CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO Nuestro lugar en el universo.
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CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEO Nuestro lugar en el universo
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CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORÁNEONuestro lugar en el
universo
La vida en la Tierra
¿Por qué en la Tierra?
Distancia al Sol: Nuestro planeta no está ni lejos ni cerca del sol. Eso hace que la temperatura media del planeta sea de 15º C, y que podamos encontrar agua en estado líquido. El agua es imprescindible para la vida, en ella se realizan la totalidad de las reacciones químicas de nuestro metabolismo. Es tan importante que su falta ocasiona la muerte o falta de vida.
Por su tamaño: Si la tierra fuera más pequeña, su masa no podría atraer por gravedad a su atmósfera protectora. La atmósfera deja pasar la luz visible, con la que se realizan los procesos vitales para los vegetales y sin embargo atrapa las radiaciones de alta energía por su composición rica en un isótopo del oxígeno (el ozono). Si la Tierra fuera más pequeña se enfriaría más rápidamente y podría haberse acabado su energía interna como ha pasado en Marte.
Excentricidad de la órbita: La excentricidad orbital es la diferencia entre las distancias mayor y menor al objeto primario. Cuanto mayor es la excentricidad, mayor es la fluctuación de la temperatura en la superficie de un planeta. Los seres vivos no podrían adaptarse a fluctuaciones de temperatura muy grandes.
Rotación: El planeta debe rotar relativamente rápido para que el ciclo día-noche no sea demasiado largo. Si un día dura años, la temperatura diferencial entre el lado de día y el lado de noche será pronunciada, y aparecerán problemas similares a los de la excentricidad orbital extrema.
EL ORIGEN DE LA VIDA
Los fósiles más antiguos que se han hallado tienen una edad cercana a 3600 m.a. y proceden de bacterias filamentosas.
Se han encontrado indicios de actividad biológica en rocas de hace 3800 m.a.
Esto significaría que la vida en la Tierra se había originado en algún momento comprendido entre la formación de los océanos (quizás hace 4200 m.a.) y hace 3800 m.a.
Origen de la vida, desde las primeras teorías hasta las actuales
Aristótelesvan LeeuwenhoekFrancesco RediJohn NeedhamLazzaro SpallanzaniLouis PasteaurDarwinOparinHaldaneStanley Miller
TEORÍAS ACERCA DEL ORIGEN DE LA VIDA: LA SÍNTESIS PREBIÓTICA
Hipótesis de Oparin y Haldane 1924. 1. Formación de moléculas orgánicas sencillas a partir de los componentes de la atmósfera primitiva sometidos a fuertes radiaciones solares y a las descargas eléctricas producidas por las tormentas.
2. Formación de moléculas orgánicas complejas a partir de moléculas orgánicas sencillas. Se acumularon en los océanos formando la “sopa primordial”.
3. Formación de coacervados: esferas huecas, formadas por lípidos que se plegaron sobre sí mismos formando una esfera en la que quedaron encerradas esas moléculas de ácidos nucléicos podían hacer copias de sí mismas.
EL ORIGEN DE LA VIDA: LA SÍNTESIS PREBIÓTICA
El experimento de Stanley Miller en 1953
LAS CHIMENEAS O HIDROTERMALES O HUMEROS NEGROS serían lugares en los fondos oceánicos de los que emanan gases volcánicos a 300ºC. En ellos viven y proliferan las bacterias termófilas.
Estos lugares no dependen de la energía solar, las emanaciones volcánicas propician un ambiente reductor (sin O2) y presentan cavidades cerradas donde se puede formar una sopa primitiva más concentrada a partir de hidrógeno.
TEORÍAS ACERCA DEL ORIGEN DE LA VIDA: CHIMENEAS HIDROTERMALES
TEORÍAS ACERCA DEL ORIGEN DE LA VIDA: CHIMENEAS HIDROTERMALES
TEORÍAS ACERCA DEL ORIGEN DE LA VIDA: LA PANSPERMIA
LA PANSPERMIA (semilla universal) sostiene que los primeros organismos o los compuestos precursores se habrían originado fuera de la Tierra y viajaron hasta aquí en un asteroide o cometa.
En 1969 cayó un meteorito cerca de la ciudad de Murchison (Australia) que contenía muchos compuestos orgánicos entre ellos diversos aminoácidos.
En 1996 se hallaron trazas de microorganismos fósiles que recordaban a las bacterias terrestres en otro meteorito procedente de Marte, el ALH84001.
Hace 4500 millones de años la Tierra era un planeta fundido, sin atmósfera y golpeado constantemente por meteoritos. Estos meteoritos traían agua.
Los gases emitidos por volcanes iban formando la primera atmósfera primitiva. Esta atmósfera empezó siendo diferente a la actual, tenía gran cantidad de CO2, metano (CH4) y vapor de agua. No tenía O2 por la ausencia de organismos fotosintéticos.
Las radiaciones ultravioletas llegaban hasta la superficie terrestre al no existir la capa de ozono (O3).
La superficie del planeta se iba enfriando e iban formándose los océanos.
En el agua pudieron acumularse lípidos que al plegarse en sí mismos formaron una esfera en la que quedaron atrapadas moléculas orgánicas y entre ellos algún nucleótido.
En el interior de esta envoltura celular podría haber empezado una actividad metabólica y adquirido la capacidad para replicarse, dando lugar al primer ser vivo.
Origen de la vida en la Tierra
De momento no conocemos exactamente cómo se originó la vida en la Tierra, cómo de
unas primeras moléculas orgánicas pudo formarse un primer ser vivo, no hemos sido capaces de reproducirlo en un laboratorio,
pero lo que sí sabemos es que ese primer ser vivo dio lugar a todas las especies de seres vivos existentes en el planeta, desde una
bacteria hasta un ser humano como nosotros que se pregunta cuál es el origen de la vida.
Todos son seres vivos
Teorías que explican la diversidad de seres vivos
Creacionismo: teoría inspirada en dogmas religiosos, según la cual la Tierra y cada ser vivo que existe actualmente proviene de un acto de creación por parte de un ser divino.
Una vez creados los seres vivos había científicos fijistas que opinaban que los seres vivos seguían siendo tal cual se habían creado y evolucionistas, los cuales apoyaban que una vez creados habían ido sufriendo transformaciones.
Lamarck (1744-1829) Lamarck fue un
naturalista francés. Lamarck. Formuló una de las primeras teorías de la evolución biológica, acuñó el término «biología» para designar la ciencia de los seres vivos y fue el fundador de la paleontología de los invertebrados.
Lamarckismo
Lamarck formuló la primera teoría de la evolución. Propuso que la gran variedad de organismos, que en aquel
tiempo se aceptaba que eran formas estáticas creadas por Dios, habían evolucionado desde formas simples.
Defendía que los protagonistas de esa evolución habían sido los propios organismos por su capacidad de adaptarse al ambiente: los cambios en ese ambiente generaban nuevas necesidades en los organismos, que veían modificados sus cuerpos y esas modificaciones se transmitían a sus descendientes.
Se apoyó para la formulación de su teoría en la existencia de restos de formas intermedias a las existentes en la actualidad.
Principal error en la teoría de Lamarck:
Los rasgos adquiridos no se transmiten a la descendencia.
Si una persona sufre una accidente y se le amputa una
pierna sus hijos seguirán naciendo con dos piernas.
Su gran acierto:Primero en defender la
evolución de las especies, frente a todos los científicos
de la época.
Darwin (1809-1882) Nació en Shrewsbury,
Inglaterra. En 1825, empezó sus estudios
de medicina en Edimburgo. En 1827, dejó Edimburgo,
para ir a Cambridge. Después de graduarse de
Cambridge en 1831, con 22 años de edad, Darwin fue invitado a bordo del barco inglés de investigación HMS Beagle, como un naturalista sin pago en una expedición científica alrededor del mundo.
Darwin: El viaje del Beagle
Contempló con asombro la diversidad de la fauna y la flora en función de los distintos lugares.
Pudo comprender que la separación geográfica y las distintas condiciones de vida eran la causa de que las poblaciones variaran independiente unas de otras.
Su viaje acabó el 2 de octubre de 1836, había durado cinco años y marcaron a vida de Darwin.
A su vuelta dedica 50 años de su vida en analizar exhaustivamente todos los datos y anotaciones que había realizado durante su viaje y en 1859 publicó su obra El origen de las especies por medio de la selección natural, o la preservación de las razas preferidas en la lucha por la vida, en la que explica lo que actualmente conocemos como la teoría de la evolución de Darwin,
Darwin se basa en:
Los organismos compiten: Los organismos luchan por alimento y otros recursos del medio ambiente.
Los seres vivos tienen muchos descendientes y no todos sobreviven.
Sobrevive el más "apto": los organismos cuyas variantes se ajustan mejor al medio ambiente son los más propensos a sobrevivir, reproducirse y legar características a la siguiente generación.
Teoría de Darwin Darwin introduce los conceptos de variabilidad de las
poblaciones y la selección natural. La variabilidad de las poblaciones nos explica que en una
población (grupo de individuos) perteneciente a una especie determinada hay una gran variedad de individuos diferentes, unos nacen más altos, otros con mejor plumaje, etc… de tal forma que unos se adaptan mejor que otros al lugar en el que viven, y por tanto viven mejor. Esto repercute en la cantidad de descendientes que pueden tener, de forma que los que viven mejor tienen más descendientes, es decir, son seleccionados por la naturaleza para vivir y tener más hijos, y por tanto sus genes se transmiten a un mayor número de individuos.
A esta selección de la naturaleza se le denomina selección natural.
Pruebas que avalan la teoría de la evolución
EmbriológicasAl estudiar el desarrollo embrionario de los animales se descubre que en las fases más iniciales guardan un gran parecido y más cuanto más próximos están los animales.
PaleontológicasAl estudiar los restos fósiles encontrados en la Tierra podemos observar que hay seres vivos que han ido
cambiando y otros que se han extinguido.
TaxonómicasLos seres vivos se clasifican en grupos según sus parecidos
(mamíferos, carnívoros, felinos). Se ha visto que los seres de un mismo grupo tienen antepasados comunes.
Anatómicas
Hay animales que descienden de antepasados comunes más cercanos en los que podemos observar órganos homólogos, es decir, su origen es el mismo pero han evolucionado de
diferente manera, por ejemplo, aleta de un delfín y ala de un murciélago.
BioquímicasCuanto más parecidos son dos seres vivos más coincidencias
tienen en las moléculas más sencillas que los forman, es decir, más similitudes tienen en sus genes, en su ADN.
Biogeográficas
La fauna y la flora de dos regiones es más parecida cuanta más relacionadas hayan estado. Por ejemplo, las faunas de América del Sur y de África son parecidas, por ejemplo,
existen monos en ambos continentes, porque hace millones de años ambos continentes estuvieron unidos.
EmbriológicasAl estudiar el desarrollo embrionario de los
animales se descubre que en las fases más iniciales guardan un gran parecido y más cuanto más próximos están los animales.
Paleontológicas
Al estudiar los restos fósiles
encontrados en la Tierra podemos
observar que hay seres vivos
que han ido cambiando y otros que se
han extinguido.
Taxonómicas
Los seres vivos se clasifican en
grupos según sus parecidos
(mamíferos, carnívoros,
felinos). Se ha visto que los seres
de un mismo grupo tienen antepasados
comunes.
AnatómicasHay animales que descienden de antepasados comunes más cercanos en los que podemos observar órganos homólogos, es decir, su origen es el mismo pero han evolucionado de diferente manera, por ejemplo, aleta de una ballena, ala de un murciélago, brazo de un humano y pata
delantera de un caballo.
Bioquímicas
BiogeográficasLa fauna y la flora de dos regiones es
más parecida cuanta más
relacionadas hayan estado. Por
ejemplo, las faunas de
América del Sur y de África son parecidas, por
ejemplo, existen monos en ambos
continentes, porque hace
millones de años ambos
continentes estuvieron unidos.
Wallace (1823-1913) Viajó por diferentes partes del
mundo como naturalista. Observó la diversidad entre las
especies y como esa diversidad se distribuía geográficamente.
Escribió una carta a Darwin en la que le hacía partícipe de sus teorías evolucionistas parecidas a las que Darwin estaba recogiendo en su libro.
Ambos presentaron su teoría juntos ante la Sociedad Linneana de Londres el 1 de julio 1859.
Neodarwinismo El neodarwinismo también llamado teoría sintética
de la evolución, es básicamente el intento de fusionar el darwinismo clásico con la genética moderna, y fue formulado en la década del 30 y el 40 (siglo XX).
Según esta teoría los fenómenos evolutivos se explican básicamente por medio de las mutaciones (las variaciones accidentales de que hablaba Darwin) sumadas a la acción de la selección natural.
La especie humana Hace unos 65 m.a. aparecieron unos mamíferos que se adaptaron a la vida
arbórea y a hábitos nocturnos; dieron lugar al orden de los primates. Fueron evolucionando y aparecieron diferentes grupos, entre ellos los
antropoideos (aspecto humano) y dentro de estos surgieron los Homínidos. En África se han encontrado restos de diversos de individuos de 3.2 m a de
antigüedad, que se considera la "primera familia" y pertenece a la especie "australopithecus afarensis".
El Australophitecus es un género (4 m.a.-2.5 m.a.), eran bípedos y buscaban refugio en los árboles. Estatura: 1.10-1.40 m. Peso: 25 a 55 kg. Capacidad craneal: 350-500 cm3.
Desde entonces evolucionaron y se hicieron más altos y fuertes y fue aumentando su capacidad craneal y su destreza con las manos.
El "Homo neardenthalensis" aparece en Europa hace unos 200.000 años. Eran cazadores y recolectores. Practicaban ritos funerarios. Es posible que desarrollara lenguaje articulado. Se extinguió hace unos 30.000 años.
Hace unos 130.000 años apareció nuestra especie, "Homo sapiens". Tuvo una gran expansión hace 50.000 años. Parece que los primeros homo sapiens salieron de África hace unos 100.000 años. Ha sido el homínido que mayor capacidad de adaptación ha conseguido. Tiene una estatura: 1.7-1.8 m. Peso: 70-90 kg. Capacidad craneal 1400 cm3.
HominizaciónDurante el proceso de la evolución humana, llamado hominización, la selección natural actuó de manera que se seleccionaran caracteres que biológicamente los favorecían, como son:
Bipedismo: la marcha sobre los dos pies permitió independizarse de la vida en los árboles, así como la liberación de las manos para poder manipular objetos. Por otro lado, la columna vertebral se vuelve más sinuosa, y puede mantener en equilibrio un cráneo que alberga un cerebro más grande, las caderas se ensanchan para sostener el peso del resto del esqueleto; las rodillas se desplazan y se acercan y los dedos del pie se acortan.
Liberación de la mano: La mano ahora puede servir para defenderse, trabajar y coger objetos. Se desplaza la posición del pulgar, que queda encarado al resto de los dedos, y la mano pasa a ser una pinza de precisión enorme, elemento que permite utilizar y desarrollar herramientas cada vez más sofisticadas. Al mismo tiempo, las mandíbulas y las piezas dentales cambian, ya que ahora los homínidos pueden utilizar las manos a la hora de alimentarse.
Lenguaje articulado: El ser humano experimenta modificaciones en la cavidad bucal y las vías respiratorias. Así, la laringe se encuentra en una posición más baja que en los chimpancés, ni los chimpancés ni los gorilas pueden vocalizar. Además, en el cerebro aparecen zonas especializadas en el control de la función del habla. La capacidad de transmitir información y experiencias permitirá acumular conocimientos que podrán ser compartidos por el resto de individuos.
La odisea de la especie
