domingo, 28 de octubre de 2012
jueves, 18 de octubre de 2012
Hipótesis actuales sobre el origen de la vida
-La primera célula procariótica:
La evolucion protobiológica fue un proceso muy rápido que duró entre 200 y 500 millones de años, aproximadamente.Hasta que apareció la primera célula eucariota, la Tierra estuvo habitada únicamente por organismos procariotas.
-La primera célula eucariótica:
La evolución desde las procariotas hasta los primeros seres unicelulares eucariotas fue un proceso muy lento que duró entre 1400 y 2300 millones de años.
Hay dos hipótesis sobre el origen de la primera célula eucariota:
1.- Hipótesis autógena de Taylor y Dobson:
al compartimentarse una gran célula procariota mediante membranas se formaron
algunos orgánulos de la célula eucariota.
2.- Hipótesis de la endosimbiosis en serie de Lynn Margulis:
La célula eucariota procede de una célula ancestral anaerobia que habría englobado varias células procariotas entre las que se habría establecido una relación de simbiosis. Cada una de estas se habría transformado en un orgánulo celular.
-Los primeros eucariotas pluricelulares:
Se considera que se formaron a partir de organismos eucariotas unicelulares, que formaban colonias temporales, en el momento que perdieron la capacidad de separarse. Las células que integraban estas colonias se especializaron en funciones distintas, dando lugar a los tejidos. Así se formaron los organismos pluricelulares tanto vegetales como animales.
-La evolución del metabolismo:
Los primeros organismos eran procariotas heterótrofos fermentadores. Cuando estas
moléculas empezaron a agotarse, resultaron más aptos aquellos organismos surgidos antes de que esto sucediera, que tenían la capacidad de utilizar la luz como fuente de energía, es decir, los que eran capaces de realizar fotosíntesis.
Hipótesis actuales sobre el origen de la vida
Según esta teoría, los componentes de protobionte que primero se formaron fueron las membranas; luego, los coacervados; después, las proteínas enzimáticas y, por último, los genes.
-ARN primigenio:
Primero aparecieron los genes en forma de ARN; luego, las enzimas, y por último, la membrana plasmática.
-Proteína primigenia:
Los iones metálicos de los minerales de arcilla, al ordenarse espontáneamente durante el proceso de cristalización, provocarían una ordenación determinada de los aminoácidos que constituyeron las primeras proteínas enzimáticas.
Síntesis de ácidos nucleicos: el experimento y la hipótesis de Oró.
Siguiendo un protocolo parecido al de Miller, pero cambiando la composición de los gases que utilizaba este por otros abundantes en los cometas (ácido cianhídrico, amoniaco y agua), consiguió sintetizar las moléculas que constituyen los ácidos nucleicos. Según Oró, los primeros compuestos orgánicos podrían haberse formado en parte en la Tierra y en parte en los meteoritos y cometas que cayeron sobre nuestro planeta.
Oró concibió que el primer ser vivo debió de originarse a partir de la acción conjunta de
cinco macromoléculas: un protorribosoma, una protoenzima, un proto-ADN, un proto-ARN
de transferencia y una membrana.
cinco macromoléculas: un protorribosoma, una protoenzima, un proto-ADN, un proto-ARN
de transferencia y una membrana.
Síntesis artificial de materia orgánica compleja
Proteinoides: polímeros de aminoácidos similares a las proteínas.
Síntesis experimental de materia orgánica sencilla: el experimento de Miller y Urey en 1952
En un matraz esférico introdujo gases que presumiblemente constituían la atmósfera primitiva (metano, amoniaco, hidrógeno y vapor de agua) y los sometió durante una semana a descargas eléctricas que simulaban las posibles tormentas eléctricas. Mantuvo el recipiente a una temperatura próxima a la de ebullición del agua. Posteriormente, comprobó que en el recipiente habían aparecido moléculas orgánicas sencillas como glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos.
Los coacervados
Los coacervados son microscópicas estructuras cerradas, formadas por una envoltura y
un medio interno que podrían presentar enzimas.
Oparinlogró obtener coacervados en el laboratorio que crecieran y que se dividieran.
En 1924, llegó a la conclusión de que los coacervados eran los precursores de
los seres vivos.
La teoría de la generación espontánea
Esta teoría defiende que algunos seres vivos podrían originarse a partir de materias inertes,
como el barro, el sudor, la carne en corrupción, etc.
Destacan los experimentos de Redi y de Pasteur.
-Redi:
Observó que los gusanos solo aparecían en la carne en proceso de putrefacción si las
moscas se habían posado en ella varios días antes. A partir de esa observación elaboró la
hipótesis de que <<los gusanos proceden de moscas que ponen huevos en la carne
podrida>>.
Experimento: Colocó restos de seres vivos en varios recipientes: unos los tapó y los selló
con cera y otros los mantuvo abiertos. El resultado fue que solo aparecían gusanos en los
recipientes abiertos.
Redi llegó a la conclusión de que los gusanos proceden de las moscas y no de generación
espontánea.
-Pasteur:
Introdujo un caldo de cultivo en un matraz, recipiente de cuello largo y estrecho. Calentó el
cuello del matraz hasta curvarlo en forma de cuello cisne, dejando su extremo abierto.
Hirvió el contenido del matraz para matar cualquier forma de vida. Dejó que se enfriase el
caldo. Entró aire, pero no se depositaron microorganismos en el caldo.
Si el matraz se mantenía vertical, no se producía la contaminación microbiana del caldo.
Pero si este se inclinaba hasta poner en contacto el caldo con la abertura del cuello, se
producía la contaminación microbiana de dicho caldo.
Con este experimento, Pasteur demostró que <<todos los seres vivos proceden de otros
seres vivos>> y que la teoría de generación espontánea no es cierta.
La célula
La célula es una estructura de materia viva constituida por una membrana, un citoplasma y material genético (el ácido desoxirribonucleico o ADN), que contiene la información sobre su estructura y funcionamiento.
Los seres vivos y la vida
Los seres vivos u organismos vivos son aquellos que poseen una estructura material muy
compleja y que son capaces de nutrirse relacionarse y reproducirse.
Características de los seres vivos:
-Actúan espontáneamente y con cierta intencionalidad.
Esta actuación tiene como objetivo realizar las funciones vitales: nutrición, relación y
reproducción.
-Son seres muy complejos. Esto se debe a que tienen que regular muchas reacciones
químicas internas diferentes y responder adecuadamente a un gran número de sustancias
externas. Los seres vivos están constituidos por materia orgánica e inorgánica.
-Están constituidos por una o más células.
-La información biológica sobre su estructura corporal y su funcionamiento se halla en los
ácidos nucleicos. Cada una de las unidades de información se denomina gen.
-Los seres vivos mantienen relativamente constante su medio interno. Su objetivo es intentar
que no les afecten las variaciones del medio ambiente (homeostasis).
domingo, 14 de octubre de 2012
Las capas de la Tierra y la dinámica terrestre
Se calcula que la Tierra se formó hace unos 4600 millones de años a partir de una masa
incandescente.
A medida que esta masa inicial se fue enfriando, la Tierra se estructuró en capas.
Las capas que forman la Tierra, desde la más externa a la más interna, son:
-La atmósfera
-La hidrosfera
-La corteza
-El manto ( superior e inferior)
-El núcleo (externo e interno)
Según la teoría de la tectónica de global, la litosfera (formada por la corteza y la parte más
externa del manto) está fragmentada en porciones denominadas placas tectónicas o
litosféricas.
Las corrientes de magma, que ascienden a la superficie desde el manto profundo, generan
las placas litosféricas, las fragmentan y las mueven sobre una parte del mando pastoso
llamada astenosfera.
En las placas litosféricas se distinguen tres tipo de márgenes:
-El margen constructivo es la parte por donde la placa crece gracias al material magmático
que asciende del manto profundo.
-El margen destructivo es la parte de la placa que, al colisionar con otra placa,se hunde en la
astenosfera.
-El margen pasivo es la parte de la placa que, al desplazarse, roza con el margen pasivo de la
placa contigua.
El movimiento de las placas provoca los siguientes fenómenos:
-Formación de cordilleras por acumulación de materiales magmáticos o por el plegamiento de
los sedimentos en las zonas de choque entre placas.
-Generación de seísmos debidos al desplazamiento brusco de una placa respecto a otra.
-Formación de volcanes al originarse grietas por las que sale magma procedente de la
astenosfera.
La formación y dinámica de la Tierra
1. La gran nebulosa sufrió un proceso de contracción . Debido a la fuerza centrífuga, la masa
no originó una esfera sino que adoptó la forma de disco.
2. Gran parte de la materia se fue condensando en el centro del disco y originó una estrella o
protosol.
3. Alrededor de la estrella se fueron condensando pequeñas masas materiales que formaron
los distintos planetas que componen el sistema solar.
Todos los planetas del sistema solar permanecieron alrededor del sol en el mismo sentido
que la nebulosa.
La forma del universo
-Universo esférico: es el que resultaría si su densidad fuese superior a la crítica. Esto
provocaría una fuerte gravedad que contraería el universo. Se corresponde con un universo
cerrado y finito.
-Universo hiperbólico: es el que resultaría si su densidad fuese inferior a la crítica. En este
caso, el universo continuaría expandiéndose y enfriándose hasta llegar a un estado sin
energía (universo inflacionario). Se corresponde con un universo abierto e infinito.
-Universo plano: es el que resultaría si su densidad fuese igual a la crítica. La fuerza de la
gravedad sería igual a la expansión. No se contraería y dispondría de la energía suficiente
para seguir existiendo. Se corresponde con un universo abierto.
El efecto Doppler
El efecto Doppler, llamado así por el austríaco Christian Andreas Doppler, es el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador. Doppler propuso este efecto en 1842 en su tratadoÜber das farbige Licht der Doppelsterne und einige andere Gestirne des Himmels (Sobre el color de la luz en estrellas binarias y otros astros).
El científico neerlandés Christoph Hendrik Diederik Buys Ballot investigó esta hipótesis en 1845 para el caso de ondas sonoras y confirmó que el tono de un sonido emitido por una fuente que se aproxima al observador es más agudo que si la fuente se aleja.Hippolyte Fizeau descubrió independientemente el mismo fenómeno en el caso de ondas electromagnéticas en 1848. En Franciaeste efecto se conoce como "efecto Doppler-Fizeau" y en los Países Bajos como el "efecto Doppler-Gestirne".
En el caso del espectro visible de la radiación electromagnética, si el objeto se aleja, su luz se desplaza a longitudes de onda más largas, desplazándose hacia el rojo. Si el objeto se acerca, su luz presenta una longitud de onda más corta, desplazándose hacia el azul. Esta desviación hacia el rojo o el azul es muy leve incluso para velocidades elevadas, como las velocidades relativas entre estrellas o entre galaxias, y el ojo humano no puede captarlo, solamente medirlo indirectamente utilizando instrumentos de precisión como espectrómetros. Si el objeto emisor se moviera a fracciones significativas de la velocidad de la luz, sí sería apreciable de forma directa la variación de longitud de onda.
La evolución futura del universo
Hay dos posibilidades para el futuro del universo:
-Universo abierto. A partir de la gran explosión, el universo continuaría expandiéndose indefinidamente (universo en expansión).
-Universo cerrado. La fuerza frenaría la actual expansión del universo y provocará su contracción hasta llegar a formar un nuevo huevo cósmico que, de nuevo, volvería a estallar y daría lugar a un nuevo universo expansivo. Las sucesivas explosiones y contracciones se repetirían eternamente (universo pulsante).
La cronología de la gran explosión
15000 m.a.
Formación del sistema solar, galaxias espirales y primeras supernovas.
5000 m.a.
Aparición de los agujeros negros, formación de los átomos pesados, formación de las
estrellas masivas y formación de las galaxias y de las estrellas.
2000 m.a.
Formación de los primeros átomos de hidrógeno y de helio, separación materia-radiación y
aparición de la luz. El universo se vuelve transparente. Dispersión de los fotones. Radiación
del fondo.
4000000 a. = 1013 segundos
Protones y neutrones originan los primeros núcleos de helio. Materia y radiación continúan
unidas. Universo oscuro.
102 segundos
Choque de protones y neutrones y reproducción de energía en abundancia.
sábado, 13 de octubre de 2012
Pruebas a favor de la teoría del Big Bang
- Las radiofuentes celestes: Son galaxias o nebulosas que emiten ondas de radio.
- Los cuásares: Según la teoría del big Bang , se trataría de galaxias muy pequeñas y muy brillante que se formaron solo durante el período anteriormente indicado y constituyen un fenómeno transitorio.
- La proporción de átomos de hidrógeno y helio: Al producirse la gran explosión, la energía empezó a transformarse en materia. al cabo de tres minutos aparecerían los átomos más sencillos (hidrógeno y helio).
- La radiación de fondo: En el momento de la gran explosión la temperatura sería muy alta, a continuación se produjo un enfriamiento que debía ser inferior a los
kelvin.
Teorías cosmogónicas
- La teoría de la gran explosión (Big Bang): El universo se originó a partir de una gran explosión que proyectó toda la energía y la materia existentes.
-Teoría del estado estacionado: El universo es uniforme en todo el espacio y no varía en el tiempo.
La teoría de la relatividad
El tiempo absoluto no existe.
El espacio y el tiempo constituyen una misma realidad, denominada espacio-tiempo.
La masa y la energía son dos aspectos de una misma realidad física.
La luz está constituida por quanta de energía luminosa o fotones que no tienen apenas
masa cuando están en reposo y que se propagan siguiendo un movimiento ondulatorio.
El universo
Se ha calculado que el universo tiene una antigüedad de 13700 millones de años.
Para ir desde la tierra hasta el extremo del universo observable se deberían recorrer 46500 millones de años luz. Dicho de otro modo, a la velocidad de la luz se tardarían 46500 millones de años en llegar.
Se considera que el universo está constituido por un 73% de energía oscura, un 23% de materia oscura y un 4% de átomos que componen la materia observable.
La energía oscura es similar a la energía gravitatoria, pero de sentido contrario, ya que provoca la repulsión entre partículas.
La materia oscura no puede observarse debido a que no emite ni refleja suficiente radiación electromagnética y su composición se desconoce. Se piensa que solo podemos observar de modo directo el 10% de la materia de una galaxia, ya que el 90% restante es materia oscura.
Los átomos que constituyen la materia observable son, básicamente, los átomos de hidrógeno (75%) y los átomos de helio. El resto de los átomos se encuentra en un porcentaje mínimo.
El universo está formado por nebulosas y galaxias.
Las nebulosas son cúmulos de polvo cósmico de aspecto difuso.
Las galaxias son cúmulos de estrellas y de polvo cósmico que se mueven juntas por el espacio.
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