BIOLOGIA.
TM. 1: CONCEPTO DE BIOLOGIA.Investigación aplicada: para resolver problemas, o para solución práctica para algún descubrimiento.
Tienen organización precisa, reacciones químicas llamadas metabolismo, capacidad para mantener un medio interno determinado y constante aunque haya cambios en el medio ambiente llamado homeostasis, tienen movimiento, crecen, se reproducen y se adaptan al medio.
Constitución.
Por una sustancia distintiva propia exclusivamente de ellos llamado protoplasma, el cual está constituido por los mismos componentes en todos los seres: hidrocarburos, ácidos nucleicos, proteínas,... componentes que nunca encontramos juntos fuera de la materia viva.
Puede hacernos pensar que es igual en todos los organismos, pero no es así, hay diferencias pequeñas pero significativas que los organismos reconocen como propias o extrañas. Estas diferencias existen en todos los seres vivos incluso los de una misma especie.
Organización celular.
El protoplasma está organizado en partes pequeñas capaces de desarrollar todas las actividades propias de la vida y por tanto capaces de vivir aisladas, son las células: mínima porción estructural y funcional de la materia. Si son organismos con una sola célula se llaman unicelulares.
Hay una excepción: los virus. Los cuales carecen de una gran parte de la organización pero no pueden vivir aislados, son parásitos con información genética mediante la cual puede hacer que las células de los hospedadores reproduzcan sus células.
Crecimiento.
Los seres vivos aumentan su tamaño no sólo en la totalidad de sus organismos sino también en las partes. Se alimentan y ese alimento se transforma en nuevo protoplasma que sirve para que aumenten de tamaño. Hay un aumento en el tamaño de las células o en el número, o en ambas.
Puede ser uniforme en todo el cuerpo, o que algunos órganos crezcan más que otros.
Hay organismos que crecen durante toda su vida (árboles). Los animales cuando llegan a un tamaño ya no crecen más. Otros son capaces de sobrepasar ese límite y alcanzar tamaños gigantescos.
Todas sus partes siguen funcionando mientras que se crece. Ofrece características diferentes a las de otras estructuras (estalactitas y estalagmitas).
Metabolismo.
No todo el alimento se convierte en protoplasma, una parte se descompone para liberar la energía que hay almacenada en los enlaces entre los átomos que componen la sustancia.
Esta energía sirve para mantener la actividad vital. Algunas veces será necesaria la oxidación mediante la respiración aeróbica, otros organismos utilizan la respiración anaeróbica. La respiración aeróbica rinde más que la anaeróbica, se obtiene más energía.
Movimiento.
Todos los seres vivos se mueven. Dentro de la célula se da la ciclosis, movimiento de las células o de los orgánulos en el protoplasma. El movimiento de las células puede darse por cilios o flagelos, por contracción muscular. Movimiento ameboideo: movimiento de la sustancia interior que hace que se mueva la célula.
Si no, pueden moverse en estado larvario o tienen apéndices que se mueven (tentáculos).
Homeostasis.
Capacidad para mantener la constancia de su medio interno a pesar de los cambios del medio. Es debido a que poseen mecanismos autoreguladores.
Irritabilidad.
Los seres vivos son capaces de captar estímulos que les llegan del exterior y de responder a ellos de alguna manera. Generalmente consisten en cambios en los factores físicos o químicos del medio exterior o interior (calor, intensidad luminosa, temperatura,...).
Es posible porque los seres vivos poseen células receptoras capaces de captar el cambio producido en el medio. Además envían una señal al sistema nervioso central y éste elabora la respuesta adecuada.
Reproducción.
Todos los seres vivos acaban muriendo y sin embargo la especie dura por un tiempo mucho más largo, esto es posible porque los seres vivos se reproducen, generan descendientes que ocupan su lugar cuando el progenitor muere.
Adaptación.
Pueden adaptarse a las condiciones del medio en el que vive que está continuamente cambiando. Es debido a que existe una gran variabilidad de individuos en una misma especie. Llevando a la evolución.
TM. 20: DIVERSIDAD DE LA VIDA.
En nuestro planeta existe un gran número de organismos pertenecientes a especies diferentes. Hasta el momento actual se han estudiado, clasificado y nombrado a más de un millón y medio entre plantas y animales. La lista no está cerrada, constantemente aparecen especies nuevas.
En un principio esto origina un caos en la biología hasta que se clasificaran. En un primer lugar se examinaron los verdes inmóviles llamados reino vegetal, los demás organismos constituyeron el reino animal.
Pero había organismos que cumplían las características, de uno y de otro como los hongos, los cuales se colocaban en el que mejor parecía a biólogos y botánicos: reino vegetal.
Surge el microscopio el cual permite descubrir muchos microorganismos con características diferentes del reino vegetal y animal, por ejemplo las bacterias que finalmente fueron colocados en el vegetal.
En el siglo XIX Haeckel propone la creación de un tercer reino donde van los organismos que no son ni vegetales ni animales propiamente: reino protista.
Una de las grandes realizaciones del hombre es su capacidad de clasificar organismos en beneficio propio y darles un nombre. La ciencia que se encarga de esto es la taxonomía o biología sistemática.
Las primeras clasificaciones de los seres vivos estaban en un estado muy complicado y poco útil, primero debido a la falta de comunicación entre distintos investigadores, no había posibilidad para ponerse de acuerdo en hacer una clasificación universal.
Otro problema era la nomenclatura de los seres vivos, se usaban nombres comunes, triviales, y éstos cambian según el idioma. En ocasiones el mismo nombre servía para distintos organismos.
En 1735 un naturalista sueco Linneo publicó una clasificación de los seres vivos que se sigue usando actualmente y que puede ser utilizada por cualquier investigador.
Algunas clasificaciones anteriores incluían en el mismo grupo peces, ballenas, pingüinos porque estos animales tienen aletas para nadar y también murciélagos, aves, insectos porque tienen alas para volar. Estas clasificaciones están basadas en el principio de analogía (organismos con órganos análogos).
Sin embargo a medida que avanza la investigación en anatomía, esa semejanza era muy superficial, el hecho de que los murciélagos tuvieran el cuerpo con pelo, parieran y amamantaran a sus crías, que las aves tuvieran plumas, pusieran huevos marcan diferencias entre ellas más profundas que la semejanza por tener órganos análogos.
Linneo es el primero en darse cuenta de las semejanzas y diferencias verdaderamente significativas. Y les da el nombre en latín, usando una nomenclatura polinómica, que indicaban distintas características de ese organismo.
En la décima edición sustituye la nomenclatura polinómica por la binomial.
Está basada en el principio de la homología. Según éste se coloca en la misma categoría taxológica organismos con órganos homólogos, es decir con igual estructura básica, igual posición en cuerpo e igual relaciones con distintas partes del cuerpo, y las que desarrollan igual plan de crecimiento en las primeras etapas del desarrollo embrionario aunque no desempeñen la misma función.
Linneo demuestra que las semejanzas o diferencias en órganos análogos eran diferencias triviales, y en cambio la razón de peso que determinaba que los organismos se coloque en uno u otro grupo era la de tener o no órganos homólogos.
Para Darwin una clasificación basada en la presencia de órganos homólogos es una “basada en el parentesco natural”.
A cada especie le da un nombre compuesto por dos palabras latinas, la primera corresponde al género, va en mayúscula y la segunda es la especie y va en minúscula. Ambas van en cursiva y con caracteres romanos.
Utiliza el latín porque era el idioma de los científicos y de los cultos. Y en esa época era una lengua muerta, es decir no cambiaba con el tiempo, con lo cual se evita el peligro de que cambien con el tiempo.
A veces consta de tres palabras, el cual corresponde a una raza, subespecie o variedad especial. Al final hay siempre una inicial que corresponde a la inicial del científico que nominó en primer lugar a esa especie.
Esta clasificación constaba de una serie de categorías que de mayor a menor son las siguientes: reino phyllum (animales) o división (plantas), clase, orden, familia, género y especie.
Estos grupos son todos arbitrarios, dependen del criterio del investigador que los clasifica. Sólo hay un grupo con realidad natural que es la especie.
Una especie es una población o un conjunto de organismos que están estrechamente relacionados con sus antepasados. Los organismos que constituyen una especie se parecen morfo y fisiológicamente mucho. Se pueden cruzar entre sí produciendo descendencia fértil, éste es el criterio básico para colocar organismos en la misma especie. Está genéticamente cerrada.
En la clasificación de los organismos se establecen dos tipos de células: procariotas y eucariotas. Con lo cual las bacterias y algas cianofíceas pertenecen al reino monera (procariotas). En 1969 Whitaker propone que los hongos pertenezcan al reino fungi.
TM. 2: COMPOSICIÓN DE LA MATERIA VIVA.
Descubrimientos de biólogos en el siglo XIX:
Desviar la atención de los biólogos en el estudio de las diferencias de los seres vivos y concentrar el estudio en las semejanzas de los seres vivos. Puesto que los seres vivos se parecen mucho en su composición química. Otro sería: la materia de los seres vivos está constituida por los mismos elementos y gobernada por los mismos elementos físicos y químicos que gobiernan en la corteza terrestre.
Protoplasma.
Está constituida por iones, moléculas y partículas coloidales de distintas formas y tamaños organizadas para constituir múltiples sistemas estructurales y funcionales que determinan las características de la vida. Estos sistemas están constituidos por moléculas que se repiten o combinan para formar macromoléculas las cuales se asocian en niveles de organización cada vez más elevadas hasta llegar a los orgánulos celulares.
Cuando se hace el análisis experimental se observa que existen los mismos elementos químicos que los que existen en los elementos no vivos de la corteza terrestre.
Dependen de la presencia del protoplasma, lo cual hace que tengan una mayor o menor variedad de elementos químicos los cuales son llamados elementos biogenésicos. Hoy sabemos que hay 21 o 22 que aparecen siempre en cualquier análisis elemental de un protoplasma que son indispensables para el funcionamiento de la materia: C, H, O, N: representan más del 96% del peso del protoplasma. S, P, Cl, y Na, K, Ca, Mg que junto con los anteriores constituyen más del 99% del protoplasma. Los seis primeros se caracterizan porque tienen un peso atómico bajo lo cual las hace especialmente adecuados para formar compuestos de alto calor específico para producir, transportar y almacenar energía, y para constituir la estructura básica del protoplasma por ello se les llama elementos plásticos.
Los elementos que quedan, oligoelementos, forman menos del 1%, y son: Cu, Co, F, Fe, I, Al, Zn, Va, Si, B,... estos elementos además si estuviesen en cantidad mayor serían tóxicos para la materia viva. Pese a la pequeña cantidad algunos no se pueden ni dosificar. Juegan un papel muy importante porque forman parte de las moléculas enzimáticas, de los enzimas catalíticos en las células. Nunca se encuentran libres en la naturaleza sino formando compuestos, además están formando ciclos en la naturaleza a través de los cuales pasan de orgánico a inorgánico y viceversa.
La materia orgánica utiliza solamente una porción muy pequeña de los elementos disponibles en la naturaleza.
El C, H, N representan menos del 1% en la materia no viva de la corteza terrestre.
Los seis elementos tienen en común que necesitan ganar electrones para completar su nivel energético externo. Ganan esos electrones compartiéndolos con otros elementos mediante enlaces covalentes.
Además C, N, O, pueden compartir dos parejas de electrones con otro átomo, pueden formar enlaces dobles. El C puede compartir tres parejas de electrones con otro átomo de C o con un átomo de N, puede formar enlaces triples, aunque son poco frecuentes en el protoplasma.
Tienen una enorme versatilidad para formar enlaces químicos. Son los elementos más ligeros capaces de formar enlaces covalentes, esto importa: la fuerza de un enlace covalente es irreversiblemente proporcional al peso atómico unidos por el enlace.
Cuando se rompen liberan gran cantidad de energía. Los componentes de la materia viva tienen características debidas a que están compuestos fundamentalmente por C, el cual es el más importante en la composición de la materia viva, el cual viene por el lugar que ocupa en el sistema de elementos. Está a mitad de camino de los electropositivos y los electronegativos, tiene propiedades electropositivas, se une al O, H y sobre todo a sí mismo. Debido a esto tiene unas propiedades: los compuestos orgánicos están débilmente ionizados reaccionan muy lentamente unos con otros con el agua y con el O del aire, pero cuando reacciona lo hace liberando gran cantidad de energía, lo cual explica porqué en la célula encontramos una cantidad y variedad grande de enzimas que son indispensables para las reacciones químicas del protoplasma. Consecuencia de la estructura tetraédrica del átomo de C, tiene cuatro valencias dirigidas a un tetraedro regular, en cuyo centro está el C, cuando los C se unen entre sí forman cadenas en zig - zag, y la saturación de estas valencias de los átomos de C la como resultado una estructura tridimensional para estas moléculas, que pueden ser cadenas lineales, ramificadas, anillos semejantes a los del benceno. En las estructuras orgánicas las podemos encontrar combinadas.
La materia viva está constituida por dos tipos de sustancias: inorgánicas y orgánicas.
Las inorgánicas son agua y sales minerales.
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