La Biología como ciencia: Subdivisión.

Desarrollo Histórico de la Biología.

Teoría General de la Relatividad (1915).

Einstein construyó su nueva teoría de la gravitación (a la que llamó teoría general de la relatividad) como una salida muy ingeniosa a los problemas conceptuales que vimos en los dos apartados anteriores (y, como se demostró más tarde, explicó perfectamente los 0,43"/año de error en la posición de Mercurio).

La genial idea de Einstein fue suponer que la gravedad (que está por todos los lados y en todo momento en el universo) está íntimamente unida al espacio y al tiempo (que obviamente están también por todos lados del universo y en todo instante). Propuso que el nexo de unión era la geometría: lo que ocurre, dice Einstein, es que, en presencia de una masa, el espacio-tiempo se "deforma", de modo que cualquier otra masa nota ese espacio deformado, y se ve obligada a seguir trayectorias diferentes a cuando estaba el espacio sin deformar (sin ninguna masa).

Materia y Energía.

La Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.

La energía es la capacidad que tienen los cuerpos o sistemas materiales de transferir calor o realizar un trabajo, de modo que, a medida que un cuerpo o un sistema transfiere calor o realiza un trabajo, su energía disminuye. Se mide en julios (J) en el Sistema Internacional de unidades.

Tipos de Energía.

Energía solar: Se basa en el aprovechamiento de la energía que nos llega del Sol para transformarla en energía eléctrica o transferirla a circuitos de calefacción o agua caliente.

Energía eólica: Aprovecha la fuerza de los vientos para hacer girar las aspas que mueven las turbinas de los generadores de energía eléctrica.

Energía hidráulica o energía hídrica: Es aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una forma de energía renovable.

El Origen de la Vida.

Hasta el momento actual la ciencia no ha sido capaz de dar una explicación sobre lo que es la vida, aparte de estudiar sus características y sus manifestaciones. Además de explicar lo que es la vida, ha habido otro problema que ha preocupado al hombre desde siempre, y es el origen de la vida, ¿de dónde viene?, ¿cómo se ha formado?. Para explicar esto han existido dos grandes corrientes de pensamiento, la generación espontánea, idea que perduró hasta finales del siglo XIX, cuando L. Pasteur la rebatió, y, modernamente, la teoría del origen químico de la vida y la teoría del origen extraterrestre.

Teorías del Origen de la Vida.

1.- Teoría de la generación espontánea.

También llamada autogénesis, es una antigua teoría biológica de creación que sostenía que podía surgir vida animal y vegetal (vida compleja) de forma espontánea, a partir de la materia inerte. Era una creencia popular profundamente arraigada, ya que la observación superficial indicaba que surgían gusanos del fango, moscas de la carne podrida, cochinillas de los lugares húmedos, etc. Hoy en día se la considera una pseudociencia a partir de los experimentos del italiano Redi y del francés Luis Pasteur.

2.-Teoría de la Biogénesis.

Esta ley afirma que todos los seres vivos sólo se originan a partir de otros seres vivos. De todas maneras esta ley no afirma que NO se pueda generar vida a partir de generación espontánea, ya que la ciencia no puede probar un postulado universal negativo.

A pesar de esto la Ley de la Biogénesis es tan sólida como la Ley de la Gravedad, donde por más que la aceptemos no podemos afirmar que si nos dedicamos a tirar manzanas al suelo durante toda nuestra vida, en cierto punto una manzana no caiga hacia la tierra.

3.-Teoría creacionista.

Es una teoría, inspirada en dogmas religiosos, que afirma que el mundo y los seres vivos han sido creados de la nada por la libre voluntad de un ser inteligente por un propósito divino. Por extensión el termino se aplica también a las opiniones o doctrinas religiosas o filosóficas que defienden que el origen del mundo hay que encontrarlo en la creación de un Dios personal, como ocurre en la religión judaica (el Bereshit) o islámica (sura 41); y que han dado lugar a los movimientos pseudo-científicos que se oponen al hecho evolutivo. 

A lo largo de los siglos, sus principales promotores se han encontrado entre los seguidores integristas y ortodoxos de las religiones monoteístas (judaísmo, cristianismo, islamismo) quienes toman como principal defensa la inefabilidad de los escritos contenidos en sus libros religiosos. Aunque también el creacionismo ha sido apoyado o nombrado por filósofos de la antigüedad como Lao Tzu, Platón y Cicerón.

4.-Teoría de la Panspermia.

Entre las numerosas teorías que se han planteado sobre el origen de la vida en la Tierra, quizás una de las más polémicas es la llamada Teoría de la Panspermia, que plantea el origen cósmico de la vida en algún punto del Universo, y su llegada a nuestro planeta transportada por meteoritos y cometas, donde proliferó gracias a condiciones adecuadas para ello.

La primera idea sobre la llegada de la vida desde el espacio se remonta a un antiguo pensamiento del filósofo griego Anaxágoras enunciado en el remoto siglo VI a. C. El término mundialmente conocido como Panspermia (del griego pan, todo y sperma, semilla) fue defendido posteriormente por el biólogo alemán Hermann Richter en 1865, pero no fue hasta 1903 cuando el sueco Svante Arrhenius, ganador del premio Nobel de Química, la popularizó.

5.-Teoría del Fijismo.

Teoría que sostiene que las especies se han mantenido inalterables desde la Creación tal y como fueron creadas, sin que hayan evolucionado a lo largo del tiempo. Frente a la presencia de fósiles esgrime que serian restos de animales que perecieron en los diluvio bíblicos o simples caprichos de la naturaleza. Fundamentada en el filósofo friego Aristóteles, los principales impulsores de la teoría fijista fueron:

·         En el siglo XVII, Carlos Linneo, el reconocido naturalista y científico sueco, quien asentó las bases de la taxonomía moderna, desarrolló de modo formal el fijismo. Mantuvo que las especies se habían creado de forma separada e independiente y negó la posibilidad del origen común de los seres vivos.

·         Un siglo después, el zoólogo y naturalista francés Georges Cuvier respondió a las voces en contra de la teoría fijista que aludían a la existencia de los fósiles con la teoría del catastrofismo. Según esta algunas especies desaparecieron como consecuencia de catástrofes y de ahí los fósiles.

 6.- Teoría del evolucionismo.

Se denomina evolucionismo a la teoría que explica la transformación de las especies por los cambios producidos en sucesivas generaciones. Basa la credibilidad de la teoría en pruebas paleontológicas, semejanzas anatómicas entre distintas especies que vivieron a lo largo del tiempo, biogeográficas,…

Sus primeros defensores fueron filósofos griegos como Anaximandro, Empédocles y Epicuro. Tras la caída del Imperio Romano; con el paréntesis de algunos autores árabes, no se volvió a proponer como teoría hasta el siglo XVIII con la aportación del naturalista francés Lamarck, quien defendería la mayor complejidad de la naturaleza según pasa del tiempo y la adecuación de las especies según el medio en el que viven. Más tarde, sus argumentos inspirarían al científico inglés Charles Darwin quien escribiría “El origen de las especies” donde sentaría las bases del evolucionismo moderno. En la actualidad, el evolucionismo de Darwin se ha completado con trabajos como el de la herencia genética de Mendel, llamándose “Síntesis evolutiva moderna”.

7.-Teoría Quimiosintética.

La Teoría quimiosintética también llamada Teoría del origen físico-químico de la vida, desarrollada por A. I. Oparin y J. B. S. Haldane en los años veinte, sugiere una síntesis abiótica, donde a partir de la combinación mayor de moléculas como el oxígeno, el metano, el amoníaco y el hidrógeno (el cual le confería un carácter reductor a la atmósfera primitiva), se originaron compuestos orgánicos de alta masa molecular; gracias a la energía de la radiación solar, la actividad eléctrica de la atmósfera y fuentes de calor como los volcanes. Así es como habría de darse como resultado, que dichos compuestos disueltos en los océanos primitivos, a los cuales Oparín llamó Caldo nutritivo o Sopa primordial, los cuales a su vez dieron origen a las primeras formas de vida.

LABORATORIO N° 2

El origen de La Tierra.

Han surgido diversas las teorías que intentan explicar el origen del Sistema Solar y La Tierra. En la actualidad, la más aceptada es la Teoría Nebular, también llamada planetesimal.

Esta teoría plantea el origen del Sistema Solar a partir de una nebulosa originada de una explosión supernova. Sus partículas giraban formando un gigantesco disco. En el centro se fueron acumulando las más pesadas; las más ligeras se desplazaron hacia el exterior. Toda materia giraba en torno al centro, donde se formó el Sol. Se producían choques y fusiones que generaron estructuras mayores, denominadas planetésimos, que también giraban, chocaban y se fusionaban, formando grandes rocas que fueron el origen de los planetas, satélites y meteoritos de Sistema Solar. Esto ocurrió hace 4.500 millones de años.

Origen del Universo.

Edwin Hubble descubrió que el Universo se expande. La teoría de la relatividad general de Albert Einstein ya lo había previsto.

Se ha comprobado que las galaxias se alejan, todavía hoy, las unas de las otras. Si pasamos la película al revés, ¿dónde llegaremos?

Los científicos intentan explicar el origen del Universo con diversas teorías, apoyadas en observaciones y unos cálculos matemáticos coherentes. Las más aceptadas son la del Big Bang y la teoría Inflacionaria, que se complementan entre si.

Los astrónomos están convencidos en su gran mayoría de que el Universo surgió a partir de una gran explosión (Big Bang), entre 13.700 y 13.900 millones de años antes del momento actual.

Evolución del Universo.

Los primeros indicios de este hecho fueron descubiertos por el astrónomo estadounidense Edwin Hubble, en la década de 1920, cuando expuso que el Universo se está expandiendo y los cúmulos de galaxias se alejan entre sí. La teoría de la relatividad general propuesta por Albert Einstein también predice esta expansión.

Si hacemos una "foto del Universo" en un momento dado, no vemos su estado actual, sinó su historia. La luz viaja a 300.000 km. por segundo. Incluso cuando miramos la Luna (el objeto celeste más cercano), la vemos como era hace algo más de un segundo.

GALAXIA.

Las galaxias son enormes colecciones de estrellas, polvo y gas. Usualmente contienen de varios millones a más de un trillón de estrellas y pueden variar en tamaño desde algunos miles a varios cientos de miles de años luz de diámetro. Hay cientos de billones de galaxias en el Universo. Las galaxias se presentan en muchos diferentes tamaños, formas y brillantez, y como las estrellas, son encontradas solas, en pares o en grandes grupos llamados cúmulos. Las galaxias están divididas en tres tipos básicos: espirales, elípticas e irregulares.

¿Qué es un Planeta?

Los Planetas son cuerpos opacos que giran alrededor de una estrella debido a la fuerza de gravedad con que ésta los atrae. Como los Planetas no poseen luz propia, en nuestro Sistema Solar podemos verlos en el cielo nocturno, pues ellos brillan al reflejar la luz del Sol.

La palabra planeta es de origen griego y quiere decir “viajero.” Para los antiguos griegos, en el firmamento existían solo siete cuerpos móviles: El Sol y la Luna, que eran los astros principales, más otros cinco cuerpos móviles, de apariencia similar a una estrella: Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. 

El resto eran estrellas fijas. Los antiguos observaban que los Planetas se movían por el cielo como verdaderos viajeros celestiales.Desde el siglo XVI ya se sabía que los planetas no son estrellas errantes, sino que cuerpos opacos que giran alrededor del Sol; su brillo se debe a que reflejan la luz del Sol, como también lo hacen la Luna y la Tierra. Urano, Neptuno, y Pluton fueron descubiertos a través de telescopios en los siglos XVIII, XIX, y XX respectivamente. Se hablaba entonces de nueve planetas. 

Teorías del origen del Universo.

Desde tiempos inmemoriales, el génesis universal ha sido una gran espina para el Hombre y a lo largo de los años, una variedad de planteamientos se han formulado para encontrar una explicación plausible.  

Existen cuatro teorías fundamentales que explican el origen del Universo. Éstas son:

·         La teoría del Big Bang

·         La teoría Inflacionaria

·         La teoría del estado estacionario

·         La teoría del universo oscilante

En la actualidad, las más aceptadas son la del Big Bang y la Inflacionaria. Pero veamos en qué consisten estas cuatro teorías fundamentales a continuación.

Teoría del Big Bang.

La teoría de la gran explosión, mejor conocida como la teoría del Big Bang, es la más popular y aceptada en la actualidad. Esta teoría, a partir de una serie de soluciones de ecuaciones de relatividad general, supone que hace entre unos 14.000 y 15.000 millones de años, toda la materia del Universo (lo cual incluye al Universo mismo) estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña, hasta que explotó en un violento evento a partir del cual comenzó a expandirse.

Toda esa materia, comprimida y contenida en un único lugar, fue impulsada tras la  explosión, comenzó a expandirse y a acumularse en diferentes partes. En esa expansión, la materia se fue agrupando y acumulando para dar lugar a las primeras estrellas y galaxias, formando así lo que conocemos como el Universo. Los fundamentos matemáticos de esta teoría, incluyen la teoría general de la relatividad de Albert Einstein junto a la teoría estándar de partículas fundamentales. Todo esto, no sólo hace de ésta la teoría más respetada, sino que da lugar a nuevas e interesantísimas cuestiones, como por ejemplo si el universo seguirá en constante expansión por el resto de los tiempos o si por el contrario, un evento similar al que le dio origen puede hacer que el universo entero vuelva a contraerse (Big Crunch), entre otras.

Teoría inflacionaria.

Junta a la que acabamos de ver, ésta es otra de las más aceptadas y mejor fundamentadas. La teoría de inflación cósmica, popularmente conocida como la teoría inflacionaria, formulada por el gran cosmólogo y físico teórico norteamericano Alan Guth, intenta explicar los primeros instantes del Universo basándose en estudios sobre campos gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro.

Esta teoría supone que una fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos (las cuatro fuerzas fundamentales del universo: gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil), provocando el origen del universo. El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan violenta que, a pesar de que la atracción de la gravedad frena las galaxias, el Universo todavía crece.

Teoría del estado estacionario.

La teoría del estado estacionario se opone a la tesis de un universo evolucionario. Los seguidores de esta teoría consideran que el universo es una entidad que no tiene principio ni fin: no tiene principio porque no comenzó con una gran explosión ni se colapsará en un futuro lejano, para volver a nacer. El impulsor de esta idea fue el astrónomo inglés Edward Milne y según ella, los datos recabados por la observación de un objeto ubicado a millones de años luz, deben ser idénticos a los obtenidos en la observación de la Vía Lactea desde la misma distancia. Milne llamó a su tesis principio cosmológico.

En 1948, algunos astrónomos retomaron este principio y le añadieron nuevos conceptos como el principio cosmológico perfecto. Este establece, en primer lugar, que el Universo no tiene un génesis ni un final, ya que la materia interestelar siempre ha existido y en segundo término, que el aspecto general del universo no sólo es idéntico en el espacio sino también en el tiempo.

                                    Teoría del universo oscilante.

La teoría del universo oscilante sostiene que nuestro Universo sería el último de muchos surgidos en el pasado, luego de sucesivas explosiones y contracciones.

El momento en que el universo se desploma sobre sí mismo atraído por su propia gravedad es conocido como Big Crunch, marcaría el fin de nuestro Universo y el nacimiento de otro nuevo.

Esta teoría fue planteada por el profesor Paul Steinhardt, profesor de física teórica en la Universidad de Princeton.

LABORATORIO N°1