son sintetizadas principalmente por los seres vivos y tienen una estructura con base en carbono. Están
constituidas, principalmente, por los elementos químicos carbono, hidrógeno y oxígeno, y con frecuencia
también están presentes nitrógeno, fósforo y azufre; a veces se incorporan otros elementos pero en mucha
menor proporción.
46. Las biomoléculas orgánicas pueden agruparse en cinco grandes tipos:
1. GLÚCIDOS
Son moléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno.
Son las principales moléculas de reserva energética que se localizan en casi todos los seres vivos, aunque ésta
no es su única función, ya que algunos presentan función estructural. Son moléculas muy diversas que se
forman de la unión de moléculas más pequeñas llamadas azúcares o monosacáridos.
Hay tres tipos principales de glúcidos que se clasifican según el número de unidades de azúcares que
constituyen la molécula. Así podemos distinguir tres grupos:
1) Monosacáridos
2) Disacáridos
3) Polisacáridos
1) MONOSACARIDOS
Son los azúcares más sencillos formados por una unidad de azúcar.
- glucosa
- celulosa
- lactosa
- sacarosa
2) DISACARIDOS
Son glúcidos que se originan de la unión de dos moléculas de monosacárido iguales o distintos.
- maltosa
- celulosa
- lactosa
- sacarosa
3) POLISACARIDOS
Son los glúcidos más complejos de todos. Están constituidos por la unión de más de 100 monosacáridos por
enlaces glucosídicos. Forman macromoléculas enormes.
- almidón
- glucógeno
- celulosa
- quitina