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Ciencias Instrumentales: sirven para las demás
Matemáticas
Física
Química
Puras: Acumulan conceptos sin aplicación
Ciencias aplicadas: Son las que utilizan los conocimientos de las ciencias puras con finalidad practica.
El padre putativo del método científico fue Descartes quien escribió un libro llamado "Discurso del Método"
en el que reunió experiencia de todos los investigadores.
Para el siguiente ejemplo que vamos a poner con el desarrollo del método científico es importante saber lo que son los movimientos epirogénicos.
Movimiento epirogénico: Son movimientos de elevación y hundimiento de continentes, que se ve reflejado en el nivel del mar como por ejemplo:
Ría y Marisma que son hundimientos de la corteza terrestre.
Playas y acantilados levantados que son la consecuencia de una elevación de la corteza terrestre.
Método Científico
1 Detección del problema: Los movimientos epirogénicos.
2 Bibliografia: Buscar información para tener un conocimiento profundo y no cometer errores o hacer descubrimiento ya realizados
3 Desechar los aspectos no esenciales del problema:
- La composición de las rocas no influyen en los movimientos epirogenicos.
4 Obtención de los datos* En el cual se encuentra la solución.
Antiguamente los datos solo se obtenían mediante la observación directa e inteligente de la naturaleza.
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La experimentación acelero el proceso de avance de la ciencia, pero para que los datos obtenidos de los resultados de la experimentación sean fiables tienen que tener un número estadísticamente suficiente.
Las placas son como solidos flotando en un recipiente con agua:
Cuando a un solido le ponemos peso encima se hunde y cuando le quitamos peso se eleva, algo parecido sucede con las placas o continentes cuando se ven sometidos a factores externos como la Sedimentación (se hunde) y la Erosión.(se eleva).
5 Hipótesis: Es lo forma mas sencilla de explicar los datos
"La erosión y la sedimentación es la causante de los movimientos epirogenicos." (Hipótesis de la Isostasia)
Es un enunciado Breve y debe comprobarse para nuevos Datos.
Características de los seres vivos:
No hay una definición exacta para un ser vivo, Por lo tanto optamos simplemente por describir sus características:
Funciones vitales, que son las siguientes:
Nutrición: Toma materia y energía del exterior para usarla.
Se Relacionan: Capacidad de captar estímulos y reaccionar.
Estímulos: son cambios de factores físico-químico del medio interior y exterior. La mayoría son internos, como el hambre, calor, frío...
La mayoría de las respuestas son movimientos, otras son secreciones.
Las respuestas a estos estímulos tienen como finalidad la supervivencia del ser vivo.
Función de reproducción: Capacidad de producir descendencia o perpetuar la especie. Los virus solamente se relacionan, puesto que no son autónomos, sino que son parásitos obligados.
Composición Química
Los seres vivos al igual que el universo están compuestos de materia formada de átomos.
Los átomos asociados entre sí forman las moléculas. como por ejemplo: H2O, CO2.
La materia inorgánica tiene dos formas de distribuir internamente sus átomos las cuales son: amorfa o cristalina.
La combinación mas grande de materia inorgánica es SiO2Al3 , que es un silicato.Sin embargo las combinaciones mas complejas son las de materia orgánica.
Materia Organica
Hay muchas asociaciones de átomos y estos se asocian en macromoleculas y estas a su vez se asocian entre sí formando compuestos mas complejos.
Supramoleculas: Proteína + ADN= Nucleoproteinas o cromosomas.
Estas supramoleculas se agrupan formando organulos como la mitocondria. y estos se agrupan entre sí formando Células.
Un ser vivo con sus propiedades
La célula es el organismo vivo mas pequeño que existe y se organiza de la siguiente forma creando elementos cada vez mas complejos.
Unicelulares
Pluricelulares
Tejido
Órganos
Aparatos
Sistema
Individuo
Población
Asociaciones Intraespecificas
Comunidad
Ecosistema
Biosfera
La materia de los seres vivos es extraordinariamente compleja.
Todas las funciones que realizan los seres vivos son consecuencia de todas las reacciones químicas que hay en el interior.
Metabolismo: Son todas las reacciones químicas que se producen en el interior.
Origen del Universo y del planeta
1. La gran explosión: A comienzos del siglo XX el universo se consideraba eterno nadie se había planteado que apareciera en un instante.
Ni siquiera a Einsten que dio la teoría de la Relatividad una de las soluciones prevía a esta posibilidad. En 1929 Edwin Hubble había inventado una forma de medir la distancia de las galaxias. Descubrió que las galaxias se alejaban en todas direcciones, cuanto mas lejos mas veloces, al igual que un globo al inflarse.
Esto significa que existe una fuerza de expansión contraria a la gravedad.
Si el universo era mas grande mas frío y mas difuso. Si diéramos marcha atrás en el tiempo el universo era mas pequeño mas caliente y mas concentrado. todo universo estuvo en un punto, toda materia y toda la energía junta a causa de esto se supone que dicha acumulación era inestable y exploto produciéndose de esta manera la Gran explosión (Big Bang).
1.1 Pruebas del Big Bang:
Universo en expansión.
La gran cantidad de Helio que existe en el universo. Aproximadamente alrededor del 25 % del Universo.
Es mucho mas de lo que se podía haber formado en las estrellas se formo entre el minuto 3 y el minuto 17 de la formación del universo, cuando había temperatura suficiente como la de las estrellas.
La existencia de radiación cósmica de fondo: La predijo Gamow en 1948, si hubo una explosión luminosa debe quedar un eco luminoso del resplandor.
Composición del universo y formación de las estrellas.
Tras la explosión en 20 min se origino la mayoría de la materia del universo, la materia son un conjunto de átomos que estos a su vez están constituidos por protones, electrones y neutrones.
El primer átomo que se origino fue el de hidrógeno que es el mas simple, el resto de átomos que conocemos como el helio, litio, berilio... se fueron constituyendo consecutivamente a partir del átomo de hidrógeno, y se formaron en las estrellas.
La galaxia esta formada por restos de fragmentos materiales de una explosión. nubes de polvo en suspensión, y estrellas.
Dicha nube de polvo empieza a atraer masa hacia su centro por la acción de la gravedad hasta acumular la mayoría de la materia que hay por alrededor sobre un 90 %, como consecuencia al haber mas masa hay mas gravedad esto produce un choque constantes de partículas, que a su vez generan temperatura.
Como consecuencia los átomos de hidrógeno que hay en la nube de polvo concentrada se calientan tanto que se produce una reacción química de fusión que es cuando dos átomos de hidrógeno se unen para dar un elemento mas grande y mas pesado llamado helio. Este proceso genera gran cantidad de energía que es la que nos llega en forma de rayos solares de nuestra estrella llamada sol.
Atención no confundir Fusión con Fisión, pues fisión seria justamente lo contrario, fisionar sería separar los dos átomos de hidrógeno que componen el helio.
Galaxia
Esta demostrado con experimentos de Miller.Composición del universo y formación de las estrellas.
Tras la explosión en 20 min se origino la mayoría de la materia del universo, la materia son un conjunto de átomos que estos a su vez están constituidos por protones, electrones y neutrones.
El primer átomo que se origino fue el de hidrógeno que es el mas simple, el resto de átomos que conocemos como el helio, litio, berilio... se fueron constituyendo consecutivamente a partir del átomo de hidrógeno, y se formaron en las estrellas.
La galaxia esta formada por restos de fragmentos materiales de una explosión. nubes de polvo en suspensión, y estrellas.
Dicha nube de polvo empieza a atraer masa hacia su centro por la acción de la gravedad hasta acumular la mayoría de la materia que hay por alrededor sobre un 90 %, como consecuencia al haber mas masa hay mas gravedad esto produce un choque constantes de partículas, que a su vez generan temperatura.
Como consecuencia los átomos de hidrógeno que hay en la nube de polvo concentrada se calientan tanto que se produce una reacción química de fusión que es cuando dos átomos de hidrógeno se unen para dar un elemento mas grande y mas pesado llamado helio. Este proceso genera gran cantidad de energía que es la que nos llega en forma de rayos solares de nuestra estrella llamada sol.
Atención no confundir Fusión con Fisión, pues fisión seria justamente lo contrario, fisionar sería separar los dos átomos de hidrógeno que componen el helio.
Galaxia
Se calcula que existen 100 000 000 000 galaxias y aproximadamente 100 000 000 000de nebulosas y estrellas en cada galaxia. Las estrellas tienen a su alrededor Planetas, Satélites, Cometas.
Estas se forman por acrección gravitacional.Dicho Protosol al contraerse por la fuerza gravitacional empieza a girar y a crear una fuerza centrífuga que crea un disco a su alrededor. El resto de materia (10%) que quedaba se encuentra girando sobre esos discos y esta empieza a contraerse y creando partículas mas grandes llamadas planetesimales, planetoides hasta formar los planetas. Como consecuencia del choque de partículas se genera calor suficiente como para fundir parte de la materia que se encuentra formando el planeta pero no se genera suficiente calor como para fundir el hidrógeno y este empieza a enfriarse lentamente pues no se generan reacciones que hagan aumentar su temperatura. Y los materiales que componen la tierra al estar fundidos se disponen por capas encontrándose los mas pesados en el núcleo y los mas ligeros en las periferias.Las altas temperaturas que había alrededor del sol, genero que los gases se escaparan hacia la periferia, dando lugar a:
PLANETAS INTERIORES
- Mercurio
Marte - La Tierra
- Venus
- Caracterizados por ser: pequeños y densos
PLANETAS EXTERIORES
- Júpiter
- Saturno
- Urano
- Neptuno
- Caracterizados por ser: grandes y ligeros (acumulan los gases escapados)
El viento solar arrastro fragmentos sueltos, provocando un Bombardeo de meteoritos, cambiando la inclinación del eje de giro de algunos planetas, e incluso a llegar a cambiar hasta el sentido de giro de Venus.
El origen de la Vida
Como consecuencia del enfriamiento se condensó el vapor de agua atmosférico en las partes bajas del planeta formando el océano primitivo procedente de los cometas y erupciones volcánicas. Por este hecho y su distancia del sol la tierra es realmente un planeta idóneo para la vida además de que gracias a su gravedad los gases de su atmósfera no se escapan, conservando una atmósfera protectora.
Océano y atmósfera primitiva:
La atmósfera primitiva era diferente a la actual la que era muy reducida.
Empezaron a formarse moléculas orgánicas mas sencillas.
Polimero: es una molécula grande formada de otras mas pequeñas llamadas monómeros.
Ejemplo:
El origen de la Vida
Como consecuencia del enfriamiento se condensó el vapor de agua atmosférico en las partes bajas del planeta formando el océano primitivo procedente de los cometas y erupciones volcánicas. Por este hecho y su distancia del sol la tierra es realmente un planeta idóneo para la vida además de que gracias a su gravedad los gases de su atmósfera no se escapan, conservando una atmósfera protectora.
Océano y atmósfera primitiva:
La atmósfera primitiva era diferente a la actual la que era muy reducida.
Empezaron a formarse moléculas orgánicas mas sencillas.
Polimero: es una molécula grande formada de otras mas pequeñas llamadas monómeros.
Ejemplo:
---------- Proteínas Ácido Núcleico | Monosacaridos Aminoácidos Nucleotidos |
Juan Oro reproducen condiciones y composición de la atmósfera primitiva apareciendo los componentes orgánicos mas sencillos llamados monomeros.
A continuación se formarón polímeros y sucesivamente complejos moleculares hasta la aparición de la primera célula.
Los primeros seres vivos:
El primer ser vivo que apareció en el mar era unicelular, era muy parecido a las bacterias actuales incluso se reproducen igual, asexualmente.
Como consecuencia de este despilfarro de materia orgánica llego la primera crisis energética y ocurrió la selección natural.
Dicha selección fue de bacterias que fueran capaz de fabricar su propio alimento y así apareció la fotosíntesis.
Las bacterias del azufre realizaban una peculiar fotosintesis completamente diferente ala que conocemos hoy, utilizando el sulfuro de hidrógeno que había en la atmósfera y desprendiendo de la reacción azufre.
CO2 + H2O + SH2 desprendían azufre y H2 g
Llego la 2º Crisis Energética a causa de la limitación de SH2 o Sulfuro de hidrógeno.
La selección natural selecciona a las algas cianoficeas o cianobacterias.
 |
| Estas algas son unicelulares y microoscopicas. |
CO2 + H2O + sales minerales + luz solar.----desprendían---Monomeros y O2
A diferencia de las bacterias del azufre estas utilizaron como materia prima como el agua de la que esta compuesta la mayor parte de nuestro planeta.
Estas algas aseguraban la vida terrestre y el incremento de oxígeno hizo que la primitiva atmósfera reductora se sustituyese progresivamente por otra oxidante.
Los organismos anaerobios no siguieron proliferanado, no podían vivir, pues para ellos era toxico tal cantidad de oxígeno. En la actualidad viven en los fondos submarinos o en latas de conserva en mal estado que al encontrarse sin oxigenos estos organismos encuentran un medio adecuado para la vida, por estos hechos hay tan menguado numero de organismos anaerobios.
La selección natural hizo mella dejando solo a los organismos aerobios capaces de vivir con oxigeno y aprovecharlo en la respiración celular.
Monomeros + O2 ----Desprende---- CO2 + H2O + Energía.
A diferencia de la fermentación que solo era capaz de partir en dos los átomos del carbono creando dos alcoholes, ahora la respiración celular es capaz de romper los 6 átomos del carbono obteniendo casi el 80% frente al 20% que se obtenía mediante el proceso de fermentación.
La selección natural estaba presente mucho antes de que se originara la vida pues eligió antes de que hubiera la primera célula entre multitud de monomeros y polimeros y todas las combinaciones posibles antes de dar con la primera célula con vida.
El primer fósil que se conoce data de 3500. 000. 000 años, son estromatolitos de algas cianofíceas.
La evolución de las Especies:
A finales del siglo XIX todavía hay una influencia religiosa en la ciencia.
Creacionismo: Es el conjunto de creencias, inspiradas en doctrinas religiosas.
Fijismo: Es una teoría que sostiene que las especies siempre se han mantenido desde la creación de forma invariable.
Estas dos teorías al contrastarlas con lo que los geólogos veían en los fósiles no coincidía.
A finales del siglo XVIII ya había cientificos que hablaban de Evolucionismo.
Evolucionismo: Posibilidad de que los seres vivos cambien y se adapten al medio. Dicha teoría fue elaborada por Lemark y Erasmus Darwin. Pero está se encontraba incompleta, por que no fueron capaces de averiguar cual era el mecanismo que originaba los cambios.
Charles Darwin
Desde 1831 al 1836 llevo un estudio en el Barco de investigación Beagle en el que descubrio el mecanismo que originaba los cambios.
Darwin llevaba a bordo un libro llamado "Principios de geología" del autor Charles Lyell, este fue revolucionario por:
Contener el primer calculo cientifico de la edad de la Tierra.
Hablaba de la extinción de las especies.
Lentitud de los procesos geologicos.
Darwin durante el viaje descubrio en la cordillera de los Andes restos de fósiles marinos. Y concluyó que los cambios geologícos afectaban a los seres vivos.
En su viaje por las islas galapagos observo que los pinzones de las diferentes islas eran similares pues cambiaba la estructura de su pico.
Al volver a inglaterra leyo un libro de Malthius titulado: "El ensayo sobre la población"
En el que se decia que la población humana crecia a mayor ritmo que los recursos debido a esto supuso:
Que debió haber una gran mortandad que selecciono a los pinzones mejor adaptados a ese medio a lo que denominamos Selección natural.
La selección natural
La selección natural no produce los cambios en las especies, sino que elige entre los individuos de la población mejor adaptados, favoreciendo a estós en la reproducción frente a los demás.
La especiación es debida a la acumulación de variaciones adaptativas, tantas acumulaciones hasta la cual ya no es posible el cruzamiento de está con la población inicial, entonces aparece la especie.
Darwin no publico sus teorías por miedo al rechazo que iba a generar de la sociedad y de la comunidad científica de la época.
Es junto con William Wallace en 1858, que publican un articulo en una revista cientifica con el titulo siguiente:
"Sobre la tendencia de las especies a formar variedades y sobre la perpetuación de las variedades y especies por medios Naturales de selección"
Un año más tarde Darwin se apresura por publicar su libro: "Sobre el origen de las Especies" pero le falto el motor de la evolución, que vendría dada de la mano de Mendel.
El motor de la evolución era sin duda las mutaciones geneticas ventajosas del ADN.
El darwinismo junto con la genetica nos explica los fundamentos de la evolución de los seres vivos.
Sin embargo fue Mendel el que descubrió las leyes de la herencia, como los carácteres biologicos se transmitian de generación en generación.
Mendel tuvo que hacerse monje para poder optar por una vida de estudios diferente a la de su padre, estudio tres carreras en viena, Matematicas, Biología, física, así adquirio gran habilidad para manejar conceptos.
Caracteristicas biológicas son todas las caracteristicas biológicas en las que se puede descomponer un ser vivo.
La mayoria de investigadores caían en el error de observar las caracteristicas en organismos inadecuados por su complejidad y el elevado numero de años que debían pasar de generación en generación.
Mendel acerto con su elección de los guisantes por los siguientes puntos:
El tiempo que pasaba de generación en generación tan solo era de un año.
Los guisantes al tener la flor cerrada no permitian la fecundación cruzada.
El aislaba los caracteres y los estudiaba de manera independiente y los estudió de generación en generación.
Solo se fijo en caracteres cualitativos y no en cuantitativos que le hicieran dudar.
Los genes forman todas las combinaciones posibles.
El neodarwinismo esta aceptado universalmente excepto en algunos estados de EEUU.
Por que esta teoría explica el mecanismo de evolución y los datos geneticos de poblaciones.
Cada gen determina un caracter biológico.
Alelos son las formas distintas del gen, esté tiene dos alelos.
En las poblaciones se puede calcular la frecuencia. La evolución es el cambio de las frecuencias alelicas.
Las frecuencias alelicas son susceptibles de cambio por los siguientes motivos:
- Mutaciones.
- Migraciones.
- Selección natural.
- Deriva genética.
Las frecuencias alelicas de dos poblaciones distintas cambian al cruzarse, pero en las pequeñas poblaciones aisladas las frecuencias alelicas cambian al azar.
Formación de las Especies
Individuos de características semejantes y capaces de cruzarse entre sí dando descendencia fertil.
Las mulas y los verderones no se pueden cruzar por lo tanto no son nueva especie.
El aislamiento reproductivo es la condición para la formación de una especie nueva.
El proceso evolutivo de una especie no se puede demostrar en un laboratorio por que es un proceso que tarda millones de años pero hay evidencias que lo demuestran como el aislamiento geográfico.
Especiación Aleopatica: Es cuando el aislamiento geográfico impide la reproducción.
Especiación Simpática: Cuando se especializan en algún factor ambiental.
El 99% de todas la especies existentes en la tierra están extinguidas. Actualmente se conocen alrededor de dos millones de dos millones de especies, se supone que existen alrededor de 10 millones de especies aún sin conocer.
A lo largo de la historia, en la Tierra ha habido grandes extinciones:
Durante el Permico se extinguieron alrededor del 95% de las especies se extinguieron hace 250 millones de años debido a un cambio climático que aumento 5 ºC a causa de las liberaciones de metano a la atmósfera desencadenada por las erupciones volcánicas de siberia.
Durante el Cretacico hace 200 millones de años por la época de los dinosaurios, un meteorito impacto en el golfo de México, provocando el ascenso de una nube de polvo, que cubrió la Tierra durante meses.
Los mamíferos se estuvieron alimentando de los restos de los dinosaurios que morían, como estos no hallaron problema, esto conllevo a una explosión evolutiva en la que los supervivientes ocupan todos los lugares libres que con anterioridad ocupan los seres extinguidos.
Pruebas de la Evolución
Pruebas biológicas: Se ha podido observar como varían los caracteres biológico de especies con vidas muy cortas como insectos, microorganismos...
Ejemplo: En el siglo XVIII época que coincide con el descubrimiento de la maquina de vapor, se observo que la mariposa Bistón betularia las había de dos tipos blancas y negra. Posteriormente solo había negras.
Esto se debió a que el exceso de contaminación mató a los líquenes del abedul, que le servían a la mariposa blanca para ocultarse y no ser devorada mientras que las negras sí. Con la muerte de los líquenes se tornaron los papeles siendo la blanca la que moría devorada.
Pruebas Paleontológicas: En los fósiles varían las características Biológicas progresivamente.
Ejemplo: En los mamíferos para adaptarse a los diferentes tipos de locomoción.
Aletas
Alas de murciélago
Manos / Pies
Pruebas Biogeograficas: Como las características biológicas cambian en las especies separadas geográficamente, adaptación a diferentes ambientes.
Pruebas Embriológicas: Existen semejanzas en el desarrollo embrionario de especies emparentadas se describe el desarrollo evolutivo desde las fases de fecundación hasta el nacimiento.
Procedemos de los monos por:
Rabadilla – Rabo
Aspecto lanudo de los recién nacidos – Posteriormente tuvimos pelo en el cuerpo
Fecundación en el agua – Vida apareció en el agua.
Animales Diblasticos – Animales triblasticos.
La formación de los animales triblasticos es exactamente igual que la de los animales diblasticos hasta que empieza a formarse la tercera capa.
Pruebas Moleculares: Todos los seres vivos estamos formados por las mismas moléculas.
Proteínas, ácidos nucleícos, lípidos, glúcidos…
Todos proceden de un antepasado común.
Los procesos Metabólicos: somos como máquinas que funcionan mediante reacciones químicas.
Fundamentales procesos metabólicos:
Respiración celular y fotosíntesis.
Respiración celular.
Fotosíntesis
