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Reconocimiento De Errores En El Patron De Una Serie

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Categoría: Temas Variados

Enviado por: Kate 07 mayo 2011

Palabras: 25062 | Páginas: 101

...

so evolutivo, y su riqueza es el producto de una larga serie de eventos de especiación y de extinción.[15]

La existencia de un ancestro común puede deducirse a partir de características simples de los organismos. Primero, existe evidencia proveniente de la biogeografía. El estudio de las áreas de distribución de las especies muestra que cuanto más alejadas o aisladas están dos áreas geográficas más diferentes son las especies que las ocupan, aunque ambas áreas tengan condiciones ecológicas similares (como el ártico y la Antártida, o la región mediterránea y California). Segundo, la diversidad de la vida sobre la Tierra no se resuelve en un conjunto de organismos completamente únicos, sino que los mismos comparten una gran cantidad de similitudes morfológicas. Así, cuando se comparan los órganos de los distintos seres vivos, se encuentran semejanzas en su constitución que señalan el parentesco que existe entre las especies. Estas evidencias permiten clasificar a los órganos en órganos homólogos, si tienen un mismo origen embrionario y evolutivo, y órganos análogos, si tienen un origen embrionario y evolutivo distinto pero la misma función. Tercero, los estudios anatómicos también permiten reconocer en muchos organismos la presencia de órganos vestigiales, que están reducidos y no tienen función aparente, pero que muestran claramente que derivan de órganos funcionales presentes en otras especies (como los huesos rudimentarios de las patas posteriores presentes en algunas serpientes).

Los estudios comparativos de las etapas embrionarias de distintas clases animales ofrecen el cuarto conjunto de evidencias del proceso evolutivo. Se ha encontrado que en las primeras de estas etapas del desarrollo, muchos organismos muestran características comunes que sugieren la existencia de un patrón de desarrollo compartido entre ellas, que a su vez, demuestran la existencia de un antepasado común. El sorprendente hecho de que los embriones tempranos de mamíferos posean hendiduras branquiales, las que luego desaparecen conforme avanza el desarrollo, demuestra que los mamíferos se hallan emparentados con los peces.

El quinto grupo de evidencias proviene del campo de la Sistemática. Los organismos pueden ser clasificados usando las similitudes antedichas en grupos anidados jerárquicamente, muy similar a un árbol familiar.[16] [17] Si bien las investigaciones modernas sugieren que, debido a la transferencia horizontal de genes, este árbol de la vida puede ser más complicado que un árbol con una sola ramificación debido a que muchos genes se han distribuido independientemente entre especies distantemente relacionadas.[18] [19]

Las especies que han vivido en épocas remotas han dejado registros de su historia evolutiva. Los fósiles, conjuntamente con la anatomía comparada de los organismos actuales, constituyen la evidencia paleontológica del proceso evolutivo. Mediante la comparación de las anatomías de las especies modernas con las ya extintas, los paleontólogos pueden inferir los linajes a los que unas y otras pertenecen. Sin embargo, la aproximación paleontológica para buscar evidencia evolutiva tiene ciertas limitaciones. De hecho, es particularmente útil solo en aquellos organismos que presentan partes del cuerpo duras, tales como caparazones, dientes o huesos. Más aún, ciertos otros organismos, como los procariotas (las bacterias y arqueas) presentan una cantidad limitada de características comunes, por lo que sus fósiles no proveen información sobre sus ancestros.[20]

Una aproximación más reciente para hallar evidencia que respalde el proceso evolutivo es la del estudio de las similitudes bioquímicas entre los organismos. Por ejemplo, todas las células utilizan el mismo conjunto básico de nucleótidos y aminoácidos.[21] El desarrollo de la genética molecular ha revelado que el registro evolutivo reside en el genoma de cada organismo y que es posible datar el momento de la divergencia de las especies a través del reloj molecular producido por las mutaciones.[22] Por ejemplo, la comparación entre las secuencias del ADN del humano y del chimpancé han confirmado la estrecha similitud entre las dos especies y han arrojado luz acerca de cuando existió el ancestro común de ambas.

2.1 ORIGEN DE LA VIDA:

Origen de la vida, generalmente se enfocan en el comportamiento de las macromoléculas, particularmente el ARN, y el comportamiento de sistemas complejos.

Sin embargo, sí se está de acuerdo que todos los organismos existentes comparten ciertas características, incluyendo la estructura celular y el código genético; los que estarían relacionados con el origen de la vida. (Para los científicos que consideran a los virus como seres vivos, si bien los mismos no tienen una estructura celular, evolucionaron a partir de organismos que sí las poseían, probablemente comportándose originalmente como transposones).

La evolución de la vida en la Tierra

Detallados estudios químicos basados en isótopos de carbono de rocas del eón Arcaico sugieren que las primeras formas de vida emergieron en la Tierra probablemente hace más de 3.800 millones de años, en la era Eoarcaica, y hay claras evidencias geoquímicas (reducción microbiana de sulfatos) que la atestiguan en la era Paleoarcaica, hace 3.470 millones de años.[24] Los estromatolitos (capas de roca producidas por comunidades de microrganismos) más antiguos se conocen en estratos de 3.450 millones de años, mientras que los microfósiles filiformes más antiguos, morfológicamente similares a cianobacterias, se encuentran en estratos de sílex de 3.450 millones de años hallados en Australia.[25] [26] [27]

Asimismo, los fósiles moleculares derivados de los lípidos de la membrana plasmática y del resto de la célula (denominados "biomarcadores") confirman que ciertos organismos similares a cianobacterias habitaron los océanos arcaicos hace más de 2.700 millones de años. Estos microbios fotoautótrofos liberaron oxígeno a la atmósfera, el que comenzó a acumularse hace aproximadamente 2.200 millones de años y subsecuentemente transformó definitivamente la atmósfera terrestre.[28] [27] La aparición de la fotosíntesis y el posterior surgimiento de una atmósfera rica en oxígeno y no reductora, puede también rastrearse a través de los depósitos laminares de hierro y bandas rojas posteriores, producto de los óxidos de hierro. Éste fue un requisito necesario para el desarrollo de la respiración celular aeróbica, la cual se estima que emergió hace aproximadamente 2.000 millones de años.[29]

Los procariotas, entonces, habitaron la Tierra desde hace 3 a 4 mil millones de años.[30] [31] Durante los siguientes miles de millones de años no ocurrió ningún cambio significativo en la morfología u organización celular en estos organimos.[32]

El siguiente cambio sustantivo en la estructura celular lo constituyen los eucariotas, los cuales surgieron a partir de bacterias antiguas envueltas, incluidas, en la estructura de los ancestros de las células eucariotas, formando una asociación cooperativa denominada endosimbiosis.[33] Las bacterias envueltas y su célula hospedante iniciaron un proceso de coevolución, por el cual las bacterias originaron las mitocondrias o hidrogenosomas.[34] Un segundo evento independiente de endosimbiosis con organismos similares a cianobacterias llevó a la formación de los cloroplastos en las algas y plantas. La evidencia tanto bioquímica como paleontológica indica que las primeras células eucarióticas surgieron hace unos 2000 a 1500 millones de años, a pesar de que los atributos clave de la fisiología de los eucariotas probablemente evolucionaron previamente.[35] [27] [36]

Poco después de la aparición de estos primeros organismos multicelulares, una gran diversidad biológica apareció en un período de diez millones de años, en un evento denominado explosión cámbrica, un lapso breve en términos geológicos pero que implicó una diversificación animal sin paralelo y el cual está documentado en los fósiles encontrados en los sedimentos de Burgess Shale, Canadá). La mayoría de los planes corporales de los animales modernos se originaron durante este período.[41] Varios desencadenantes de la explosión cámbrica han sido propuestos, incluyendo la acumulación de oxígeno en la atmósfera debido a la fotosíntesis.[42] [43] Aproximadamente hace 500 millones de años, las plantas y los hongos colonizaron la tierra y fueron rápidamente seguidos por los artrópodos y otros animales.[44] Los anfibios aparecieron en la historia de la Tierra hace alrededor de 300 millones de años, seguidos por los primeros amniotas, luego los mamíferos hace unos 200 millones de años y las aves hace 100 millones de años. Sin embargo, a pesar de la evolución de estos filos, los organismos microscópicos, similares a aquellos que evolucionaron tempranamente en el proceso, continúan siendo altamente exitosos y dominan la Tierra ya que la mayor parte de las especies y la biomasa terrestre está constituida por procariotas.[26]

Hace cuatro mil millones de años la Tierra era una bola incandescente con la superficie apenas cubierta por una leve costra continuamente destrozada por la frecuente caída de los meteoritos que en aquella época aún poblaban el sistema solar.

Ninguna forma de vida actual hubiera sido capaz de sobrevivir en su superficie, pero en aquel caos continuo provocado por constantes erupciones volcánicas, geíseres y bombardeo de meteoritos y rayos cósmicos, se encontraban presentes todos los elementos necesarios para la vida.

En los lugares donde la corteza terrestre había tenido tiempo de solidificarse y enfriarse algo se podían llegar a producir precipitaciones de lluvia formando charcas y lagos de un líquido que no era agua precisamente, sino una mezcla de agua, amoníaco, metano, ácidos y sales en suspensión. Más adelante se unieron a esta atmósfera gases como monóxido y dióxido de carbono y nitrógeno.

Todo ello, con el continuo aporte de energía por parte del sol y la temperatura interna del planeta, producía reacciones químicas que generaban moléculas de un cierto grado de complejidad como formaldehido, ácido prúsico, glicinas y alcoholes. También se formaban otras muchas substancias complejas pero en mucha menor proporción, y con el tiempo la atmósfera primitiva contuvo ingentes cantidades de moléculas complejas.

Poco después ya no teníamos un caldo de átomos, sino un caldo de moléculas de bastante complejidad. Los sucesivos hervores, las erupciones volcánicas, las descargas eléctricas de los rayos bombardeando ese caldo de moléculas hizo que de vez en cuando muchas de estas moléculas fueran destruidas pero también hizo que se formaran, por azar, algunas moléculas más complejas.

El aporte energético era tan grande que las sustancias simples tendían a reagruparse con tanta o más rapidez que las complejas en destruirse, por eso a lo largo de millones de años el caldo fue conteniendo cada vez una mayor proporción de sustancias complejas.

Pero por muy complejas que fueran esas moléculas seguían siendo moléculas inertes, hubieron de pasar cientos de millones de años de experimentos para que por azar surgiera una molécula capaz de autoreplicarse.

Durante casi mil millones de años se había preparado un complejo caldo de cultivo y en ese caldo aquella primera molécula autoreplicante tuvo alimento y energía suficientes para reproducirse durante cientos de generaciones, hasta cubrir la totalidad de la extensión de los mares.

Ahora teníamos una molécula capaz de tomar otras moléculas más pequeñas de su entorno para autoreplicarse. Apenas necesitó unos cientos de generaciones, quizás menos de un mes, para extenderse por todas las zonas del planeta donde pudiera encontrar alimento y energía. Fue la primera explosión demográfica del planeta y continuó hasta que fueron tantas moléculas que se hizo difícil encontrar alimento para todas ellas.

Cuando esto ocurrió ya eran trillones las moléculas idénticas que se habían formado.

Pero la autoreplicación no siempre se producía en condiciones adecuadas. A veces faltaba algún alimento, alguna sustancia necesaria para la replicación y eso hacía que fallara. Los componentes de aquel fracaso servían de alimento para otras replicaciones, al fin y al cabo eran trillones. Algunas veces el error que se producía no suponía la destrucción de la molécula, ésta era capaz de reproducirse en las mismas condiciones que su progenitora aunque una sutil diferencia podía representar una ligera ventaja o desventaja con respecto a las demás moléculas de su entorno.

Eran trillones de moléculas en todo el mundo intentando reproducirse dos o tres veces al día. Casi todas esas replicaciones eran correctas, pero había fallos, quizás una de cada mil replicaciones. De esos fallos la mayor parte eran inviables pero unos pocos, quizás uno cada cien millones de errores, provocaban una molécula que también era capaz de autoreplicarse. Pero era una molécula distinta, no mejor ni peor, pero en determinadas condiciones podía ser más fuerte, más estable, o más capaz de replicarse sin errores.

Cuando una molécula tenía una cierta ventaja tendía a reproducirse más, por eso las moléculas que aprovechaban mejor alguna característica de su entorno, que eran más fuertes o estables, o que se reproducían con más eficiencia acababan sustituyendo a las más simples y frágiles. Así fue como comenzó la evolución de las especies, aunque sólo había una única molécula (aún no ser vivo) evolucionando.

Millones, billones, trillones de experimentos más tarde, surgió una molécula capaz de rodearse de una membrana dando lugar a la primera célula procariota.

Anteriormente ya habían surgido por azar moléculas que se rodeaban de una membrana. Pero la composición de esa membrana era demasiado fuerte, demasiado impermeable, demasiado frágil o demasiado lo que sea para que resultara útil. Aquellos experimentos fracasaron.

Cuando uno de aquellos trillones de experimentos tuvo éxito apareció la primera célula procariota de la historia, más parecida a una bacteria que a una célula de las que componen nuestros cuerpos, pero ya un ser vivo capaz de reaccionar a su entorno, protegerse de condiciones adversas, alimentarse y reproducirse.

Mucho más capaz que las moléculas autoreplicantes que poblaban el planeta, la primera célula procariota se reprodujo una y otra vez produciendo la segunda explosión demográfica de la historia.

Con el tiempo llegó a haber muchas versiones diferentes de la célula original, cada una con diferentes probabilidades de supervivencia en diferentes entornos.

En aquella época había millones de hábitats posibles, algunas células eran más capaces de sobrevivir en unos que en otros lo cual llevó a la primera especialización de la vida, distintos hábitats y distintas células pintando los colores del primer cuadro de la vida en la Tierra.

Había células capaces de tomar determinados compuestos y convertirlos en aminoácidos. Otras podían usar la energía del sol para fabricar azúcares. Otras células, en fin, podían ensamblar los aminoácidos para fabricar proteínas.

La actividad de cada célula era inconsciente y caótica, pero lo que hacía cada una era dirigirse a los lugares donde podía sobrevivir mejor. Los desechos de unas podían servir de alimento a las otras, era inevitable que al cabo de poco tiempo surgieran agrupaciones de dos o más células procariotas para formar una colonia con mayores posibilidad de supervivencia que las que tenían cada una por separado.

Se formaron miles, millones de colonias, billones de experimentos condenados a fracasar.

Pero entre todos aquellos fracasos algunas de esas colonias llegaron a encerrarse en una nueva membrana dando lugar a las primeras células eucariotas.

La reproducción de aquellas primeras células seguía siendo delicada y se producían errores con bastante frecuencia. A veces unos componentes de la célula empezaban a replicarse antes que otros, lo que llevaba a la destrucción de la misma. Otras veces la célula mezclaba los cromosomas de distintos componentes de la célula y de ello salía algo totalmente distinto, una mutación. Casi siempre las mutacioes llevaban a la destrucción de las células pero algunas mutaciones eran capaces de seguir sobreviviendo y hasta de reproducirse generando una variedad diferente de la célula original. A veces se producían mutaciones beneficiosas, y eso hizo que las células descendientes fueran más capaces de sobrevivir que sus antecesoras.

Con el tiempo se formaron células muy complejas, algunas de tamaños inusitados para nuestra experiencia, se han encontrado células fosilizadas que podían medirse ¡en centímetros!.

La vida había estallado.

del caldo primigenio no surgió ninguna célula sino que se produjo una evolución paso a paso, desde el cieno primordial hasta la célula pero pasando por diversos pasos intermedios.

Estos pasos eran claros, de un primer caldo primigenio surgió un segundo caldo más complejo. Y eso era inevitable, ahí no contaba para nada el azar.

2.2. EVOLUCION ORGANICA

Evolucion quimica

La tierra primitiva

En 1924, el bioquimico Alexander Oparin publico su libro el origen de la vida, en el que desarrollo una teoria nueva para resolver el viejo problema. esta teoria indica que la tierra primitiva contenia una serie de compuestos que al combinarse dieron origen a niveles de organizacion mayores, el cual hace referencia al proceso llamado evolucion molecular.

Oparin se basaba en las pruebas que indicaban la presencia de hidrogeno, metano, amoniaco, acido cianhidrico, vapor de agua y otros mas en la atmosfera primitiva; las continuas descargas electricas producidas en las tormentas, el calor de las erupciones volcanicas, los elementos que producian radioactividad y rayos cosmicos. todas estas fuentes de energia contribuian a la formacion de nuevos compuestos organicos, asi, los mares primitivos se fueron inundando de materia organica, que poco despues dio origen a los primeros seres vivos.

Tambien el biologo Jonh B. S. Haldane llegó a la misma conclusion de Oparin, pero este, publico un articulo llamado "el origen de la vida", donde se hacia referencia a la misma idea propuesta por Oparin, llamando sopa primigenia a los mares repletos de materia organica, donde aparecieron las primeras celulas.

Experimento de Miller-Urey

La teoria de Oparin era interesante pero desde el punto de vista cientifico no era suficiente. Pero el Químico Stanley L. Miller, tuvo la respuesta. Miller era un estudiante que trabajaba bajo la direccion de Harold C. Urey que estudiaba la composicion de la atmosfera primitiva.

Miller ideó un experimento para reconstruir en un matraz las condiciones atmosfericas de la tierra hace millones de años.

El experimento consistio en colocar un matraz con una mezcla de metano, hidrogeno y vapor de agua; despues coloco electrodos que produjeron descargas electricas durante una semana. El resultado de el experimento fue una mezcla de aminoacidos, que son componentes de las celulas de los seres vivos. encontró acidos grasos, urea y otros compuestos organicos de alto peso molecular. Con esto se demostró que los compuestos organicos podian haberse originado como lo suponian Haldane y Oparin.

Reacciones de condensación

Se habia demostrado que los monomeros podian haberse formado en las condiciones de la atmosfera primitiva, pero surgia la pregunta de como se habian de unir para formar estructuras mas complejas (polimeros), es decir moleculas mas grandes de polisacaridos, proteinas y acidos nucléicos.

las reacciones de condensacion donde se unen, implican la formacion de una molecula de agua; por lo que dificilmente podrian haberse formado dentro del agua. Estas ideas encaminaron a la suposicion de que estos compuestos debieron haberse formado a orillas del mar, en charcos, donde habia arcillas y el agua se evaporaba.

Otra hipotesis de Sidney Fox y sus colaboradores, propone que bajo condiciones de altas temperaturas se produce polimerizacion espontanea de aminoacidos a compuestos proteinoides; por lo que estas condiciones no eran dificiles de encontrar.

sistemas precelulares

La concentracion de materia organica trajo como consecuencia la formacion de pequeñas gotas en las que el medio interno estaba aislado del externo, de tal manera que algunos componentes de la sopa nutritiva quedaban atrapados dentro de esos sistemas precelulares. estas gotitas tenia diferentes duraciones y alguna pudieron durar lo suficiente como para permitir que en su interior se llevaran a cabo procesos metabolicos y reproduccion muy sencillos.

Para demostrar esto, Oparin mezcló soluciones de proteinas, carbohidratos y lipidos dando lugar a coacervados, que son estructuras muy parecidas a celulas pequeñas.

Sidney Fox, obtuvo, al calentar mezclas de aminoacidos en una solucion salina, el modelo de las microesferulas proteicas, las cuales se ven como limitadas por una membrana simple o doble.

Adolfo herrera (mexicano) estructuro su teoria sobre el origen de la vida y la llamo plasmogenia. en ella propone que la vida surgio de la interaccion de las moleculas. elaboro mezclas de gasolinas, aceites y resinas, y obtuvo una gran cantidad de estructuras llamadas colpoides. despues, al mezclar tiocinato de amonio y formalina, obtuvo sulfobios.

Estas estructuras tenian aspecto de celulas, tanto que podian confundir a un experto y ser calificadas como algun tipo de bacterias.

2.3. TEORIAS DE LA EVOLUCION

Teorias de la evolucion

Antigüedad

Platón aseguraba que todo los seres vivos se habian formado al mismo tiempo y que originalmente tenian una forma ideal, inalterable y perfecta.

Aristóteles, alumno de platon, compartia esta forma de pensar y consideraba que los organismos podian ordenarse en una escala que iba de los animales y plantas mas sencillos hasta los animales complejos culminando con el ser humano. La llamo escala naturae y la considero permanente e inmutable.

Teoria fijista

perduro por casi 2000 años y se basa en que los animales y plantas se han mantenido sin variaciones significativas desde el origen y habian surgido al mismo tiempo.

uno de los defensores era Carl Linneo (1707-1778), quien se dedico a clasificar organismo e invento un sistema de nomenclatura binomial. A pesar de que Linneo observo que las especies parecian estar relacionadas centre si, lo cual podria sugerir que tuvieran algun ancestro comun, siempre aseguro que todas las especies habian sido creadas al mismo tiempo.

muchos de los naturalistas de este tiempo apoyaban la teoria fijista, ´pero con el paso del tiempo se empezo a dudar de ella por evidencias que indicaban la posibilidad de cambio en las especies.

uno de los descubrimientos fueron los fosiles, restos de organismos que se encontraban petrificados en la tierra.

Transformismo

George-louis leclerc conocido como Buffon, fue el primer naturalista de la epoca moderna que sugirio que las especies cambian. considera que los animales que fueron creados originalmente fueron sujetos a cambios por influencia ambiental. sus ideas influyeron en los naturalistas de su tiempo, entre ellos Erasmus Darwin, quien tambien propuso que las especies podian cambiar, pero no establecio con claridad algun mecanismo para ello.

Teoria del catastrofismo

Georges Cuvier geologo considerado padre de la paleontologia, observo que los fosiles de un estrato o capa terrestre solian ser distintos al siguiente, y mostraban organismo distintos a los que existian entonces.

Para explicar esto Cuvier propuso la teoria del catastrofismo, la cual afirmaba que en el pasado habian sucedido diferentes fenomenos o desastres que provocaban la muerte de diversos organismos, los cuales al morir no dejaban descendencia, y que por eso aparecian en el registro fosil, pero ya se habian extinto. Pensaba que los animales sobrevivientes se distribuian y por eso aparecian nuevas especies en el siguiente sustrato.

Uniformismo

Charles Lyell publico en 1830 principios de la geologia, en el que proponia la teoria del uniformismo. esta habia sido previamente propuesta por James Hutton años atras. Deacuerdo con la teoria, la tierra habia tenido cambio paulatino y lentos, no catastroficos ni drasticos.

Evolucionismo

Baptiste Lamarck afirmaba que los organismo habian tenido cambios sucesivos a traves del tiempo por un proceso de adaptacion a las condiciones ambientales.

uno de los principios importantes dice que la fuerza evolutiva era un impulso interno de la especie para mejorar, es decir, que las especies buscaban la perfeccion a traves de la evolucion.

la teoria se apoyaba en la herencia de caracteres adquiridos, lo cual significa que los organismos adquieren ciertas caracteristicas que le permiten responder mejor a las condiciones ambientales y luego las transmiten a sus descendientes, de manera que se van produciendo en la especie un cambio a traves del tiempo.

tenia como ejemplo a las jirafas, donde las jirafas estiraban tanto el cuello que iban pasando la informacion genetica a sus descendientes quienes cambiaban de forma, para asi poder alcanzar las hojas altas.

propuso teoria de uso y desuso que señala que a medida que un organismo usa un organo este se desarrolla y al contrario si deja de usarla, se atrofia.

Dado que en la epoca de Lamarck no se conocian los principios de la herencia , esta teoria fue aceptable, de echo hasta la actualidad se considera la teoria de gran importancia de aportacion a la biologia.

Teoria Charles-Wallace

Charles Darwin realizó un viaje en el barco Beagle que le permitio, los 5 años que duro, recopilar informacion sobre el mundo natural que lo llevaria a proponer la teoria de la evolucion veinte años despues de haber concluido su viaje.

Uno de los lugares que mas impactaron a Darwin fueron las islas Galapagos, situadas cerca de ecuador, en sudamerica. En ellas pudo observar variaciones entre organismos de pinzones, que normalmente son unas aves que se alimentan de semillas. Lo interesante es que habia 14 especies. Cada especie de pinzon se alimentaba diferente: hojas, insectos, frutos. El penso que las especies habian surgido de un ancestro comun, posiblemente originario de tierra firme, y que cada una se habia adaptado a los alimentos disponibles en la isla que vivia.

Darwin tambien pensaba en la seleccion natural para explicar mecanismo por lo que se lleva a cabo la evolucion.

Darwin se baso en la publicacion del ensayo sobre la población de Malthus. en el decia que los alimentos se multiplicaban aritmeticamente mientras que nosotros los humanos lo haciamos geometricamente.

La respuesta a que no todos los organismos sobrevivan se debe a quienes son mas aptos para sobrevivir..

Wallace tambien llego a la misma conclusion que Darwin solo que el se desenvolvio en malasia, australia y el amazonas.

En 1859 Darwin publico el origen de las especies, en el cual tuvo gran impacto y se convirtio en la case del conocimiento sobre el tema de la evolucion; llegó a causar fuertes controversias, sobre todo los defensores de la teoria fijista.

Teorías científicas acerca de la evolución

Historia del pensamiento evolucionista

La idea de una evolución biológica ha existido desde épocas remotas, notablemente entre los helénicos como Epicuro, pero la teoría moderna no se estableció hasta llegados los siglos XVIII y XIX, con la contribución de científicos como Christian Pander, Jean-Baptiste Lamarck y Charles Darwin. En el siglo XVIII la oposición entre fijismo y transformismo es ambigua. Algunos autores, por ejemplo, admiten la transformación de las especies limitada a los géneros, pero niegan la posibilidad de pasar de un género a otro. Otros naturalistas hablan de "progresión" en la naturaleza orgánica, pero es muy difícil determinar si con ello hacen referencia a una transformación real de las especies o se trata, simplemente, de una modulación de la clásica idea de la escala naturae.

Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) formuló la primera teoría de la evolución. Propuso que la gran variedad de organismos, que en aquel tiempo se aceptaba, eran formas estáticas creadas por Dios, habían evolucionado desde formas simples; postulando que los protagonistas de esa evolución habían sido los propios organismos por su capacidad de adaptarse al ambiente: los cambios en ese ambiente generaba nuevas necesidades en los organismos y esas nuevas necesidades conllevarían una modificación de los mismos que sería heredable. Se apoyó para la formulación de su teoría en la existencia de restos de formas intermedias extintas. Con esta teoría Lamarck se enfrentó a la creencia general por la que todas las especies habían sido creadas y permanecían inmutables desde su creación y también se enfrentó al influyente Georges Cuvier (1769-1832) que justificó la desaparición de las especies, no porque fueran formas intermedias entre las primigenias y las actuales, sino porque se trataba de formas de vida diferentes, extinguidas en los diferentes cataclismos geológicos sufridos por la Tierra.[45] [46]

No fue sino hasta la publicación de El origen de las especies de Charles Darwin cuando el hecho de la evolución comenzó a ser ampliamente aceptado. Una carta de Alfred Russel Wallace, en la cual revelaba su propio descubrimiento de la selección natural, impulsó a Darwin a publicar su trabajo en evolución. Por lo tanto, a veces se comparte el crédito con Wallace por la teoría de la evolución (a veces llamada también teoría de Darwin-Wallace).

A pesar de que la teoría de Darwin pudo sacudir profundamente la opinión científica con respecto al desarrollo de la vida (e incluso resultando en una pequeña revolución social), no pudo explicar la fuente de variación existente entre las especies, y además la propuesta de Darwin de la existencia de un mecanismo hereditario (pangénesis) no satisfizo a la mayoría de los biólogos. No fue recién hasta fines del siglo XIX y comienzos del XX, que estos mecanismos pudieron establecerse.

Cuando se "redescubrió" alrededor del 1900 el trabajo de Gregor Mendel sobre la naturaleza de la herencia que databa de fines del siglo XIX, se estableció una discusión entre los Mendelianos (Charles Benedict Davenport) y los biométricos (Walter Frank Raphael Weldon y Karl Pearson), quienes insistían en que la mayoría de los caminos importantes para la evolución debían mostrar una variación continua que no era explicable a través del análisis mendeliano. Finalmente, los dos modelos fueron conciliados y fusionados, principalmente a través del trabajo del biólogo y estadístico R.A. Fisher. Este enfoque combinado, que empleaba un modelo estadístico riguroso a las teorías de Mendel de la herencia vía genes, se dio a conocer en los años 1930 y 1940 y se conoce como la teoría sintética de la evolución.

En los años de la década de 1940, siguiendo el experimento de Griffith, Avery, McCleod y McCarty lograron identificar de forma definitiva al ácido desoxirribonucléico (ADN) como el "principio transformante" responsable de la transmisión de la información genética. En 1953, Francis Crick y James Watson publicaron su famoso trabajo sobre la estructura del ADN, basado en la investigación de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins. Estos desarrollos iniciaron la era de la biología molecular y transformaron el entendimiento de la evolución en un proceso molecular: la mutación de segmentos de ADN (ver evolución molecular).

Darwinismo [editar]

Charles Darwin, padre de la teoría de la evolución por selección natural.

Un análisis comparativo detallado de las publicaciones de Darwin y Wallace revela que las contribuciones de este último fueron más importantes que lo que usualmente se suele reconocer, tanto es así que la frase "el mecanismo de selección natural de Darwin-Wallace" se ha propuesto para destacar su relevancia.[49] [50]

Sin embargo, Darwin fue el primero en resumir un conjunto coherente de observaciones que solidificó el concepto de la evolución de la vida en una verdadera teoría científica (es decir, en un sistema de hipótesis). La lista de las propuestas de Darwin, extractada a partir de El origen de las especies se expone a continuación:[3]

1. Los actos sobrenaturales del Creador son incompatibles con los hechos empíricos de la naturaleza

2. Toda la vida evolucionó a partir de una o de pocas formas simples de organismos

3. Las especies evolucionan a partir de variedades pre-existentes por medio de la selección natural

4. El nacimiento de una especie es gradual y de larga duración

5. Los taxones superiores (géneros, familias, etc) evolucionan a través de los mismos mecanismos que los responsables del origen de las especies

6. Cuanto mayor es la similitud entre los taxones, más estrechamente relacionados se hallan entre sí y más corto es el tiempo de su divergencia desde el último ancestro común

7. La extinción es principalmente el resultado de la competencia interespecífica

8. El registro geológico es incompleto: la ausencia de formas de transición entre las especies y taxones de mayor rango se debe a las lagunas en el conocimiento actual

Neodarwinismo [editar]Neodarwinismo es un término acuñado en 1895 por el naturalista y psicólogo inglés George John Romanes (1848-1894) en su obra Darwin and after Darwin.[51] El término describe un estado en el desarrollo de la teoría evolutiva que se remonta al citólogo y zoólogo germano August Weismann (1834-1914), quien en 1892 proveyó evidencia experimental en contra de la herencia lamarckiana y postuló que la reproducción sexual en cada generación crea una nueva y variable población de individuos. La selección natural, entonces, puede actuar sobre esa variabilidad y determina el curso del cambio evolutivo.[52] Por lo tanto, el neodarwinismo (o sea, la ampliación de la teoría de Darwin) enriqueció el concepto original de Darwin haciendo foco en el modo en que la variábilidad se genera y excluyendo la herencia lamarckiana como una explicación viable del mecanismo de herencia. Wallace, quien popularizó el término "darwinismo" para 1889,[48] incorporó plenamente las nuevas conclusiones de Weismann y fue, por consiguiente, uno de los primeros proponentes del neodarwinismo.[3]

Síntesis evolutiva moderna

la frase "teoría neodarwiniana" no debe confundirse con la "teoría sintética".[54] [55]

La llamada síntesis evolutiva moderna es una robusta teoría que actualmente proporciona explicaciones y modelos matemáticos sobre los mecanismos generales de la evolución o los fenómenos evolutivos, como la adaptación o la especiación. Como cualquier teoría científica, sus hipótesis están sujetas a constante crítica y comprobación experimental.

La variabilidad fenotípica y genética en las poblaciones de plantas y de animales se produce por recombinación genética (reorganización de segmentos de cromosomas) como resultado de la reproducción sexual y por las mutaciones que ocurren aleatoriamente. La cantidad de variación genética que una población de organismos con reproducción sexual puede producir es enorme. Consideresé la posibilidad de un solo individuo con un número N de genes, cada uno con sólo dos alelos. Este individuo puede producir 2N espermatozoides u óvulos genéticamente diferentes. Debido a que la reproducción sexual implica dos progenitores, cada descendiente puede, por tanto, poseer una de las 4N combinaciones diferentes de genotipos. Así, si cada genotipo de los padres tiene 150 genes con dos alelos cada uno (una subestimación del genoma humano), cada uno de los padres puede dar lugar a más de 1045 gametos genéticamente diferentes y un más de 1090 descendientes genéticamente diferentes (un número muy cercano a las estimaciones del número total de partículas en el universo observable).

La macroevolución (es decir, la evolución filogenética por encima del nivel de especie o la aparición de taxones superiores) es un proceso gradual, paso a paso, que no es más que la extrapolación de la microevolución (o sea, el origen de las razas, variedades y de las especies).

La síntesis moderna ampliada

A través de ella, el medio ambiente selecciona entre la variabilidad genética de las poblaciones, generada a través de la lenta acumulación de mutaciones al azar, aquellas combinaciones que favorezcan la supervivencia de los organismos y, por tanto, su capacidad de reproducción.

El registro fósil, sin embargo, no parece apoyar el cambio gradual, que sería de esperar si la variabilidad genética fuera el resultado de una lenta y progresiva acumulación de mutaciones. Más bien el registro fósil indica una evolución a saltos. Es decir, grandes periodos sin cambios aparentes en las poblaciones seguidos de rápidas radiaciones en las que aparecen gran número de nuevas especies. Estas radiaciones suelen ser posteriores a grandes episodios catastróficos en los que se produjo una masiva extinción de especies.

La teoría sintética

La teoría sintética (también denominada neodarwinismo) consiste fundamentalmente en un enriquecimiento del darwinismo debido a los nuevos descubrimientos de la genética . Los principales fundadores de esta teoría fueron Dobzhansky, Mayr y Simpson.

'Según la teoría sintética, los mecanismos de la evolución son los siguientes:

•La selección natural, igual que en la teoría de Darwin.

•Las mutaciones o cambios aleatorios en la estructura genética de los organismos.

•La deriva genética o proceso aleatorio por el cual a lo largo de varias generaciones se modifica la estructura genética de las poblaciones.

•El flujo genético o proceso por el cual las poblaciones se vuelven genéticamente homogéneas.'

La teoría sintética es la teoría mayoritariamente aceptada por la comunidad científica. No obstante, existen teorías alternativas, como la teoría del equilibrio puntuado de Esteban Jay Gould (teoría que concibe la evolución a saltos y no como un proceso gradual) o el neutralismo de Kimura (según el cual las variaciones son neutras desde el punto de vista de su valor adaptativo).

Origen de la vida: teoría del big bang o de la gran explosión. Quizá nuestro sistema solar surgió como una nube giratoria de gases que acabaron por condensarse formando el sol y los planetas. La Tierra debió iniciar su existencia como una masa gaseosa, pero después de un tiempo se formó un núcleo de metales pesados como el níquel y el plomo. Por encima de ese núcleo hay un manto grueso y, finalmente, una corteza relativamente delgada que constituye la superficie del planeta. Una teoría postula que en un principio la Tierra era fría, pero que se calentó al generarse colosales fuerzas de compresión durante la sedimentación y la síntesis de los materiales del núcleo. La radiactividad también produjo enormes cantidades de calor. Después de unos 750 millones de años, la Tierra se enfrió lo suficiente para que se formara la actual corteza. Así, puede decirse que vivimos en un planeta relativamente frío. El universo en el cual nosotros vivimos no es el único en el cosmos y se asemeja a otros tipos de universos. Asimismo, el Sol no es un tipo especial de estrella. Tampoco es rara su posición y, en cuanto a dimensiones, cabe decir que es de mediana estrella.

La 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 unos 6,000 años y que cada especie tiene a mantener a través del tiempo su peculiaridad única y bien definida. La otra teoría (evolucionista) afirma que la vida surgió en un punto selecto ubicado en el extremo superior del espectro continuo de ordenamientos cada vez más complejos de la materia. Es decir, que cuando la materia se vuelve suficientemente compleja aparecen las características asociadas con la vida.

La importancia y el origen de los organelos Desde principios del siglos XX los biólogos advirtieron que hay semejanza entre diversos organelos delimitados por membranas y ciertas bacterias. Es particular, una de las similitudes más notorias es la que hay entre los cloroplastos y las cianobacterias cargadas de clorofila. El hecho de que los cloroplastos y las mitocondrias posean su propio ADN y puedan dividirse en forma independiente del resto de la célula apoya la hipótesis de que estos y otros organelos fueron otrora bacterias independientes que invadieron a las células primitivas y llegaron a establecer una relación permanente con ellas.

Lynn Margulis, de la Universidad de Boston, ha recabado un impresionante número de pruebas a favor de esta teoría acerca del origen de los organelos llama teoría de la endosimbiótica. La teoría ha sido aceptada ya por muchos citólogos y ha dado origen a un buen número de trabajos experimentales encaminados a confirmaría o rechazaría. Hay células de formas y tamaños muy variados. Algunas de las células bacterianas más pequeñas tienen forma cilíndrica de menos de una micra o µm (1 µm es igual a una millonésima de metro) de longitud.

La Generación espontánea Aristóteles que los peces, las ranas, los ratones, los gusanillos y los insectos se generaban a partir de un material creador adecuado, procedente del lodo, de materia orgánica en descomposición y de los suelos húmedos. En el siglo XVII, Juan van Helmont, un científico belga, construyó un aparato para generar ratones de las camisas viejas. En el siglo XVII, cuando el físico y poeta italiano Francesco Redi refutó, en torno a 1660, la idea imperante de que las larvas de las moscas se generaban en la carne putrefacta expuesta al aire. Francisco Redi (1626 – 1627), poeta y médico italiano llevó a cabo un experimento de gran trascendencia, motivado por sus ideas contrarias a la generación espontánea. Concluyó, como resultado de su experiencia, que los gusanos no eran generados por la materia putrefacta, sino que descendían de sus progenitores como todos los animales. Redi formuló la llamada teoría de la biogénesis en la que afirmaba que la vida sólo se origina de la vida. Al final, el físico británico John Tyndall demostró en 1869, al pasar un rayo de luz a través del aire de un recipiente, que siempre que había polvo presente se producía la putrefacción y que cuando el polvo estaba ausente la putrefacción no ocurría. Estos experimentos acabaron con la teoría de la generación espontánea.

La panespermia . propuesta en 1908 por Arrhenius, y que afirma que ciertos gérmenes vivientes llegaron adheridos a algunos meteoritos, a los que se les da el nombre de cosmozoarios. Éstos, al encontrar las condiciones adecuadas en los mares terrestres, evolucionan hasta alcanzar el grado de desarrollo que presentan los organismos en la actualidad.

TEORIA DE LYNN MARGULIS Lynn Margulis, de la Universidad de Boston, ha recabado un impresionante número de pruebas a favor de esta teoría acerca del origen de los organelos llama teoría de la endosimbiótica. Una de ellas, a la que daremos más énfasis, alega que estos orgánulos que forman parte de las células eucariontes, fueron antes de esta era organismos unicelulares capaces de autorreproducirse y de sintetizar la totalidad de sus proteínas. Contenían y contienen las típicas macromoléculas informáticas y estructurales de la vida. O sea su mensaje genético, su genomio propio. Hoy en día toda célula eucarionte tiene dos mensajes genéticos: el mitocondrial fuera del núcleo y el que reside en el núcleo, inexistente en las formas que hasta ahora hemos visto. Tienen modernamente dos códigos aparentemente diferentes. El mitocondrial tiene un par de instrucciones diferentes con respecto al código "universal", que es el que se usa para la información en el núcleo.

3.- MATERIA VIVA Y SUS PROCESOS

PROPIEDADESDE LA MATERIA VIVA

NIVELES DE LA MATERIA:

Átomo: constituidos de U. Subatómicas.

Moléculas: existen orgánicas e inorgánicas.

Macromoléculas: asociaciones de moléculas.

Célula: unidad estructural y funcional de los seres vivos.

Tejidos: asociación de células con funciones específicas.

Órganos y sistemas de órganos: asociación de tejidos especializados que en conjunto forman un organismo, sin embargo no todos los organismos multicelulares alcanzan el nivel de organización de sist. De órganos.

Individuos y poblaciones: Individuos: segunda U. Operacional de la materia. poblaciones: conjunto de individuos de la misma especie que se cruzan entre sí y que conviven en el espacio y tpo.

Comunidad: poblaciones que habitan un ambiente común en tpo determinado.

Ecosistema: componentes bióticos y abióticos que interactúan entre sí (tercera U. Operacional de la materia)

Biosfera: parte de la tierra en la que existe vida.

METABOLISMO:

Anabolismo: se sintetizan moléculas complejas a partir de moléculas simples. Son reacciones endergónicas (captan energía).

Catabolismo: se desintegran moléculas grandes en moléculas pequeñas. Son exergónicas (liberan energía).

IRRITABILIDAD: capacidad del organismo de responder frente a un estímulo. Clases de irritabilidad:

Tactismo: repuestas propias de animales frente a estímulos del ambiente, el tactismo lleva el nombre del estímulo que lo provoca. Ej: fototactismo; respuesta a un estímulo luminoso.

Tropismo: respuestas de plantas frente a estímulos del ambiente, ej: fototropismo.

REPRODUCCIÓN

ADAPTACIÓN: ajustamiento al ambiente como resultado de la selección natural.

COMPOSICIÓN DE LA MATERIA VIVA

-Enlace iónico

Enlace covalente: es el que da estabilidad a las moléculas biológicas.

-Enlaces débiles

Enlaces de hidrógeno (puentes de hidrógeno): un átomo de hidrógeno es compartido por dos átomos, se encuentra en el agua.

Interacciones hidrofóbicas: asociación de grupos apolares (proteínas globulares), excluyendo al agua.

REACCIONES QUÍMICAS

REDOX: son importantes en el metabolismo celular porque liberan energía necesaria para producir ATP.

Hidrólisis y condensación: hidrólisis (enzimas digestivas y lisosomales): ruptura de un enlace covalente por la acción de una molécula de agua. Condensación: formación de un compuesto complejo con la liberación de una molécula de agua.

BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS

Agua: Constituye entre el 50% y 90% de la masa de los seres vivos y ocupa el 75% de la superficie terrestre.

•Propiedades:

Alta tensión superficial: el líquido se comporta como una superficie elástica, capaz de sostener pequeñas partículas.

Alto calor específico: la cantidad de energía necesaria para subir en un grado la temperatura del agua es muy alta, gracias a lo que los seres vivos mantienen su temperatura constante.

Alto calor de vaporización: cantidad de calor requerido para que se evapore. Esto la convierte en un eficiente regulador de la temperatura externa.

Solvente universal: se puede separar en moléculas cargadas, haciendo que las moléculas polares se disuelvan en ella.

Tendencia a ionizarse: agua + agua = ión hidroxilo (OH-) + ión hidronio (H3O+)

Sales minerales:

•Sodio (Na+) y potasio (K+): participan en la conducción del impulso nervioso.

•Calcio (Ca+2): forma parte de huesos y dientes. Participa en la contracciñon muscular, coagulación sanguínea y en la sinapsis.

•Fierro (Fe+2): forma parte de la hemoglobina (transporte de oxígeno).

•Magnesio (Mg+2): forma parte de la clorofila (fase clara de la fotosíntesis).

Ácidos nucleicos: su unidad básica es el nucleótido, compuesto una pentosa (ADN: desoxirribosa, ARN: ribosa) , un grupo fosfato que establece un enlace fosfodiéster y de bases nitrogenadas , las cuales se dividen en :

•Pirimídicas: tiene un anillo y son citosina, timina (ADN) y uracilo (ARN)

•Púricas : tienedos anillos y son adenina y guanina.

Éstas se unen de la siguiente forma: adenina--timina o uracilo , guanina---citocina. (- son los puentes de hidrógeno).

Los nucleótidos puedes estar conformando ácidos nucleicos o sueltos, participando en el metabolismo como el ATP, que es la fuente energética de todas las células.

•ADN: está formado por 2 hebras antiparalelas que forman una hélice en sentido 5' a 3'y de 3' a 5'. Se desnaturaliza por calor o pH extremos.

•ARN: se sintetiza del ADN , está formada por una hebra y hay 3 tipos en eucariontes como en procariontes:

•ARN mensajero: transporta la información copiada desde el ADN hasta los ribosomas.

•ARN transferencia: transporta aminoácidos hasta los ribosomas.

•ARN ribosomal: junto a proteínas constituye los ribosomas (sitios de síntesis protéica).

3.1 Biología molecular (moléculas inorgánicas, orgánicas y elementos biogenésicos)

biologia molecular

Los elementos que forman parte de los seres vivos son sorprendentemente similares entre si en estructura y funcion. todos los organismos que conocemos tienen proteinas, acidos nucleicos y todos depénden del agua para sobrevivir.

Bioelementos primarios y secundarios

porcentaje de bioelementos presentes en el cuerpo humano.

En el transcurso de la formacion de los seres vivos se fueron eligiendo de manera natural aquellos que tenian la capacidad de combinarse con otros y tener un numero atomico bajo. de los 92 elementos naturales que se conocen, 25 son los que forman parte de los seres vivos y cumplen en ellos una función.

los elementos que forman parte de los seres vivos se conocen como elementos biogenesicos y se clasifican en bioelementos primarios y secundarios. Estos elementos son fundamentales para la formacion de biomoleculas fundamentales, tales como carbohidratos, lipidos, proteinas y acidos nicleicos. Estos elementos constituyen aproximadamente el 97% de la materia viva y son carbono, hidrogeno, oxigeno, nitrogeno, fosforo y azufre.

los bioelementos secundarios son todos los elementos biogenesicos restantes. se pueden distinguir entre ellos los que tienen una abundancia mayor al 0.1% en los organismos. Esto no significa que no tengan importancia, ya que una pequeña cantidad de ellos es suficiente para que el organismo viva.

calcio, sodio, cloro, potasio, magnesio, fluor, cobalto, cobre, yodo, hierro, manganeso, silicio, selenio y zinc.

moleculas inorganicas de interes biologico

EL AGUA

las propiedades del agua son muy especiales, tanto que gracias a ella la vida se ha podido desarrollar en nuestro planeta. Esta formada por dos atomos de hidrogeno y uno de oxigeno y su formula quimica es H20

la molecula del agua no tiene carga neta, pero su carga interna se encuentra distribuida de manera desigual, de forma que el extremo donde esta el oxigeno es un tanto negativo y el extremo donde estan los hidrogenos un tanto positivo. De manera que esta polarizada. De manera que se forman puentes de hidrogeno que son breves y unen las moleculas del agua.

propiedades

cohesion.- entre las moleculas del agua es elevada y hace que el agua sea casi incompresible. le brinda turgencia a las plantas (les da forma).

tension superficial.-pelicula o capa sobre la superficie provocada por puentes de hidrogeno.

adhesion.- da lugar a la capilaridad por lo cual es agua sube por un capilar. favorece el sistema vascular de los arboles y plantas.

tiene alto calor especifico.- los puentes de hidrogeno gastan energia por lo que para elevar la temperatura hay que aplicar gran cantidad de calor. permite esta caracteristica que las celulas se mantengan estables y no hiervan con el calor que provocan sus procesos

sirve como solvente.- sirve como solvente para gran cantidad de sustancias, com olas azucares y otras moleculas polares, a las llamadas hidrofilas.

sales minerales

Biomoleculas organicas.

el carbono es un elemento muy versatil. Juega un papel muy importante en los procesos de los seres vivos, ya que toda la quimica de la vida gira alrededor de el. Los compuestos organicos siempre contienen carbono, por lo que el estudio de la quimica del carbono se le ha llamado la química orgánica.

Su propiedad mas importante es que puede formar enlaces covalente con otros átonos y con mas carbono.

El carbono contiene 4 electrones en la ultima capa de valencia. Este elemento tiene una tendencia a compartir, mas que a donar o recibir electrones. Esta capacidad ha dado origen a muchas moléculas, que cumplen infinidad de funciones al participar de manera activa en los procesos químicos de los seres vivos.

los compuestos del carbono pueden asumir formas de cadenas, ramificaciones y anillos, y pueden estar formados por cientos o hasta miles de atomos, como sucede en las moleculas tan complejas como las proteinas del ADN. La funcion esta determinada por la estrcutura molecular. Las principales moleculas organicas de los seres vivos son los carbohidratos, los lipidos, las proteinas los acidos nucleicos. Estas moleculas suelen estar formadas por subunidades que se ensamblan entre si, como si fueran ladrillos que conforman una construccion. Cada unidad es llamada monomero y a la union de monomeros se les llama poilimeros.

carbohidratos

Siempre contienen C, H, y O , y químicamente se pueden definir como polialcoholes con un grupo carbonilo (aldehído ó cetona). Realizan las siguientes funciones:

- Proporcionan energía , hasta 4 Klas/gr (glucosa), y la almacenan (almidón, glucógeno).

-Forman estructuras (celulosa, ribosa del RNA, etc.)

-Constituyen moléculas de tipo dinámico (vitamina C, heparina, etc.).

Los carbohidratos se clasifican en:

Monosacáridos

Aldosas

Cetosas

Disacáridos

Sacarosa

Maltosa

Lactosa

Polisacárido

Almidón

Glicógeno

Dextrina

Celulosa

los carbohidratos se forman de cadenas de 3 a 7 carbonos. Llamados por este numero: triosas, tetrosas, pentosas y asi sucesivamente. Entonces la glucosa, que esta formada por 6 carbonos, es una hexosa, lo mismo que la fructosa o azucar de las frutas.

En el caso de la fructosa y la glucosa es que tienen el grupo cetona o el grupo aldehido.

La glucosa no se encuentra en forma lineal en la naturaleza, tiende a formar un anillo.

ejemplos de monosacaridos:

ribosa: presente en el ARN, participa en la elaboracion de proteinas.

desoxirribosa. es tambien una pentosa y forma parte del ADN, la molecula de la herencia.

Fructosa. Es el azucar de las frutas

Glucosa: es el monosacarido mas abundante en los seres vivos. lo producen las plantas por la fotosintesis.

Galactosa: Es una hexosa que forma parte del azucar de la leche.

Oligosacaridos

Son dulces y proporcionan energia. Un ejemplo es la sacarosa que se obtiene a partir de la caña de azucar o de la remolacha.

Los oligosacaridos estan formados por dos monosacaridos unidos por medio de un enlace glucosidico. Al unirse dos moleculas de azucar, se pierde una molecula de agua. En la sacarosa, se unen una molecula de glucosa y una e fructosa.

Otro disacarido es la lactosa, que es el azucar de la leche. esta formada por la union de una molecula de glucosa y una de galactosa.

La maltosa es el disacarido que se produce cuando se rompen polisacaridos formados por unidades de glucosa. Esta formado por la union de moleculas de glucosa y aparece en nuestro tubo digestivo cuando iniciamos la digestion de los alimentos que contienen polisacaridos.

polisacaridos

los polisacaridos son polimeros formados por la union de muchos monosacaridos. Algunos de ellos funcionan como reserva energeticas, tanto en plantas como animales. Otros cumplen funciones estructurales y dan firmesa a ciertos organismos.

Almidon: es el polisacarido de reserva de la plantas. esta formado por la union de cientos de unidades de glucosa que forman espirales compactas, de manera que se puedan almacenar adecuadamente. El enlace que se forma entre estas unidades de glucosa se comoce como alfa-glucosidico.

glucogeno: se le conoce como almidon animal. esta formado por la union de moleculas de glucosa formando una estructura muy ramificada, es decir, con muchas cadenas laterales que se desprenden de una cadena lateral. Los enlaces que se forman son alfa-glucosidicos.

celulosa: la celulosa contiene moleculas de glucosa enlazadas de manera distinta a como se une el almidon y el glucogeno. En este caso los enlaces son beta-glucosidicos. La orientacion de las moleculas de glucosa hacen que la celulosa sea fibrosa y por ello cumpla funcion estructural. los polimeros de glucosa, en este caso se unen para formar microfrillas y estas, a su vez, forman fibrilla que dan la forma a los tallos y hojas de las plantas. La celulosa se encuentra en las paredes de las celulas vegetales. Debido al enlace existente en las unidades de la celulosa, esta no es digerible para los seres humanos. Pero cumple la funcion de eliminar mejor los desechos como un vehiculo que permite mantener la regularidad en las evacuaciones intestinales.

quitina: este polisacarido se encuentra en el exoesqueleto de cangrejosm langostas e insectos y tambien forma parte de la pared celular de los hongos.

La uitina se puede utilizar para elaborar un tipo especial de hilo que se usa como material de sutura.

Lipidos

Son conocidos como grasas y forman un grupo amplio de sustancias diversas cuya caracteristica principal es ser insolubles en el agua y solubles en solventes organicos no polares como el eter, el cloroformo o el benceno. estan formados de carbono, hisrogeno y oxigeno.

Los lipidos funcionan como reservas energéticas, de las que se obtiene mas energía en comparación a los carbohidratos los lipidos tambien sirven de capa aislante que se ubica denajo de la piel de muchos animales. asi, las ballenas y los mamiferos marinos tienen una capa importante de grasa debajo de la piel.

los lipidos se clasifican en 3 tipos principales:

lipidos simples, que solo tienen carbono, hidrogeno y oxigeno

lipidos complejos, que ademas tienen otros elementos como fosforo o nitrogeno. A este grupo pertenecen los fosfolipidos.

Esteroides, que son moleculas formadas por anillos fusionados.

lipidos simples

En este grupo se clasifica a los aceites, grasas y ceras. las funciones principales de aceites y grasas, es de reservas energeticas. Muchas de las grasas naturales se forman mediante la union de una molecula de glicerol con tres de acido graso, de alli que tambien se les llame trigliceridos.

Los acidos grasos pueden ser saturados si todos los enlaces del la cadena son simples o insaturados si existe algun doble enlace entre ellos. Estos en laces dobles, le dan la propiedad de ser menos rigidos y que se conviertan mas facil de solido a liquido.

En el caso de las ceras, estas forman cubiertas aislantes que protegen el pelaje, plumaje, hojas y frutos. Los lipidos evitan la entrada o salida de agua en exceso de los organismos.

esteroides

los esteroides son estructuralmente diferentes a todos los demas lipidos. se componen de cuatro anillos de carbono fusionados, unidos a distintos grupos funcionales.

como el colesterol, el cual es un componente vital de las membranas de las celulas animales y tambien participa en la sintesis de otros esteorides, como las hormonas sexuales femeninas y masculinas, o la aldosteorna, hormona que controla los niveles de sal.

Proteinas

Son los elementos principales que forman a los seres vivos.

las uñas que estan formadas por queratina; la piel que envuelve el cuerpo esta envuelta en colageno; debajo de la piel en los musculos esta la actina y miosina; la sangre contiene hemoglobina que transporta el oxigeno a las celulas; la insulina tambien es transportada por la sangre y controla los niveles de azucar en la sangre; los anticuerpos que defienden el organismo en caso de infecciones tambien son proteinas.

Son biomoleculas grnades, formadas de la union de monomeros llamados aminoacidos. Un aminoacido contiene un carobono central al que se une un grupo amino, un grupo carboxilo, un hidrogeno y algun sustituyente al que llamamos grupo R.

Hay veinte aminoacidos que forman parte de los seres vivos y la diferencia entre ellos esta exclusivamente en el grupo R.

Cada organismo produce varios cientos de proteinas diferentes, caracteristicas de su especie. En una proteina los aminoacidos se encuentran unidos por medio de enlaces peptidicos. los enlaces se forman por la union del grupo amino de un aminoacido con el grupo carboxilo del otro.

Estructura primaria

Se refiere a la secuencia de aminoacidos que la forma. En este caso la proteina es lineal y se distingue de otras por las secuencias de aminoacidos que estan determinadas por el ADN.

Estructura secundaria

Los distintos grupos R de cada aminoacido de una proteina tienden a interactuar entre si, los que tienen ligeras cargas positivas y negativas forman puentes de hidrogeno, de manera que se acercan o alejan entre si , dando forma a la cadena de aminoacidos. Se puede formar entonces una estructura enrrollada parecida a un resorte, llamada helice alfa. o en otras como la lamina beta plegada que se asemeja a una lamina de asbesto ondulada.

Estructura terciaria

Cuando las proteinas adoptan una forma tridimensional a la que llamamos terciaria. Esta forma de aminoacidos de la proteina que, situados en algunos puntos, pueden unirse fuertemente aun estando alejados unos de otros. En el caso de los aminoacidos se forman puentes disulfuro y modifican la forma de la proteina. Deacuerdo con su forma tridimensional, las proteinas pueden clasificarse en globulares, de forma esferica y fibrosas, de forma delgada.

Estructura cuaternaria

Este nivel solo se presenta cuando las proteinas estan formadas de dos o mas cadenas polipeptidicas como en el caso de la hemoglobina que contiene cuantro cadenas unidas entre si por medio de puentes de hidrogeno.

Las proteinas pierden su funcionalidad si se someten a calor excesivo o a un pH extremo. En este caso se rompen los enlaces debiles y se dice que la proteina se ha desnaturalizado.

La Biología Molecular es la disciplina científica que tiene como objetivo el estudio de los procesos que se desarrollan en los seres vivos desde un punto de vista molecular. Dentro del Proyecto Genoma Humano puede encontrarse la siguiente definición sobre la Biología Molecular: El estudio de la estructura, función y composición de las moléculas biológicamente importantes 1. Esta área esta relacionada con otros campos de la Biología y la Química, particularmente Genética y Bioquímica. La biología molecular concierne principalmente al entendimiento de las interacciones de los diferentes sistemas de la célula, lo que incluye muchísimas relaciones, entre ellas las del ADN con el ARN, la síntesis de proteínas, el metabolismo, y el cómo todas esas interacciones son reguladas para conseguir un afinado funcionamiento de la célula.

Moléculas orgánicas

En los organismos se encuentran cuatro tipos diferentes de moléculas orgánicas en gran cantidad: carbohidratos, lípidos, proteínas y nucleótidos. Todas estas moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Además, las proteínas contienen nitrógeno y azufre, y los nucleótidos, así como algunos lípidos, contienen nitrógeno y fósforo.

Se ha dicho que es suficiente reconocer cerca de 30 moléculas para tene