UNIDAD 4

1. ORGANIZACIÓN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO. (QUÉ EDAD

TIENE EL UNIVERSO)

La teoría del Big Bang o gran explosión.

Teoría evolucionista del universo.

Teoría del estado invariable del universo.

Teorías del origen de la tierra argumento religioso, filosófico y

científico.

Origen y evolución del universo, galaxias, sistema solar, planetas y

sus satélites.

Edad y estructura de la tierra.

Materia y energía,

Materia: propiedades generales y específicas; estados de la

materia.

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

Teoría de la relatividad.

2. ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA Y DE LOS ORGANISMOS.

Creacionismo

Generación espontánea (abiogenistas).

Biogénesis (proviene de otro ser vivo).

Exogénesis (panspermia) (surgió la vida en otros lugares del

universo u otros planetas y han llegado a través de meteoritos

etc.)

Evolucionismo y pruebas de la evolución.

Teorías de Oparin-Haldane. (físico-químicas)

Condiciones que permitieron la vida.

Evolución prebiótica.

Origen del oxígeno en la tierra.

Nutrición de los primeros organismos.

Fotosíntesis y reproducción primigenia.

ORGANIZACIÓN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO.

La teoría del Big Bang y el origen del Universo

La teoría del Big Bang es una teoría que dice que el universo nació hace

aproximadamente 14 mil millones años de un único punto que estaba

contenido en el espacio, y que a partir de ahí el universo se expande

continuamente. A esta conclusión llegó Edwin Hubble en 1929, al observar

que la Vía Láctea se alejaba de nosotros a una velocidad proporcional a la

distancia que mantenía con la Tierra.

Cómo nació el universo?

Los astrónomos combinan modelos matemáticos y observaciones para hacer

teorías que expliquen cómo fue que surgió el universo. En la teoría del Big

Bang se incluyen otras teorías, como la de la relatividad de Einstein y

teorías estándar de partículas fundamentales.

Uno de los objetivos actuales de la investigación es saber si el universo

seguirá creciendo o algún día parará y colapsará, algo que se le conoce como

el Big Crunch.

ISTOCKPHOTO/THINKSTOCK

Si miráramos el universo un segundo después del Big Bang, veríamos un mar

de neutrones, protones, electrones, positrones, fotones y neutrinos a alta

temperatura. A medida que pasa el tiempo, el universo se va enfriando hasta

conseguir que se formen átomos neutros. El universo pasó de opaco a

transparente debido a la acción de los fotones.

El universo es plano, es decir, que en la geometría del espacio se cumplen las

reglas de la geometría euclidiana: las líneas paralelas no se encuentran,

relación de círculo-circunferencia y diámetro del pi. Además, el universo es

muy homogéneo respecto a temperatura. Esto podría deberse a que, en el

momento inmediatamente después delBigBang, el universo experimentó la

inflación, una explosión de expansión en la que había un montón de energía

inestable que se habría distribuido de manera desigual en el espacio.

Otro dato curioso es que se ha observado recientemente, que no solo el

universo no está desacelerando su crecimiento, sino que lo está acelerando.

Teorías de La Evolución.

Después de analizar teorías sobre la formación de la tierra y a partir de

esta la evolución de las especies vivas y hacer una vista a el zoológico,

podemos observar que la teoría de la evolución que comenzó desde

Anaximandro quien decía que las especies cambiaban con el transcurso del

tiempo es una realidad, pero algunos filósofos griegos como Aristóteles

quien decía que a partir de lo inanimado se creaban plantas, luego animales y

por fin el hombre no tiene mucho sentido. El Arzobispo James Ussher del

siglo 17 quien se basó en el génesis desde Adán y Eva hasta la crucifixión de

Cristo parece un poco absurdo que diga la fecha exacta en que se formó la

tierra. Galileo Galilei quien estudió fósiles y sostuvo que la tierra no era el

centro del universo. James Hutton dijo que en el pasado hubo procesos

geológicos que se repetían de la misma forma en que lo hacen hoy. Todos

estos aportes a la geología tuvieron efecto mas tarde en Charles Darwin, y

su abuelo Charles Lyell dijo que habia un cambio continuo en la tierra

creando Los Principios de la Geología.

La edad de la Tierra

Conociendo dicha velocidad puede inferirse el tiempo de desintegración en

cualquier mineral que contenga uranio , lo cual con otras pruebas dice mucho

sobre la historia geológica de una roca examinada.

Los datos de estos métodos sugieren que la Tierra tiene mas de 4,5 billones

de años, teniendo la roca mas antigua conocido 3,96 billones de. Rocas tan

antiguas se encontraron en Groenlandia, Labrador y Australia Occidental).

La historia de la Tierra se divide por convención en tres eones:

*Arcaico, abarca desde el origen del planeta hasta hace unos 2.500 millones

de años,

*Proterozoico, duró hasta hace unos 2.000 millones de años

*Fanerozoico, comenzó hace unos 540 millones de años

Pensamiento acerca de la evolución en el siglo 18

*Erasmus Darwin (1731-1802) ; abuelo de Charles Darwin médico y

naturalista británico, propuso que la vida había cambiado, pero no presentó

algo claro de como ocurrieron estos cambios.

*Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon (1707-1788) entre mediados y

bien entrado su siglo, propuso que las especies (solo las que no habían sido el

producto de la creación divina) pueden cambiar.

*Línneo intentó clasificar todas las especies conocidas en su tiempo (1753)

en categorías inmutables. Muchas de esas categorías todavía se usan en

biología actual. La clasificación jerárquica Linneana las especies eran la

menor unidad clasificable, y que cada especie (o taxón) estaba comprendida

dentro de una categoría superior.

*William "Strata" Smith desarrolló el primer mapa geológico preciso de

Inglaterra.Dsarrolló el Principio de la Sucesión Biológica.En esencia Smith

dio comienzo a la ciencia de la estatigrafia, la identificación de las capas de

roca.

*George Cuvier (1769-1832) propuso la teoría de las catástrofes para

explicar la extinción de las especies. Pensaba que los eventos geológicos

dieron como resultados grandes catástrofes (la mas reciente, el diluvio

universal). Cuvier propuso la existencia de varias creaciones que ocurrieron

luego de cada catástrofe.*

*Louis Agassiz propuso entre 50 y 80 catástrofes seguidas de creaciones

nuevas e independientes.

*Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829) desarrolló una de las primeras

teorías acerca de como cambian las especies. Lamarck, en 1801, concluyó

audazmente, que los organismos mas complejos evolucionaron de organismos

mas simples preexistentes. El propuso la herencia de los caracteres

adquiridos para explicar, dice que el cuello de las jirafas actuales es largo

en razón que sus antepasados progresivamente ganaron cuellos mas largos

por el esfuerzo de conseguir comida en niveles cada vez mas altos de los

árboles.

Si bien la teoría de la selección natural de Charles Darwin y Alfred Wallace

reemplazó a la Lamarckiana, siempre existieron esporádicos esfuerzos para

revivirla inclusive en nuestros siglo.

Evolución por Selección Natural

Charles Darwin y Alfred Wallace, ambos trabajando independientemente,

realizaron extensos viajes y, eventualmente, desarrollaron la misma teoría

acerca de como cambió la vida a lo largo de los tiempos como así también un

mecanismo para ese cambio: la selección natural.

Al retornar a Inglaterra en 1836, comenzó (con la ayuda de numerosos

especialistas) a catalogar su colección y a fijar varios puntos de su teoría

Adaptación: todos los organismos se adaptan a su medio ambiente

Variación: todos los organismos presentan caracteres variables, ellas

son una cuestión de azar, aparecen en cada población natural y se

heredan entre los individuos.

Sobre-reproducción: todos los organismos tienden a reproducirse

mas allá de la capacidad de su medio ambiente para mantenerlos (esto

se basó en las teorías de *Thomas Malthus señaló que las poblaciones

tienden a crecer geométricamente hasta encontrar un límite al

tamaño de su población dado por la restricción, entre otros, de la

cantidad de alimentos).

Dado que no todos los individuos están adaptados por igual a su medio

ambiente, algunos sobrevivirán y se reproducirán mejor que otros, esto es

conocido como selección natural. Algunas veces se hace referencia a este

hecho como "la supervivencia del más fuerte", en realidad tiene mas que ver

con los logros reproductivos del organismo mas que con la fuerza del mismo.

TEORIA NEODARWINISTA

Los individuos en una población tiene niveles variables de agilidad,

tamaño, capacidad para obtener comida y diferente éxito en

reproducirse.

Libradas a si mismas, las poblaciones tienden a expandirse

exponencialmente, llevando esto a que los recursos escaseen.

En el curso de su existencia algunos individuos son más exitosos que

otros, lo que los lleva a sobrevivir en mayor grado y a reproducirse

mas exitosamente.

Estos organismos de mayor supervivencia y reproducción dejarán

más descendientes que aquellos individuos menos adaptados.

Con el tiempo las variaciones heredables darán lugar a cambios

genotípicos y fenotípicos de la especie cuya resultante es la

transformación de la especie original en una nueva especie, distinta

de la especie que le dio origen.

MATERIA Y ENERGIA

Materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio;

Estados físicos de la materia

Los estados

de la materia

dependen de

Factores del

ambiente como

presión y

temperatura.

Estados de la materia en relación a cambios de la temperatura del

ambiente

Los diferentes estados de la

materia se caracterizan por

la energía cinética de las

moléculas y los espacios

existentes entre estas.

Estados de la materia en relación a cambios de la energía cinética de

las moléculas

Cada uno de los estados le confiere a la materia características propias, a

pesar de no cambiar su composición.

La figura siguiente complementa los conceptos aquí formulados, obsérvelo

haciendo énfasis en las relaciones y diferentes vías existentes:

Los estados de la materia: efecto de las condiciones del medio

Aunque la materia en sus diferentes estados, no varía en su composición,

puede variar en sus características

Principales Características de los estados de la materia

SÓLIDOS LÍQUIDOS GASES

Poseen forma

definida.

No poseen forma

definida, por lo tanto

adoptan la forma del

recipiente que los

contiene.

No poseen forma

definida, por lo tanto

adoptan la forma del

recipiente que los

contiene.

Poseen volumen fijo. Poseen volumen fijo. Poseen volumen

variable.

Baja compresibilidad. Compresión limitada. Alta Compresibilidad.

Tipos de energía

Energía Mecánica: El

movimiento de las

hélices del molino de

viento es transferido a

un sistema mecánico

de piñones, para

producir energía

eléctrica o lograr la

ascensión de agua de

un pozo subterráneo

Energía Calórica o

radiante: El calor o la

luz emitida desde el sol

es aprovechada por las

plantas para producir

energía química en forma

de carbohidratos.

Energía Eléctrica: El

movimiento de

electrones libres,

produce la energía

eléctrica, usada para

hacer funcionar

electrodomésticos,

trenes, y artefactos

industriales.

Energía Química: La

combustión de

hidrocarburos como el

petróleo, liberan gran

cantidad de energía.

FIJISMO O CREACIONISMO

El fijismo o teoría fijista es una creencia que sostiene que las especies

actualmente existentes han permanecido básicamente invariables desde la

Creación. Las especies serían, por tanto, inmutables, tal y como fueron creadas.

Los fósiles serían restos de los animales que perecieron en los diluvios bíblicos o

bien caprichos de la naturaleza

El fijismo describe la naturaleza en su totalidad como una realidad definitiva,

inmutable y acabada.

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.

Generación espontanea

La teoría de la generación espontánea, también conocida como autogénesis

es una antigua teoría biológica de abiogénesis que sostenía que podía surgir

vida compleja, animal y vegetal, de forma espontánea a partir de la materia

inerte. La generación espontánea antiguamente era una creencia

profundamente arraigada descrita por Aristóteles. La observación

superficial indicaba que surgían gusanos del fango, moscas de la carne

podrida, organismos de los lugares húmedos, etc. Así, la idea de que la vida

se estaba originando continuamente a partir de esos restos de materia

orgánica se estableció como lugar común en la ciencia. Hoy en día la

comunidad científica considera que esta teoría está plenamente refutada.

Los representantes o exponentes que afirmaban y defendían esta teoría

fuerón Francesco Redi y LazzaroSpallanzani.

Vida del Espacio Exterior o Panspermia

Esta teoría fue propuesta después del descubrimiento de la estructura del

ADN (Watson y Crick) en ella se propone que la vida proviene del espacio

exterior y que usa como medio de transporte a los meteoritos, ya que en

ellos se han encontrado aminoácidos, que son componentes orgánicos de los

cuales se presume sirvieron como catalizadores para la creación de la vida

en la tierra.

Esta suposición se basa en el hecho de haber encontrado aminoácidos nunca

vistos en la tierra en un meteorito que cayó en 1969 en Murchison. A partir

de este hecho, los científicos suponen que dichas moléculas fueron

originadas en el espacio, y que probablemente sean remanente de las

reacciones químicas que se dieron para la creación del universo hace unos

4.5 y 5 millones de años atrás.

Otros científicos sugieren que el tiempo de vida de estas moléculas es

mayor; ya que poseen el elemento químico deuterio en proporciones

similares a las halladas en las nubes de polvo de sistema solar.

Posteriormente, es posible que estos catalizadores se activaron por

distintos procesos que dieron origen a los primeros organismos.

Entonces a partir de lo antes expuesto surge la duda acerca de cuál de los

dos procesos anteriormente descritos es el principal; y si el catalizador

provino del espacio, porqué razón en 10 planetas que tienen condiciones

similares a la tierra primitiva no se ha encontrado vida

TEORÍA OPARÍN y HALDANE

La atmósfera primitiva de la Tierra estaba constituida por una mezcla de

gases muy rica en HIDRÓGENO y pobre en OXÍGENO. Los elementos

biogenéticos, Carbono, Hidrógeno y Oxígeno, estaban combinados con el

HIDRÓGENO formando METANO (CH4), AMONÍACO (NH3) y AGUA

(H2O). Los compuestos mencionados, presentes en mezclas sometidas a la

acción de las radiaciones ultravioletas, dieron origen a la formación de

moléculas orgánicas tales como AZÚCARES y AMINOÁCIDOS. La energía

necesaria para formar dichas moléculas pudo ser la radiación ultravioleta u

otras formas de energía, como las descargas eléctricas, la radiactividad o el

calor de las erupciones volcánicas. Se admite que este proceso debió

realizarse en el agua, ya que hace 4.000 millones de años, no existía en la

atmósfera la capa de ozono que filtra las radiaciones ultravioletas cuyo

efecto directo sobre los seres vivos es letal. Se considera que el agua de los

océanos primitivos sirvió como filtro permitiendo el desarrollo de las

moléculas PREBIÓTICAS (COACERVADOS).

CONDICIONES QUE PERMITIERON LA VIDA

1) El sol está en los suburbios de la galaxia. Se supone que la galaxia tiene un

"área habitable" lo suficientemente cerca del núcleo galáctico como para

que existan minerales pesados (Hierro, Carbono o Azufre) pero lo

suficientemente alejada como para que no haya peligro constante de

supernovas y agujeros negros.

2) La Tierra está en la zona habitable del sol. Localizada entre las órbitas

de Venus y Marte, la Tierra está en una zona ni demasiado caliente ni

demasiado fría como para que se logre el agua en estado líquido.

3) El planeta posee agua líquida. Aunque de dónde provino esa agua es

debatible (ya sea que se originara en cometas o ya estaba aquí desde el

principio) se sabe que al menos la biología terrestre se logró gracias a ella.

4) El planeta posee un núcleo activo. Dicho núcleo proporciona escudo del

viento solar (altamente cargado de partículas ionizantes o radiactivas)

debido al campo magnético que genera; la tectónica de placas y volcanismo

permiten intercambio de minerales entre el centro de la tierra y su

superficie, y provee de energía a ecosistemas que no dependen de luz solar

para sobrevivir.

5) Júpiter. Dicho planeta funciona como "aspiradora" de cometas,

asteroides y desperdicio espacial que de llegar a la Tierra podría causar la

extinción de la vida sobre nuestro planeta.

6) La Luna. Además de funcionar como escudo contra asteroides y demás

"detrito" espacial (recordemos que la cara oculta de la Luna tiene muchos

más cráteres que el lado que siempre vemos), ha permitido la estabilización

del eje de rotación (creando estaciones relativamente suaves y un clima

propicio para la vida).

ORIGEN DEL OXIGENO

Las cianobacterias fueron los primeros microbios en producir oxígeno

mediante la fotosíntesis

FOTOSINTESIS

La fotosíntesis es un proceso en virtud del cual los organismos con clorofila,

como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía en

forma de luz y la transforman en energía química.

Prácticamente toda la energía que consume la vida de la biósfera

terrestre la zona del planeta en la cual hay vida— procede de la

fotosíntesis.

La fotosíntesis se realiza en dos etapas: una serie de reacciones que

dependen de la luz y son independientes de la temperatura, y otra serie que

dependen de la temperatura y son independientes de la luz.