Huellas de la ciencia

Para el Buen Vivir¿Qué voy a aprender? Conocimientos previos

Tema 1

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Destrezas con criterios de desempeño:

principios y postulados teóricos de diversas fuentes de consulta especializada y audiovisual.

principios y postulados teóricos de diversas fuentes de consulta especializada y audiovisual.

¿Por qué se cree que el universo se formó a partir de una explosión?

Nova nace de la acumulación de materia

Entre los sucesos más violentos que caracterizan la evolución del universo se destacan las explosiones de supernova, durante las cuales las capas exteriores de las estrellas de gran masa salen despedidas hacia el espacio, acrecentándolo con elementos químicos generados en su interior.

relaciones químicas que se dan en el cosmos?

en nuestro planeta y en la vida si estos procesos se interrumpen?

está formado?

que tengamos vida en nuestro planeta?

llegar a determinar si existe vida en otros planetas del Sistema Solar?

de la vida: creacionista y evolucionista.

Para comprender cómo se originó la vida en el planeta y respetar a cada uno de los seres vivos que habitan en la Tierra.

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Se han desarrollado varias teorías entre las que se encuentran: La de Tolomeo que situaba a la Tierra como el centro del Universo, la de

Nicolás Copérnico que situaba al Sol como el centro del Universo con los planetas girando alrededor del Sol y las

que sostenía que el Universo era estático y uniforme.

Una de las explicaciones del origen del Universo se conoce como el creacionismo o teoría creacionista que consiste en explicar que el origen de la Tierra y de los seres vivos que la habitan es un acto de creación de origen divino, está basada en principios religiosos que la fundamentan. La teoría evolucionista corresponde a un conjunto de postulados que explican las transformaciones de las

especies de una generación a otra para adaptarse a su ambiente cambiante.

En las últimas décadas, algunos acontecimientos científicos revolucionan las teorías sobre el origen del universo. Se comienza a pensar que la materia y la energía estaban concentradas en un único punto, cuya temperatura era de 10 millones de grados centígrados.

El origen y evolución del universo

El ser humano generalmente ha pensado que todo lo que nos rodea está aquí para nosotros. Llegamos a creer que el universo fue creado para las personas y que sus elementos eran como nosotros.

A través de la historia de la humanidad, se ha tratado de resolver el misterio de la formación del universo y, por ende, el de la vida en nuestro planeta.

Supuestos empíricos

Copérnico: el Sol es el centro del universo.

Tolomeo: la Tierra es el centro del universo.

Newton: el universo es estático y uniforme.

Creacionismo: el universo existe por voluntad divina.

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Actividad

de años y pon un título a tu creación.

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Glosario

Teoría de la Gran Explosión

Se creía que posiblemente hace 14 000 millones de años, un punto condensado de materia y energía explotó dando origen a un sinnúmero de partículas que se expandieron a través del espacio, surgiendo así nuestro universo.

A este postulado se le conoce como la teoría del Big Bang o de la Gran Explosión y fue planteado por el físico Lemaitre.

Alexander Friedman y George Lemaitre utilizaron la teoría de la Relatividad para exponer que el universo estaba en movimiento constante. Poco después Edwin Hubble descubrió la existencia de galaxias más allá de la Vía Láctea que se alejaban de nosotros, como si el universo se dilatara constantemente.

Veamos en cronología los aportes científicos que contribuyeron a dar

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Aportes a la teoría del Big Bang

En 1915, Einstein postula la teoría de la Relatividad; demuestra que la materia puede transformarse en energía y la energía en materia. Aborda aspectos de la atracción gravitacional de la Tierra.

A finales de 1920, Edwin Hubble habla sobre las galaxias y sus movimientos de alejamiento.

En 1930, Alexander Friedman y George Lemaitre plantean de manera independiente que el universo estaba en expansión.

En 1948, el ruso George Gamow predijo que como consecuencia de la gran explosión, debía existir una radiación perceptible denominada radiación cósmica de fondo. Esta radiación, supuso Gamow, era el ruido cósmico

.

En 1965, Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron dicha radiación y la denominaron radiación de fondo de microondas cósmicas, pues se encuentra en la región de microondas del espectro electromagnético. Actualmente es la principal evidencia del acontecimiento de la gran explosión.

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Curiosidades científicas

Las novas y supernovas aportan materiales al universo para formar nuevas estrellas. La nova es una estrella que aumenta su brillo de forma súbita y después palidece, pero continúa existiendo durante cierto tiempo ¿Cómo diferencias una estrella de un planeta cuando observas el universo?

radiación. Propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas subatómicas.

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Existe otra teoría reconocida como la tercera revolución intelectual

increíblemente pequeño), ciencias que en apariencia no guardan relación.

La inflación es un concepto muy poderoso y explica los tres aspectos principales de la cosmología.

Formación del Sistema Solar

colisional de tendencia catastrófica y la nebular de tendencia evolutiva.

La hipótesis colisional

Solar se había formado a partir de los restos de una colisión entre el Sol y un cometa.

Actualmente se sabe que los cometas son cuerpos muy pequeños, rodeados por vestigios de gas y polvo, por lo que una colisión con el Sol no habría sido un evento catastrófico, ni habría dado origen al Sistema Solar.

En el siglo XX se plantea que el origen del Sistema Solar se debía a la colisión entre estrellas. Sin embargo, dado que la distancia entre estrellas es muy grande, la probabilidad de una colisión es muy rara, por lo que actualmente esta hipótesis no es muy aceptada.

que dio origen al universo.

La paradoja de un universo temprano increíblemente uniforme, según lo revela la suavidad de la radiación cósmica de fondo, y la evidente desigualdad del universo actual.

La ausencia de monopolos magnéticos y demás posibles reliquias del universo primitivo; la ausencia de rotación del universo; el carácter plano del espacio, su homogeneidad y debido a la constante cosmológica de Einstein que no era completamente errónea.

El universo es mucho más grande de lo que nunca nadie había supuesto.

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monopolo magnético.

Partícula hipotética que consiste en un imán con un solo polo.

Glosario

Con la ayuda de tu profesor o profesora, forma grupos de tres estudiantes. Tomen un globo y dibujen puntos en él. Luego, deben inflarlo. Si el globo es la Vía Láctea y los puntos que dibujaron son cuerpos celestes (estrellas, planetas), ¿qué pasaría con cada uno de ellos a medida que el globo aumente su tamaño? ¿Este fenómeno es infinito? ¿De qué manera se relaciona esta expansión con la teoría del Big Bang?

Heteroevaluación. Presneta a una página con la argumentación de tus respuestas a tu maestro o maestra.

Trabajo en equipo

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El origen de la Tierra

La Tierra se formó hace unos 4 500 millones de años, después del Sol. Veamos una secuencia de cómo se pudo haber formado.

Solar podía haberse formado por la condensación lenta de una nube de gas y polvo, como consecuencia de la fuerza de gravitación.

Es decir, que a medida que se acercaban las partículas, el campo gravitatorio se hacía más intenso y la condensación más rápida, hasta que la masa total colapsó y dio origen a un cuerpo denso e incandescente que hoy conocemos como Sol. Al condensarse, el Sol debió girar cada vez más rápido y esto provocó la pérdida de materia en forma de anillos en su zona ecuatorial; estos anillos

hipótesis, las estrellas deberían tener sistemas planetarios.

Esta teoría tiene validez hasta la actualidad, pues es la que mejor explica el origen del Sistema Solar.

Rastreando el origen de la Tierra

Surge como resultado de la condensación de una parte de la materia impulsada

Los fragmentos de esa materia se colocaron según su densidad alrededor del Sol por atracción gravitatoria.

Los materiales más densos se hundieron hacia el interior del planeta y los más ligeros se fueron hacia el exterior. La Tierra quedó estratificada en varias capas, siendo la más externa la gaseosa.

Entonces

La materia más ligera se alejó del Sol y la más densa quedó más cerca.

Se originó una enorme masa de material incandescente y fundido por efecto de los choques: la Proto Tierra.

Hace unos 4 500 millones de años ya existía la Tierra. Estaba muy caliente y rodeada de una atmósfera primitiva en la que comenzó un proceso químico que culminó con la aparición de la vida.

Finalmente

Esta última es la que sirvió para formar la Tierra.

Los materiales terrestres se acoplaron según su densidad.

Con la disminución de los choques de meteoritos, la superficie terrestre se enfrió. Aparecen los océanos terrestres y las primeras rocas de tipo ígneo.

Hipótesis nebular por condensación lenta de una nube de polvo y gas

Actividad

En tu cuaderno de Ciencias Naturales:

Determina los conceptos básicos de las hipótesis colisional y nebular del origen del Sistema Solar.

Confronta las dos teorías y establece sus diferencias.

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Origen de la vida

Recordemos que el enfriamiento del planeta permitió que el agua lluvia se acumulara en las zonas profundas de la corteza, formando los mares y los océanos. A su vez, los cambios en la corteza de la Tierra dieron lugar a la formación de montañas, ríos y lagos.

Las variaciones en la atmósfera permitieron que ciertos compuestos químicos ya existentes en la Tierra primitiva, como el dióxido de carbono, el amoníaco, el agua y el metano, reaccionaran y originaran nuevos compuestos, capaces de replicarse independientemente. Así, gracias a las condiciones atmosféricas reinantes surgieron los compuestos químicos que se encuentran en todos los seres vivos.

Las condiciones de la Tierra fueron distintas al principio de lo que son ahora. La superficie del planeta fue lo bastante caliente como para hervir el agua y la atmósfera estaba constituida básicamente de gases venenosos, por lo que las condiciones iniciales no eran las más aptas para que se desarrolle la vida. Sin embargo, bajo estas circunstancias, se piensa que la vida se originó aproximadamente hace 3 000 millones de años.

formulado varias hipótesis que tratan de explicar esta pregunta.

Algunas de estas hipótesis que explican el origen de la vida son:

Primeras explicaciones del origen de la vida

Para algunos científicos, la vida surgió de sustancias abióticas.

Otros sugieren que la vida llegó a la Tierra como esporas llevadas en meteoritos.

O quizás fue sembrada por alguna civilización extraterrestre.

cambian, sino que se mantienen invariables a lo largo del tiempo. El botánico Karl von Ligné aceptaba sin dudar este modelo.

La teoría de la Generación Espontánea sostiene que la materia inerte pudo haber originado a seres vivos si contaba con un principio vital apropiado: agua, aire, tierra. Aristóteles propuso que los gusanos, insectos y peces se formaban a partir de sustancias como el rocío y el sudor.

Etapas de formación de la Tierra

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Moléculas inorgánicas de la Tierra

hidrógenoaguadióxido

de carbono

Monómeros

orgánicos

Monómeros orgánicos

del espacio

HCH2N C

CH2

O

OH

HCH2N C

CH2

O

OH

metano

un aminoácido

un aminoácido

una proteínaPolímeros

orgánicos

Mares y océanos primitivos: las moléculas se organizan en macromoléculas que forman proteínas.

En grupos de tres estudiantes elijan un coordinador que procure que todos participen y un relator que exponga el trabajo realizado en clase.

Coevaluación. discutan en parejas las siguientes preguntas:

a) ¿Cómo imaginan a la Tierra hace 600 millones de años?

b) ¿Cómo imaginan a la Tierra hace 1 000 años d. C.?

c) Comparen las preguntas a y b, y elaboren en una cartulina un colaje que describa e ilustre sus ideas.

Trabajo en equipo

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Otras teorías que explican el origen de la vida

Es incuestionable que las teorías tratan de dar una respuesta a estas grandes interrogantes. En ese afán, sus mentalizadores tienen algo de fantasía y realidad. Es posible que se llegue a establecer cuál de ellas expresa lo sucedido, pero mientras esto ocurra, todas están suspendidas en el borde de su descarte.

A pesar de que no hay un consenso y claridad de cómo surgió la vida en el planeta, existen indicios que dan una idea sobre su origen.

Generación espontánea

que buscaba demostrar que la generación espontánea o abiogénesis no

concluyente que consistió en meter trozos de carne en frascos cerrados y otros en frascos abiertos.

Observó que la carne de los frascos cerrados no desarrollaban larvas, en tanto que en los frascos abiertos la carne sí producía larvas.

Con este experimento el científico Redi demostró que las larvas no aparecían por generación espontánea, y que su presencia estaba relacionada con la posibilidad que tenían las moscas de llegar a la carne. A pesar de los resultados convincentes de este ensayo, el postulado de la generación espontánea continúo sin ser rechazado y despertó más bien fuerte aceptación en la época.

La teoría de la Generación Espontánea continuó vigente por varios

microorganismo se originaban a partir de otros microorganismos.

Como observamos en el experimento, aquellos frascos en los que pudieron ingresar los microorganismos permitieron el desarrollo de más microorganismos. Para Pasteur, todos los organismos debían

que llegaban a todos los lugares y se reproducían.

En el proyecto búsqueda de inteligencia extraterrestre, las condiciones para el desarrollo de la vida se han podido dar en otros lugares.

Carne en

frasco abierto

Carne en

frasco cerrado

Carne con

larvas

Carne sin

larvas

Moscas

ponen

huevos

Moscas

no ponen

huevos

Conexiones

Franke Dake creó una fórmula para determinar el número de civilizaciones tecnológicas que podían existir en nuestra galaxia. El proyecto, Inteligencia extraterrestre, está empezando y la conciencia de que las circunstancias para el desarrollo de la vida en otros lugares es cada vez mayor.

Actividad

Discute con tus compañeros y compañeras qué entiendes por generación espontánea.

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Teoría de Oparin o de la Evolución Química

en el desarrollo de teorías bioquímicas sobre del origen de la vida, expone la teoría más aceptada hasta la actualidad: la hipótesis del

Oparin insistió en el hecho de que en los primeros momentos de la historia de la Tierra la atmósfera no contenía oxígeno, este elemento fue generado después gracias a la fotosíntesis vegetal. Según el científico, antes de la aparición de la vida podían haber existido sustancias orgánicas simples en una especie de sopa primitiva. Añadió que los primeros organismos fueron, probablemente, heterótrofos, esto es, que utilizaban como alimento sustancias orgánicas y no poseían la capacidad, como los autótrofos actuales, de nutrirse de sustancias inorgánicas.

Para Oparin, la característica clave del origen de la vida es la capacidad de organización e integración de los primeros organismos. En el siguiente cuadro encontramos la explicación de dónde procede la materia orgánica, según este científico:

Como podemos ver en el cuadro, el resultado final de estas reacciones químicas son los coacervados o protocélula que constituyen el

Teoría físico-química de la vida

Las reacciones químicas espontáneas entre los componentes de la atmósfera primitiva formarían sustancias orgánicas.

Las fuentes de energía

Radiaciones de sol intensas al no haber capa de ozono.

Energía geotérmica que sale de la actividad volcánica.

Las condiciones

compuestos orgánicos formados.

Vapor de agua que al condensarse produce lluvias abundantes y originan los océanos primitivos.

Reacciones químicas en los océanos que forman compuestos orgánicos simples.

El resultado

Las moléculas simples se unen y forman el caldo primitivo que sonmares cálidos con materia orgánica.

Los materiales orgánicos se aíslan y configuran los coacervados capaces de reproducirse.

La Tierra primitiva en sus primeros inicios

1. Dibuja en tu cuaderno de Ciencias Naturales la secuencia de la aparición de la vida.

2. Indica cuáles son los primeros organismos que aparecieron.

3. Enumera dos condiciones necesarias para que se forme el caldo primitivo.

Trabajo en casa

Para conocer más de este tema, busca el video “La atmósfera primitiva” en: http://www.slideshare.net/anatolia217/atmosfera-primitivaTIC

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