La evolución de las especies.

Hasta finales del S.XIX los científicos explicaban el origen de la vida y de las distintas especies mediante el creacionismo. Esto fue debido a la extraordinaria influencia que había tenido la religión sobre la ciencia.

Fijismo.

El fijismo es una corriente de pensamiento que sostiene que toda especie existente ha permanecido en el mismo estado desde su creación. Concibe que el mundo es de carácter estático, y las especies surgen de manera espontánea y se pierden de la misma forma en los diluvios bíblicos o cualquier otra circunstancia natural catastrófica.

https://www.youtube.com/watch?v=wgLCGud_ibY

Ya a finales del S.XVIII hubo unos científicos que empezaron a plantearse que las especies podían adecuarse al medio. Podían cambiar con el tiempo, podían adaptarse a los cambios del medio (glaciaciones, periódos fríos, cálidos...).

                                      

      

Él es Erasmus Darwin que estudió lo que hemos comentado. Es el abuelo de Charles Darwin. El trabajo científico más importante de Erasmus Darwin es Zoonimia (1794), que contiene un sistema de patología y un tratado sobre la generación en el que adelantaba las posturas evolucionistas de Lamarck.

Él es Lamarck. Lamarck formuló la primera teoría de la evolución biológica en 1802 acuñó el término «biología» para designar la ciencia de los seres vivos y fue el fundador de la pateontología de los invertebrados. Tenía un punto de vista más religioso.

MECANISMO DE LA EVOLUCIÓN.

A Charles Darwin se le ocurrió porque tuvo la suerte de que le pagaran una investigación científica (Beagle 1831-1836). Cuando Darwin no podía dormir leía un libro llamado Principios de Biología (fue un libro revolucionario). Este libro fue escrito por Charles Lyell. 

Este hombre calculó cientificamente la edad de la Tierra, la edad de los fósiles, y lo extraordinariamente lento de los procesos geológicos con los que se construye el planeta (formación cordilleras, etc..).

Esto le daba ideas a Darwin. Encontró fósiles marinos en lo alto de las cordilleras de los Andes. Estos cambios ambientales tan importantes debían en buena lógica a influir sobre los seres vivos haciéndoles adaptarse a esos cambios. Llego a la misma conclusión que su abuelo. En el viaje fue a las Islas Galápagos y le llamo extraordinariamente la atención los Pinzones (pájaros). 

 https://www.youtube.com/watch?v=ppYuVNrjMTg

A la vuelta en el año 1838 cayó en sus manos un libro titulado Ensayos sobre la Población muy famoso, escrito por Malthus. Decía que la población humana crece exponencialmente mientras a los recursos crecían mucho más despacio. Si esto sigue así la mortandad aumentaba. 

SELECCIÓN NATURAL.

 Darwin decía que esto hace que las especies cambien, esto no actúa sobre un individuo, sino en toda la población. La selección natural es la escasez de recursos (alimento, espacio, etc..), la necesidad, los cambios ambientales, etc. Todo esto es la selección natural. La selección natural favorece a ciertos individuos que presentan una característica que resulta ventajosa por la situación. ¿De qué forma los favorece? Pues sobreviven, ya yo no es sólo eso, sino que también al sobrevivir se reproducen y a su descendencia le da esa característica ventajosa, y a los que no tienen ninguna característica ventajosa lo que le pasa es que no se adaptan, no se reproducen (no se mueren), y van perdiendo sus características, esto provoca su muerte reproductiva. Los individuos favorecidos van adquiriendo nuevas características ventajosas que se van acumulando. Llega un momento en el que ya no pueden cruzarse con los individuos de su población. Cuando esto pasa se llama "Aislamiento Reproductivo".

Aparece una nueva especie = Especiación = Evolución

*La selección natural elige las adaptaciones que ya existen, favoreciendo a unas sobre otras.

Esto fue lo que descubrió Darwin. Estas ideas que planteo se denominan Darwinismo y estas ideas explican la Teoría de la Evolución. Todas las especies tienen antecesores comunes.
Pero aun le faltaba algo para cerra su teoría y era la genética. El descubrió el mecanismo (selección natural) pero no supo decir el motor de la evolución.

EXPLICACIÓN GENÉTICA.

Actualmente se acepta el Darwinismo como explicación de la evolución porque es lo que mejor explica el mecanismo de la evolución. El Darwinismo también explica los conocimientos que se tienen sobre la genética de las poblaciones.  

Esto estudia a las poblaciones por las frecuencias aléricas génicas. La evolución es el cambio de las frecuencias aléricas génericas de una generación a otra. Las frecuencias génicas pueden cambiar por:

• Las migraciones.
• Selección natural: Esto no produce nada nuevo. No provoca características nuevas.
• Aislamiento (Deriva Genética): Esto es cuando hay un grupo pequeño de individuos separados del resto de la especie. Cambian al azar las frecuencias de una generación a otra sin ninguna razón.

*Mutaciones: Son el motor de la evolución. La mutación es un cambio brusco en el ADN, en los genes y esta mutación puede ser beneficiosa y nueva en la mutación. 

El gen mutado produce un nuevo carácter biológico que si resulta favorable será seleccionado.

Todos estos mecanismos producen unos cambios que se van acumulando a lo largo del tiempo hasta terminar por producir una especie nueva. Esto se llama Especiación.

Darwin tardó 22 años en publicar sus descubrimientos (1858). Lo publicó porque había otro científico llamado Alfred Wallace que llegó a las mismas conclusiones que él pero por otro camino.

Lo publicaron un ensayo en una revista inglesa llamado "Sobre la tendencia de las especies a formar variedades y sobre la perpetuación de las especies y variedades mediante mecanismo naturales de selección".

El motor de la evolución se encontraba en la genética. La genética moderna era contemporánea y el padre de esta genética moderna fue Mendel. Mendel descubrió las llamadas Leyes de Mendel. Estas leyes explican la transmisión de los caracteres biológicos de una generación a otra.

* Los caracteres biológicos son debidos a los genes. Los genes son trozos de cromosomas. Depende de dos genes (dos alelos).

https://www.youtube.com/watch?v=OWTdgGOD0XQ

Origen de la vida.

• Tierra, atmósfera y océanos primitivos.

La vida apareció en la tierra hace entre tres y cuatro millones de años. La Tierra apareció hace cuatro mil quinientos millones de años, era un planeta semifundido que se había originado de las misma forma que el sol, a partir de una nebulosa por acreción gravitacional.

La masa con la gravedad sube la temperatura. No hubo suficiente temperatura para fundir el hidrógeno, y por eso no ardió. Cuando la acreción terminó comienza a enfriarse haciéndose sólido. Cuando la temperatura baja suficientemente permite la condensación del vapor del agua. El vapor del agua es procedente de las erupciones volcánicas. El agua proviene de los planetas que chocaron con nosotros. El agua se hace líquida y ocupa las partes más bajas formando un océano primitivo.

La Tierra resulta que era y es todavía (no sabemos por cuanto tiempo) un planeta ideal para sostener la vida. No estamos ni demasiado cerca ni lejos del sol. Gracias a esto somos compatibles con la temperatura y podemos vivir en la Tierra. Permite la exiatencia de agua líquida. La vida es inseparable del agua líquida y además la Tierra tiene el tamaño, la masa suficiente que le permite tener una gravedad capaz de impedir el escape de sus gases, conservando así nuestra atmósfera que nos ha protegido del universo.

La Luna al ser más pequeña no tiene atmósfera por el escape de sus gases.

En cuanto a la atmósfera primitiva (que conservamos por nustra gravedad), es una atmósfera reductora, totalmente diferente a la atmósfera de ahora que se denomina oxidante. La reductora está compuesta por Metano, Amoniácp, Sulfuro de Hidrógeno, Hidrógeno Molecular, etc.. La atmósfera reductora sobre el océano está expuesta a los Rayos Uva,  y al no haber ozono caían directamente sobre el océano. En el seno de esa atmósfera había erupciones volcánicas que generaban energía. Había fuertes tormentas eléctricas.

En la atmósfera reductora empezó a llover materia orgánica el océano, monómeros ( aminoácidos, nucleótidos..). Los monómeros eran esenciales para formar los polímeros orgánicos es decir lípidos, proteínas...

El océano se enriquecía de monómeros. Al océano primitivo se le llamaba El Gran Caldo, también se le conoce como Sopa Primigenia. Los monómeros dan lugar a los polímeros.

Para que apareciera la primera célula primero se tiene que formar una membrana:

• Tiene que ser una membrana burbuja de lípidos.
• Tiene que ser una membrana que incluya dentro ácidos nucléicos capaces de expresarse en proteínas.
• Esas proteínas deberán ser capaces de hacer reacciones químicas (metabolismo).

Si todas estas condiciones se dan ya tenemos una célula capaz de independizarse en el medio.

El primer ser vivo sería una bacteria (hay fósiles actualmente). Son iguales porque tienen una reproducción asexual y esta bacteria se comporta como un animal. Las bacterias comían la abundante materia orgánica que había en El Gran Caldo, se alimentaban de la materia orgánica por fermentación.

Los monómeros comenzaron a escasear cuando terminaron las condiciones en la que se estaban formando.

La vida iba a desaparecer por la fermentación. Ésta escasez iba a buscar una solución al problema.

https://www.youtube.com/watch?v=hTkSYOXjUBE

Origen de la vida y la evolución.

El origen de la vida en la Tierra se produjo a través de un largo proceso, hace más de 2700 millones de años. La teoría más extendida sugiere que se formó en el medio marino, a partir de una «sopa prebiótica» de compuestos orgánicos que pudieron formarse en dichas condiciones, evolucionando y consiguiendo con el paso del tiempo un mayor grado de autoorganización. También existen teorías creacionistas, que parten de la hipótesis de la existencia de alguna potencia inteligente capaz de generar la vida.

Funciones:

• Nutrición: Capacidad de captar materia del exterior y utilizarla para nosotros. Energía para poder funcionar.
• Relación: Capacidad de captar estímulos. *Estímulo es la variación de factores del medio*.
• Reproducción: Capacidad que tenemos los seres vivos de producir descendencia.

CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS.

Un ser vivo tiene que ser capaz de hacer funciones vitales.

• Reproducción: Producir descendencia. Consumimos mas del 60% de energía. La mayor parte de las especies tenemos un "gen egoísta" que se utiliza para pasar de una generación a otra.
• Autónomos: Las funciones nos permiten ser capaces de valernos por sí mismo.
• Composición química: Es única en el Universo, nada tiene la misma composición. Las moléculas más características de los seres humanos son que más del 70% de nuestra materia es el agua, la materia orgánica ( lípidos, proteínas glúcidos y ácidos nucléicos).
• Tamaño extraordinario: La materia orgánica de los seres humanos es admirable. Son tan grandes porque son polímeros (molécula muy grande formada por otras moléculas pequeñas llamadas monómeros). La estructura de las moléculas es como están colocadas los átomos, la ordenación interna de la materia, esto determina la forma externa. La estructura de las moléculas orgánicas es totalmente compleja.
• Formados por células: Los seres vivos estamos formados por células. Las células son nuestra unidad estructural y funcional. Es la unidad más pequeña en la que se puede dividir a un ser vivo.
• Metabolismo: Conjunto de reacciones químicas. Todo lo que hacemos (movernos, correr..) hasta los sentimientos son reacciones químicas que aparecen en nuestro cerebro.
• Reacciones químicas: Los seres vivos nos podemos definir como máquinas.

Esas son las reglas para todos los seres vivos, pero hay una excepción. 

 

 Los virus sólo hacen la función de relación. Son extraordinariamente sencillos. Un virus es simplemente una proteína y un ácido nucléico. No tienen metabolismo. Cuando un virus entra en una célula es el que manda.

Galaxias y formación de los Sistemas Planetarios.

Tras el Big Bang se formaron cientos de miles de nebulosas que originaron las galaxias existentes por la acreación gravitacional, dieron lugar a miles y miles de estrellas en cada galaxia. Las galaxias están acompañadas de planetas, satélites, cometas, asteroides... Estos elementos que acompañan a las estrellas, sistemas planetarios, también son formadas por acreeción.

• Las galaxias se clasifican por forma: Elípticas, lenticulares, espirales, irregulares.

La vía Láctea, nuestra galaxia, tiene una especie de brazos, unas espirales. Estamos situados en el llamado Brazo de Orión. 

ORIGEN DE LOS SISTEMAS PLANETARIOS

Los Sistemas Planetarios se forman a partir de una nebulosa. La nebulosa que dio origen a nuestro sistema solar fue una nebulosa fruto de la explosión de una estrella anterior. Nuestro sistema solar es rico en elementos pesados.

La acreción gravitatoria hace que la mayoría de su masa se acumule en el centro de la nebulosa. La acumulación de masa en el centro de la nebulosa crea una fuerza centrífuga que achata la nebulosa, esto hace que la nebulosa tenga aspecto de disco más denso por el centro, donde se acumula el 99% de la masa de la nebulosa, y en el centro por acreción dará lugar a una estrella.

El resto de la materia que no se encuentra en una estrella forman surcos. En estos surcos ocurre los mismo que en la estrella (acreción gravitacional).

 Según la hipótesis nebular del nacimiento del Sistema Solar, en una primitiva nebulosa de gases y polvos en forma de disco, las partículas sólidas más grandes actuaron como centros de atención para las más pequeñas.Los planetesimales dieron vida a los embriones los cuales después se desarrollaron los planetas que hoy vemos en órbita alrededor del Sol.

Actualmente, gracias al Telescopio Espacial Hubble y otros abservatoriao se han podido descubrir y fotografiar diversas zonas que, según todos los indicios, deben estar en plena formación de planetesimales.

+Masa +Temperatura= Formación de un planeta.

El planeta al formarse tiene mucha temperatura por la acreción. La temperatura es tan alta que es capaz de mantener fundida toda la materia del planeta, pero no es suficiente alta para "encender" el hidrógeno (fusión atómica). Entonces cuando termine la acreción (por falta de materia) el planeta comienza a enfriarse.

• Planetas interiores: Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Carecen de elementos ligeros. Son planetas pequeños, sólidos y densos.
• Planetas exteriores: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Son grandes, gaseosos y ligeros.

Tras la formación del sol se produjo el viento solar. Las altas temperaturas que se producen en el sol hacen empujar los elementos más ligeros lejos del sol.

El viento solar arrastró todos los fragmentos sueltos, chocándose con los planetas produciendo cráteres. La luna está llena de cráteres, la luna es un fragmento de la tierra más el meteorito que chocó.

https://www.youtube.com/watch?v=cCFZg54qcho

• Cometas: Son escombros interplanetarios. Los cometas, en ocasiones comparados con enormes bolas de nieve, están compuestos de roca, hielo, polvo, dióxido de carbono, metano y otros gases. Se originan en el cinturón de Kuiper. A medida que empiezan a viajar hacia el Sol empiezan a deshacerse. El calor solar vaporiza el hielo dejando un halo de polvo y gas alrededor del núcleo del cometa llamado coma. Un cometa consta de un núcleo, de hielo y roca, rodeado de una atmósfera nebulosa llamada cabellera o coma. La mayor parte de los gases que se expulsan para formar la cabellera son moléculas fragmentarias o radicales de los elementos más comunes en el espacio: hidrógeno, carbono, nitrógeno y oxígeno. Los cometas fueron enriqueciendo la tierra en agua, carbono, nitrógeno y oxígeno.. Estos elementos son esenciales para la vida.

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Composición del universo y formación de las estrellas.

A los veinte minutos del Big Bang se formó toda la materia formando una nube (nebulosa) que se rompió en cientos de miles de trozos (galaxias). En el seno de cada nebulosa en las que se dividió el huevo cósmico empieza a actuar la gravedad por la que comienza a acumularse la materia. Al acumularse forman la acreción gravitacional y se almacena la materia, esto hace que aumente la temperatura.

+ masa + gravedad + roce de partículas = Mayor temperatura.

La temperatura puede llegar a ser tan alta que permite la fusión del hidrógeno. Hidrógeno + Hidrógeno = Helio.

Helio + Energía = Nacimiento de una estrella. La temperatura sigue aumentando.

Helio + Helio = Carbono; Carbono + Helio = Oxígeno; Oxígeno + Oxígeno = Neon; Neon + Neon = Magnesio; Magnesio + Magnesio = Silicio; Silicio + Silicio = Hierro.

El hierro consume más energía de la que desprende y a partir de esto sucede una implosión (explosión interior) en la estrella. Las capas exteriores de la estrella caen hacia el núcleo por su gravedad alta, rebotando y produciendo una explosión. De esta explosión nace las estrellas Novas y Ssupernovas.

En la explosión se desprende tal cantidad de energía que permite la fusión del hierro y demás.

Aparecen nuevos átomos más pesados que el hierro: Platino, Oro y Plomo.

El 10% de nuestro organismo es hidrógeno y el resto de los demás elementos que se han formado en las estrellas.

Tras la explosión de las estrellas sus átomos se dispersaron por el universo formando una nueva nebulosa. Esta nebulosa es más rica en átomos pesados. Aparecerán nuevas estrellas y sistemas planetarios.

https://www.youtube.com/watch?v=AFxrFOEt8cE

La gran explosión.

A principio del S.XX se pensaba que el universo era eterno. El gran físico alemán Albert Einstein formuló la teoría de la relatividad en el S.XX. La teoría de la relatividad, tal como la desarrolló Einstein, tuvo dos formulaciones diferentes. La primera es la que corresponde a dos trabajos publicados en 1906 en los Annalen der Physik. Es conocida como la Teoría de la relatividad especial y se ocupa de sistemas que se mueven uno respecto del otro con velocidad constante (pudiendo ser igual incluso a cero). La segunda, llamada Teoría de la relatividad general (así se titula la obra de 1916 en que la formuló), se ocupa de sistemas que se mueven a velocidad variable.

En 1929 Hubble comparó las distancias que había calculado para diferentes galaxias con los desplazamientos hacia el rojo fijados por Slipher para las mismas galaxias. Descubrió que cuanto más lejos estaba la galaxia, más alta era su velocidad de recesión. A esta relación se la conoce como la ley de los desplazamientos hacia el rojo o ley de Hubble; determina que la velocidad de una galaxia es proporcional a su distancia. La relación entre la velocidad de recesión de una galaxia y su distancia es la constante de Hubble.

• Toda la materia y la energía del universo estaba concentrada en un punto, en un mismo lugar, el famoso Huevo Cósmico.

El Huevo Cósmico era inestable, pequeño, con altas temperaturas. A raíz de esto explotó y de ahí el Big Bang.

https://www.youtube.com/watch?v=Qjrxr9O0vpg

BIG BANG

El Big Bang constituye el momento en que de la "nada" emerge toda la materia, es decir, el origen del Universo. La materia, hasta ese momento, es un punto de densidad infinita, que en un momento dado "explota" generando la expansión de la materia en todas las direcciones y creando lo que conocemos como nuestro Universo. En los primeros veinte minutos se dieron condiciones de extraordinarias temperaturas dando lugar a la materia y energía del universo y también se originó el espacio y el tiempo. Inmediatamente después del momento de la "explosión", cada partícula de materia comenzó a alejarse muy rápidamente una de otra, de la misma manera que al inflar un globo éste va ocupando más espacio expandiendo su superficie. En la explosión se formo el hidrógeno, el helio, el el litio, el berilio. En la explosión la materia lanzada en todas las direcciones está constituida exclusivamente por partículas elementales: Electrones, Positrones, Mesones, Bariones, Neutrinos, Fotones y un largo etcétera hasta más de 89 partículas conocidas hoy en día.

RADIACIÓN CÓSMICA DE FONDO

La radiación cósmica de fondo es la energía del Big Bang. Esta teoría fue realiza por George Gamow, Robert C. Herman y Ralph A. Alpher en 1946. Fue detectada por primera vez por los radioastrónomos Arnos Penzias y Robert Wilson en 1964. Se dice que es el eco que proviene del inicio del universo, es decir, el eco que quedo de la gran explosión que dio origen a la vida.

https://www.youtube.com/watch?v=BJPG5vidyZs