COMPLEJO EDUCATIVO “SAN FRANCISCO” ... CIENCIAS NATURALES: BIOLOGÍA ...

COMPLEJO EDUCATIVO “SAN FRANCISCO”
PRIMER PERIODO
CIENCIAS NATURALES: BIOLOGÍA
Primer año Sección:___
Prof. José Miguel Molina Morales
Nombre del alumno: _______________________________________No.______
UNIDAD No 8:
EVOLUCIÓN DE LA VIDA
Objetivos de la unidad
1. Analizar con respeto las distintas teorías sobre el origen y evolución de los
seres vivos, identificando, argumentando y contrastando sus ideas claves con el
fin de comprender la biodiversidad en el planeta Tierra
2. Identificar y describir los componentes de una célula, indagando
experimentando y representando su estructura y funcionamiento para valorar la
importancia que tiene como la unidad estructural y funcional de los seres vivos.
3. Investigar y explicar las bases generales de la genética humana, identificando y
describiendo la estructura, función y propiedades del material genético para
poder explicar la herencia de las características y las variaciones a las que se
expone la especie humana en el marco de la bioética.
Motivación:

Hasta el momento se sabe que la Tierra es el único planeta en el universo que
contiene la vida en sus variadas formas. Las diversas explicaciones que la
ciencia ha dado a la existencia de la vida, indican que la misma es el resultado
de todo un proceso de evolución, según el cual la vida en sus primeras etapas
consistió en seres muy sencillos que con el correr de los siglos fueron
adaptándose física y fisiológicamente a los diversos cambios que el planeta
entero fue experimentando, hasta llegar a las complejas formas de vida que
existen en la actualidad. La energía que proviene del sol ha sido clave en el
desarrollo de la vida, pues es por medio de la fotosíntesis que la energía pasa
de las plantas al resto de formas vivientes y se obtiene la molécula energética
por excelencia: El ATP. En su lucha por la existencia, los organismos vivos
tienen la capacidad de dejar descendencia que perpetúe la especie. En esto, la
molécula fundamental para la transmisión de las características que se heredan
de los progenitores a los descendientes es el ADN.
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Biodiversidad:
Biodiversidad (neologismo del inglés Biodiversity, a su vez del griego βιο-, vida, y del
latín diversĭtas, -ātis, variedad), también llamada diversidad biológica, es el término1
por el que se hace referencia a la amplia variedad de seres vivos sobre la Tierra y los
patrones naturales que la conforman, resultado de miles de millones de años de
evolución según procesos naturales y también, de la influencia creciente de las
actividades del ser humano.
La biodiversidad comprende igualmente la variedad de ecosistemas y las diferencias
genéticas dentro de cada especie que permiten la combinación de múltiples formas de
vida, y cuyas mutuas interacciones y con el resto del entorno, fundamentan el sustento
de la vida sobre el planeta.
La Cumbre de la Tierra celebrada por Naciones Unidas en Rio de Janeiro en 1992
reconoció la necesidad mundial de conciliar la preservación futura de la biodiversidad
con el progreso humano según criterios de sostenibilidad o sustentabilidad
promulgados en el Convenio internacional sobre la Diversidad Biológica que fue
aprobado en Nairobi el 22 de mayo de 1972, fecha posteriormente declarada por la
Asamblea General de la ONU como "Día internacional de la biodiversidad".
Definición
Si en el campo de la biología la biodiversidad se refiere al número de poblaciones de
organismos y especies distintas, para los ecólogos el concepto incluye la diversidad de
interacciones durables entre las especies y su ambiente inmediato o biotopo, el
ecosistema en que los organismos viven. En cada ecosistema, los organismos
vivientes son parte de un todo actuando recíprocamente entre sí, pero también con el
aire, el agua, y el suelo que los rodean.
Se distinguen habitualmente tres niveles en la biodiversidad, al que puede añadirse un
cuarto:

Genética o diversidad intraespecífica, consistente en la diversidad de versiones
de los genes (alelos) y de su distribución, que a su vez es la base de las
variaciones interindividuales (la variedad de los genotipos).
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
Específica, entendida como diversidad sistemática, consistente en la pluralidad
de los sistemas genéticos o genomas que distinguen a las especies.

Ecosistémica, la diversidad de las comunidades biológicas (biocenosis) cuya
suma integrada constituye la Biosfera.
Hay que incluir también la diversidad interna de los ecosistemas, a la que se refiere
tradicionalmente la expresión diversidad ecológica.
Biodiversidad y evolución
La biodiversidad que hoy se encuentra en la Tierra es el resultado de cuatro mil
millones de años de evolución.
Aunque el origen de la vida no se puede datar con precisión, la evidencia sugiere que
se inició muy temprano, unos 100 millones de años después de la formación de la
Tierra. Hasta hace aproximadamente 600 millones de años, toda la vida consistía en
bacterias y microorganismos.
La historia de la diversidad biológica durante el Fanerozoico -últimos 540 millones de
años- comienza con el rápido crecimiento durante la explosión cámbrica, período
durante el que aparecieron por primera vez los phylum de organismos multicelulares.
Durante los siguientes 400 millones de años la biodiversidad global mostró un relativo
avance, pero estuvo marcada por eventos puntuales de extinciones masivas.
La biodiversidad aparente que muestran los registros fósiles sugiere que unos pocos
millones de años recientes incluyen el período con mayor biodiversidad de la historia de
la Tierra. Sin embargo, no todos los científicos sostienen este punto de vista, ya que no
es fácil determinar si el abundante registro fósil se debe a una explosión de la
biodiversidad, o -simplemente- a la mejor disponibilidad y conservación de los estratos
geológicos más recientes.
La mayoría de los biólogos coinciden sin embargo en que el período desde la aparición
del hombre forma parte de una nueva extinción masiva, el evento de extinción
holocénico, causado especialmente por el impacto que los humanos tienen en el
desarrollo del ecosistema. Se calcula que las especies extinguidas por acción de la
actividad humana es todavía menor que las observadas durante las extinciones
masivas de las eras geológicas anteriores.
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Se descubren regularmente nuevas especies -un promedio de tres aves por año- y
muchas, aún descubiertas, no han sido aún clasificadas: se estima que el 40% de los
peces de agua dulce de Sudamérica permanecen sin clasificación
La evolución es el proceso por el que una especie cambia con el de las generaciones.
Dado que se lleva a cabo de manera muy lenta han de sucederse muchas
generaciones antes de que empiece a hacerse evidente alguna variación.
Antes del siglo XIX existieron diversas hipótesis que intentaban explicar el origen de la
vida sobre la Tierra. Las teorías creacionistas hacían referencia a un hecho puntual de
la creación divina; por otra parte, las teorías de la generación espontánea defendían
que la aparición de los vivos se producía de manera natural, a partir de la materia
inerte.
Una primera aportación científica sobre tema es el trabajo de Oparin (1924), El origen
de la vida sobre la Tierra, donde el bioquímico y biólogo ruso propone una explicación,
vigente aún hoy, de la manera natural en que de la materia surgieron las primeras
formas pre-biológicas y, posteriormente el resto de los seres vivos. En segundo
aspecto de la generación espontánea de la vida tiene una respuesta convincente
desde mediados del siglo XIX.
En primer lugar; los experimentos realizados por Pasteur, y, de manera fundamental,
con los datos del naturalista británico Charles Darwin (1859), que en su obra El origen
de las especies aporta una explicación científica sobre la evolución o «descendencia
con modificación», término utilizado por el científico para definir este fenómenos.
A pesar de que Charles Darwin ostenta el honor de haber elaborado esta teoría de
manera científica y rigurosa, existieron importantes antecedentes —puede mencionarse
en este sentido la aportación del propio abuelo de Darwin, Erasmo Darwin— que
establecieron las primeras pautas del interés científico por estos temas. Sin duda, hay
que destacar los estudios de Jean Baptiste de Monet, caballero de Lamarck (17441829), que inauguraron una corriente de pensamiento precursora en el estudio de la
evolución de los seres vivos.
La tesis fundamental del lamarquismo es la transmisión de los caracteres adquiridos
como origen de la evolución; la causa de las modificaciones de dichos caracteres se
encuentra en el uso o no de los diversos órganos, tesis que se resume en la siguiente
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frase: «La función crea el órgano». Lamarck resume sus ideas en Filosofía zoológica
(1809), el primer trabajo científico donde se expone de manera clara y razonada una
teoría sobre la evolución.
Teorías de la evolución de Darwin y Wallace
Las poblaciones de seres vivos se modifican en respuesta al medio por procesos tales
como la selección natural, de tal manera que se forman nuevas especies,
emparentadas aunque alejadas, mediante una descendencia común y esto es la
evolución.
Charles Darwin, naturalista británico (1809-1882), después de cuidadosas
observaciones de muchos animales y plantas, explicó el modo como los organismos
varían lentamente en el curso de millones de años para dar lugar a nuevas formas de
vida.
Darwin sugirió que en cualquier población de organismos existe una considerable
variación entre los individuos. Algunos organismos muestran características diferentes
que les hacen estar mejor adaptados a las circunstancias y al medio que otros. Así,
estos individuos tienen más posibilidades de sobrevivir hasta la madurez y
reproducirse, por lo que sus descendientes, también presentarán estas características.
Las conclusiones a las que llegó Darwin fueron el resultado de largos años de
investigación, haciendo observaciones directas en especies de tortugas y pinzones de
las islas Galápagos, en Suramérica. Aquella investigación dio como resultado la teoría
de la evolución propuesta por Darwin casi 20 años después de haber viajado a
Galápagos. De manera coincidente, un contemporáneo de Darwin llamado Alfred R
Wallace, hizo un viaje a las indias orientales (actualmente Indonesia y Malasia), en el
cual hizo muchos estudios con las especies de la zona y llegó a obtener conclusiones
similares a las de Darwin. Fue Wallace quien envió una carta a Darwin para
comunicarle sus conclusiones, y luego de dialogar entre sí publicaron de manera
conjunta un documento con las conclusiones de ambos, el 1 de julio de
1858. Un año más tarde, el 26 de abril de 1859, Darwin publicó la teoría de la evolución
en un libro llamado el origen de las especies del cual se vendieron todas las copias
en un solo día.
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En esencia, la teoría de la evolución sostiene en cualquier población ocurren
variaciones hereditarias entre los organismos y que la interacción de estas variaciones
y el ambiente determinan cuales organismos sobrevivirán y se reproducirán y cuales
no, de acuerdo a su capacidad de adaptarse a esos cambios.
Si bien es cierto que Darwin no fue el primer evolucionista, sí fue el primero en postular
una teoría al respecto llamada teoría de la selección natural, como resultado de
muchos años de trabajo y estudio.
La selección Natural: Aquellos individuos menos dotados para las condiciones del
medio tienen pocas posibilidades de reproducirse con éxito, por lo que llegará un
momento en que la población tendrá cada vez más individuos mejor adaptados al
medio y el carácter de la especie cambiará en su conjunto.
Mecanismos de la evolución
La evolución biológica resulta de los cambios a través del tiempo en la constitución
genética de las especies. Esos cambios genéticos producen variaciones notables en la
apariencia o en el comportamiento de los
organismos.
La evolución, por tanto, depende de la
composición genética de un organismo.
Los rasgos o características son determinados
por genes y cuando la investigadora o el
investigador seleccionan un rasgo, también
Alelo: Cada uno de los genes del
par que ocupa el mismo lugar en
los cromosomas homólogos.
Estas parejas de genes controlan
las características del individuo.
Por ejemplo, hay un par de
genes que controla el color de
los ojos, el cabello, la estatura,
entre otras
seleccionan los genes para ese rasgo.
Hay poblaciones en las que se hace observable una cierta característica en la mayoría
de individuos. La frecuencia con la que un gen en particular se presenta en una
población se denomina frecuencia de alelos.
El Principio de Hardy – Weinberg (científicos que lo formularon), establece que la
frecuencia de alelos en una población que se reproduce sexualmente no cambia si se
presentan estas condiciones:
1. Apareamiento al azar: Ocurre cuando los individuos se aparean sin mostrar una
preferencia por algún fenotipo o característica observable en los otros individuos,
por ejemplo: el tamaño, el color de los ojos, la forma de la nariz, entre otros.
2. Mutación: se refiere a los cambios en el material genético. Algunas mutaciones
sólo afectan a una porción del ADN; otras producen reorganizaciones de
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grandes bloques del ADN. Las mutaciones son heredables y son la principal
fuente de variación genética.
3. Migración: es el movimiento de organismos de un lugar a otro, según la teoría de
la evolución. ¿Qué sucede en las migraciones? Entre otras situaciones, si varios
miembros de una población animal se van hacia otro lugar, llevan ciertas
combinaciones genéticas que no se encuentran en los animales de la misma
especie, en la nueva región. Al mezclarse los individuos de la misma especie, se
forman nuevas combinaciones genéticas y pueden aparecer nuevos rasgos o
una variedad en la especie.
4. La deriva genética: Se refiere a las variaciones al azar en la frecuencia de los
genes y sus efectos. La deriva genética está relacionada con el aumento o
disminución en la frecuencia de un gen en las generaciones siguientes.
Selección natural y artificial
La selección natural es una de las deducciones del darwinismo. Si las variaciones en
los animales les dan mejores posibilidades de supervivencia, es más probable que
alcancen la madurez sexual y se reproduzcan de modo que sus descendientes
heredarán esas características ventajosas. La herencia de variaciones, a través de
varias generaciones, conducirá a nuevas variedades en las especies.
La teoría de Darwin se basa en tres principios fundamentales:

Primero, la elevada capacidad de reproducción de los seres vivos;

Segundo, la variabilidad de la descendencia y

Tercero, el establecimiento de una lucha por la supervivencia entre los miembros
de una especie, sobre todo si los recursos son escasos. Sólo los mejor
adaptados sobreviven y transmiten sus caracteres a su descendencia
Estos principios llevaron a Darwin a concluir que en cada población existe competencia
por los recursos disponibles y que es más probable que los individuos con variaciones
más favorables sobrevivan y se reproduzcan.
La variación genética que permite la supervivencia de los individuos animales y
vegetales se acumula en los genes y finalmente aparece en toda la población.
De esta forma ocurre la evolución a partir de la selección natural y el punto clave de la
Teoría de Darwin.
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Selección artificial: Es la técnica de control reproductivo mediante la cual el
hombre produce y altera las especies de organismos domésticos y/o cultivados. La
selección artificial es una evolución en la cual los valores de eficacia biológica de los
organismos se determinan en relación con las preferencias humanas.
Las características de algunos productos agrícolas están determinadas, en gran
medida, por efectos de la selección artificial. Con la selección artificial se logran
variedades vegetales diferentes de las originales y que, por sus características
mejoradas, se pueden utilizar en diversas actividades (comercio, industria,
alimentación). Por ejemplo, las hortalizas, el maíz y el plátano, cuyos frutos han sido
optimizados, a través de la selección artificial, han presentado un alto rendimiento
nutritivo, según las experiencias de los cultivadores y las exigencias de los
consumidores.
Pruebas de la evolución
Son pruebas basadas en criterios de morfología y anatomía comparada. Los conceptos
de homología y analogía adquieren especial relevancia para la comprensión de las
pruebas anatómicas. Se entiende por estructuras homólogas aquellas que tienen un
origen común pero no cumplen necesariamente una misma función; por el contrario, las
estructuras que pueden cumplir una misión similar pero poseen origen diferente, serían
análogas. De esta manera, las alas de los insectos y las aves serían estructuras
análogas, mientras que las extremidades anteriores de los mamíferos, que presentan
un mismo origen pero que llevan a cabo funciones diversas —locomotora, natatoria,
etc.—, constituirían estructuras homólogas.
En relación a las pruebas embriológicas, hay que distinguir entre ontogenia —las
distintas fases del desarrollo embrionario— y filogenia, concepto que hace referencia a
las distintas formas evolutivas por las que han pasado los antecesores de un individuo,
es decir, su desarrollo evolutivo. En los vertebrados, cuanto más cerca de la fase inicial
se sitúan los embriones, más parecidos son; posteriormente, se van diferenciando
progresivamente cuanto más cerca de la fase de adulto Terminal se encuentran.
Otra de las pruebas clásicas es el estudio de los fósiles. El análisis de los distintos
estratos geológicos demuestra la presencia de fósiles de invertebrados en los más
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antiguos; gradualmente, van apareciendo en los más recientes peces primitivos, y,
finalmente, los fósiles correspondientes a los mamíferos y las aves.
EL LAMARCKISMO:
Lamarck plantea la primera hipótesis de la evolución detallada, sistemática y
consistente en términos científicos. Propone la idea de que el medio ambiente, al
imponer continuos desafíos a los que se deben enfrentar los organismos, provoca que
las especies no sean estables a lo largo del tiempo y se transformen en otras nuevas
en función de las condiciones ambientales para adaptarse a ellas. El organismo es
sujeto activo en la evolución. A medida que el ambiente en que vive un organismo
cambia, también lo hacen las necesidades de éste y con ello sus hábitos. Esto
ocasiona, según Lamarck, una modificación de sus características anatómicas y
fisiológicas. La duración de estos cambios será la misma que la de las condiciones
ambientales que los impusieron. Para Lamarck estos procesos conducen a las formas
vivas a un mayor grado de complejidad, a progresar, a perfeccionarse, representando
el hombre el máximo exponente de esa tendencia. Los órganos de un animal serían,
por tanto, consecuencia de sus hábitos y estos, a su vez, resultado del ambiente. Ello
se sustenta en el falso principio de que la función crea el órgano o "ley del uso y
desuso".
La causa de la evolución es lo que él denominó besoin, palabra francesa que se puede
traducir por necesidad, deseo de cambio, de mejora. Esta besoin sería una propiedad
inherente de los organismos que les llevaría a lograr una mejor adaptación a su medio
ambiente. Es decir, el deseo se materializaría en la adquisición de adaptaciones
anatómicas o fisiológicas que serían transmitidas a la descendencia, de ahí que a la
explicación dada por Lamarck se la conozca también como la herencia de los
caracteres adquiridos. Cada organismo representaría una línea evolutiva diferente con
origen en la generación espontánea y final en la perfección. La adaptación es un medio
para alcanzar ese fin. El registro fósil lo que nos muestra, según Lamarck, son los
distintos peldaños, los antepasados "imperfectos" de los organismos actuales y no
especies extintas. Por tanto, la evolución para Lamarck sería determinista, programada,
y su objetivo no otro que alcanzar la perfección. Bajo este punto de vista, el paisaje
actual de seres vivos vendría a representar una ordenación jerárquica: de lo menos
perfecto a lo más perfecto, siendo el hombre el representante de esta última posición.
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La hipótesis lamarckiana carece de una síntesis adecuada de los conocimientos
aportados por las diferentes disciplinas de la historia natural y está sustentada en
razonamientos probados de forma vaga y por especulaciones altamente subjetivas que
impiden su réplica. El origen de la variabilidad que propuso, el uso y desuso, no
proporciona la aparición de variabilidad genotípica, sólo fenotípica. Por otro lado, los
caracteres adquiridos no se heredan de generación a generación. Finalmente, la
besoin, la necesidad de cambio, de perfección, que propuso Lamarck como causa de la
evolución, también ha sido refutada pues no se ha descrito ningún acto volitivo ni
"proceso fisiológico inconsciente" en el mundo orgánico que haga tender a la
perfección.
Principales características de los
seres vivos
Para identificar fácilmente a un ser vivo, se han creado ciertas características que
deben de cumplir. Si no cumplen con estas características, no es posible definir al
sujeto como un ser vivo.
Organización
Un ser vivo es resultado de una organización muy precisa; en su interior se realizan
varias actividades al mismo tiempo, estando relacionadas éstas actividades unas con
otras, por lo que todos los seres vivos poseen una organización específica y compleja a
la vez.
Como grado más sencillo de organización en un organismo esta la célula. Los procesos
que se efectúan en todo el organismo son el resultado de las funciones coordinadas de
todas las células que lo constituyen. En vegetales y animales superiores se observan
grados de organización más compleja, como los tejidos-órganos y el más avanzado,
sistemas.
Homeostasis
Debido a la tendencia natural de la perdida del orden, denominada entropía, los
organismos están obligados a mantener un control sobre sus cuerpos, al que se
denomina homeostasis, y de esta forma mantenerse sanos. Para lograr este cometido
se utiliza mucha cantidad de energía. Algunos de los factores regulados son:
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
Termorregulación: Es la regulación del calor y el frío.

Osmorregulación: Regulación del agua e iones, en la que participa el Sistema
Excretor principalmente, ayudado por el Nervioso y el Respiratorio.

Regulación de los Gases respiratorios.
Irritabilidad
La reacción a ciertos estímulos (sonidos, olores, etc.) del medio ambiente constituye la
función de la irritabilidad. Por lo general los seres vivos no son estáticos, son
irritables, responden a cambios físicos o químicos, tanto en el medio externo como en
el interno.
Los estímulos que pueden causar una respuesta en plantas y animales son: cambios
en la intensidad de luz, ruidos, sonidos, aromas, cambios de temperatura, variación en
la presión, etc.
Metabolismo
El fenómeno del metabolismo permite a los seres vivos procesar sus alimentos para
obtener nutrientes, utilizando una cantidad de estos nutrientes y almacenando el resto
para usarlo cuando efectúan sus funciones. En el metabolismo se efectúan dos
procesos fundamentales:

Anabolismo: Es cuando se transforman las sustancias sencillas de los nutrientes
en sustancias complejas.

Catabolismo: Cuando se desdoblan las sustancias complejas de los nutrientes
con ayuda de enzimas en materiales simples liberando energía.
Durante el metabolismo se realizan reacciones químicas y energéticas. Así como el
crecimiento, la auto reparación y la liberación de energía dentro del cuerpo de un
organismo. A estas reacciones las denominamos procesos metabólicos:

El ciclo material, es decir, los cambios químicos de sustancia en los distintos
períodos del ciclo vital, crecimiento, equilibrio e involución;

El ciclo energético, o sea, la transformación de la energía química de los
alimentos en calor cuando el animal está en reposo, o bien en calor y trabajo
mecánico cuando realiza actividad muscular, así como la transformación de la
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energía luminosa en energía química en las plantas. En los organismos
heterótrofos, la sustancia y la energía se obtienen de los alimentos. Éstos actúan
formando la sustancia propia para crecer, mantenerse y reparar el desgaste,
suministran energía y proporcionan las sustancias reguladoras del metabolismo.
Desarrollo o crecimiento
Una característica principal de los seres vivos es que éstos crecen. Los seres vivos
(organismos) requieren de nutrientes (alimentos) para poder realizar sus procesos
metabólicos que los mantienen vivos, al aumentar el volumen de materia viva, el
organismo, logra su crecimiento.
Reproducción
Los seres vivos son capaces de multiplicarse (reproducirse). Mediante la reproducción
se producen nuevos individuos semejantes a sus progenitores y se perpetúa la
especie.
En los seres vivos se observan dos tipos de reproducción:

Asexual (sin sexo): En este tipo de reproducción un solo individuo se divide o se
fragmenta en dos células iguales que poseen características hereditarias
similares a la de su progenitor y recibe el nombre de célula hija.

Sexual (con sexo): En esta forma de reproducción se necesita la participación de
2 progenitores; cada uno aporta una célula especializada llamada gameto (óvulo
o espermatozoide), que se fusionan para formar un huevo o cigoto. Esta forma
de reproducción permite la combinación de diversas características hereditarias.
Adaptación
Las condiciones ambientales en que viven los organismos vivos cambian ya sea lenta o
rápidamente, estos cambios pueden ser ocasionados por un incendio, una tormenta,
que baje o suba la temperatura o una sequía. Los seres vivos deben adaptarse a estos
cambios que ocurren en el medio que los rodea para poder sobrevivir.
El proceso por el que una especie se condiciona lenta o rápidamente para lograr
sobrevivir ante los cambios ocurridos en su medio, se llama adaptación biológica.
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