viernes, 31 de mayo de 2013

Método Científico, Origen de la vida y mas

METODOLOGÍA CIENTÍFICA
La biología tuvo su origen en los conocimientos acumulados por el hombre mediante su observación y experiencia, es decir, por conocimientos empíricos.

Conforme transcurre el tiempo el hombre comenzó a obtener conocimientos sistematizados que pretendían alcanzar la verdad sobre algunos aspectos de la naturaleza. A estos conocimientos sistematizados se les dio un orden obteniendo así los pasos del método científico.

Estos pasos son:
  1. Observación: Consiste en ver detenidamente un fenómeno que despierte nuestro interés, utilizando todos nuestros sentidos e instrumentos, reuniendo toda la información obtenida
  2. Planteamiento del problema: Se realizan preguntas de ¿cómo?, ¿dónde?, ¿por qué?, sobre toda la información obtenida en torno a la información acumulada
  3. Hipótesis: Es la explicación tentativa de la causa del fenómeno y las posibles respuestas a las preguntas planteadas
  4. Diseño del experimento: Son las actividades planeadas para la comprobación de la hipótesis. Aquí se incluyen los objetivos del problema y una revisión bibliográfica de trabajos previos al caso.
  5. Experimentación: Aquí se recrean las condiciones para hacer posible la repetición del fenómeno, controlando variables involucradas en el proceso.
  6. Teoría o Ley: Cuando el método es utilizado como un procedimiento didáctico se genera una teoría, pero cuando los resultados obtenidos confirman la veracidad y son aplicables a fenómenos similares se genera una ley.



ORIGEN DEL UNIVERSO
Durante mucho tiempo el hombre se ha preguntado de donde venimos como es que se originó la vida en el planeta e inclusive como es que se originó el planeta mismo. Diversos científicos se han dedicado a investigar estos hechos. Pero vayamos en orden, comencemos con el origen del universo.


Existen muchas teorías acerca de cómo se originó el universo pero sólo mencionaremos tres:

  1. Creacionista.- Esta teoría afirma que el universo fue creado por un ser divino y todopoderoso, teoría que durante muchos años ha sido fomentada por la religión y en algunos momentos de la historia (oscurantismo) no se podía creer en algo diferente.

  1. Del estado continuo (o estado invariable).- Difundida por un científico llamado Fred Hoyle. Esta teoría explica que el universo no ha tenido principio ni fin y que siempre ha existido, por lo tanto es infinito en tiempo y espacio; además considera al Hidrógeno como primer elemento y por reacciones termonucleares ha ido transformando la energía en materia.

  1. De la gran explosión (Big Bang).- George Lemaitre y George Gamow fortalecieron y divulgaron esta teoría que dice: Hace 15 mil millones de años sucedió una gran explosión generando la formación de las galaxias y las primeras estrellas a partir de gases formados de hidrógeno. Posteriormente este hidrógeno se convierte en helio y el helio se convierte en otros elementos como carbono, fósforo, oxígeno, nitrógeno etc. Más tarde se forma la segunda generación de estrellas a la cual pertenece nuestro sol que permite tener los elementos necesarios para la vida, esto ocurrió hace 5 mil millones de años.


ORIGEN DE LA TIERRA
Conociendo teorías sobre el origen del universo se comenzaban a crear teorías sobre el origen de nuestro planeta. Aunque han existido muchas teorías también mencionaremos sólo una.

Teoría de Kant-Laplace.- Esta teoría menciona que los planetas se generaron a partir de una gran nebulosidad que se tornó inestable formándose anillos concéntricos que al separarse formaron los planetas y sus satélites, en tanto que en el centro de la nube se formó el Sol. Este acontecimiento sucedió hace 4600 millones de años.



ORIGEN DE LA VIDA
Ya formulada una teoría acerca de cómo se creó el universo y el planeta, a la par, se empezaron a formular teorías de cómo se originó la vida. A continuación se muestran algunas teorías sobre el origen de la vida.

  1. Teoría de la panspermia (Svante Arrhenius).- Esta teoría sugiere que la vida en la tierra se originó a partir de esporas que llegaron del espacio exterior procedentes del algún planeta donde habitaban seres vivientes. Esta teoría sigue sin resolver la cuestión, por que ahora habría que preguntarse ¿cómo es que se generó la vida en ese otro planeta? Por lo tanto no hay sentido en esta teoría.

  1. Generación espontánea (Aristóteles).- La generación espontánea o abiogénesis sostenía que todos los seres vivos podían originarse en forma espontánea de la nada, para ello era necesaria una fuerza vital capaz de darle vida a ese material inanimado, inclusive se tenían algunas recetas para generar vida como la que propone Johann Von Helmont en 1667 que decía: si se coloca ropa sucia con trigo fermentado en un frasco en 21 días se tendrán ratones. Obviamente ésto no era cierto y fueron tres científicos reconocidos los que desecharían esta teoría.

  1. Teoría de la síntesis abiótica (Oparin-Haldane).- La teoría de Oparin- Haldane se basa en las condiciones físicas y químicas que existieron en la Tierra primitiva y que permitieron el desarrollo de la vida. En 1924, el bioquímico Alexander I. Oparin sugería que recién formada la Tierra y cuando todavía no habían aparecido los primeros organismos, la atmósfera era muy diferente a la actual, según Oparin, esta atmósfera primitiva carecía de Oxígeno libre, pero había sustancias como el Hidrógeno, Metano y Amoniaco. Estos reaccionaron entre sí debido a la energía de la radiación solar, la actividad eléctrica de la atmósfera y a la de los volcanes, dando origen a los primeros monómeros que comenzaron a formar biomoléculas como; carbohidratos lípidos y proteínas. A su vez estas biomoléculas formaron los primeros ácidos nucleicos. Más tarde se comenzaron a formar los primeros protobiontes que Oparin designo el nombre de Coacervados y a su vez estos Coacervados formaron los primeros eubiontes u organismos unicelulares que se nutrían de una manera heterótrofa y poseían respiración anaerobia.

Esta teoría ha sido la más aceptada por los científicos pero en México hubo un reconocido científico que tuvo una idea similar a Oparin; este señor se llamaba Alfonso Luis Herrera. Herrera tiene el mérito de haber creado la Plasmogenia, ciencia que tiene como objeto el estudio de la generación artificial de células vivas mediante procedimientos físico-químicos. Un ejemplo de ésto es el experimento que efectuó utilizando una mezcla de dos sustancias químicas, sulfocianato de amonio y formaldehído, con los que pudo crear formas similares a los tejidos vegetales, animales y bacterianos, estos últimos parecidos a los que dieron origen a la vida en el planeta.  Esta investigación ha recibido reconocimiento mundial desde entonces e inclusive en su tiempo, por el biólogo soviético Alejandro Oparin, considerado como la máxima autoridad sobre ese tema en esa época.

EVOLUCIÓN, ESTRUCTURA Y FUNCIÓN CELULAR
La materia orgánica está conformada por elementos biogenésicos, estos elementos son: carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S). Estos componentes son la base molecular de todos los seres vivos.

A partir de estos componentes se obtiene las principales moléculas de la vida (Biomoléculas) éstas son: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos (como el ADN), estas macromoléculas a su vez constituyen e interviene directamente en la unidad fundamental de todo ser vivo: la célula

De acuerdo con las características básicas de la célula que se conocen actualmente, es de suponer que los primeros seres vivos (semejantes a una célula bacteriana) debieron reunir los mismos requisitos que éstas para intercambiar sustancias con el entorno, también debieron llevar a cabo reacciones químicas para la obtención de energía nutrientes y para poder reproducirse. Para ello estas células contaron con los siguientes elementos:

  • Una membrana semipermeable que le permitiera la comunicación entre el medio interno y externo.
  • Un sistema de degradación y síntesis de nutrientes de tipo enzimático que le permitían obtener energía para realizar todas sus funciones.
  • Un tipo de información genética que al replicarse fuese transmitido a sus descendientes por división celular y conforme esta información mutaba (cambiaba) aparecían nuevos organismos.



De los nuevos organismos algunos comenzaron a adaptarse al medio y los menos aptos eran eliminados. De esta manera comenzó el proceso de selección natural que ahora es identificado como el principio regulador de la aparición de nuevas especies.

Se cree que de esta forma comenzaron a aparecer las primeras células llamadas procariontes. Estas células procariontes comenzaron a producir su propio alimento (autótrofas) a partir de ácido sulfhídrico (H2S) y bióxido de carbono (CO2) para obtener glucosa (C6H12O6), desechando el azufre en los medios pantanosos que carecían de oxígeno.

Más tarde otras células comenzaron a utilizar el agua como fuente de hidrógeno para producir glucosa y de esa manera liberaban el oxígeno del agua al ambiente y la atmósfera se volvió oxidante. De esta forma las células comenzaron a adaptarse a la nueva atmósfera transformando su respiración anaerobia (en ausencia de oxígeno) en aerobia (en presencia de oxígeno).



Origen de las células eucariontes

En el año de 1967 Lynn Margulis una bióloga estadounidense propuso la teoría de cómo se originaron las células eucariontes a partir de las procariontes.

Margulis menciona que las primeras bacterias anaerobias comenzaron a englobar a las bacterias aerobias, llegó un momento que una dependía de otra al grado de que la bacteria aerobia formó una nueva estructura denominada mitocondria y en otro caso formaron cloroplastos. Esta teoría se denomina Teoría endosimbiótica serial. De esta forma aparecen ahora dos células Procariontes y Eucariontes.

En el siguiente cuadro se muestran algunas características de ambas.


Procarionte
Eucarionte
Tamaño
Células pequeñas
(1-10 m)
Son células de tamaño grande (10-100 m)
Respiración
Aerobias y anaerobias
Aerobias (principalmente) y anaerobias
Organelos membranosos
No presentan
Si presentan
Reproducción
Fisión binaria
Reproducción por mitosis y meiosis
Locomoción
Presentan un flagelo simple formados sólo por proteínas y flagelina
Presentan cilios y flagelos complejos formados por microtúbulos
Presencia de núcleo
Sin núcleo DNA circular en el citoplasma
Con núcleo delimitado por una membrana DNA dentro de cromosomas
Organización celular
Unicelulares
Unicelulares y pluricelulares
Ejemplo
Bacterias y cianobacterias
Hongos, humanos, protozooarios


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