Conceptos Fundamentales de Biología
Bioelementos
Son elementos químicos que forman parte de los seres vivos.
Bioelementos Primarios
- Carbono, hidrógeno, oxígeno.
- Son los más abundantes y están presentes en todos los seres vivos (96 %).
Bioelementos Secundarios
Menos abundantes en los seres vivos (4 %). Se clasifican en dos tipos:
- Más abundantes: Calcio, magnesio, cloro. Con un porcentaje superior al 0.1 % y presentes en todos los seres vivos.
- Oligoelementos: Con un porcentaje individual inferior al 0.1 % y no presentes en todos los seres vivos (ej. hierro, cinc, cobalto).
Biomoléculas
Son moléculas formadas por bioelementos y que forman parte de los seres vivos.
- Inorgánicas: Agua, sales minerales.
- Orgánicas: Glúcidos (monosacáridos, disacáridos, polisacáridos), lípidos (ácidos grasos, triglicéridos, colesterol), proteínas y ácidos nucleicos (ADN, ARN: ARNm, ARNt, ARNr, ARNi).
Fotosíntesis
Reacciones químicas en las que, a partir de materia inorgánica, se sintetiza materia orgánica, y que realizan los vegetales, algas y algunas bacterias.
Autótrofo
Organismos que fabrican materia orgánica a partir de materia inorgánica y energía solar.
Heterótrofo
Organismos que se nutren de materia orgánica previamente elaborada por los organismos autótrofos.
Respiración Celular
Proceso por el cual la materia orgánica sintetizada en la fotosíntesis libera la energía necesaria para la vida.
Organismos Quimiosintéticos
Son organismos que utilizan el oxígeno para obtener energía, pero algunos tipos de bacterias pueden obtenerla a partir de reacciones con otros elementos y compuestos, como el hidrógeno y los sulfuros emitidos por los volcanes.
Entropía Negativa
La entropía, expresada con signo negativo, es una medida del orden. El mecanismo por el cual un organismo se mantiene a sí mismo a un nivel bastante elevado de orden (es decir, un nivel bastante bajo de entropía) consiste en absorber continuamente orden de su medio ambiente.
Procedencia del Carbono
Procede del interior de la Tierra, donde se acumuló cuando se formó nuestro planeta. Cada vez que un volcán emite dióxido de carbono a la atmósfera, un ser vivo lo asimila.
Procedencia del Agua
Durante el origen del sistema solar, el agua no pudo condensarse en órbitas cercanas al Sol, ya que las temperaturas eran muy elevadas. Por tanto, la hipótesis más aceptada es la que afirma que la trajeron asteroides cuyas órbitas están más allá de la de Marte.
Teorías sobre el Origen de la Vida
Teoría Creacionista
Basada en gran medida en la narración bíblica del Génesis, afirma que la Tierra no tiene más de 10.000 años de edad, que cada especie fue creada por separado durante un breve lapso de actividad divina ocurrido hace 6000 años y que cada especie tiende a mantener a través del tiempo su peculiaridad bien definida.
Generación Espontánea
Antigua teoría biológica que sostenía que podía surgir vida animal y vegetal de forma espontánea a partir de la materia inerte, de allí que se la conozca también como abiogénesis. Esta teoría presenta dos variantes principales: la versión idealista, que considera imprescindible un impulso vital o espiritual para que se formen organismos; y la versión materialista, que mantiene que los seres vivos pueden surgir a partir de la materia inanimada sin necesidad de impulso vital alguno. La generación espontánea sería, por tanto, una propiedad de la materia que se manifiesta en determinadas condiciones.
La Panspermia
Propuesta en 1908 por Arrhenius, afirma que ciertos gérmenes vivientes llegaron adheridos a algunos meteoritos, a los que se les da el nombre de cosmozoarios. Estos, al encontrar las condiciones adecuadas en los mares terrestres, evolucionaron hasta alcanzar el grado de desarrollo que presentan los organismos en la actualidad. La panspermia es la hipótesis que sugiere que las semillas o la esencia de vida permanecen diseminadas por el universo y que la vida comenzó en la Tierra gracias a la llegada de estas semillas.
Teoría de Oparin
Teoría propuesta por el bioquímico Oparin en 1924 y por el biólogo inglés John B. S. Haldane en 1928. A esta teoría se le conoce como teoría del origen quimiosintético de la vida, y se basa principalmente en el origen y desarrollo de la vida a partir de moléculas inorgánicas simples, gracias a las condiciones que existían en la Tierra primitiva hace aproximadamente 4500 millones de años. Oparin postuló que, gracias a la energía aportada primordialmente por la radiación ultravioleta procedente del Sol y a las descargas eléctricas de las constantes tormentas, las pequeñas moléculas de los gases atmosféricos (agua, metano, amoníaco e hidrógeno) dieron lugar a unas moléculas orgánicas llamadas prebióticas. Estas moléculas, cada vez más complejas, eran aminoácidos (elementos constituyentes de las proteínas) y ácidos nucleicos. Según Oparin, estas primeras moléculas quedarían atrapadas en las charcas de aguas poco profundas formadas en el litoral del océano primitivo.
Experimento de Miller
Representa la primera demostración de que se pueden formar espontáneamente moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas simples en condiciones ambientales adecuadas. El experimento fue clave para apoyar la teoría del caldo primordial en el origen de la vida. Según este experimento, la síntesis de compuestos orgánicos, como los aminoácidos, debió ser fácil en la Tierra primitiva.
Teorías Evolutivas y Origen Humano
Lamarckismo
Primera teoría evolucionista propuesta por Lamarck en 1809. Pensaba que unas especies se transformaban en otras de manera continua a lo largo del tiempo.
- Los organismos muestran una tendencia hacia la complejidad, evolucionando desde formas sencillas a formas complejas.
- El uso repetido de un órgano produce su desarrollo; así, los cambios del medio hacen que los seres vivos se adapten modificando sus órganos en función del uso, de manera que la función crea el órgano y el desuso provoca su eliminación. De esta forma, los caracteres originales se van sustituyendo por caracteres adquiridos.
- Los caracteres adquiridos son heredables, es decir, las modificaciones inducidas por el ambiente pueden transmitirse a la descendencia.
- Según los conocimientos actuales de genética, esta teoría es incorrecta porque los caracteres adquiridos no se transmiten a la descendencia; solo se heredan los caracteres cuya información está en los genes.
Darwinismo
Según esta teoría, no existe una tendencia de las especies para evolucionar en una determinada dirección, es decir, la evolución es un proceso abierto sin final determinado. En su libro El origen de las especies, Darwin propuso la idea de que el origen y evolución de las especies se produce por selección natural. Esta teoría se resume en los siguientes puntos:
- Entre los organismos existe una lucha por la supervivencia. La mayoría de las especies tienen una elevada capacidad reproductora. Si todos los individuos que nacen en una población tuvieran descendencia, esta crecería exponencialmente, cosa que no ocurre. Los recursos del medio son limitados y, si nacen más individuos de los que pueden vivir en ese ambiente, se produce una lucha por la supervivencia.
- Entre los individuos de una población existe una variabilidad porque no todos los individuos son exactamente iguales.
- El medio ambiente selecciona aquellos individuos mejor adaptados, es decir, aquellos individuos que presentan una variación ventajosa para ese ambiente y que tendrán una mayor probabilidad de sobrevivir, crecer y reproducirse.
Teoría del Equilibrio Puntuado
Propone una alternativa al gradualismo de la teoría sintética. El registro fósil es incompleto. En él se encuentran muchos casos en los que, de repente, aparece gran cantidad de especies nuevas que se mantienen sin cambio durante mucho tiempo, pero que súbitamente desaparecen del registro fósil. Según esta teoría, no todos los cambios evolutivos son graduales. A lo largo de la historia de la Tierra han existido largos periodos de estabilidad en los que, aparentemente, las especies no han sufrido cambios. Pero estos periodos se alternan con otros de corta duración, llamados de especiación, en los que se producen cambios rápidos y aparecen muchas especies nuevas a partir de las ya existentes.
Especie
Se define como el conjunto de organismos capaces de reproducirse entre sí y que tienen descendencia fértil.
Selección Artificial
El ser humano ha seleccionado en los animales y plantas domésticos aquellas características que consideraba favorables, permitiendo durante generaciones que solo los ejemplares con las características deseadas se reprodujesen.
Radiación Evolutiva
Cuando una Pangea se dispersa, es decir, al aparecer más continentes, surgirán nuevos ambientes y el número de especies aumentará.
El Origen del Ser Humano
Hace 8 millones de años, las corrientes convectivas del manto que mueven los continentes comenzaron a romper África en dos partes desiguales. Así nació el llamado Valle del Rift, una gran grieta en el este del continente. Este cambio del relieve modificó el clima de África oriental y convirtió la selva en sabana. En la selva vivían grupos de primates, grandes monos, los antecesores de la familia de los homínidos, a la que pertenecemos los humanos. El cambio climático impulsó a algunos de estos animales a modificar sus hábitos: para recoger alimento en un paisaje abierto, como la sabana, la postura bípeda tiene ventajas sobre la cuadrúpeda. Así que los mutantes de tendencias bípedas tendrían ventaja. Sabemos que hace 4 millones de años ya había seres bípedos: los primeros Australopithecus.