El método científico:
Científicos en sus descubrimientos. Disciplinas intelectuales que lo siguen son las
*CC Exactas ( matemáticas, física...),
*CC Humanas ( economía, historia...).
Las CC Exactas son repetibles:
-
CC Instrumentales, que sirven para avanzar otras ( matemáticas ).
-
CC Puras, acumulan conocimientos sin aplicarlos ( biología, física ).
-
CC Aplicadas ( agricultura, astrofísica ).
El Método Científico es el que siguen los investigadores para descubrir la verdad, las leyes del Universo.
La ciencia ya existía antes del M.C. ( prehistoria, piedras, metales... ). Descartes es el padre putatitvo del M.C., escribió el "Discurso del Método" s.XVII.
Método Científico por pasos (fases//ejemplo científico):
1.
Detección del problema // Mov. Epirogénicos => Son Mov.Verticales de la corteza terrestre, pruebas de estos mov. son las rias, marismas,...( cambios nivel del mar ).
2.
Recopilar toda la bibliografía existente sobre el problema. Esto me permite conocer el problema con profundidad, no cometer errores de otros, no repetir experiencias de otros, encontrar información adicional ¡Mov. Eustáticos! => cambios nivel del mar por las glaciaciones.
3.
Desechar los aspectos no esenciales del problema. Esto se hace a partir de la bibliografía, la composición de las rocas no causan los movimientos epirogénicos, no es esencial.
4.
Obtención de los datos. Varias formas de obtener datos:
Datos de observación. Es una observación profunda e inteligente de la naturaleza. Se empezó por aquí para obtener los primeros datos.
Como pasa con la botánica, la agricultura, la medicina, la astrología, y la zoología; esta forma tiene una limitación, que es la vista, observamos hasta donde podemos ver.
Las ciencias humanas que llegaron a este límite, dejaron de avanzar. Acabaron con los romanos s.V a.C. Dejó de avanzar del s.V a.C. hasta el s.XVIII d.C.
Datos de experimentación. En el s. XIX inventaron una nueva forma de obtener datos. Las Ciencias Experimentales, que son las ciencias modernas.
Experimento: Es una situación que se planea con anterioridad y que se asemeja a la naturaleza, pero que a diferencia de esta se puede controlar sus variables, y las conclusiones son aplicables a esta.
Los cantidad de datos de observación que hacen falta para cada investigación es variable según el problema.
5.
Hipótesis. ( provisionales, necesitan comprobación )
- Lo que tienen los datos en común.
- Relación entre los datos.
- La forma más simple de describir todos los datos.
Se expresan:
* Enunciados breves... " Los seres vivos están formados por células ", " La parte más pequeña que se puede dividir la materia es el átomo "... según tipo de ciencia => biología, geología.
* Fórmula... H2 = B2 + C2 (2 = al cuadrado) => Matemáticas; P = M · G => Física.
6.
Teoría o Ley Natural. Las hipotesis se comprueban con nuevos datos y si se cumplen obtenemos teorías o leyes naturales ( verdad ).
¿ Eternas ? :
Mov. Verticales, Mov. Horizontales ( deriva continental ), Mov. forman cordilleras, Mov. expansión fondo oceánico, Seísmos, Vulcanismos... => T. de Tectónica de Placas.
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A. Características generales de los seres vivos.
- ¿ Qué es la vida ? No definición, no hay teoría.
- ¿ Qué es la materia ? No definición, no hay teoría.
Cuando no tienen definición o teoría se define por sus propiedades: Dimensiones, inercia, gravedad.
Características de los seres vivos:
1.
Funciones Vitales.
1.1. Nutrición. Capacidad de tomar materia y energía del exterior para uso propio.
1.2. Relación. Capacidad de captar estímulos, variaciones en los factores externos e internos.
1.3. Reproducción. Capacidad de generar descendencia.
Nutrición y Relación => Supervivencia Individual.
Reproducción => Supervivencia Especie.
2.
Composición de los Seres Vivos.
Lo máximo que puede ser la mat. inorgánica es moléculas.
- Macromoléculas => Formadas por millones de átomos.
- Polímeros, que están compuestos por Monómeros. Ej: Proteínas => Aminoácidos; Glúcidos => Monosacáridos.
- Complejos supramoleculares => nucleoproteínas
- Orgánulos => Asociación de complejos supramoleculares...
- Células => Asociación de orgánulos, parte + pequeña seres vivos.
Composición y estructuras extraordinariamente compleja.
*Relación. Capta el estímulo ( célula a infectar ) + respuesta ( infección ).
Los seres vivos están compuestos de materia.
*Materia. "Lo observable"
Organismos => unicelulares y pluricelulares [ sin tejidos ( medusa ), con tejidos, órganos ( tejidos asociados con una función ), Aparatos ( órganos con una función ), sistema ].
Los seres vivos son extraordinariamente complejos.
3.
Metabolismo.
Funcionamiento, todo lo que hace un ser vivo es el resultado de sus reacciones químicas. El conjunto de las reacciones químicas de un organismo nos permiten funcionar. Virus ( dirigen el funcionamiento celular )
B. Origen del Universo y de los sistemas planetarios.
15.000.000.000 años, Big-Bang. Antes solo había partículas subatómicas = eternas ¿ Dios ? + o - tienen masa // gravedad.
Principio s.XX Universo Eterno ¿ Aparecer en un instante ? Teoría relatividad de Einstein.
Hubble 1929 método para medir la distancia que se encuentra de las galaxias. Se alejan de nosotros en todas direcciones. Velocidad galaxias aumenta cuanto mas lejos están. Universo cada vez más grande y mas frío. Conclusiones => Existe una fuerza de expansión contraria a la fuerza de gravedad con la que se atraen.
Pruebas del Big-Bang:
- El 25% de la materia del Universo es Helio, mucho para haberse originado en el interior de las estrellas. Se formó entre los 3 y 17 minutos tras la explosión, en ese momento la temperatura era tan alta como en el interior de una estrella. H => He => Litio => Berilio, se formó en los primeros 20 minutos.
- Radiación cósmica de fondo 1948 Gamow. Explosión luminosa, de esta explosión aún debe quedar algún resplandor. 1968 se descubre con un aparato que sea donde sea que apuntes captaba microondas por lo tanto tuvo que haber una explosión.
- Expansión Universo. Composición Universo ( H => He => Li => Be ) => Se rompe en 100.000.000.000 fragmentos = Galaxias.
De la acumulación de materia debida a la gravedad daba lugar las estrellas ( acreción gravitacional ). Aumenta la temperatura permitiendo la fusión atómica del H ( H + H = He + energía solar ). Estas fusiones atómicas continuan con He + He => C + C => O + O => Neon + Neon => Mg + Mg => Si + Si => Hasta llegar al Fe + Fe que desprende menos energía de la que se necesita para su fusión. De la explosión de las novas/supernovas formadas por los elementos mencionados anteriormente se crean el resto de átomos pesados: Au, Pb, etc.
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V
C. Origen de los sistemas planetarios
Los sistemas planetarios salen de nebulosas formadas por la explosión de otras estrellas, acumulando materia en el centro por la gravedad + expansión, se convierte en un disco. Por acreción gravitacional en el centro se acumula el material y la temperatura permite la fusión del H en He, la estrella se enciende y desprende luz. En la periferia ocurre igual plantesimales. En los planetas la mayor temperatura permite hasta la fundición del Fe, pero no para fusionar los átomos de H. Las consecuencias de que las capas de la Tierra estén fundidas se hallan en la composición de estas:
- Corteza ( silicato de aluminio ).
- Manto ( silicato de magnesio ).
- Núcleo ( hierro y níquel ).
El calor interno de la Tierra proviene del origen de esta y se mantiene caliente por el efecto aislante de las rocas.
D. Origen de la vida
Hace 4.500.000.000 millones de años el planeta estaba fundido se había fundido se había formado a partir de una nebulosa ( procedente de la explosión de una estrella anterior ). Su temperatura era suficiente para mantener fundida las rocas pero no para fusionar el H, cuando paró el bombardeo de materia el planeta se empezó a enfriar y se ya se había enfriado lo suficiente como para condensar el vapor de agua ( el cual era procedente de la caída de cometas y las abundantes erupciones volcanicas ) que ocupaba las depresiones igual que los océanos.
La Tierra, idónea para la vida. Debido a la distancia con el Sol, la temperatura permitía la existencia de seres vivos, ya que la vida no puede darse a mas de 45 grados internos, debido a que se estropearía nuestra materia. También era necesario la existencia de agua, y por último la masa de la Tierra era suficiente para conservar los gases que formaban la atmósfera gracias a la gravedad. Estos tres factores unidos permitieron la existencia de vida en la Tierra.
La atmósfera primitva ( atmósfera reductora ) era diferente a la actual ya que estaba compuesta de CH4 ( metano ), NH3 ( amoniaco ), SH2 ( sulfuro de hidrógeno ) y vapor de agua. También por aquel entonces existían muchas erupciones volcanicas con lo cual obteníamos una atmósfera muy energética ( vulcanismo + radiaciones solares no absorbidas por la capa de ozono + tormentas eléctricas ).
¿ Cómo se originó la vida ? En la atmósfera primitiva empezaron a originarse los monómeros orgánicos mas sencillos de manera espontanea, necesarios para la formación de los complejos polímeros orgánicos ( monosacáridos => glúcidos , ácidos grasos => lípidos, aminoácidos => proteína y nucleotidos => ácidos nucleícos ), comprobado a través del experimento de Miller. Lo que no está demostrado es como se formaron los polímeros. El océano primitivo era rico en materia orgánica, en este los polímeros formaron macromoléculas que a su vez formaron complejos supramoleculares y estos dieron lugar a la primera célula que fué producto de la formación de una burbujita de lípidos llamada membrana lipídica. Esto le permitió independizarse del medio. En su interior había H2O, ácidos nucleicos que se expresan en proteínas capaces de realizar reacciones químicas ( metabolismo ).
Fué el resultado de 10.000.000.000 combinaciones, una de ellas BINGO => Primeros seres vivos ( bacterias ). La nutrición de la bacteria primitiva era animal, necesitaba materia orgánica para nutrirse. Abundaba la materia orgánica en el "gran caldo" donde apareció. Se alimentaban por fermentación, transformaban el azúcar en alcohol, ácidos lácticos, etc, pero sin oxígeno. Eran organismos anaerobios ( viven sin oxígeno, inexistente en la atmósfera primitiva ). Estrategia alimentaria... terminaría por agotarse el alimento cuando terminasen las condiciones que permitían la formación de la M.O. en la atmósfera... 1ª crisis energética... Las fermentaciones producen ácidos que envenenan el medio.
Medio ácido y alimento escaso = selección natural [ alguna bacteria ( planta ) fué capaz de fabricar alimento propio a través de la fotosíntesis ( CO2 + luz + sales minerales + SH2 => monómeros + S )... Aseguraba la existencia de la vida sobre la tierra. Cuando el SH2 empezó a escasear se volvió a la selección natural [ alguna planta ( algas cianoficeas-verde azuladas ) fué capaz de hacer la fotosíntesis con CO2 + luz + sales minerales + H2O => monómeros + O2, fotosíntesis oxigénica ]. Todo el O2 de la atmósfera ( 20% ) procede de ahí. Este oxígeno formaba O3 que nos protegía de "rayos uva".
El O2 cambia radicalmente la atmósfera, se hace oxidante. Este O2 es tóxico para todas las células anaerobias... se extinguieron ( en la actualidad quedan algunas en los fondos marinos ). La presencia de O2 en la atmósfera hizo actuar de nuevo a la selección natural. Alguna célula fué capaz de vivir con O2 ( célula aerobia, estas inventaron la respiración celular ). Respiración celular : monómeros + O2 => CO2 + H2O + energía.
E. Evolución de las especies Finales del s.XIX hubo una gran influencia religiosa, seguía mandando el creacionismo. El Fisismo dice que todos los seres vivos siempre han estado así, nunca han cambiado.
Los geólogos estudiaban fósiles ( s. vivos petrificados ) especies cambiaban paulatinamente, se adaptaban al medio.
Este mecanismo lo descubrió CHARLES DARWIN. Realizó una expedición en el que pudo ir como científico. Fue a Sudamérica en el Beagle la expedición duró 5 años. De 1831-1836. En la cual descubrió el mecanismo de selección. Se llevo un libro determinado para elaborar sus teorías. “PRINCIPIOS DE GEOLOGÍA” escrito por Charles Lyell, fue el primer geólogo que calculó la edad de la tierra, hizo un estudio profundo de los fósiles, lentitud de procesos geológicos, en el alto de los andes se encontró fósiles marinos. Grandes cambios ambientales debieron influir sobre los seres vivos para hacerlos cambiar a los seres marinos del agua a la montaña. Estuvo en las Islas Galápagos y observó que estaban muy separadas las unas a las otras. Descubrió que los pinzones eran diferentes de una isla a otra. Esta diferencia era debida al aislamiento geológico de las diferentes islas, los pinzones no eran capaz de llegar a otras islas.
Darwinismo
Dice que la escasez de alimentos, recursos, cambios ambientales hacen actuar de nuevo a la selección natural ( elige de lo que ya hay, la población de 1 especie por reproducción sexual origina mezclas y todas son desiguales ) que hace cambiar/adaptarse a las especies. La S.N. favorece a unos individuos de la población. Los adaptados se reproducen, los demás no. La S.N. produce la "muerte reproductiva" de los mal adaptados, los inadecuados para las condiciones existentes en cada momento.
Se van acumulando diferencias hasta formarse una nueva especie = especiación / evolución. La acumulación de caracteres beneficiosos en una especie da lugar a otra nueva = especiación.
¿ Cómo aparecen las adaptaciones ? Mutaciones beneficiosas => Neodarwinismo
Genética Mendel
Transmisión de los caracteres biológicos de generación en generación.
Gen [ Cada una de las características de un ser vivo ( color piel, ojos... ) ].
Leyes Herencia:
Guisante: 1 generación/año, autofecundación y fecundación cruzada artificial. Siguió un solo caracter separadamente de los demás. De generación en generación miraba: liso/rugoso, altas/bajas, amarillos/verdes... Caracteres cualitativos ( son los mas sencillos - 2 genes ). La mayoría de los caracteres biológicos son cuantitativos ( estatura, color piel - muchos genes ).
1 carácter biológico / 2 factores hereditarios
Liso A Rugoso a
AA aa A ( liso ) predomina sobre a ( rugoso )
\ /
A a Se formaban todas las combinaciones posibles.
\/
Aa x Aa
Alelos => las formas diferentes de los genes A y a => Aa.
/ / \ \
AA Aa Aa aa Gen => determina los caracteres biológicos.
F. La explicación genética
Neodarwinismo. Universalmente aceptado por explicar el mecanismo de evolución que mas explica los conocimientos de la genética de poblaciones.
Evolución. Es el cambio en las frecuencias alélicas de una población.
¿ Que hace cambiar las frecuencias alélicas de una población ?
- Selección natural ( gaviotas claras/oscuras, el águila encuentra mas fácil las claras, por lo que termina predominando la oscura ).
- Mutación ( aparición súbita nuevo alelo ).
- Migraciones ( mezcla de poblaciones cambian sus frecuencias alélicas ).
- Deriva genética ( son cambios aleatorios de las frecuencias alélicas ).
Estos procesos generan cambios lentos y progresivos que desembocan en la formación de nuevas especies.
G. La formación de las especies
Especie. Individuos con características semejantes y se pueden cruzar entre sí, dando descendencia fértil.
Dos especies son distintas cuando no se pueden cruzar o su descendencia no es fértil. Las especies se separan cuando aparece el
aislamiento reproductivo. No se puede reproducir en el laboratorio ( proceso lento 1.000.000 - 10.000.000 ).
Especiación alopátrida. Barreras naturales, océanos, cordilleras...
Especiación simpátrida. Individuos de una misma especie se adaptan a ciertos factores ambientales (día/noche, suelo/árboles,etc.. ).
El 99% de las especies en nuestro planeta ya están extinguidas. En la actualidad se conocen unos 2.000.000 especies y se considera que existen 10.000.000 desconocidas. Cada vez que se pierde una especie es irreversible.
Evolución ( aparición nuevas especies ). Extinciones :
- Cretácico ( 200.000.000 años extinción dinosaurios. Choque meteorito golfo méxico ).
- Pérmico ( 250.000.000 años 95% de las especies ).
Después de la extinción viene una explosión evolutiva, las que sobreviven ocupan todos los dichos ecológicos dejados por la extinción.
H. Pruebas de la evolución
H.1.
Pruebas biológicas
Se sacan de especies de vida corta ( microorganismos / insectos ). Mariposa del abedul ( Biston Betularia ) página 37: Inglaterra tras la revolución industrial. Antes Rev. industrial la mariposa tenía 2 formas: Claras ( que se confundían con los líquenes de los troncos ) y oscuras. Tras la rev. industrial => polvillo carbón hizo desaparecer los líquenes y ahora las claras estaban en peligro. Otro ejemplo es : ratas / raticidas se hacen resistentes, insectos / insecticidas se hacen resistentes, bacterias / antibióticos se hacen resistentes => Todas estas situaciones se dan por el abuso y descontrol.
Mas pruebas biológicas las dió Darwin: Especies domésticas agricultura y ganadería. Los humanos seleccionamos especies con características interesantes ( carne, leche, lana, etc.. ) .... 600.000 años los hicieron diferentes de los salvajes.
H.2.
Pruebas Paleontológicas
Estudio fósiles como varían progresiva, lentamente. Las carácterísticas biológicas: evolución pezuá caballos, evolución extremidades en mamíferos... como una misma mano/pie conservandose se adapta a diferentes formas de locomoción: mano/pie ( alas murciélagos, aletas delfines, pezuñas caballos ).
H.3.
Pruebas biogeográficas
A diferente geografía diferentes adaptaciones. Lince norteamérica y europeo aunque muy semejantes, presentan diferentes adaptaciones a diferentes condiciones ambientales.
H.4.
Pruebas embriológicas El desarrollo embrionario de especies emparentadas es muy semejante. ej: monos ( rabadilla, lanugo ).
La fecundación siempre se lleva a cabo en un medio acuoso. Los animales mas primitivos son diblásticos ( 2 capas de células ) el resto de animales mas evolucionados tenemos 3 capas de células ( triblásticos ).
H.5.
Pruebas moleculares Parentesco, semejanza en su composición molecular de todos los seres vivos. Todos los seres vivos están formados por las mismas sustancias ( proteínas, glúcidos, ác. nucleícos ).
El funcionamiento de los seres vivos es el resultados de las reacciones químicas en nuestro interior ( metabolismo ). Las mas esenciales son comunes a todos. ej: respiración celular, fotosíntesis. A mayor semejanza en el ADN, mayor parentesco.
