-------------------------------------------------------------------------------- Cuaderno Virtual de CMC

miércoles, 19 de octubre de 2011

Actividades

nuestro sistema solar. / Texto: Marta Iglesias
 Vida más allá de la Tierra

Las conferencias de Pérez Mercader son una prolongación de sí mismo: amenas, divertidas e interesantes, salpicadas de anécdotas y algún que otro taco que suaviza tanto conocimiento científico. El público se ríe, aprende y vuelve a casa preguntándose si alguna vez encontraremos vida en Venus o en Marte que nos dé pistas sobre nosotros mismos. Paralelamente, este científico investiga si la vida es una consecuencia de la evolución del Universo y desarrolla nueva instrumentación para detectar vida en otros planetas. De momento ya ha conseguido que la NASA lleve un instrumento de tecnología española a bordo de su misión a Marte de 2009.
-En su caso, como astrobiólogo, ¿qué tendría que encontrar en otro planeta para considerarlo vida?
-Un objeto o un sistema químico muy complejo que tenga una serie de propiedades asociadas a lo que hoy en día entendemos por vida, que todavía no sabemos qué es realmente. Para eso hay que estudiar todas las propiedades de los sistemas vivos en condiciones extremas que hay en nuestro planeta. En particular entendemos por sistemas vivos aquellos con unas determinadas propiedades: un sistema químico complejo adaptativo. Es decir, un sistema con muchos componentes, basados en la química, que tiene la propiedad de metabolizar, reproducirse, transformar en energía la información y que puede evolucionar, cambiar de forma adaptativa. De eso tú eres un ejemplo y una palmera otro.

-Pero todavía no se ha encontrado fuera de nuestro planeta...

-¿Qué podemos descubrir en otros planetas del sistema solar sobre nuestros propios orígenes?

-Hay un montón de cosas que podemos descubrir, que van desde cuál es el origen del inventario de productos químicos que están en la base de la vida, a saber de dónde vienen los aminoácidos que están en tus pestañas. Entender cómo se formó el planeta Tierra y cuál era el aporte inicial de compuestos químicos, y también descubrir la evolución de los cuerpos planetarios. Por ejemplo necesitamos saber cómo Marte ha llegado a ser un frigorífico exponencial o cómo Venus ha evolucionado hacia el horno que es ahora. Y con eso veremos qué le espera a la Tierra en un futuro, mediante planetología comparada.
-Cuando habla de los cambios que se producirán en el planeta, ¿se refiere a hechos que sucederán en miles de años?

-Una cosa es esperar a que se vaya a producir en miles de años un cambio a muy frío o muy caliente, y otra conocer los procesos que tienen lugar hoy en día. No entendemos realmente por qué nuestro planeta está cambiando tan rápidamente, aunque sí sabemos que se debe a un calentamiento global producido casi en un 100% por la acción del hombre. Pero, ¿qué mecanismos son los que se han puesto en marcha? ¿cómo es la evolución del sol? ¿cuál es la dinámica de nuestra atmósfera? La única manera que tenemos de entenderla es conociendo otras atmósferas y comparándolas con la nuestra.

Fragmento de la revista con Juan Pérez Mercader, director del centro de Astrobiología (CAB)
El texto completo se puede encontrarAquí

1.¿Qué opinión tienes de la investigación espacial? ¿cres que ayudara a entender los principios físicos y químicos que funcionan en la Tierra? ¿Piensas en que la realidad que conocemos sobre la vida extraterrestre se corresponde con las novelas y las películas de ciencia ficción?

  • Que nos puede dar información sobre como se origino nuestro planeta, sobre como evolucionara y como poder cuidarlo sin antes llegar al desastre.
  • Si ya que podemos comparar la tierra con otros planetas de otras galaxias, observar como se forman otras galaxias, etc..
  • Creo que no se corresponde con la realidad, aunque por qué no puede haber vida en otro planeta de los millones de galaxias que estan sin explorar, y es más quizás puede que hubiere visto otro big bang hace muchos millones de años como si fuera un ciclo.....
Sir Fred Hoyle (1915-2001). el astrónomo descontento

En 1993, la revista de divulgación sobre astronomía Sky & Telescope promovió un concurso entre sus lectores para dar un nuevo nombre a la teoría cosmológica actualmente aceptada, que es conocida desde los años 40 como “BIG BANG”, es decir, “la Gran Explosión”. Entre otras razones, decían los promotores del cambio, la teoría no postula una explosión tal y como se entiende esa palabra en el lenguaje cotidiano. Además en el argot juvenil estadounidense, “Big Bang” tiene más connotaciones sexuales de lo que parece oportuno para un término que se explica en las clases de bachillerato (algo así como “polvazo”). Para colmo, este nombre venía de uno de los principales detractores del modelo, quien lo había usado en tono sarcástico.

El hombre que nombró al Big Bang acaba de morir, a los 86 años de edad. Se llamaba Fred Hoyle, Sir Fred Hoyle, británico y uno de los principales astrofísicos del siglo XX, no sólo por ese bautizo, sino por sus muchos méritos y, curiosamente, también por sus deméritos, algo que puede resultar curioso para el profano en el mundo de la ciencia. Lo que era casi obvio es que la iniciativa de cambiarle el nombre a la teoría cosmológica no cuajó: un año después, Sky & Telescope declaraba desierto el premio, porque, reconocían, la popularidad del término “gran explosión”, el éxito que había tenido la broma de Fred Hoyle, hacía inviable cambio alguno.

Lo cierto es que Hoyle fue uno de los grandes críticos del modelo cosmológico aceptado, un conjunto de teorías que parten de la relatividad general y la física cuántica para dar una visión de conjunto al origen y la evolución del Universo. En los primeros años tras la II Guerra Mundial, los físicos desarrollaron las ecuaciones de la teoría de la gravitación de Einstein, generando modelos que pudieran explicar cómo era el Universo en conjunto. Las soluciones matemáticas explicaban la expansión del Universo, un fenómeno que había sido comprobado en los años 20 por astrónomos como Humason y Hubble. Y, cabía imaginarse, si todo se expandía, era porque antes había sido muy denso (y muy caliente) y en un momento inicial había comenzado a crecer. La teoría de Gamow y otros cosmólogos era sorprendente: ponía un origen determinado en el tiempo para el Universo. Y esto chocaba con una idea bien extendida en la física de que el Universo tenía que ser eterno. Fred Hoyle, que aparte de ser un gran investigador era un no menos grande divulgador científico, acuñó el término “big bang” para referirse a esta teoría, descartándola por impropia, en una serie de charlas por la radio británica.

Hoyle creía que el Universo era eterno y que, por lo tanto, el Big Bang venía de malinterpretar los datos. Frente a este modelo, el astrónomo apoyaba un modelo eterno, en el que la expansión se justificaba con una especie de creación continua y limitada de átomos de hidrógeno. La teoría desarrollada por Gold y Bondi, junto a Hoyle, tuvo cierto éxito en los años 50, y fue conocida como “el estado estacionario”. El debate entre ambos modelos tuvo mucho de científico, y de hecho el descartar finalmente al estado estacionario se debió a la acumulación de pruebas observacionales que iba teniendo el Big Bang; pero también era ideológico. Se suele contar la anécdota de que el primer congreso sobre el Big Bang lo patrocinó el Vaticano, frente al primer congreso sobre el estado estacionario que se hizo bajo los auspicios del Kremlin soviético. En la actualidad, sin embargo, y aun reconociendo que el modelo cosmológico del Big Bang sigue dando algún que otro problema para poder explicar lo que observamos del Universo, se reconoce como el estándar sobre el que se trabaja, mientras que la teoría que fue rival hace medio siglo ha quedado como curiosidad histórica. Sin embargo, Hoyle mantuvo su adhesión a un Universo eterno hasta su muerte, aunque admitiendo periodos de expansión y periodos de contracción en su desarrollo.
Javier ARMENTIA
(Adaptación)
El texto completo se puede encontrar en: Pincha aquí

1. El nombre de Big Bang fue puesto como una broma por uno de los detractores de esa teoría. ¿Te parece adecuado ese nombre para una teoría científica sobre el origen del universo? ¿Qué forma te gusta más en español: "Gran explosión" o "Gran estallido"...?

No, no me parece adecuado, aunque dicho en ingles suena mejor. La Gran explosión.
2. En el artículo se cita una teoría que fue rival de la del Big Bang a mediados del sigloxx. ¿ cuál es?

El estado Estacionario.
Con galaxias y a lo loco
Un sorprendente descubrimiento sobre el universo y su dinámica, las claves del sistema inmunitario y una simetría de cristales que tiró por tierra las teorías vigentes, merecen este año los galardones de mayor prestigio en ciencias. Cinco especialistas españoles explican los méritos de sus distinguidos colegas en física, química y medicina
En el horno la masa de un pan de nueces se expande, pero las nueces no. Del mismo modo, observamos que el universo está en expansión: las galaxias tienen tamaños estables, pero el espacio entre ellas se estira. Mirando el universo desde cualquier galaxia, astrónomos de aquí o de allá podrían pensar que ellos están en reposo mientras que los demás se alejan, más velozmente cuanto más lejos estén. Pero esta velocidad es solo aparente: las nueces no se desplazan, es la masa la que se hincha. Edwin Hubble, en 1928, se hizo famoso por descubrir la expansión universal, aunque lo más novedoso de su publicación fuese el bello título: El Reino de las Nebulosas (o galaxias). En su favor diré que era un gran futbolista... pero eligió ser astrónomo. Los salarios relativos no eran lo que son.
Si pidiera un litro de futura supernova le darían una botella de dos toneladas Lo único capaz de acelerar la expansión del universo es su energía oscura
Para comentar el descubrimiento premiado este año con el Nobel conviene ir pasito a paso. La expansión del pan es algo más fácil de visualizar que la del cosmos. La entendemos (esta última) en el contexto de la teoría de la gravitación de Einstein, o Relatividad General, comprobada -a escalas menores que el universo- con precisión asombrosa. El pan se expande en el espacio que lo circunda, pero el universo no. El espacio y el tiempo son propiedades intrínsecas del universo y nacieron con él. La frase "al norte del Big Bang" es aún más indefendible que la de "antes del mismo".
Otros pasitos: una supernova es una estrella que explota; su luminosidad aumenta hasta competir con la de una galaxia entera. Las supernovas más luminosas -visibles hasta mayor distancia- son de tipo Ia, apodadas SN Ia. Tienen masas tan grandes como la del Sol pero, antes de explotar, son tan pequeñas como la Tierra. Consecuentemente, son muy densas: diga "póngame un litro de futura SN Ia" y le darán una botella de dos toneladas de masa.
Al parecer, las SN Ia explosionan al volverse inestables tras haberse zampado parte de otra estrella muy cercana. No está demasiado claro por qué, pero una virtud de estas supernovas es que su luminosidad es (con pequeñas correcciones) fija o estándar. Si tuviéramos un tren estándar (que pitase siempre con la misma nota e igual de fuerte) podríamos saber cómo está de lejos y a qué velocidad va, midiendo la intensidad y frecuencia de su pitido; lo oímos más flojo cuanto más lejos está, más grave cuanto más raudo se aleja. Pues con la luz de las supernovas, igualito. Uno puede medir la distancia y la velocidad aparente de las galaxias en las que las SN Ia están. Midiendo docenas de ellas, desde cercanas a muy lejanas, se consigue reconstruir buena parte de la historia de la expansión del universo. Historia porque mirando lejos miramos al pasado, la luz tarda en llegar.
La mitad del Nobel de Física de 2011 le ha tocado a Saul Perlmutter, líder de un grupo de cazadores de supernovas y sendos cuartos a Brian Schmidt y Adam Riess, del grupo competidor. No se hubieran repartido el Gordo si el resultado no fuese inesperadamente loco: el universo no solo se expande, sino que está acelerando. Cuando lo anunciaron, en 1998, hasta a ellos les costaba creérselo.
Más pasos: a una bola de billar le basta su inercia para moverse a velocidad constante, un cohete necesita algo que lo acelere. Evitando discutibles imitaciones, lo único capaz de acelerar la expansión del universo es su energía oscura, que Einstein inventó bajo el nombre de constante cosmológica. Esa energía sería la del vacío, lo que quedaría en el cosmos si pudiéramos sustraerle toda la materia y radiación que contiene. Que el vacío sea distinto de la nada es fascinante, que pueda ejercer sobre sí mismo un efecto gravitacional repulsivo que acelere el universo... lo es más. Pero la mayor sorpresa surge de la combinación de los datos de las SN Ia con otros, en particular los de la radiación cósmica de fondo, que nos llega de cuando el universo era un jovencito de 379.000 años de edad, unas 36.000 veces más joven que ahora. En promedio, la energía del vacío contribuye un 75% de la densidad de energía del universo, el resto es materia, de la cual solo 1/5 es la ordinaria, de la que nosotros y las estrellas estamos constituidos.
También le atribuimos al vacío, por el llamado mecanismo de Higgs, la generación de la masa de las partículas elementales, solo las partículas de luz tienen masa nula. Una vibración de la sustancia del vacío sería el tan buscado bosón de Higgs, que algunos madridistas llaman la partícula de Mou. Pero el valor medido de la constante cosmológica y el que uno sospecharía a partir del mecanismo de Higgs discrepan enormemente, paso atrás.
Ultimo paso: el universo visible es una parte del universo, puesto que solo podemos ver hasta el horizonte: allá desde donde le ha dado tiempo a la luz a llegarnos desde que el cosmos nació. Por eso, el año pasado el universo visible era un año-luz más pequeño que hoy (incluso más, ya que se está expandiendo). La parte del universo que aún no vemos se está alejando de nosotros a una velocidad (¡aparente!) mayor que la de la luz, que es la máxima a la que podemos enviar información de un lugar a otro. ¡Pero del universo hoy invisible no nos llegará información hasta que lo veamos!
Si los neutrinos pudiesen viajar más rápido que la luz, como los autores del experimento Opera han anunciado recientemente, la explicación más razonable -de lejos- sería que las leyes de la relatividad fueran válidas para todo ente... menos el vacío. Pero los resultados de Opera, si así fuera, serían inconsistentes consigo mismos. Por ahora, opino, Einstein puede reposar tranquilo, aunque su energía oscura aún no esté del todo clara.
Álvaro de Rújula es científico del Instituto de Física Teórica del CSIC en la Universidad Autónoma de Madrid y del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN).

1. ¿Qué es una supernova y una SINa? Explícate.

Son las estrellas más luminosas que hay, con masas tan grandes como la del sol, en un principio fuerón tan pequeñas como la Tierra, por lo que se suponen que eran bastante densas. Estás Absorben parte de otra estrella y por lo tanto se vuelven inestables y explotan, generando una luminosidad que llega a competir con la de galaxias enteras.

2. Que dicen las estrellas SNIa del universo?

Al estudiarse las ondas de luz que desprenden nos proporcionan gran información sobre la expansión del universo y el nacimiento del mismo.
3. ¿Cuándo se ralentizó y cuando se aceleró la expansión del Universo?


4. ¿Quién se opone a la expansión del Universo y qué es lo que acelera?

5.¿Es visible todo el Universo desde la Tierra? ¿cómo varía?

No es visible la totalidad del universo pues solo podemos ver hasta donde llega la luz, si el universo se expande a una velocidad mayor no podemos llegar a verlo solo hasta donde la luz llega.
6. ¿Realmente las galaxias se alejan más rápidamente cuanto más lejos se encuentran?

Sí por que se por lo que hemos estudiado el universo se expande aceleradamente, por lo tanto cuanto mas lejos se encuentran mayor será su velocidad.
7. ¿El universo, el espacio y el tiempo siempre han existido?

No pues son propiedades intrínsecas del Universo, antes de existir el universo no habría espacio ni tiempo.

Cuasicristales, osadía, tesón y belleza

Belleza es sinónimo de simetría, de orden, y de eso va la cristalografía. Los cristales no son otra cosa que apilamientos ordenados de pedacitos idénticos de materia (átomos, moléculas, macromoléculas ...). No vemos ese orden íntimo porque esos pedacitos de materia son demasiado pequeños para nuestros ojos, e incluso para nuestros microscopios, pero podemos reconocer el resultado de ese orden regular en las subyugantes y angulosas formas externas de los cristales. Y podemos notarlo a diario por las propiedades derivadas de ese orden interno: en alimentos que comemos, en medicinas que tomamos, en dispositivos tecnológicos que usamos, o en los huesos que nos mantienen erguidos. Casi todo está basado en cristales.

El mundo que tenemos ahí afuera cada vez se revela menos clasificable
¿Cuántos tipos de cristales existen? Es decir, ¿de cuantas formas distintas puede ordenarse la materia? Aunque parezcan ilimitadas, lo cierto es que son muy pocas las opciones para rellenar ordenadamente un espacio repitiendo periódicamente una misma pieza. Por ejemplo, si queremos rellenar una superficie lo podemos hacer con rectángulos, con triángulos, con cuadrados o con hexágonos, pero no con pentágonos. Por eso no venden losetas pentagonales, o si las venden, se combinan con los rombos necesarios para rellenar los inevitables huecos entre pentágonos. Desde el siglo XIX, la cristalografía goza de una preciosa demostración de que hay únicamente 17 formas distintas de alicatar una superficie, formas que se pueden disfrutar visitando la Alhambra, ya que eran conocidas por los geómetras árabes. Y también se demuestra que sólo existen 230 formas distintas de empaquetar periódicamente un volumen con unidades idénticas. Ni una más, ni una menos.
Los cristalógrafos comprobamos ese orden cuando iluminamos un cristal con un haz de electrones, neutrones o rayos X. Entonces el cristal genera (difractando la luz) bellas constelaciones de puntos que muestran la simetría del ordenamiento. Y siempre esas constelaciones coinciden, como manda la teoría, con una de las 230 formas distintas de empaquetamiento. Siempre con simetría de orden uno, dos, tres, cuatro o seis. Nunca con ejes de rotación de orden cinco, ni más de seis.
Hace 29 años, durante una estancia sabática en Estados Unidos, el israelí Daniel Shechtman realizaba uno más de los estudios de difracción que se hacen a diario, cuando observó que su constelación de puntos tenía una simetría de orden cinco: ¡pentágonos! Un científico que no mereciera un Nobel habría pensado que había cometido un error, y se hubiera olvidado de ello. Dan Shechtman no. Lo revisó una y otra vez y se lo contó a sus colegas de laboratorio. Ellos le dijeron que eso era imposible y que él debería saberlo. Repitió los experimentos, comprobó una y otra vez los resultados y trató de publicarlos sin éxito. Los publicó dos años después con ayuda de otros colegas.
Les asaetearon con duras críticas, incluyendo la de cristalógrafos y químicos tan excelsos como Linus Pauling, dos veces laureado con el Nobel. ¡Cómo iba a ser errónea una teoría cerrada y probada durante más de un siglo! Le resultó difícil seguir investigando, pero no cejó en el empeño.
Más tarde, otros colegas descubrieron muchos más casos similares que también rompían la simetría canónica de la cristalografía. La explicación estaba en algo que los matemáticos habían encontrado unos años antes: que las superficies y los volúmenes pueden rellenarse completamente siguiendo pautas regulares pero no necesariamente, periódicamente perfectas. Por ejemplo, pueden hacerlo con simetría de dilatación, siguiendo pautas como la serie de Fibonacci, ligada al famoso número de oro, para algunos el canon geométrico de belleza.
Lo que Shechtman había encontrado eran los primeros materiales que -contra todo pronóstico- estaban ordenados cuasi periódicamente, es decir, los cuasicristales. Ya se le busca a este descubrimiento aplicaciones como materiales antiadherentes, aislantes y en la fabricación de aceros de alta tecnología. Pero eso cuenta poco en este caso. Lo que importa es que la tenacidad de este israelí ha roto una teoría considerada cerrada, intachable e intocable, mostrando que aún le queda larga vida a la cristalografía y que el mundo que tenemos ahí afuera, cada vez se revela menos discreto, menos compartimentado y clasificable y más continuo de lo que parecía.
Este Nobel de Química es un premio a la mera curiosidad, el motor de todo descubrimiento. Y también una llamada de atención para los jóvenes científicos. Como el propio Shechtman aconseja, "si encuentras algo radicalmente nuevo, defiéndelo". Te lloverán las críticas, y serán más duras cuanto más heterodoxo sea tu hallazgo. Si estás en lo cierto, al final te darán la razón. Y si no, todos habremos aprendido mucho en el camino.
es investigador del CSIC y director del Master on Crystallography and Crystallization del CSIC y la Universidad Internacional Menéndez Pelayo.
Juan Manuel García Ruiz


1. ¿Como se estudian los cristales si no podemos verlos?

Por la forma externa de lo cristales, sus ángulos y su apariencia externa.

2. ¿Qué descubrió Daniel Shehtman y como se lo tomó?

Que los átomos estaban ordenados en forma pentagonal cosa que era imposible, pues se oponía a la hermética teoría de la cristalografía. Pero Shetman lo reviso, y al no ver cambios lo intento publicar, hasta que lo consiguió

3.¿Como se explica su descubrimiento?

A que las superficies y los volúmenes pueden rellenarse completamente siguiendo pautas regulares pero no necesariamente, periódicamente perfectas.

4. ¿Cual es la importancia de su descubrimiento?

El descubrimiento de nuevos materiales con propiedades diferentes como aislantes, antiadherentes, y que los materiales son mas continuos de lo que parecia con su anterior teoría.

5. ¿Qué le recomienda a los jóvenes investigadores?

Que si encuentran algo radicalmente nuevo, que lo defienda aunque lluevan las críticas.

Las casualidades son así

En ocasiones, el proceso de cambio evolutivo de una especie está determinado por el azar. Este proceso es conocido como deriva genética y se manifiesta sobre todo en poblaciones de peuqeño tamaño.

En nuestro experimento partimos de una población de 6 individuos (numerados del 1 al 6). Cada individuo es de un color diferente.


Imagina que un individuo transmite su color a la siguiente generación solo por azar. Supón también que tenga tantos descendientes como veces salga su número tras lanzar el dado 6 veces.

1. Lanza el dado y marca el ejemplar que se corresponde con el número obtenido, repite el lanzamiento hasta un total de 6 tiradas.
2. Colorea la nueva columna con los colores de su progenitor según las veces que haya salido su número tras lanzar el dado.
Por ejemplo, imagina que los resultados obtenidos tras lanzar el dado 6 veces son los siguientes: 1, 5 3, 2, 2, 1.
Esto significa que los colores 1 y 2 han salido dos veces, mientras que los colores 3 y 5 han salido una vez cada uno. Por el contrario, los colores 4 y 6 no han salido ninguna vez.
Los colores de la generación siguiente quedarán así:
Repite 10 veces el ensayo y rellena en tu cuaderno una tabla como la que aparece en la parte inferior de esta página.


a) ¿A qué crees que se debe el cambio en las frecuencias de cada color en la población?

Se debe al azar
b) ¿Qué piensas que ocurriría si la población inicial fuera de 100 individuos? ¿ y si fuera de 1000 individuos? ¿ y si realizaras el experimento 100 veces?
ocurriría lo mismo lo único que habría más variedad e incluso algunas repeticiones, pero muy poco frecuentes.
c) ¿Qué conclusiones puedes extraer de tus resultados sobre lo que podría ocurrir en una población natural?

Que probablemente estos cambios se deba primariamente al azar pero después la selección natural es la encargada de ir dificultandole la reproducción de los que no pasan dicho filtro.
d) ¿Qué significado biológico crees que tiene que toda la población pase a ser solo de un color

La selección natural es la que ha influido en el proceso evolutivo del ser humano siendo la responsable de esta diferenciación de la población.
e) ¿Qué papel crees que juega el azar en el proceso evolutivo?

Puedes encontrar más información en :pincha aquí 

lunes, 26 de septiembre de 2011

Origen de la vida y nuestro lugar en el universo

Método Científico:  Busca la verdad de las leyes del universo. Hay dos tipos de ciencias, las ciencias exactas y las ciencias humanas.

Ciencias Exactas
Matemáticas
Física
Biología
Ciencias Humanas
sociología
Historia
Economía
Las ciencias humanas utilizan un proceso que siempre es repetible llamado método científico.

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.

 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.

Ciencias Naturistas
Matemáticas
Medicina
Agricultura
Metalurgia
Botánica
Zoología
Experimentación: Es una situación deliberadamente planeada, que se asemeja a la naturaleza, pero en la que se pueden alterar las variables, y cuyas conclusiones son aplicables a la realidad.
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
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:

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Proteínas
Ácido Núcleico
Monosacaridos
Aminoácidos
Nucleotidos
Esta demostrado con experimentos de Miller.
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.

La 1º bacteria que se origino se alimentaba de materia orgánica del océano primitivo y la única forma que tenían de alimentarse era mediante la fermentación proceso que genera energía pero que despilfarra la materia orgánica además produciendo sustancias toxicas.

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.
- El 75 % de la tierra esta formada por agua, en está viven las algas cianofíceas que proporcionan a la atmósfera la mayor parte del oxigeno existente.

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.
Mutaciones son un cambio brusco en un gen normalmente suelen ser perjudiciales.

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