Temario general Matemàticas 1.Aritmética 1.1 Números naturales Los números naturales pueden usarse para contar (una manzana, dos manzanas, tres manzanas, …). Un número natural es cualquiera de los números: 1, 2, 3..., que usan para contar los elementos de un conjunto. Reciben ese nombre porque fueron los primeros que utilizó el ser humano para contar objetos. Algunos matemáticos (especialmente los de Teoría de Números) prefieren no reconocer el cero (0) como un número natural; otros, especialmente los de Teoría de conjuntos, Lógica e Informática, sostienen la postura opuesta. El conjunto de los números naturales se representa por N y corresponde al siguiente conjunto numérico: N = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ........} Los números naturales son un conjunto cerrado para las operaciones de la adición y la multiplicación, ya que al operar con cualquiera de sus elementos, resulta siempre un número perteneciente a N 1.1.1 Operaciones con los números naturales Las operaciones matemáticas son acciones de relación que permiten a los seres humanas acordar procesos culturales de lectura simbólica, que se pueden realizar con un determinado conjunto numérico. los conjuntos númericos son espacios en los cuales las operaciones pueden hacerse con elementos de dichos conjuntos y dar como resultado de la acción elementos que pueden estar dentro o fuera de ellos, Si la operación su resultado siempre da elementos del conjunto numérico se dice que el espacio es cerrado para dicha operación, si el resultado algunas veces da elementos del conjunto y otras veces no, se dice que el espacio es abierto para dicha operación. De allí que se puede decir que las operaciones en los números naturales son: la adición cuyo resultado es la suma (operación cerrada, constructora de linealidad), la sustracción cuyo resultado es diferencia o resta (operación abierta deconstructora de la linealidad), la multiplicación cuyo resultado recibe el nombre de producto (operación cerrada, constructora de ortogonalidad (ángulo recto)), la división cuyo resultado es el cociente (operación abierta de doble naturaleza deconstructora de la ortogonalidad (desarma al ángulo recto), o como razón de cambio), la potenciación cuyo resultado es potencia (operación cerrada, constructora de objetos geométricos "perfectos"), radicación cuyo resultado es raiz (operación abierta, deconstructora de objetos geométricamente perfectos) y la logaritmación (operación abierta, de posibles propiedades dimensionales de los objetos geometricos). Es así como las operaciones quedan establecidas para su reconocimiento geométrico como constructoras, deconstructoras y de propiedades dimensionales de los objetos geométricos. es así como se puede decir que: La sustracción es la operación inversa a la adición de la misma manera que la división es la inversa de la multiplicaciones, es decir, si a+b = c, entonces b = c - a; se observa como la adición o suma construye segmentos de rectas y la sustracción o resta deconstruye el segmento de recta. No siempre se puede realizar una resta entre números naturales, debido a que no siempre se cumple que el número al que se le resta el otro, es mayor. Se puede realizar, 20 - 5 = 15; siendo 20 el minuendo y 5 el sustraendo; pero no 520; la razón es que el resultado, -15, no está dentro del conjunto de los números naturales. Tanto la suma como la multiplicación tienen dos características, son operaciones conmutativas y asociativas, es decir, Conmutativa: El orden de los números no altera el resultado, a+b = b+a y a×b = b×a Asociativa: Para sumar dos o más sumandos hace falta agruparlos de dos en dos, de cualquier forma, ya que no altera el resultado, (a+b)+c=a+(b+c). 1.1.2 Relaciones de orden Los números naturales están totalmente ordenados; La relación de orden se puede redefinir como si y sólo si existe otro número natural c que cumple: a + c = b. Uso de los números naturales Los números naturales, son usados para dos propósitos fundamentalmente: para describir la posición de un elemento en una secuencia ordenada, como se generaliza con el concepto de ordinal, y para especificar el tamaño de un conjunto finito, que a su vez se generaliza en el concepto de [cardinal]. En el mundo de lo finito, estos dos conceptos son coincidentes: los ordinales finitos son iguales a N así como los cardinales finitos. Cuando nos movemos más allá de lo finito, ambos conceptos son diferentes. 1.1.3 Mìnimo comùn mùltiplo y màximo comùn divisor El mínimo común múltiplo de dos o más números naturales es el menor número natural (distinto de cero) que es múltiplo de todos ellos. Para el cálculo del mínimo común múltiplo de dos o más números se descompondrán los números en factores primos y se tomarán los factores comunes y no comunes con su mayor exponente. Por ejemplo, de las factorizaciones de 6936 y 1200, 6936 = 23 · 3 · 172 1200 = 24 · 3 · 52 podemos inferir que su m.c.m. es 24 · 3 · 52 · 172 = 346 800. Conociendo el máximo común divisor de dos números, se puede calcular el mínimo común múltiplo de ellos, que será el producto de ambos dividido entre su máximo común divisor. El m.c.m. se emplea para sumar o restar fracciones de distinto denominador, por ejemplo, Cálculo del m.c.m. 1. Descomponer los números en factores primos. 2. Para cada factor común, elegir entre todas las descomposiciones aquel factor con mayor exponente. 3. Multiplicar todos los factores elegidos. La descomposición de 2268 es: 2^2 * 3^4 * 7 La descomposición de 80 es: 2^4 * 5 Obtenemos el MCM: 7 * 5 * 2^4 * 3^4 = 45360 1.2 Números enteros Los números enteros son una generalización del conjunto de números naturales que incluye números enteros negativos (resultados de restar a un número natural otro mayor), además del cero. El hecho de que un número sea entero, significa que no tiene parte decimal. Los números enteros negativos pueden aplicarse en diversos contextos, como la representación de profundidades bajo el nivel del mar, temperaturas bajo cero, o deudas, entre otros. Estructura de los números enteros Los enteros con la adición y la multiplicación forman una estructura algebraica llamada anillo. Pueden ser considerados una extensión de los números naturales y un subconjunto de los números racionales (fracciones). Los números enteros son subconjunto de los números racionales o fracciones, puesto que cada número entero puede ser considerado como una fracción cuyo denominador es el número uno. Los números enteros pueden ser sumados y/o restados, multiplicados y comparados. Si la división es exacta, también pueden dividirse dentro del mismo conjunto de los enteros. La razón principal para introducir los números negativos sobre los números naturales es la posibilidad de resolver ecuaciones del tipo: a+x=b para la incógnita x. Matemáticamente, el conjunto de los números enteros con las operaciones de suma y multiplicación, constituye un anillo conmutativo y unitario. Por otro lado, , donde es el orden usual sobre , es un conjunto completamente ordenado sin cota superior o inferior: los enteros no tienen principio ni fin. El conjunto de los números enteros se representa mediante origen del uso de Z es el alemán Zahlen 'números'). (el 1.2.1 Definición de adición y multiplicación sobre números enteros Se define la adición ( + ) sobre como sigue: para todo teniendo previamente definida la adición sobre la definición anterior no depende de los representantes escogidos puesto que, por tanto cualesquiera pares iniciales escogidos conducen al mismo resultado: La multiplicación ( ) sobre se define como sigue: para todo teniendo previamente definida la multiplicación sobre está correctamente definida debido a que: . La definición anterior Por tanto se cumple la siguiente propiedad distributiva Para cualesquiera 1.2.2 Relaciones de orden 1.3 Fracciones 1.3.1 Suma, resta, multiplicaciòn y divisiòn de fracciones Suma de fracciones Suma de fracciones homogéneas Para sumar dos o más fracciones homogéneas, se suman los numeradores y se deja el denominador común. Ejemplo: Suma de fracciones heterogéneas Forma 1 La suma de dos o más fracciones heterogéneas se realiza de la siguiente manera: 1. Se halla el mínimo común múltiplo de los dos denominadores. 2. Se calculan los numeradores con la fórmula: numerador x denominador común y dividido por denominador. 3. Se suman los numeradores (dado que las fracciones modificadas tienen el mismo denominador). Suma de fracciones de distinto denominador Ejemplo: 1. Se calcula el mínimo común múltiplo (m.c.m.), por lo que se tiene que 2. Se calculan los numeradores. Numerador de la primera fracción: Numerador de la segunda fracción: La suma se reduce a las siguientes fracciones: 3. Se suman los numeradores: Se calcula el m.c.m., que en este caso es 18. Se ponen las fracciones con tal mcm como denominador. Acto seguido, se divide el mcm en el denominador inicial y el resultado se multiplica en el numerador inicial, y ya tenemos el numerador de la fracción cuyo denominador es el mcm. Forma 2 Ejemplo: Se resolvería de la sig. forma: La fracción resultante es y los es una reducción ya que si observamos el numerador y el denominador son divisibles por tres, de ahí resulta: El método es multiplicar el numerador de la primera fracción con el denominador de la segunda, posteriormente se suma la multiplicación del denominador de la primera fracción con el numerador de la segunda fracción y todo eso dividido por la multiplicación de los dos denominadores Resta de fracciones La resta de fracciones es una operación aritmética por la que partiendo de dos fracciones se obtiene una tercera que es la diferencia entre ambas. Resta de fracciones homogéneas Para restar dos ó más fracciones homogéneas, se restan los numeradores y se deja el denominador común. Ejemplo: Resta de fracciones heterogéneas La resta de dos o más fracciones heterogéneas se realiza de la siguiente manera: 1. Se halla el mínimo común múltiplo de los dos denominadores: (mínimo común múltiplo de 4 y 2) 2. Se calculan los numeradores con la fórmula: numerador antiguo (6) x denominador común (4) y dividido por denominador antiguo (4) ( 6*4/4=6 ) Numerador antiguo (1) x denominador común (4) y dividido por denominador antiguo (2) ( 1*4/2= 2 ) 3. Se procede como en la resta de fracciones de igual denominador (dado que las fracciones tienen el mismo denominador) Multiplicación de fracciones La multiplicación de fracciones es un sistema (aritmética) con (fracción), en la cual partiendo de dos fracciones se obtiene una tercera que será el producto de las anteriores. Para multiplicar dos fracciones numéricas o algebraicas se multiplican sus numeradores y sus denominadores, por separado, teniendo así el numerador y el denominador de la fracción producto. Para resolver productos de fracciones debemos simplificar y posteriormente multiplicar numerador con numerador y denominador con denominador División de fracciones La división de fracciones es una operación aritmética por la que partiendo de dos fracciones se obtiene una tercera, que es la división de la primera entre la segunda, se puede realizar siguiendo tres métodos que, lógicamente, darán el mismo resultado: Multiplicar de forma cruzada Multiplicar de "forma cruzada" las fracciones, es decir, multiplicar numerador por denominador, y denominador por numerador: Ejemplo: Fracciones "Invertir" la segunda fracción y multiplicar "directamente", es decir, numerador por numerador, y denominador por denominador: Ejemplo: Representar como fracción de fracciones Se representa una fracción en el numerador y la segunda en el denominador, se simplifica en otra fracción, donde se divide el producto de extremos entre el producto de medios: Ejemplo: Una vez terminado el ejercicio hay que simplificar si se puede. 1.3.2 Relaciones de orden y equivalencia 1.4 Decimales Son números con base 10 y con valor posicional en sus dígitos. En estos números se utiliza el punto decimal para cifras entre un valor y otro. La lectura y escritura de un decimal es la siguiente: La parte mayor o entera toma el nombre y escritura de los naturales y la parte menor o después del punto, toma los nombres según su valor posicional siguiente: VALOR POSICIONAL primera ESCRITURA 0.1 LECTURA décimos segunda 0.01 centésimos tercera 0.001 milésimos cuarta 0.0001 diezmilésimos quinta 0.00001 cienmilésimos sexta 0.000001 millonésimos Para leer los números, se lee primero la parte entera y luego la decimal, diciendo el nombre del último dígito del número. Ejemplo: Determinar el nombre del número 4371.2347. Cuatro mil trescientos setenta y uno unidades, dos mil trescientos cuarenta y siete diezmilésimos. Se utiliza el nombre "unidades o punto" para separar cantidades enteras y decimales. Para escribirlos se usa el mismo principio. Ejemplo: Determinar el número de la cantidad cuatro mil ochocientos catorce unidades, dieciséis millonésimos. 4814.000016 Para poner el punto, se coloca entre el nombre de unidades y la cantidad decimal. Se coloca la última cifra en el valor posicional del nombre que representa la cantidad decimal. 1.4.1 Suma, resta, multiplicaciòn y divisiòn 1.4.2 Relaciones de orden y equivalencia 1.4.3 Potencias de 10 y notaciòn cientìfica y/o exponencial. Las potencias de 10 tienen la siguiente secuencia: 100=1 102=100 104=10,000 101=10 103= 1000 105= 100,000 ... Se observa que el exponente determina el número de ceros que lleva el número natural. Notación exponencial o científica de los números naturales: es aquella que se representa como el producto de dos factores, donde el primero es la parte de la cifra antes de los ceros y la segunda se representa exponencialmente en base 10. Ejemplos: Representar exponencialmente los siguientes números. NÚMERO 3,456,000,000 FORMA EXPONENCIAL O CIENTÍFICA 3,456X106 4,542X104 45,420,000 Se toma como base las potencias de 10. 1.5 Proporcionalidad Proporcionalidad. Razón: Comparación de dos cantidades a manara de cociente, a/b a = antecedente b = consecuente (a/b) = a: b = "a" es a "b" Una razón se utiliza para relacionar una cosa con otra de la misma magnitud o diferente. Ejemplo: En un grupo hay 40 alumnos, de los cuales 30 son hombres y 10son mujeres. ¿A que relación se encuentran? a= 30 hombres b= 10 mujeres (a/b) =(30/10) = (3/1) ó 3:1 Se dice que de cada 3 hombres hay una mujer. Proporción: Es la igualdad ocurrida entre dos razones. 1.5.1 Proporcionalidad directa Si dos magnitudes son dependientes, de manera que cuando una aumenta la otra también lo hace y viceversa en la misma razón, se dice que son directamente proporcionales 1.5.2 Porcentaje Son las razones que tienen como consecuente 100, también se denominan tanto por ciento. Se representan de la siguiente manera: % = por ciento = "por cada cien" = centésimos Ejemplo: 75% = (75/100) = "75 por cien de" 2. Àlgebra Es el lenguaje mediante símbolos y términos técnicos para elaborar fórmulas de cálculos que se aplican en las ciencias. Una literal es una representación general de una cierta magnitud. Ejemplo: El área de un rectángulo es igual a: A = bh A, b y h son literales - A la expresión o fórmula para calcular el área se le conoce como "algebraica". - A cada literal se le conoce como "variable". - Toda expresión algebraica representa una situación general y usa números, letras y signos determinados dentro de la operación. Es muy común su uso en las fórmulas geométricas, físicas, químicas, etc. 2.1 Monomios y polinomios. Monómio: Expresión algebraica que consta de un solo término: 3a, 4b2, 5x2y, ...etc. Polinomio: Expresión algebraica que consta de dos o más términos: 5a+2b, 5a2b3c2+4b2-3c, ...,etc. 2.1.1 2.1.2 Suma, resta y multiplicaciòn Para sumar dos o más expresiones algebraicas se escriben unas a continuación de otras, con sus propios signos y se reducen los términos semejantes si los hay. Càlculo del valor nùmerico de polinomios con una variable Por ejemplo: 3x+5x+6x-7x = 10 Sumando los términos semejantes con x, se tiene: 7x = 10, entonces dividiendo todo por 7 x = (10/7) 2.1.3 Productos notables y factorizaciòn. Factorización, es la acción de descomponer en factores una expresión, ya sea numérica o algebraica; es decir, se convierte el producto indicado en los factores que al multiplicarse dieron como origen a éste. 2.2 Ecuaciones. Son igualdades en las que hay una o varias cantidades desconocidas llamadas incógnitas y que sólo son verdaderas para determinados valores de las variables. Las incógnitas se representan por últimas letras del alfabeto: x, y, z, w, u, v, etc. 2.2.1 Soluciòn de ecuaciones de primer grado con una y dos incògnitas Resolver una ecuación es hallar sus raíces, es decir, el valor o los valores de las incógnitas que satisfagan a la ecuación. Reglas a seguir para resolver una ecuación. Si a los dos miembros de una ecuación, se suma, resta, multiplica, divide, potencia, una misma cantidad, positiva o negativa, la igualdad subsiste. Cualquier término de una ecuación se puede pasar de un miembro a otro miembro, cambiándole el signo, es decir, si es positivo pasa como negativo y si es negativo pasa como positivo. Términos iguales con signos iguales en distintos miembros de una ecuación pueden suprimirse, esta regla se conoce como propiedad cancelativa. Los signos de todos los miembros pueden cambiarse sin que la ecuación varíe, porque equivale a multiplicar ambos miembros por -1. Ejemplo: 8x-4+3x= 7x+x+14 1. 11x-4= 8x+14 2. 11x-8x= 14+4 3. 3x =18 4. 5. x =(18/3) x=6 Ejemplo de un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas: Solución por el método de igualación x+6 Y =27 7x-3 Y =9 1. Se despeja una de las variables de ambas ecuaciones: X=27-6 Y y 2. x=(9+3 Y)/7 Se iguala. 27-6 Y = (9+3 Y)/7 4. Se despeja Y. 27-6 Y = (9+3 Y)/7 Multiplicando todo por 7 189-42 Y =9+3 Y Trasladando a los términos con Y de un lado y los que no tienen Y al otro -42 Y -3 Y =9-189 -45Y=-180 Dividiendo todo por -45 Y=(180/45) Por lo tanto Y=4 2.2.2 Soluciòn de ecuacuiones de segundo grado. Una ecuación de segundo grado o ecuación cuadrática es una ecuación polinomica donde el mayor exponente es igual a dos. Normalmente, la expresión se refiere al caso en que sólo aparece una incògnita y que se expresa en la forma canónica: donde a es el coeficiente cuadrático o de segundo grado y es siempre distinto de 0, b el coeficiente lineal o de primer grado y c es el término independiente. La ecuación cuadrática es de vital importancia en matemáticas aplicadas, física e ingeniería, puesto que se aplica en la solución de gran cantidad de problemas técnicos y cotidianos. Solución general de la ecuación de segundo grado La ecuación completa de segundo grado tiene siempre dos soluciones, no necesariamente distintas, llamadas raíces, dadas por la fórmula general: , donde el símbolo "±" indica que los dos valores y son soluciones. 2.3 Plano cartesiano y funciones. Plano cartesiano, es un sistema de dos líneas rectas que se cortan perpendicularmente entre si, formando ejes coordenados rectangulares. Las coordenadas cartesianas son un sistema de referencia respecto de un eje (recta), dos ejes (plano), o tres ejes (en el espacio), perpendiculares entre sí (plano y espacio), que se cortan en un punto llamado origen de coordenadas. En el plano, las coordenadas cartesianas (o rectangulares) x e y se denominan respectivamente abscisa y ordenada, y se representan como (x, y). 2.3.1 Regiones: semiplanos y franjas. 2.3.2 Gráfica de funciones: lineales y cuadraticas. 3. Geometría 3.1 Ángulos entre paralelas y una secante. 3.2 Triángulos Triángulo Un triángulo, en geometría, es un polígono de tres lados determinado por tres segmentos de tres rectas que se cortan, denominados lados (Euclides); o tres puntos no alineados llamados vértices. También puede determinarse un triángulo por cualesquiera otros tres elementos relativos a él, como por ejemplo un ángulo y dos medianas; o un lado, una altura y una mediana. 3.2.1 Clasificación Clasificación de los triángulos Por la longitud de sus lados se clasifican en: Triángulo equilátero: si sus tres lados tienen la misma longitud (los tres ángulos internos miden 60 grados ó π/3radianes.) Triángulo isósceles: si tiene dos lados de la misma longitud. Los ángulos que se oponen a estos lados tienen la misma medida. Triángulo escaleno: si todos sus lados tienen longitudes diferentes. En un triángulo escaleno no hay ángulos con la misma medida. Equilátero Isósceles Escaleno Por la amplitud de sus ángulos: Triángulo rectángulo: si tiene un ángulo interior recto (90°). A los dos lados que conforman el ángulo recto se les denomina catetos y al otro lado hipotenusa. Triángulo oblicuángulo: cuando no tiene un ángulo interior recto (90°). o Triángulo obtusángulo: si uno de sus ángulos es obtuso (mayor de 90°); los otros dos son agudos (menor de 90°). o Triángulo acutángulo: cuando sus tres ángulos son menores a 90°; el triángulo equilátero es un caso particular de triángulo acutángulo. o Triángulo equiángulo: suele llamarse Triángulo equilátero clasificándolo según sus lados, puesto que si sus lados son iguales, sus ángulos también lo serán, y medirán 60º. Rectángulo Obtusángulo Acutángulo Además, tienen estas denominaciones y características: 3.2.2 Ángulos interiores y exteriores Los tres ángulos internos de un triángulo miden 180° La suma de las longitudes de dos de sus lados es siempre mayor que la longitud del tercer lado. La suma de sus tres àngulos exteriores siempre suman 900 ° 3.2.3 Teorema de Pitágoras. Teorema de Pitágoras El Teorema de Pitágoras establece que en un triángulo rectángulo, el cuadrado de la hipotenusa es igual a la suma de los cuadrados de los dos catetos. Si un triángulo rectángulo tiene catetos de longitudes a y b, y la medida de la hipotenusa es c, se establece que: 3.3 Semejanza Triángulos semejantes Dos triángulos son semejantes si existe una relación de semejanza o similitud entre ambos. Una semejanza es la composición de una isometría (o sea, una rotación y una posible reflexión o simetría axial) con una homotecia. Puede cambiar el tamaño y la orientación de una figura pero no altera su forma. Por lo tanto, dos triángulos son semejantes si tienen similar forma. En el caso del triángulo, la forma sólo depende de sus ángulos (no así en el caso de un rectángulo, por ejemplo, donde los ángulos son todos rectos pero cuya forma puede ser más o menos alargada, es decir que depende del cociente longitud / anchura). Todos los triángulos equiláteros son semejantes. Si dos triángulos tienen dos ángulos iguales, los terceros también son iguales. Propiedades de la semejanza Propiedad reflexiva, refleja o idéntica Todo triángulo es semejante a sí mismo. Propiedad idéntica o simétrica Si un triángulo es semejante a otro, aquel es semejante al primero. Propiedad transitiva Si un triángulo es semejante a otro, y éste a su vez es semejante a un tercero, el primero es semejante al tercero. 3.3.1 Cálculo de distancias inaccesibles. 3.3.2 Transformación a escala sobre dimensiones lineales, de área y volumen en una figura o cuerpo geométrico. 3.4 Polígonos Un polígono es una figura geométrica limitada por segmentos consecutivos no alineados, llamados lados. Existe la posibilidad de configurar polígonos en más de dos dimensiones. La generalización de un polígono en tres dimensiones se denomina poliedro, en cuatro dimensiones se llama polícoro, y en n dimensiones se denomina politopo. 3.4.1 Clasificación Elementos de un polígono En un polígono podemos distinguir: Lado, L: es cada uno de los segmentos que conforman el polígono. Vértice, V: el punto de unión de dos lados consecutivos. Diagonal, d: segmento que une dos vértices no contiguos. Perímetro, P: es la suma de todos sus lados. Ángulo interior y ángulo exterior. En un polígono regular podemos distinguir, además: Centro, C: el punto equidistante de todos los vértices y lados. Apotema, a: segmento que une el centro del polígono con el centro de un lado; es perpendicular a dicho lado. Los tipos de polígonos más conocidos son los polígonos regulares, que son planos, simples, convexos, equiláteros, equiángulos y con lados rectilíneos. Se clasifican por la forma de su contorno: Polígono regular Polígono convexo Polígono simple Polígono irregular Polígonos Polígono cóncavo Polígono complejo Un polígono, por la forma de su contorno, se denomina: simple, si dos de sus aristas no consecutivas no se intersecan, complejo, si dos de sus aristas consecutivas se intersecan; convexo, si al atravesarlo una recta lo corta en un máximo de dos puntos, cóncavo, si al atravesarlo una recta puede cortarlo en más de dos puntos; regular, si tiene sus ángulos y sus lados iguales, irregular, si tiene sus ángulos y lados desiguales; equilátero, el que tiene todos sus lados iguales, equiángulo, el que tiene todos sus ángulos iguales. Un polígono, por la forma de sus lados, se denomina: rectilíneo, si todos de sus lados son segmentos rectos, curvilíneo, si al menos uno de sus lados es un segmento curvo. polígono simple, cóncavo, irregular. polígono complejo, cóncavo, irregular. polígono convexo, regular (equilátero y equiángulo). Los polígonos ortogonales o isotéticos, son aquellos que poseen los mismos elementos que conforman los polígonos simples: un conjunto de vértices y aristas, pero con la singular característica de que sus aristas son paralelas a cualquiera de los ejes cartesianos X e Y. Poligonal Se denomina línea poligonal al conjunto ordenado de segmentos tales que, el extremo de uno de ellos coincide con el origen del segmento que le sigue. Un polígono está conformado por una línea poligonal cerrada. 3.4.2 Perímetros y áreas. Perímetro El perímetro es la suma de todos los lados de la figura En matemáticas, pertenece al conjunto , es decir, es unidimensional, a diferencia de la superficie que contiene, que pertenece a . Aplicaciones prácticas El perímetro y el área son magnitudes fundamentales en la determinación de un polígono o una figura geométrica; se utiliza para calcular la frontera de un objeto, tal como una valla. El área se utiliza cuando queremos obtener la superficie interior de un perímetro que se desea cubrir con algo, tal como césped o fertilizantes. En el uso militar, el término perímetro define una área geográfica de importancia, como una instalación física o trabajo de la defensiva, pero también puede referirse a una estructura teórica como una defensa completa formada por un grupo pequeño de soldados, el propósito de que es protección mutua de nosotros en lugar de la defensa de territorio real. Polígonos Lógicamente, el perímetro de un polígono se calcula sumando las longitudes de todos sus lados. Así pues, la fórmula para los triángulos es: , donde , y son las longitudes de cada lado. Para los cuadriláteros, la ecuación es . Para los polígonos regulares, o equiláteros: , donde es el número de lados y es la longitud del lado. Área Área es la extensión o superficie comprendida dentro de una figura (de dos dimensiones), expresada en unidades de medida denominadas superficiales. Para superficies planas el concepto es intuitivo. Cualquier superficie plana de lados rectos puede triangularse y se puede calcular su área como suma de sus triángulos. Sin embargo, para calcular el área de superficies curvas se requiere introducir métodos de geometría diferencial. Para poder definir el área de una superficie en general –que es un concepto métrico–, se tiene que haber definido un tensor métrico sobre la superficie en cuestión: cuando la superficie está dentro de un espacio euclídeo, la superficie hereda una estructura métrica natural inducida por la métrica euclídea. Área de figuras planas Área de un triángulo El área de un triángulo se calcula mediante la siguiente fórmula:3 donde l es cualquiera de los lados y h es la altura correspondiente a ese lado. Si el triángulo es equilátero, de lado a, su área está dada por Área de un cuadrilátero El rectángulo es un paralelogramo cuyos ángulos son todos de 90º; el área sería la multiplicación de dos de sus lados contiguos a y b:4 El Rombo, cuyos 4 lados son iguales, tiene su área dada por el semiproducto de sus dos diagonales: El cuadrado es el polígono regular de cuatro lados, es a la vez un rectángulo y un rombo, por lo que su área puede ser calculada de la misma manera que la de estos dos. En particular, dado que sus lados son iguales, se usa la fórmula:5 Los paralelogramos en general tienen su área dada por el producto uno de sus lados y su altura respectiva:6 El trapecio (que tiene dos lados paralelos entre sí y dos lados no paralelos) cuya área viene dada por la media aritmética de sus lados paralelos multiplicado por la distancia entre ellos (altura):7 Área del círculo y la elipse El área de un círculo, o la delimitada por una circunferencia, se calcula mediante la siguiente expresión matemática:8 El área delimitada por una elipse es similar y se obtiene como producto del semieje mayor por el semieje menor multiplicados por π: Unidades de medida de superficies Sistema métrico (SI) Múltiplos: kilómetro cuadrado: 106 metros cuadrados hectárea: 104 metros cuadrados Area: 10² metros cuadrados Unidad básica: metro cuadrado: unidad derivada del SI Submúltiplos: centímetro cuadrado: 10−4 metros cuadrados barn: 10−28 metros cuadrados Sistema inglés de medidas 3.5 pulgada cuadrada pie cuadrado yarda cuadrada acre Sólidos 3.5.1 Características de los poliedros. Poliedro Un poliedro en el sentido dado por la Geometría clásica al término, un cuerpo geométrico cuyas caras son planas que encierran un volumen finito. Los poliedros se conciben como cuerpos tridimensionales, pero hay semejantes topológicos del concepto en cualquier dimensión. Así, el polígono es el semejante topológico de dos dimensiones del poliedro; y el polícoro el de cuatro dimensiones. Todas estas formas son conocidas como politopos; por lo que podemos definir un poliedro como un politopo tridimensional. Elementos notables de un poliedro En un poliedro cualquiera podemos distinguir los siguientes tres elementos notables principales: Sus caras, que son las porciones de plano que limitan el cuerpo, tienen forma de polígonos. Sus aristas, que son los segmentos en los que se encuentran dos caras. Sus vértices, que son los puntos del poliedro en los que se reúnen tres o más aristas. El orden de un vértice es el número de caras (o aristas) que concurren en él. Asimismo, también podemos hablar de: Sus diagonales, que son los segmentos que unen vértices no consecutivos del poliedro (aquellos que no están unidos entre sí por una arista). Podemos llamar arista a la intersección de dos y sólo dos caras del poliedro Criterios de clasificación de los poliedros Los poliedros pueden ser clasificados en muchos grupos según la familia de donde provienen o de las características que los diferencian; según sus características, se distinguen: Convexos como el cubo, o el tetraedro, cuando cualquier par de puntos del espacio que estén dentro del cuerpo los une un segmento de recta también interno. En el caso que dicho segmento se salga del cuerpo se dice Poliedros cóncavos, como es el caso del Toroide facetado y los Sólidos de Kepler-Poinsot Poliedro de caras regulares cuando todas las caras del poliedro son polígonos regulares. Poliedro de caras uniformes cuando todas las caras son iguales. Se dice Poliedro de aristas uniformes cuando en todas sus aristas se reúnen el mismo par de caras. Se dice Poliedro de vértices uniformes cuando en todos los vértices del poliedro convergen el mismo número de caras y en el mismo orden. Se dice Poliedro regular o regular y uniforme, como el Tetraedro o el Icosaedro cuando es de caras regulares, de caras uniformes de vértices uniformes y de aristas uniformes. 3.5.2 Volumen El volumen es una medida que se define como los demás conceptos métricos a partir de una distancia. En matemática el volumen de un cuerpo, es la medida que se le asocia al espacio que ocupa un cuerpo. 3.6 Círculos 3.6.1 Rectas, segmentos y ángulos Círculo Un círculo, en geometría, es el conjunto de los puntos de un plano que se encuentran contenidos en una circunferencia. Es el lugar geométrico de los puntos del plano cuya distancia a otro punto fijo, llamado centro, es menor o igual que la longitud del radio. En castellano, la palabra círculo tiene varias acepciones, la primera1 : una superficie geométrica plana contenida dentro de una circunferencia con área definida; mientras que se denomina circunferencia a la curva geométrica plana, cerrada, cuyos puntos son equidistantes del centro, y sólo posee longitud. "Aunque ambos conceptos están relacionados, no debe confundirse la circunferencia (línea curva) con el círculo (superficie)." Usos del término círculo En lenguaje coloquial, a veces, se utiliza la palabra círculo como sinónimo de circunferencia. En castellano, en la gran mayoría de los textos de matemática círculo significa superficie plana limitada por una circunferencia. En cartografía se utiliza el término círculo como sinónimo de circunferencia, en expresiones tales como círculo polar ártico. Se suele utilizar el término geométrico disco, asociado al concepto círculo, en textos de topología, una rama de las matemáticas. En algunos textos de topología que, normalmente, son traducciones del inglés, se utiliza círculo como sinónimo de circunferencia. En inglés, la palabra circle expresa el concepto de circunferencia (curva cerrada plana equidistante del centro), mientras que circumference 7 significa perímetro del círculo (la longitud de la circunferencia). Sin embargo, disk se asocia al concepto de círculo (superficie plana limitada por una circunferencia). Elementos del círculo El círculo, la circunferencia, y sus elementos principales. El círculo comparte con la circunferencia que lo delimita los siguientes elementos: Puntos Centro del círculo, que se corresponde con el centro de la circunferencia, del cual equidistan todos los puntos de esta. Rectas y segmentos Radio: es el segmento que une el centro y un punto de la circunferencia perimetral. Diámetro: es el mayor segmento inscrito; pasa por el centro y divide al círculo dos semicírculos; es la mayor de las cuerdas de la circunferencia perimetral. Cuerda: es el segmento que une los extremos de un arco. Recta secante: es la recta que corta al círculo en dos partes de diferente área. Recta tangente: es la recta que toca al círculo en un solo punto; es perpendicular al radio cuyo extremo es el punto de tangencia. Recta exterior: es aquella recta que no toca ningún punto del círculo. Curvas Un círculo contiene infinitas circunferencias, siendo la más característica aquella que lo delimita, la circunferencia de radio máximo. Superficies El círculo también puede compartir con la circunferencia exterior los siguientes elementos: los arcos y sus cuerdas. Sector circular: es la superficie delimitada por un arco y los dos radios que contienen sus extremos. Segmento circular: es la superficie limitada por un arco y su cuerda. Semicírculo: es la superficie limitada por un diámetro y media circunferencia. Corona circular: es el espacio comprendido entre dos circunferencias concéntricas. Ángulos Existen diversos tipos de ángulos singulares en un círculo. Cuando un ángulo tiene su vértice en el centro del círculo, recibe el nombre de ángulo central, mientras que cuando los extremos y el vértice están sobre el círculo el ángulo se denomina inscrito. Un ángulo formado por una cuerda y una recta tangente se denomina semi-inscrito. En un círculo de radio unidad, la amplitud de un ángulo central coincide con la longitud del arco que subtiende, medido en radianes. Así, un ángulo central recto mide π/2 radianes, y la longitud del arco es π/2 si el radio es la unidad; si el radio mide r, el arco medirá r x π/2. La longitud de un arco de ángulo central α, dado en grados sexagesimales, medirá 2π x r x α / 360. Un ángulo inscrito mide la mitad del arco que subtiende, sin importar la posición del vértice. Un ángulo semi-inscrito mide la mitad del arco que se encuentra entre la cuerda y la tangente. Área del círculo Un círculo de radio , tendrá un área: ; en función del radio (r). o ; en función del diámetro (d), pues o ; en función de la longitud de la circunferencia máxima (C), pues la longitud de dicha circunferencia es: Área del círculo como superficie interior del polígono de infinitos lados El área del círculo: , se deduce, sabiendo que la superficie interior de cualquier polígono regular es igual al producto del apotema por el perímetro del polígono dividido entre 2, es decir: . Considerando la circunferencia como el polígono regular de infinitos lados, entonces, el apotema coincide con el radio de la circunferencia, y el perímetro con la longitud, por tanto: 3.7 Trigonometría 3.7.1 Razones trigonométricas: seno, coseno y tangente. Trigonometría La trigonometría es una rama de la matemática, cuyo significado etimológico es "la medición de los triángulos". La trigonometría es la rama de las matemáticas que estudia las relaciones entre los ángulos y los lados de los triángulos. Para esto se vale de las razones trigonométricas, las cuales son utilizadas frecuentemente en cálculos técnicos. En términos generales, la trigonometría es el estudio de las funciones seno, coseno; tangente, cotangente; secante y cosecante. Interviene directa o indirectamente en las demás ramas de la matemática y se aplica en todos aquellos ámbitos donde se requieren medidas de precisión. La trigonometría se aplica a otras ramas de la geometría, como es el caso del estudio de las esferas en la geometría del espacio. Posee numerosas aplicaciones: las técnicas de triangulación, por ejemplo, son usadas en astronomía para medir distancias a estrellas próximas, en la medición de distancias entre puntos geográficos, y en sistemas de navegación por satélites. Unidades angulares En la medida de ángulos, y por tanto en trigonometría, se emplean tres unidades, si bien la más utilizada en la vida cotidiana es el Grado sexagesimal, en matemáticas es el Radián la más utilizada, y se define como la unidad natural para medir ángulos, el Grado centesimal se desarrolló como la unidad más próxima al sistema decimal, se usa en topografía, arquitectura o en construcción. Radián: unidad angular natural en trigonometría, será la que aquí utilicemos, en una circunferencia completa hay 2π radianes. Grado sexagesimal: unidad angular que divide una circunferencia en 360º. Razones trigonométricas El triángulo ABC es un triángulo rectángulo en C; lo usaremos para definir las razones seno, coseno y tangente, del ángulo , correspondiente al vértice A, situado en el centro de la circunferencia. El seno (abreviado como sen, o sin por llamarse "sinus" en latín) es la razón entre el cateto opuesto sobre la hipotenusa, El coseno (abreviado como cos) es la razón entre el cateto adyacente sobre la hipotenusa, La tangente (abreviado como tan o tg) es la razón entre el cateto opuesto sobre el cateto adyacente, Razones trigonométricas recíprocas Se definen la cosecante, la secante y la cotangente, como las razones recíprocas al seno, coseno y tangente, del siguiente modo: cosecante: (abreviado como csc o cosec) es la razón recíproca de seno, o también su inverso multiplicativo: secante: (abreviado como sec) es la razón recíproca de coseno, o también su inverso multiplicativo: cotangente: (abreviado como cot o cta) es la razón recíproca de la tangente, o también su inverso multiplicativo: Normalmente se emplean las relaciones trigonométricas seno, coseno y tangente, y salvo que haya un interés especifico en hablar de ellos o las expresiones matemáticas se simplifiquen mucho, los términos cosecante, secante y cotangente no suelen utilizarse. Funciones trigonométricas inversas En trigonometría, cuando el ángulo se expresa en radianes (dado que un radián es el arco de circunferencia de longitud igual al radio), suele denominarse arco a cualquier cantidad expresada en radianes; por eso las funciones inversas se denominan con el prefijo arco, así si: y es igual al seno de x, la función inversa: x es el arco cuyo seno vale y, o también x es el arcoseno de y. si: y es igual al coseno de x, la función inversa: x es el arco cuyo coseno vale y, que se dice: x es el arcocoseno de y. si: y es igual al tangente de x, la función inversa: x es el arco cuya tangente vale y, ó x es igual al arcotangente de y. 4. Presentación y tratamiento de la información 4.1 Lectura, elaboración e interpretación de tablas y gráficas construidas a partir de fenómenos de las ciencias naturales y sociales. 4.2 Medidas descriptivas 4.2.1 Uso de porcentajes como índices o indicadores. 4.2.2 Cálculo de media, mediana y moda. Media Media o promedio es una medida de tendencia central que resulta al efectuar una serie determinada de operaciones con un conjunto de números y que, en determinadas condiciones, puede representar por sí solo a todo el conjunto». Existen distintos tipos de medias, tales como la media geométrica, la media ponderada y la media armónica aunque en el lenguaje común, el término se refiere generalmente a la media aritmética. Ejemplos de medias Media aritmética La media aritmética es un promedio estándar que a menudo se denomina "promedio". Por ejemplo, la media aritmética de 34, 27, 45, 55, 22, 34 (seis valores) es de: (34+27+45+55+22+34)/6 = 217/6 ≈ 36.167. Mediana Mediana es el valor de la variable que deja el mismo número de datos antes y después que él, una vez ordenados estos. De acuerdo con esta definición el conjunto de datos menores o iguales que la mediana representarán el 50% de los datos, y los que sean mayores que la mediana representarán el otro 50% del total de datos de la muestra. La mediana coincide con el percentil 50, con el segundo cuartil y con el quinto decil. Ejemplo( N impar) Las calificaciones en la asignatura de Matemáticas de 39 alumnos de una clase viene dada por la siguiente tabla (debajo): Calificaciones 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Número de alumnos 2 2 4 5 8 9 3 4 2 Por tanto la mediana será el valor de la variable que ocupe el vigésimo lugar.En este ejemplo, Me = 5 puntos, la mitad de la clase ha obtenido un 5 o menos, y la otra mitad un 5 o más. Ejemplo ( "N" par ) Las calificaciones en la asignatura de Matemáticas de 38 alumnos de una clase viene dada por la siguiente tabla (debajo): Calificaciones 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Número de alumnos 2 2 4 5 6 9 4 4 2 Con lo cual la mediana será la media aritmética de los valores de la variable que ocupen el decimonoveno y el vigésimo lugar. En el ejemplo el lugar decimonoveno lo ocupa el 5 y el vigésimo el 6 con lo que Me = (5+6)/2 = 5,5 puntos, la mitad de la clase ha obtenido un 5,5 o menos y la otra mitad un 5,5 o más Moda Moda es el valor que cuenta con una mayor frecuencia en una distribución de datos. Hablaremos de una distribución bimodal de los datos, cuando encontremos dos modas, es decir, dos datos que tengan la misma frecuencia absoluta máxima. Una distribución trimodal de los datos es en la que encontramos tres modas. Si todas las variables tienen la misma frecuencia diremos que no hay moda. 5.Probabilidad La probabilidad mide la frecuencia con la que se obtiene un resultado (o conjunto de resultados) al llevar a cabo un experimento aleatorio, del que se conocen todos los resultados posibles, bajo condiciones suficientemente estables. 5.1 Cálculo y expresión de la probabilidad de un evento como una fracción, un decimal y un porcentaje. Probabilidad discreta Este tipo de probabilidad, es aquel que puede tomar sólo ciertos valores diferentes que son el resultado de la cuenta de alguna característica de interés. Física 1. Medición 1.1 Conceptos: medición, magnitud y unidad. Medición: Es comparar una magnitud con otra de la misma especie llamada unidad o base de comparación. Magnitud: Es todo aquello que se puede medir. Unidad: Es el valor de referencia cuantificado que se determina a una magnitud de medida dentro de un patrón numérico establecido. 1.2 Tipos de magnitudes. 1.2.1 Fundamentales y derivadas. Fundamentales: Son aquellas que tienen como patrón de medida unidades fundamentales y no son derivadas de ninguna otra magnitud, éstas son: Longitud, masa tiempo, intensidad de la corriente eléctrica, temperatura, intensidad luminosa y cantidad de sustancia. Derivadas: Son aquellas que surgen de la unión de dos o más magnitudes fundamentales, algunos ejemplos son: trabajo, fuerza, presión, potencia, resistencia eléctrica, inducción magnética, potencial eléctrico, energía cinética y potencial, frecuencia, longitud de onda, etc. En general son todas aquellas que no se encuentran contenidas en las fundamentales. 1.2.2 Escalares y vectoriales. Magnitudes escalares: Son aquellas en las que su cantidad se representa, con un solo número o valor. Ejemplos: longitud, masa, tiempo, etc. Magnitudes vectoriales: Son aquellas que su cantidad se expresa con un valor, sentido y dirección, o sea, tridimensional. Ejemplos: velocidad, aceleración, fuerza, etc. 1.3 Tipos de unidades: fundamentales y derivadas. Definiciones de las unidades fundamentales Kelvin (K). Unidad de temperatura termodinámica. Definición: un kelvin es la temperatura termodinámica correspondiente a la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Segundo (s). Unidad de tiempo. Definición: el segundo es la duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133. Metro (m). Unidad de longitud. Definición: un metro es la longitud de trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299 792 458 de segundo. Kilogramo (kg). Unidad de masa. Definición: un kilogramo es una masa igual a la almacenada en un prototipo. Amperio (A). Unidad de intensidad de corriente eléctrica. Definición: un amperio es la intensidad de una corriente constante que manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 2•10-7 newton por metro de longitud. Mol (mol). Unidad de cantidad de sustancia. Definición: un mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Cuando se emplea el mol, es necesario especificar las unidades elementales, que pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas o grupos especificados de tales partículas. Candela (cd). Unidad de intensidad luminosa. Definición: una candela es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540•1012 hercios y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 vatios por estereorradián. Unidades derivadas Con esta denominación se hace referencia a las unidades utilizadas para expresar magnitudes físicas que son resultado de combinar magnitudes físicas tomadas como básicas. El concepto no debe confundirse con los múltiplos y submúltiplos, los que son utilizados tanto en las unidades básicas como en las unidades derivadas, sino que debe relacionarse siempre a las magnitudes que se expresan. Si estas son longitud, masa, tiempo, intensidad de corriente eléctrica, temperatura, cantidad de sustancia o intensidad luminosa, se trata de una magnitud básica, y todas las demás son derivadas. Ejemplos de unidades derivadas Unidad de volumen o metro cúbico, resultado de combinar tres veces la longitud, una de las magnitudes básicas. Unidad de densidad o cantidad de masa por unidad de volumen, resultado de combinar la masa (magnitud básica) con el volumen (magnitud derivada). Se expresa en kilogramos por metro cúbico y no tiene nombre especial. Unidad de fuerza, magnitud que se define a partir de la segunda ley de Newton (fuerza=masa × aceleración). La masa es una de las magnitudes básicas pero la aceleración es derivada. Por tanto, la unidad resultante (kg • m • s-2) es derivada. Esta unidad derivada tiene nombre especial, newton.1 Unidad de energía, que por definición es la fuerza necesaria para mover un objeto en una distancia de un metro, es decir fuerza por distancia. Su nombre es el julio (unidad) (joule en inglés) y su símbolo es J. Por tanto, J=N • m. En cualquier caso, siempre es posible establecer una relación entre las unidades derivadas y las básicas mediante las correspondientes ecuaciones dimensionales. 1.4 Sistema internacional de unidades (SI) Sistema Internacional de Unidades El Sistema Internacional de Unidades (abreviado SI del francés: Le Système International d'Unités), también denominado Sistema Internacional de Medidas, es el nombre que recibe el sistema de unidades que se usa en la mayoría de los países y es la forma actual del sistema métrico decimal. El SI también es conocido como «sistema métrico», especialmente en las naciones en las que aún no se ha implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesos y Medidas, que inicialmente definió seis unidades físicas básicas. En 1971 se añadió la séptima unidad básica, el mol. Se usa para que todo el mundo pueda expresar lo mismo, tener las mismas unidades de medidas y no tener una por pais, region, etc. Una de las principales características, que constituye la gran ventaja del SI, es que sus unidades están basadas en fenómenos físicos fundamentales. La única excepción es la unidad de la magnitud masa, el kilogramo, que está definida como «la masa del prototipo internacional del kilogramo» o aquel cilindro de platino e iridio almacenado en una caja fuerte de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas. Las unidades del SI son la referencia internacional de las indicaciones de los instrumentos de medida y a las que están referidas a través de una cadena ininterrumpida de calibraciones o comparaciones. Esto permite alcanzar la equivalencia de las medidas realizadas por instrumentos similares, utilizados y calibrados en lugares apartados y por ende asegurar, sin la necesidad de ensayos y mediciones duplicadas, el cumplimiento de las características de los objetos que circulan en el comercio internacional y su intercambiabilidad. Desde el 2006 se está unificando el SI con la norma ISO 31 para formar el Sistema Internacional de Magnitudes (ISO/IEC 80000). Hasta mayo del 2008 ya se habían publicado 7 de las 14 partes de las que consta. Unidades básicas El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas. Son las unidades utilizadas para expresar las magnitudes físicas definidas como básicas, a partir de las cuales se definen las demás: Magnitud física básica Símbolo dimensional Símbolo de la Unidad Unidad básica Observaciones Longitud L metro m Se define en función de la velocidad de la luz Tiempo T segundo s Se define en función del tiempo atómico kg Es la masa del «cilindro patrón» custodiado en Sevres (Francia). Masa M kilogramo Intensidad de corriente eléctrica I amperio A Se define a partir de la fuerza magnética Temperatura Θ kelvin K Se define a partir de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Cantidad de sustancia N mol mol Véase también número de Avogadro cd Véase también conceptos relacionados: lumen, lux e iluminación física Intensidad luminosa J candela Las unidades básicas tienen múltiplos y submúltiplos, que se expresan mediante prefijos. Así, por ejemplo, la expresión «kilo» indica ‘mil’ y, por lo tanto, 1 km son 1000 m, del mismo modo que «mili» indica ‘milésima’ y, por ejemplo, 1 mA es 0,001 A. Con esta denominación se hace referencia a las unidades utilizadas para expresar magnitudes físicas que son resultado de combinar magnitudes físicas tomadas como básicas. El concepto no debe confundirse con los múltiplos y submúltiplos, los que son utilizados tanto en las unidades básicas como en las unidades derivadas, sino que debe relacionarse siempre a las magnitudes que se expresan. Si estas son longitud, masa, tiempo, intensidad de corriente eléctrica, temperatura, cantidad de sustancia o intensidad luminosa, se trata de una magnitud básica, y todas las demás son derivadas. ] Hertz o Hercio (Hz). Unidad de frecuencia. Definición: un hercio es un ciclo por cada segundo. Newton (N). Unidad de fuerza. Definición: un newton es la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1 m/s2 a un objeto cuya masa es de 1 kg. Pascal (Pa). Unidad de presión. Definición: un pascal es la presión que ejerce una fuerza de 1 newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado normal a la misma. Julio (J). Unidad de energía, trabajo y calor. Definición: un julio es el trabajo producido por una fuerza de 1 newton, cuyo punto de aplicación se desplaza 1 metro en la dirección de la fuerza. En términos eléctricos, un julio es el trabajo realizado por una diferencia de potencial de 1 voltio y con una intensidad de 1 amperio durante un tiempo de 1 segundo. Vatio (W). Unidad de potencia. Definición: un vatio es la potencia que da lugar a una producción de energía igual a 1 julio por segundo. En términos eléctricos, un vatio es la potencia producida por una diferencia de potencial de 1 voltio y una corriente eléctrica de 1 amperio. Culombio (C). Unidad de carga eléctrica. Definición: un culombio es la cantidad de electricidad transportada en un segundo por una corriente de un amperio de intensidad. Voltio (V). Unidad de potencial eléctrico y fuerza electromotriz. Definición: la diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente con una intensidad de un amperio utiliza un vatio de potencia. Ohmio (Ω). Unidad de resistencia eléctrica. Definición: un ohmio es la resistencia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 voltio aplicada entre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una corriente de intensidad 1 amperio, cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor. Radián (rad). Unidad de ángulo plano. Definición: un radián es el ángulo que limita un arco de circunferencia cuya longitud es igual al radio de la circunferencia. Grado Celsius (°C). Unidad de temperatura termodinámica. La magnitud de un grado Celsius (1 °C) es igual a la de un kelvin. Definición: en kélvines. , donde t es la temperatura en grados Celsius y T 1.4.1 Conversión de unidades. 1.5 Tabulación y gráfica de dos magnitudes 2. Materia 2.1 Concepto Materia: Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio. 2.2 Propiedades, clasificación y gráficas. 2.2.1 Generales: masa, peso y volumen. La masa, en física, es la magnitud que cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo. La unidad de masa, en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una cantidad escalar y no debe confundirse con el peso, que es una fuerza. El peso, en física, es la medida de la fuerza que ejerce la gravedad sobre la masa de un cuerpo. Normalmente, se considera respecto de la fuerza de gravedad terrestre. El peso depende de la intensidad del campo gravitatorio, de la posición relativa de los cuerpos y de la masa de los mismos. En las proximidades de la Tierra, todos los objetos son atraídos por el campo gravitatorio terrestre, siendo sometidos a una fuerza constante, que es el peso, imprimiéndoles un movimiento de aceleración, si no hay otras circunstancias que lo impidan Volumen, es una magnitud definida como el espacio ocupado por un cuerpo. 2.2.2 Características: densidad, punto de fusión, punto de ebullición, calor especifico y coeficiente de dilatación. Densidad, simbolizada habitualmente por la letra griega y denominada en ocasiones masa específica, es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en términos absolutos o relativos. En términos sencillos, un objeto pequeño y pesado, como una piedra o un trozo de plomo, es más denso que un objeto grande y liviano, como un corcho o un poco de espuma El punto de fusión es la temperatura a la cual el estado sólido y el estado líquido de una sustancia, coexisten en equilibrio térmico, a una presión de 1 atmósfera. Por lo tanto, el punto de fusión no es el pasaje sino el punto de equilibrio entre los estados sólido y líquido de una sustancia dada. Al pasaje se lo conoce como derretimiento. En la mayoría de las sustancias, el punto de fusión y de congelación, son iguales. Pero esto no siempre es así: por ejemplo, el agar se derrite a los 85 °C (185 °F) y se solidifica a partir de los 31 °C a 40 °C (87.8 °F a 104 °F); este proceso se conoce como histéresis. El punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual a la presión del medio que rodea al líquido.1 En esas condiciones se puede formar vapor en cualquier punto del líquido. La temperatura de una sustancia o cuerpo es una medida de la energía cinética de las moléculas. A temperaturas inferiores al punto de ebullición, sólo una pequeña fracción de las moléculas en la superficie tiene energía suficiente para romper la tensión superficial y escapar. El punto de ebullición depende de la masa molecular de la sustancia y del tipo de las fuerzas intermoleculares de esta sustancia. El calor específico o capacidad calorífica específica de una sustancia es una magnitud física que indica la capacidad de un material para almacenar energía interna en forma de calor. De manera formal es la energía necesaria para incrementar en una unidad de temperatura una cantidad de sustancia; usando el SI es la cantidad de julios de energía necesaria para elevar en un 1 K la temperatura de 1 kg de masa. Se la representa por lo general con la letra c. Se necesita más energía calorífica para incrementar la temperatura de una sustancia con un alto valor del calor específico que otra con un valor pequeño. Por ejemplo, se requiere ocho veces más energía para incrementar la temperatura de un lingote de magnesio que para un lingote de plomo de la misma masa. El calor específico es pues una propiedad intensiva, por lo que es representativa de cada sustancia, mientras que la capacidad calorífica, de la cual depende, es una propiedad extensiva y es representativa de cada cuerpo particular.3 Matemáticamente el calor específico es la razón entre la capacidad calorífica de un objeto y su masa. Se denomina coeficiente de dilatación al cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un recipiente experimenta un cambio de temperatura experimentando una dilatación térmica. 2.3 Fases o estados de agregación. 2.3.1 Características de las fases sólida, líquida y gaseosa. Fase sólida: No cambia de forma y su peso o volumen están definidos. Sus moléculas están muy juntas, únicamente vibran alrededor de un punto medio. Fase líquida: Sus fuerzas intermoleculares y de repulsión son iguales, toman la forma del recipiente que los contiene, su peso es definido y la superficie libre de los líquidos en masas pequeñas es plana y horizontal. Fase gaseosa: Sus fuerzas intermoleculares son muy débiles y de repulsión muy grandes, toman la forma del recipiente que los contiene, peso definido, son muy compresibles y elásticos. 2.3.2 Cambios de fase: fusión, ebullición, solidificación, condensación y sublimación. En física y química se denomina cambio de estado a la evolución de la materia entre varios estados de agregación sin que ocurra un cambio en su composición. Los tres estados son sólido, líquido y gaseoso. Se puede ver claramente con el siguiente gráfico: Los dos parámetros de los que depende que una sustancia o se encuentre en un estado o en otro son temperatura y presión. La temperatura es una medida de la energía cinética de las moléculas y átomos de un sustancia. Un aumento de temperatura o una reducción de la presión favorecen la fusión, la evaporación y la sublimación, mientras que un descenso de temperatura o un aumento de presión favorecen los cambios opuestos. 3. Cinemática 3.1 Conceptos de movimiento, sistema de referencia, posición, desplazamiento, trayectoria, velocidad, velocidad media y aceleración. Movimiento: Es el cambio de posición que experimenta un cuerpo en un espacio determinado. Sistema de referencia: Sistema de elementos que sirve para fijar la posición de un cuerpo en movimiento. Posición: Es el lugar donde se encuentra un cuerpo Desplazamiento: Es un cambio de lugar sin importar la trayectoria seguida, o el tiempo que tarda. Trayectoria: Es la línea que une las diferentes posiciones que a medida que pasa el tiempo, va ocupando un punto en el espacio. Velocidad: Distancia que recorre un móvil representada en cada unidad de tiempo. Velocidad media: Promedio de la suma de todas las distancias y tiempos recorridos. Aceleración: Movimiento que realiza un móvil que va aumentando su velocidad uniformemente. 3.2 Tipos de movimientos 3.2.1 Movimiento rectilíneo uniforme. Es aquel que lleva a cabo un cuerpo en línea recta y se dice que es uniforme cuando recorre distancias iguales en tiempos iguales. Un movimiento es rectilíneo cuando describe una trayectoria recta y uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, es decir, su aceleración es nula. Esto implica que la velocidad media entre dos instantes cualesquiera siempre tendrá el mismo valor. Además la velocidad instantánea y media de este movimiento coincidirán. La distancia recorrida se calcula multiplicando la velocidad por el tiempo transcurrido. Esta operación también puede ser utilizada si la trayectoria del cuerpo no es rectilínea, pero con la condición de que la velocidad sea constante. Ya que en realidad no podemos afirmar que algún objeto se encuentre en reposo total. El MRU se caracteriza por: a)Movimiento que se realiza en una sola dirección en el eje horizontal. b)Velocidad constante; implica magnitud y dirección inalterables. c)Las magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez. Este movimiento no presenta aceleración (aceleración=0). 3.2.2 Movimiento uniformemente acelerado Movimiento que realiza un móvil que va aumentando su velocidad uniformemente 3.3 Gráficas de movimientos rectilíneos 3.3.1 Gráfica de distancia vs. Tiempo. 3.3.2 Gráfica de velocidad vs. Tiempo. Evolución de la posición, de la velocidad y de la aceleración de un cuerpo en un movimiento rectilíneo uniforme. 4. Dinámica 4.1 Fuerza 4.1.1 Concepto Fuerza Es la manifestación mecánica de energía que se desprende de la masa por la aceleración del cuerpo. La fuerza se puede definir como una magnitud vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles. Suele ser común hablar de la fuerza aplicada sobre un objeto, sin tener en cuenta al otro objeto con el que está interactuando; en este sentido la fuerza puede definirse como toda acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo (imprimiéndole una aceleración que modifica el módulo, dirección, o sentido de su velocidad), o bien de deformarlo. 4.1.2 Fricción. Es la resistencia que se opone al movimiento relativo entre dos cuerpos. Este tipo de fuerza depende de la fuerza normal y regularmente se conoce como fricción por deslizamiento y se debe a la interacción entre las moléculas de los dos cuerpos, en ocasiones, se le denomina cohesión o adhesión dependiendo de sí los cuerpos son del mismo o diferente material. La fuerza de fricción por deslizamiento se opone al movimiento del cuerpo por lo tanto tiene una dirección opuesta al movimiento del cuerpo por lo tanto tiene una dirección opuesta a la velocidad. Regularmente la fuerza de fricción es constante, por lo que se tienen determinados coeficientes de fricción. 4.2 Leyes de Newton. Primera ley: Todo cuerpo permanecerá en reposo o con velocidad constante y en línea recta, a menos que halla una fuerza que lo perturbe. d= vt Donde d es distancia, v es la velocidad y t es el tiempo Segunda ley: La fuerza neta que obra sobre un cuerpo, es el producto de la masa de dicho cuerpo por la aceleración que le produce F=ma Tercera ley: Al aplicar fuerza a un cuerpo, este reaccionara aplicando otra fuerza, de la misma magnitud, en la misma dirección, pero en sentido contrario. F1=-F2 4.3 Trabajo 4.3.1 Concepto Trabajo: Es una cantidad escalar, que es igual al producto de la componente de la fuerza en la dirección del movimiento del cuerpo por la distancia que recorre el cuerpo. W=Fd 4.3.2 Máquinas simples: aplicaciones y ventajas. Plano inclinado: Máquina simple que consta de una superficie desviada de la horizontal(inclinada), la cual permite subir pesos hasta cierta altura mediante una fuerza. Palanca: Máquina simple que consiste en una barra sostenida que gira en torno a un punto de apoyo, donde en sus extremos actúan la potencia o fuerza y la resistencia. Polea: Es un disco acanalado con un eje en el centro, el cual le permite sostenerse de un soporte. 4.4 Potencia: concepto Potencia: Es el cociente de dividir el trabajo realizado por una fuerza entre el tiempo que se tarda en realizarlo. P=W/t 4.5 Energía 4.5.1 Concepto. Energía: Es todo aquello que produce movimiento. 4.5.2 Energía mecánica: cinética y potencial. Energía cinética: Es la energía que tiene un cuerpo que está en movimiento Ec=mv2/2 Energía potencial: Es la energía que posee un cuerpo debido a su posición, en el caso de su posición respecto al planeta, se tiene: Ep= mgh m= masa g= constante de aceleración = 9.8m/s2 h= altura 4.5.3 Ley de la conservación de la energía en procesos mecánicos. La energía mecánica o térmica no se crea ni se destruye sólo se transforma o intercambia, permaneciendo constante dentro del proceso. 5. Calor y temperatura 5.1 Temperatura 5.1.1 Concepto. Temperatura: Es la medida de la energía cinética media de cada molécula. 5.1.2 Escalas de temperatura. Se conocen cuatro tipos que son: - Celsius: Es la medida de grados de temperatura que toma como base el punto de fusión (0°C) y el punto de ebullición (100°C) del agua a 1 atmósfera. - Fahrenheit: Es la medida en grados Fahrenheit que propone (32°F) para el punto de fusión y (212°F) al punto de ebullición del agua a 1 atmósfera. - Kelvin: Toma como base la temperatura más baja que puede obtenerse (cero absoluto) y corresponde a -273°C = 0°K. - Rankine: Toma como base la temperatura más baja que puede obtenerse en un cuerpo (cero absoluto), pero en este caso la escala será la misma que la de los grados Fahrenheit y corresponde a -460°F = 0°R. 5.2 Calor 5.2.1 Concepto Calor: Es energía en transferencia, de un sistema a otro, si hay diferencia de temperatura. 5.2.2 Formas de transferencia de calor: contacto, convección y radiación. Por contacto en sólidos: se transmite mediante los choques de sus moléculas porque reciben directamente el calor, a esto se le denomina, conductividad térmica. Por radiación: Es la emisión continua de energía radiante de los sistemas calientes, en forma de ondas electromagnéticas. 5.2.3 Dilatación térmica. Ley general de la dilatación térmica lineal: El alargamiento de una varilla al calentarse es directamente proporcional a la elevación de temperatura y al largo inicial de la varilla Dilatación térmica superficial: Es el aumento del área de un cuerpo producido por la elevación de la temperatura Dilatación térmica volumétrica: Es el aumento del volumen de un cuerpo por el aumento de temperatura. 5.2.4 Calor específico: concepto. Calor específico: Es el calor necesario que se aplica a la unidad de masa para que aumente su temperatura 1°C. 5.2.5 Cambios de fase: puntos de fusión y ebullición. Punto de fusión: Es la temperatura a la que cambia una sustancia de su estado sólido a líquido Punto de ebullición: Temperatura a la que cambia una sustancia de su estado líquido a gaseoso. Los factores que modifican la fusión y ebullición son: La presión y las impurezas de la sustancia. La presión influye directamente proporcional, o sea, mayor presión, mayor temperatura de fusión o ebullición y viceversa. Las impurezas pueden subir o bajar los puntos fusión y ebullición, dependiendo de su naturaleza. 5.2.6 Distinción entre calor y temperatura. Ésta radica en que el calor es la suma de toda la energía cinética de las moléculas de un sistema, mientras que la temperatura, es la medida de la energía cinética media de cada molécula en el sistema. 5.3 Fluidos. Son todos aquellos cuerpos que tienen la característica de ser líquidos o gaseosos, tener la forma del recipiente que los contiene y tener viscosidad. 5.3.1 Presión Presión: Es la fuerza ejercida sobre una superficie y se calcula como el cociente entre la fuerza y superficie. 5.3.2 Presión atmosférica y manométrica. Presión atmosférica: es la presión ejercida sobre todos los objetos de la tierra por la capa de varios kilómetros de altura, que envuelve nuestro planeta. 5.3.3 Principio de Pascal. Al aplicar presión exterior en un punto de un fluido confinado en un recinto, la presión en cada punto del mismo aumenta en una cantidad igual a la citada presión exterior, esto quiere decir, que la presión ejercida en un punto es igual en todas direcciones. El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el embolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma presión. También podemos ver aplicaciones del principio de Pascal en las prensas hidráulicas. 5.3.4 Principio de Arquímedes. Todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido, experimenta un empuje hacia arriba, igual al peso del fluido desplazado, en otras palabras, un cuerpo sumergido en un fluido experimenta una pérdida de peso aparente igual al peso del fluido que desaloja. La dirección del empuje, se considera vertical con sentido hacia arriba y aplicado en el centro de gravedad del fluido desplazado. 6. Electrostática 6.1 Carga eléctrica 6.1.1 Concepto. Es el fluido de electrones por medio de los átomos que conforman un conductor que puede ser sólido, líquido o gaseoso. 6.1.2 Tipos de carga. - Los electrones poseen carga eléctrica negativa - Los protones carga eléctrica positiva - Los neutrones no tienen carga eléctrica neta. 6.1 Ley de Coulomb. 6.1.1 Enunciado y expresión matemática. Ley de Coulomb: La fuerza que se ejercen entre dos cargas eléctricas, es directamente proporcional a sus cantidades de electricidad e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que las separa. F= kqq1/r2 K=9x109Nm2/C2 qq1 = cargas del electrón r2 = distancia al cuadrado (m2) F = fuerza (N) 6.1.2 Fuerzas atractivas y repulsivas. La ley de las atracciones y repulsiones o ley de las cargas dice que "Cargas del mismo signo se repelen mientras que cargas de signo contrario se atraen" 6.2 Formas de electrización. Hay tres formas que son: 6.2.1 Inducción Inducción: Es cuando un cuerpo que está cargado eléctricamente, se acerca u otro sin tocarlo ocasionando que se cargue el otro cuerpo, esto sucede siempre y cuando sea un conductor. 6.2.2 Contacto. Contacto: Es cuando un cuerpo que está cargado eléctricamente, toca a un cuerpo ocasionando que se cargue eléctricamente, esto sucede siempre y cuando sea un conductor. 6.2.3 Frotamiento. Frotamiento: Es cuando un cuerpo se frota con otro cuerpo adquiriendo ambos cargarse eléctricamente, esto sucede si ambos son conductores. 7. Corriente eléctrica 7.1 Conceptos de corriente eléctrica, resistencia y voltaje. - Corriente eléctrica: Es el producto de la diferencia de potencial entre dos puntos de un conductor causado por un generador del movimiento de electrones a través de un conductor. - Resistencia: Es la oposición al paso de una corriente eléctrica dentro de un sistema - Voltaje: Es la diferencia de potencial que resulta del producto de la resistencia del circuito por la intensidad de la corriente. 7.2 Tipos de materiales: conductores y aislantes. - Conductores: Son materiales que facilitan el paso de la corriente eléctrica, debido a que tienen una gran cantidad de electrones libres. Todos los metales son buenos conductores, principalmente la plata, cobre, oro y aluminio - Aislantes: Materiales que son malos conductores, ofrecen gran oposición al paso de la corriente eléctrica; los más comunes son. Vidrio, hule, cera, etc. 7.3 Ley de Ohm. La intensidad de la corriente que pasa por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicado a sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia del conductor. I = corriente V = voltaje I = V/R R = resistencia Circuito mostrando la Ley de Ohm: Una fuente eléctrica con una diferencia de potencial V, produce una corriente eléctrica I 7.4 Circuitos. 7.4.1 Serie. Circuito formado pro resistores en serie: Resulta cuando las partes de un circuito, se conectan una a continuación de otra de manera que por todas pase la misma corriente, el resistor en serie siempre será igual al valor de su resistencia. Req = R1+R2+R3+...+ Rn. 7.4.2 Paralelo Circuito formado por resistores en paralelo: Son aquellos circuitos en que sus partes se conectan dé modo que la corriente se divide en varias ramas, los aparatos conectados en paralelo funcionan independientemente unos de otros, en este caso el resistor será igual a: Req-1 = R1-1+R2-1+R3-1+...+Rn-1 Figura 4. Asociaciones generales de resistencias: a) Serie y b) Paralelo. c) Resistencia equivalente 7.5 Relación entre electricidad y magnetismo. Experimento de Oersted Oersted observó que una corriente eléctrica podía producir la desviación de la aguja de una brújula. Si el circuito está abierto y no fluye corriente a través de él, la aguja de la brújula apunta al norte; cuando el interruptor se cierra y fluye corriente en el circuito, la aguja se desvía. Esto indica que la aguja de la brújula es afectada por un campo magnético adicional al de la tierra. 8. Luz y sonido 8.1 Características de las ondas: frecuencia, longitud de onda y velocidad de propagación de una onda. Se denomina ondas a la propagación que experimenta un movimiento a través de un medio. Sus características son: - Longitud de onda: Es la distancia que recorre una onda durante un período determinado, o es igual al producto de la velocidad de propagación por el tiempo o período que transcurre en cada onda. [] = [m] = vt [v] = [m/s] [t] = [s] - Frecuencia: Es el número de oscilaciones completas que efectúa cada partícula en un segundo y esto es inversamente proporcional al tiempo que transcurre por cada oscilación. [f] =1/s o Hz [v] = [m/s] f = 1/t o f = v/ [] = [m] - Período: Es el tiempo que tarda en efectuarse una oscilación completa de cada partícula, o lo que es lo mismo, el tiempo que tarda en pasar una onda completa. T = /v - Velocidad de propagación: Es el cociente que resulta de dividir, la distancia que recorre cada oscilación o su longitud de onda, entre el período que tarda en recorrer dicha distancia. [v] = [m/s] v = /t =f [] = [m] [t] = [s] [f] = [1/s] 8.2 Cualidades del sonido: intensidad, tono y timbre. Son aquellas que determinan la fuerza y forma del sonido, estas son: - Intensidad: Es la cantidad de energía transmitida pro una onda sonora, es mayor mientras mayor sea la amplitud de onda, sus unidades son el decibelio (dB). - Tono: Es la cualidad del sonido que nos permite identificar los sonidos graves de los agudos. Menor frecuencia sonido grave y mayor frecuencia sonido agudo. - Timbre: Es la cualidad que distingue a un sonido de otro, cuando son emitidos por instrumentos diferentes. 8.3 Espectro electromagnético Es al conjunto de ondas electromagnéticas que transmiten un tipo de luz, y se divide en ocho grupos principales. - Ondas largas de radio. - Región ultravioleta - Ondas cortas de radio - Rayos X - Región infrarroja - Rayos gamma - Región visible - Fotones cósmicos 8.4 Propagación de ondas. 8.4.1 Sonido Las ondas de propagación del sonido son del tipo transversal y están compuestas por una onda de compresión y una de enrarecimiento. La física del sonido es estudiada por la acústica, que trata tanto de la propagación de las ondas sonoras en los diferentes tipos de medios continuos como la interacción de estas ondas sonoras con los cuerpos físicos. Propagación del sonido Ciertas características de los fluidos y de los sólidos influyen en la onda de sonido. Es por eso que el sonido se propaga en los sólidos y en los líquidos con mayor rapidez que en los gases. En general cuanto mayor sea la compresibilidad (1/K) del medio tanto menor es la velocidad del sonido. También la densidad es un factor importante en la velocidad de propagación, en general a mayor sea la densidad (ρ), a igualdad de todo lo demás, tanto menor es la velocidad de la propagación del sonido. En los gases, la temperatura influye tanto la compresibilidad como la densidad, de tal manera que el factor de importancia suele ser la temperatura misma. 8.4.2 Luz Las ondas de propagación de la luz son del tipo, longitudinal y transversal. Propagación Una de las propiedades de la luz más evidentes a simple vista es que se propaga en línea recta. Lo podemos ver, por ejemplo, en la propagación de un rayo de luz a través de ambientes polvorientos o de atmósferas saturadas. La óptica geométrica parte de esta premisa para predecir la posición de la luz, en un determinado momento, a lo largo de su transmisión. 8.5 Fenómenos luminosos. 8.5.1 Reflexión Es el retorno a su medio original al incidir sobre una superficie lisa, siguiendo la misma trayectoria que la de una bola de billar cuando rebota. Al incidir la luz en un cuerpo, la materia de la que está constituido retiene unos instantes su energía y a continuación la reemite en todas las direcciones. Este fenómeno es denominado reflexión. Sin embargo, en superficies ópticamente lisas, debido a interferencias destructivas, la mayor parte de la radiación se pierde, excepto la que se propaga con el mismo ángulo que incidió. Ejemplos simples de este efecto son los espejos, los metales pulidos o el agua de un río (que tiene el fondo oscuro). La luz también se refleja por medio del fenómeno denominado reflexión interna total, que se produce cuando un rayo de luz, intenta salir de un medio en que su velocidad es más lenta a otro más rápido, con un determinado ángulo. Se produce una refracción de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejándose completamente. Esta reflexión es la responsable de los destellos en un diamante tallado. 8.5.2 Refracción Desviación o cambio de dirección de un rayo de luz al pasar oblicuamente al pasar de un medio a otro, que provoca distorsión o deformación de imágenes. Este fenómeno se debe al hecho de que la luz se propaga a diferentes velocidades según el medio por el que viaja. El cambio de dirección es mayor, cuanto mayor es el cambio de velocidad, ya que la luz prefiere recorrer las mayores distancias en su desplazamiento por el medio que vaya más rápido. Como la refracción depende de la energía de la luz, cuando se hace pasar luz blanca o policromática a través de un medio no paralelo, como un prisma, se produce la separación de la luz en sus diferentes componentes (colores) según su energía, en un fenómeno denominado dispersión refractiva. Si el medio es paralelo, la luz se vuelve a recomponer al salir de él. Ejemplos muy comunes de la refracción son la ruptura aparente que se ve en un lápiz al introducirlo en agua o el arco iris. 8.5.3 Dispersión Cuando la luz es reflejada difusa e irregularmente, el proceso se denomina dispersión. Gracias a este fenómeno podemos seguir la trayectoria de la luz en ambientes polvorientos o en atmósferas saturadas. El color azul del cielo se debe a la luz del sol dispersada por la atmósfera. El color blanco de las nubes o el de la leche también se debe a la dispersión de la luz por el agua o por el calcio que contienen respectivamente 8.5.4 Composición Newton, con un experimento clásico fue el que inició el conocimiento de lo que es el color Encontrándose en un cuarto completamente cerrado, a oscuras, recibió la luz del sol que penetraba por una rendija, en un prisma de cristal, para que la luz refractada llegara a una pantalla blanca. Entonces, observó que sobre dicha pantalla, se formaba una serie de matices iguales a los que se presentan en el arco iris; rojo, anaranjado, amarillo, verde azul, añil y violeta. Química 1. Objeto de estudio de la química. Es el estudio de la estructura, composición, propiedades y cambios o transformaciones que sufre la materia. 1.1 Relación entre materia, energía y cambio. Existe una relación intrínseca entre materia y energía, debido a que toda materia contiene energía, esto se determina según las leyes siguientes: La energía no se crea ni se destruye sólo se transforma, al igual que la materia, permaneciendo constante en el universo. Por lo que cualquiera de las dos pueden sufrir cambios y mantenerse constante en todo momento. 1.2 Fenómenos físicos y químicos cotidianos. Se denomina fenómeno físico a cualquier suceso natural observable y posible de ser medido con algún aparato o instrumento, donde las sustancias que intervienen en general no cambian, y si cambian, el cambio se produce a nivel subatómico en el núcleo de los átomos intervinientes (reacciones nucleares). No se transforma la materia; es observable a simple vista; se mantiene la misma porción de materia; no se manifiesta energía; es reversible y cambia a nivel subatómico. Ejemplos: cambio de posiciòn de un cuerpo, elasticidad de un cuerpo. Se llama fenómeno químico a los sucesos observables y posibles de ser medidos en los cuales las sustancias intervinientes 'cambian' al combinarse entre sí. A nivel subatómico las reacciones químicas implican una interacción que se produce a nivel de los electrones de los átomos de las sustancias intervinientes. En estos fenómenos, no se conserva la sustancia original, se transforma su materia, manifiesta energía, no se observa a simple vista y son irreversibles en su mayoría. Fenómeno químico: La sustancia sufre modificaciones irreversibles por ejemplo un papel al ser quemado, sigue siendo papel, pero no se puede regresar a su estado original. 2. Materia Se denomina a todo aquello que ocupa un lugar en el espacio 2.1 Estados de agregación de la materia. 2.1.1 Características de sólidos líquidos y gases. - Sólido: Volumen definido, rigidez y forma determinada, movimiento de partículas casi nulo y una gran cohesión entre ellas. - Líquido: Volumen fijo, toma la forma del recipiente que lo contiene, el movimiento de partículas y las fuerzas de cohesión intermedias. - Gaseoso: no tiene forma ni volumen definido, ocupa todo el volumen del recipiente que lo contiene y sus partículas tienen gran energía cinética, sus fuerzas de cohesión son casi nulas. 2.1.2 Cambios de estados de agregación - Fusión: Paso del estado sólido a líquido - Solidificación: Paso de líquido a sólido - Evaporación: Paso de líquido a gaseoso o vapor - Condensación: Paso de vapor a líquido - Licuefacción: Paso de gas a líquido - Sublimación: Paso de estado sólido a gaseoso - Deposición: Paso de estado gaseoso o vapor a sólido 2.2 Conceptos de elemento y compuesto. Elemento, es la menor cantidad de átomos de la misma especie que puede encontrarse en libertad. Compuesto, es la unión de dos o más elementos, que no pueden separarse fácilmente 2.2.1 Mezcla: homogénea y heterogénea. Mezcla: Unión física de dos o más sustancias, las cuales conservan sus propiedades individuales. - Mezclas homogéneas: Son aquellas en que los componentes están distribuidos en forma uniforme. - Mezclas heterogéneas: Son aquellas en que los componentes no están distribuidos uniformemente, o sea que cada uno de los componentes, está en un lugar determinado por su peso y/o densidad. 3. Átomos Es la menor cantidad de un elemento que entra en combinación química y que no puede reducirse a partículas más simples por procedimientos químicos. 3.1 Estructura del átomo. 3.1.1 Modelos atómicos de Dalton y Rutherford. Teoría atómica de Dalton a) Los elementos están constituidos por partículas diminutas e indivisibles, denominados átomos. b) Los átomos del mismo elemento son iguales en masa y tamaño, mientras que en elementos diferentes son distintos en masa y tamaño. c) Los compuestos químicos se forman de dos o más átomos diferentes. d) Los átomos se combinan por y para formar compuestos en relaciones sencillas 1:1, 2:1, 3:1, etc. Además pueden combinarse formando más de un compuesto. Modelo atómico de Rutherford a) Una parte central llamada núcleo, contiene a los protones (+), además, se encuentra casi la totalidad de la masa del átomo. b) Existe una envoltura de cargas eléctricas negativas o electrones que giran alrededor del núcleo en órbitas circulares a manera de satélites. 3.1.2 Características de las partículas subatómicas: electrón, protón y neutrón. - Electrón: Es la subpartícula de carga negativa que se encuentra girando dentro del átomo. - Protón: Es la subpartícula de carga positiva que se localiza dentro del núcleo del átomo, su peso es aproximadamente1837 veces mayor al del electrón. - Neutrón: Se localiza dentro del núcleo, no tiene carga, su peso es similar al del protón. 3.1.3 Número y masa atómica de los elementos. Número atómico de los elementos: Se representa con una Z y se define como el total de cargas positivas que tiene un átomo en el núcleo. Masa atómica de los elementos: Es la suma de los protones y neutrones y se representa con una letra A. 3.1.4 Concepto de valencia. Valencia, también conocida como número de valencia, es una medida de la cantidad de enlaces químicos formados por los átomos de un elemento químico. 3.2 Tabla periódica Es el instrumento en el cual se han enumerado todos los elementos químicos conocidos. 3.2.1 Clasificación periódica de los elementos de Mendeleiev. Mendeleiev, tomó como base la valencia de los elementos estableciendo períodos según aumentara o disminuyera la valencia. Mientras que los elementos del mismo número de valencia formaran grupos. 3.2.2 Aplicaciones de la tabla periódica: número atómico, masa atómica, número de electrones, protones, neutrones, electrones de valencia y cálculo de masas molares. - Número atómico: Es el valor que aparece en la parte superior izquierda del elemento - Masa atómica: Es el valor que aparece en la parte superior derecha del elemento - Número de electrones: regularmente es igual al número atómico, siempre y cuando este en estado normal. - Número de protones: Es igual al número atómico del elemento. - Número de neutrones: Es igual al resultado de la diferencia entre la masa y el número atómico del elemento. - Electrones de valencia: Son los valores con signo positivo y negativo que aparecen en la parte superior derecha pro debajo del valor de la masa atómica. - Cálculo de masas molares: Se realiza por medio de la suma de las masas atómicas de los elementos que aparecen en la tabla periódica. 3.2.3 Símbolos de los primeros 40 elementos químicos 3.2.4 Propiedades físicas de los metales y no metales. Metales: De los 116 elementos 94 son metales, se encuentran en la naturaleza combinados con otros elementos, el oro, la plata, el cobre y el platino se encuentran libres en la naturaleza. Propiedades físicas: Son sólidos menos el mercurio Estructura cristalina Brillo metálico y reflejan la luz Dúctiles y maleables Conductibilidad Punto de fusión y ebullición alto Densidad alta Propiedades químicas: Sus átomos tienen 1, 2 o 3 electrones en su última capa Sus átomos pierden electrones de su última capa, formando iones positivos. Sus moléculas son monoatómicas Se combinan con los no metales formando sales Se combinan con el oxígeno formando óxidos, los cuales al reaccionar con agua forman hidróxidos. Se combinan con otros metales formando aleaciones. No metales 22 elementos son no metales Propiedades físicas: Son sólidos y gaseosos a temperatura ambiente. Excepto el bromo que es líquido No tienen brillo y no reflejan la luz Son malos conductores de calor y electricidad Son sólidos quebradizos, por lo que no son dúctiles ni maleables. Propiedades químicas: Se dividen en dos grupos: gases nobles y no metales. Gases nobles *Sumamente estables Difícilmente forman compuestos con otros elementos. Son malos conductores de calor y electricidad. Son moléculas monoatómicas. Su última capa está completa. 4. Moléculas 4.1 Identificación de formulas químicas: óxidos, ácidos, bases y sales. 4.2 Concepto y cálculo de masa molar La masa molar (símbolo M) de un átomo o una molécula es la masa de un mol de dicha partícula expresada en gramos. Es una propiedad física característica de cada sustancia pura. Sus unidades en química son g/mol 4.3 Enlace químico 4.3.1 Concepto Un enlace químico es el proceso físico responsable de las interacciones atractivas entre átomos y moléculas, y que confiere estabilidad a los compuestos químicos diatómicos y poliatómicos. En general, el enlace químico fuerte está asociado con la compartición o transferencia de electrones entre los átomos participantes. Las moléculas, cristales, y gases diatómicos -o sea la mayor parte del ambiente físico que nos rodea- está unido por enlaces químicos, que determinan la estructura de la materia. 4.3.2 Características del enlace iónico y del covalente. Enlace iónico El enlace iónico es un tipo de interacción electrostática entre átomos que tienen una gran diferencia de electronegatividad. No hay un valor preciso que distinga la ionicidad a partir de la diferencia de electronegatividad, pero una diferencia sobre 2.0 suele ser iónica, y una diferencia menor a 1.5 suele ser covalente. El enlace iónico implica la separación en iones positivos y negativos. Las cargas iónicas suelen estar entre -3e a +3e. Enlace covalente El enlace covalente es un tipo común de enlace, en el que la diferencia de electronegatividad entre los átomos enlazados es pequeña o no existente. Los enlaces en la mayor parte de compuestos orgánicos son descritos como covalentes. Ver enlace sigma y enlace pi para una descripción de CLOA de dicho tipo de enlace. Enlace covalente polar El enlace covalente polar es intermedio en su carácter entre un enlace covalente y un enlace iónico. Los enlaces varían ampliamente en su fuerza. Generalmente, el enlace covalente y el enlace iónico suelen ser descritos como "fuertes", mientras que el enlace de hidrógeno y las fuerzas de Van der Waals son consideradas como "débiles". Debe tenerse cuidado porque los enlaces "débiles" más fuertes pueden ser más fuertes que los enlaces "fuertes" más débiles. 5. Reacciones químicas. 5.1 Concepto y representación Una reacción química o cambio químico es todo proceso químico en el cual una o más sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro. A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas. Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total. Los tipos de reacciones inorgánicas son: Ácido-base (Neutralización), Combustión, Solubilización, Oxidoreducción y Precipitación. Modelos de las reacciones químicas Desde un punto de vista general se pueden postular dos grandes modelos para las Reacciones Químicas: Reacciones ácido-base (sin cambios en los estados de oxidación) y reacciones Redox (con cambios en los estados de oxidación). Sin embargo, podemos estudiarlas teniendo en cuenta que ellas pueden ser: Nombre Descripción Representación Reacción de síntesis Elementos o compuestos sencillos se unen para formar un compuesto más complejo. b+c → bc Reacción de descomposición Un compuesto se fragmenta en elementos o compuestos más sencillos. bc → b+c Reacción de Un elemento reemplaza a otro en un compuesto. c + ab → ac + b desplazamiento simple Reacción de doble desplazamiento 5.2 Los iones en un compuesto cambian lugares con los iones de otro compuesto para formar dos sustancias diferentes. AB + CD → BC + AD Tipos de reacción: descomposición y síntesis Nombre Descripción Representación Reacción de síntesis Elementos o compuestos sencillos se unen para b+c → bc formar un compuesto más complejo. Reacción de descomposición Un compuesto se fragmenta en elementos o compuestos más sencillos. bc → b+c 5.3 Ley de la conservación de la materia y balanceo de ecuaciones químicas por tanteo. Ley de la conservaciòn de la materia: La materia no se crea ni se destruye solo se transforma. Una ecuación química es una descripción simbólica de una reacción química. Muestra las sustancias que reaccionan (reactivos ó reactantes) y las sustancias o productos que se obtienen. También nos indican las cantidades relativas de las sustancias que intervienen en la reacción. Las ecuaciones químicas son el modo de representarlas. Interpretación de una ecuación química Un caso general de ecuación química sería: donde: A, B, C, D, representan los símbolos químicos de las moléculas ó átomos que reaccionan (lado izquierdo) y los que se producen (lado derecho). a, b, c, d, representan los coeficientes estequiométricos, que deben ser ajustados de manera que sean reflejo de la ley de conservación de la masa. La interpretación física de los coeficientes estequiométricos, si estos son números enteros y positivos, puede ser en átomos ó moles: Así, se diría de la ecuación anterior: 1. Cuando "a" átomos (ó moléculas) de A reaccionan con "b" átomos (ó moléculas) de B producen "c" átomos (ó moléculas) de C, y "d" átomos (ó moléculas) de D. 2. Cuando "a" moles de átomos (ó moléculas) de A reaccionan con "b" moles de átomos (ó moléculas) de B producen "c" moles de átomos (ó moléculas) de C, y "d" moles de átomos (ó moléculas) de D. Por ejemplo el hidrógeno (H2) puede reaccionar con oxígeno (O2) para dar agua (H2O). La ecuación química para esta reacción se escribe: El símbolo "+" se lee como "reacciona con", mientras que el símbolo "→" significa "irreversible" o "produce". Para ajustar la ecuación, ponemos los coeficientes estequiométricos. La ecuación está ajustada y puede ser interpretada como 2 mol de moléculas de Hidrógeno reaccionan con 1 mol de moléculas de Oxígeno, produciendo 2 mol del moléculas de Agua. Las fórmulas químicas a la izquierda de "→" representan las sustancias de partida, denominadas reactivos o reactantes; a la derecha de "→" están las fórmulas químicas de las sustancias producidas, denominadas productos. Los números delante de las fórmulas son llamados coeficientes estequiométricos. Estos deben ser tales que la ecuación química esté balanceada, Es decir, que el número de átomos de cada elemento de un lado y del otro sea el mismo. Los coeficientes deben ser enteros positivos, y el uno se omite. En las únicas reacciones que esto no se produce, es en las reacciones nucleares. Adicionalmente, se pueden agregar (entre paréntesis y como subíndice) el estado de cada sustancia participante: sólido (S), líquido (l), acuoso (Ac) O gaseoso (g). En el ejemplo del agua: 5.4 Factores que modifican la velocidad de reacción: temperatura y concentración La velocidad de reacción se define como la cantidad de reactivos que se transforma o producto que se forma por unidad de tiempo.La unidad es molaridad/segundos (M / s). En una reacción química pueden intervenir diversos factores que se encargan de modificar (ya sea aumentando o disminuyendo) la velocidad de la misma.. Estos factores son: 1. Temperatura: A mayor temperatura, mayor velocidad de reacción. La temperatura representa uno de los tipos de energía presente en la reacción. El sentido del flujo de energía entre los miembros de la reacción, determina si esta es exotérmica o endotérmica. 2. Superficie de contacto: A mayor superficie de contacto, mayor velocidad de reacción. La superficie de contacto determina el número de átomos y moléculas disponibles para la reacción. A mayor tamaño de partícula, menor superficie de contacto para la misma cantidad de materia. 3. Estado de agregación: El estado de agregación es el estado en el que se encuentra la materia y depende de sus características físicas y químicas. El estado de agregación que presenta mayor velocidad de reacción es el gaseoso, seguido de las disoluciones y por último los sólidos. 4. Concentración: A mayor concentración, (mayor presencia de moléculas por unidad de volumen), mayor velocidad de reacción de uno de los reactivos. La concentración se refiere a la cantidad de átomos y moléculas presentes en un compuesto o mezcla. 6.Disoluciones Una disolución, es una mezcla homogénea, a nivel molecular de dos o más especies químicas que no reaccionan entre sí; cuyos componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites. Toda disolución está formada por una fase dispersa llamada soluto y un medio dispersante denominado disolvente. También se define disolvente cómo la sustancia que existe en mayor cantidad que el soluto en la disolución y en la cual se disuelve el soluto. Si ambos, soluto y disolvente, existen en igual cantidad (como un 50% de etanol y 50% de agua en una disolución), la sustancia que es más frecuentemente utilizada como disolvente es la que se designa como tal (en este caso, el agua). Una disolución puede estar formada por uno o más solutos y uno o más disolventes. Una disolución será una mezcla en la misma proporción en cualquier cantidad que tomemos (por pequeña que sea la gota), y no se podrán separar por centrifugación ni filtración. Un ejemplo común podría ser un sólido disuelto en un líquido, como la sal o el azúcar disuelto en agua (o incluso el oro en mercurio, formando una amalgama). Se distingue de una suspensión, que es una mezcla en la que el soluto no está totalmente disgregado en el disolvente, sino dispersado en pequeñas partículas. Así, diferentes gotas pueden tener diferente cantidad de una sustancia en suspensión. Mientras una disolución es siempre transparente, una suspensión presentará turbidez, será traslúcida u opaca. Una emulsión será intermedia entre disolución y suspensión. 6.1 Agua como disolvente universal Disolventes polares: Son sustancias en cuyas moléculas la distribución de la nube electrónica es asimétrica; por lo tanto, la molécula presenta un polo positivo y otro negativo separados por una cierta distancia. Hay un dipolo permanente. El ejemplo clásico de solvente polar es el agua. 6.2 Disoluciones: soluto y disolvente Se llama soluto a la sustancia minoritaria (aunque existen excepciones) en una disolución o, en general, a la sustancia de interés. Es una sustancia disuelta en un determinado disolvente. Lo más habitual es que se trate de un sólido que es contenido en una solución líquida (sin que se forme una segunda fase) La solubilidad de un compuesto químico depende en gran medida de su polaridad. En general, los compuestos iónicos y moleculares polares son solubles en disolventes polares como el agua o el etanol; y los compuestos moleculares apolares en disolventes apolares como el hexano, el éter o el tetracloruro de carbono También se le conoce como la sustancia que se disuelve. Un disolvente es una sustancia que permite la dispersión de otra en su seno. Es el medio dispersante de la disolución. Normalmente, el disolvente establece el estado físico de la disolución, por lo que se dice que el disolvente es el componente de una disolución que está en el mismo estado físico que la disolución. También es el componente de la mezcla que se encuentra en mayor proporción. Las moléculas de disolvente ejercen su acción al interaccionar con las de soluto y rodearlas. Se conoce como solvatación. Solutos polares serán disueltos por disolventes polares al establecerse interacciones electrostáticas entre los dipolos. Los solutos apolares disuelven las sustancias apolares por interacciones entre dipolos inducidos. 6.3 Tipos de disoluciones: diluidas, concentradas, saturadas y sobresaturadas Disolución diluída: Es aquella en donde la cantidad de soluto que interviene está en mínima proporción en un volumen determinado. Disolución concentrada: Tiene una cantidad considerable de soluto en un volumen determinado. Disolución insaturada: No tiene la cantidad máxima posible de soluto para una temperatura y presión dados. Disolución saturada: Tienen la mayor cantidad posible de soluto para una temperatura y presión dadas. En ellas existe un equilibrio entre el soluto y el solvente. Disolución sobresaturada: Tienen más soluto del máximo posible para una solución saturada, lo cual puede suceder en ciertas circunstancias. Si se calienta una disolución saturada y se le puede agregar más soluto, y esta solución es enfriada lentamente y no se le perturba, puede retener ese soluto en exceso. Sin embargo, son sistemas inestables, con cualquier perturbación, este soluto en exceso se precipitará y la solución quedará saturada 6.4 Concentración molar 7. Ácidos y bases La primera definición de ácido es la de Robert Boyle, en el siglo XVII. Según Boyle, los ácidos son todas aquellas sustancias que presentan las siguientes propiedades: Poseen un sabor agrio característico. Reaccionan con muchos metales con formación de hidrógeno gaseoso (lo cual no quiere decir que el metal se pueda transformar en un ácido). Sus disoluciones conducen la corriente eléctrica. Enrojecen la tintura de tornasol (morada por defecto). Reaccionan con las bases (neutralización). La mayoría son corrosivos para la piel. Con el mármol producen efervescencia. Con el surgimiento de la química moderna se considera que cualquier compuesto químico que puede ceder protones es un ácido. Un ejemplo es el ácido clorhídrico, de fórmula HCl: HCl → H+ + Cl- (en disolución acuosa) o lo que es lo mismo: HCl + H2O → H3O+ + Cl- El concepto de ácido es el contrapuesto al de base. Para medir la acidez de un medio se utiliza el concepto de pH. La definición inicial de base corresponde a la formulada en 1887 por Svante August Arrhenius. La teoría de Brønsted y Lowry de ácidos y bases, formulada en 1923, dice que una base es aquella sustancia capaz de aceptar un protón (H+). Esta definición engloba la anterior: en el ejemplo anterior, el KOH al disociarse en disolución da iones OH−, que son los que actúan como base al poder aceptar un protón. Esta teoría también se puede aplicar en disolventes no acuosos. Lewis en 1923 amplió aún más la definición de ácidos y bases, aunque esta teoría no tendría repercusión hasta años más tarde. Según la teoría de Lewis una base es aquella sustancia que puede donar un par de electrones. El ion OH−, al igual que otros iones o moléculas como el NH3, H2O, etc., tienen un par de electrones no enlazantes, por lo que son bases. Todas las bases según la teoría de Arrhenius o la de Brønsted y Lowry son a su vez bases de Lewis. Ejemplos de bases de Arrehnius: NaOH, KOH, Al(OH)3. Ejemplos de bases de Brønsted y Lowry: NH3, S2−, HS−. Finalmente, según Boyle, bases son aquellas sustancias que presentan las siguientes propiedades: Poseen un sabor amargo característico. No reaccionan con los metales. Sus disoluciones conducen la corriente eléctrica. Azulean el papel de tornasol. Reaccionan con los ácidos (neutralización) La mayoría son irritantes para la piel. Tienen un tacto jabonoso al contacto con la piel. Algunos ejemplos de bases son: Sosa cáustica (NaOH) Leche de magnesia (Mg(OH)2) El cloro de piscina (hipoclorito de sodio) Antiácidos en general Productos de limpieza Amoníaco (NH3) Jabón y detergente 7.1 Clasificación de Arrhenius La anterior definición corresponde a la formulada por Brønsted y Lowry en 1923, y generaliza la anterior definición de ácidos y bases de Arrhenius en 1887. En la definición de Arrhenius, un ácido es una sustancia que, al disociarse, produce cationeses hidrógeno en disolución acuosa. La definición de Brønsted y Lowry de ácidos y bases también sirve para disoluciones no acuosas; las dos definiciones son muy parecidas en la definición de ácido, pero esta última es mucho más general sobre las bases. En 1923 Gilbert N. Lewis amplió aún más la definición de ácidos y bases, aunque su definición no tendría repercusión hasta años más tarde. Según su definición, un ácido es aquella sustancia que puede aceptar un par de electrones, mientras que una base es aquella sustancia capaz de donarlos. De esta forma, se incluyen sustancias que se comportan como ácidos pero no cumplen la definición de Brønsted y Lowry, y suelen ser denominadas "ácidos de Lewis". Puesto que el protón, según esta definición, es un "ácido de Lewis" (tiene vacío el orbital 1s, en donde alojar el par de electrones), todos los "ácidos de Brønsted-Lowry" son "ácidos de Lewis". 7.2 Ejemplos de ácidos de Brønsted y Lowry: HCl, HNO3, H3PO4. Ejemplos de ácidos de Lewis: Ag+, AlCl3, CO2, SO3. Escala de pH El pH es una medida de la acidez o basicidad de una solución. El pH es la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinada sustancia. La sigla significa "potencial de hidrógeno 7.3 Reacciones de neutralización 8. Oxígeno 8.1 Como componente del aire, oxidante y comburente. Oxígeno El oxígeno es un elemento químico de número atómico 8 y símbolo O. En su forma molecular más frecuente, O2, es un gas a temperatura ambiente. Representa aproximadamente el 20,9% en volumen de la composición de la atmósfera terrestre. Es uno de los elementos más importantes de la química orgánica y participa de forma muy importante en el ciclo energético de los seres vivos, esencial en la respiración celular de los organismos aeróbicos. Es un gas incoloro, inodoro (sin olor) e insípido. Existe una forma molecular formada por tres átomos de oxígeno, O3, denominada ozono cuya presencia en la atmósfera protege la Tierra de la incidencia de radiación ultravioleta procedente del Sol. Un átomo de oxígeno combinado con dos de hidrógeno forman una molécula de agua. En condiciones normales de presión y temperatura, el oxígeno se encuentra en estado gaseoso formando moléculas diatómicas (O2) que a pesar de ser inestables se generan durante la fotosíntesis de las plantas y son posteriormente utilizadas por los animales, en la respiración (ver ciclo del oxígeno). También se puede encontrar de forma líquida en laboratorios. Si llega a una temperatura menor que 219°C, se convierte en un sólido cristalino azul. Su valencia es 2 8.2 Reacciones de combustión Combustión La combustión es una reacción química en la que un elemento combustible se combina con otro comburente (generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso), desprendiendo calor y produciendo un óxido; la combustión es una reacción exotérmica que produce: calor al quemar luz al arder. Es la combinación rápida de un material con el oxigeno, acompañada de un gran desprendimiento de energía térmica y energía luminosa. Aun quemándose, la materia no cambia su compostura química. Los tipos más frecuentes de combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrógeno. El producto de esas reacciones puede incluir monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), agua (H2O) y cenizas. El proceso de destruir materiales por combustión se conoce como incineración. Para iniciar la combustión de cualquier combustible, es necesario alcanzar una temperatura mínima, llamada ignición o de inflamación. Existen dos tipos de combustión, la combustión incompleta y la completa: La combustión incompleta, una combustión se considera una combustión incompleta cuando parte del combustible no reacciona completamente porque el oxígeno no es suficiente. Se reconoce por una llama amarillenta. La combustión completa es cuando todo el carbono de la materia orgánica quemada se transforma en CO2. Se puede reconocer por la llama azul producida por la incineración del material. 9. Fenómenos de óxido-reducción 9.1 Conceptos de oxidación y reducción Reducción-oxidación Las reacciones de reducción-oxidación (también conocidas como reacciones redox) son las reacciones de transferencia de electrones. Esta transferencia se produce entre un conjunto de elementos químicos, uno oxidante y uno reductor (una forma reducida y una forma oxidada respectivamente). Para que exista una reacción redox, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones y otro que los acepte: El reductor es aquel elemento químico que tiende a ceder electrones de su estructura química al medio, quedando con una carga positiva mayor a la que tenía. El oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con carga positiva menor a la que tenía. Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio se convierte en un elemento oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediante lo que se llama un par redox. Análogamente, se dice que cuando un elemento químico capta electrones del medio se convierte en un elemento reducido, e igualmente forma un par redox con su precursor reducido. 9.2 Determinación del número de oxidación La cuantificación de un elemento químico puede efectuarse mediante su número de oxidación. Durante el proceso de oxidación el número de oxidación del elemento químico que se oxida, aumenta. En cambio, durante la reducción, el número de oxidación de la especie que se reduce, disminuye. El número de oxidación es un número entero que representa el número de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un enlace determinado. El número de oxidación: 10. Aumenta si el átomo pierde electrones (el elemento químico que se oxida), o los comparte con un átomo que tenga tendencia a captarlos. Disminuye cuando el átomo gana electrones (el elemento químico que se reduce), o los comparte con un átomo que tenga tendencia a cederlos. Es nulo si el elemento es neutro o está sin combinarse con otro. Química del carbono. La Química Orgánica o Química del carbono es la rama de la química que estudia una clase numerosa de moléculas que contienen carbono formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno, también conocidos como compuestos orgánicos. 10.1 Estructura de los hidrocarburos: alcanos, alquenos y alquinos. Alcanos Los alcanos son hidrocarburos, es decir que tienen sólo átomos de carbono e hidrógeno. La fórmula general para alcanos alifáticos (de cadena lineal) es CnH2n+2, y para cicloalcanos es CnH2n. También reciben el nombre de hidrocarburos saturados. Los "alcanos" son moléculas orgánicas formadas únicamente por átomos de carbono e hidrógeno, sin funcionalización alguna, es decir, sin la presencia de grupos funcionales como el carbonilo (-CO), carboxilo (-COOH), amida (-CON=), etc. Esto hace que su reactividad sea muy reducida en comparación con otros compuestos orgánicos, y es la causa de su nombre no sistemático: parafinas (del latín, poca afinidad). La relación C/H es de CnH2n+2 siendo n el número de átomos de carbono de la molécula (advertir que esta relación sólo se cumple en alcanos lineales o ramificados no cíclicos, por ejemplo el ciclobutano, donde la relación es CnH2n). Todos los enlaces dentro de las moléculas de alcano son de tipo simple o sigma, es decir, covalentes por compartición de un par de electrones en un orbital s, por lo cual la estructura de un alcano sería de la forma: donde cada línea representa un enlace covalente. El alcano más sencillo es el metano con un solo átomo de carbono. Otros alcanos conocidos son el etano, propano y el butano con dos, tres y cuatro átomos de carbono respectivamente. A partir de cinco carbonos, los nombres se derivan de numerales griegos: pentano, hexano, heptano... Los alcanos se obtienen mayoritariamente del petróleo, ya sea directamente o mediante cracking o pirólisis, esto es, rotura de térmica de moléculas mayores. Son los productos base para la obtención de otros compuestos orgánicos. Alquenos El alqueno más simple es el eteno Los alquenos son hidrocarburos que tienen doble enlace carbono-carbono en su molécula, y por eso son denominados insaturados. La fórmula general es CnH2n. Se puede decir que un alqueno no es más que un alcano que ha perdido dos átomos de hidrógeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos. Al igual que ocurre con otros compuestos orgánicos, algunos alquenos se conocen todavía por sus nombres no sistemáticos, en cuyo caso se sustituye la terminación eno sistemática por -ileno, como es el caso del eteno que en ocasiones se llama etileno, o propeno por propileno. Los alquenos cíclicos reciben el nombre de cicloalquenos. Ver también la Producción de Olefinas a nivel industrial. Alquinos El alquino más simple es el acetileno. Los alquinos son hidrocarburos alifáticos con al menos un triple enlace entre dos átomos de carbono. Se trata de compuestos metaestables debido a la alta energía del triple enlace carbono-carbono. Su fórmula general es CnH2n-2 10.2 Estructuras de grupos funcionales: alcohol, aldehído, cetona, éster, éter y ácido carboxílico. Alcohol Grupo hidroxilo, característico de los alcoholes En química se denomina alcoholes a aquellos hidrocarburos saturados, o alcanos que contienen un grupo hidroxilo (-OH) en sustitución de un átomo de hidrógeno enlazado de forma covalente. Los alcoholes pueden ser primarios, secundarios o terciarios, en función del número de átomos de hidrógeno sustituidos en el átomo de carbono al que se encuentran enlazado el grupo hidroxilo. A nivel del lenguaje popular se utiliza para indicar comúnmente una bebida alcohólica, que presenta etanol Aldehído Los aldehídos son compuestos orgánicos caracterizados por poseer el grupo funcional -CHO. Se denominan como los alcoholes correspondientes, cambiando la terminacion -ol por -al : Es decir, el grupo carbonilo H-C=O está unido a un solo radical orgánico. Cetona R1(CO)R2, fórmula general de las cetonas. Una cetona es un compuesto orgánico caracterizado por poseer ungrupo funcional carbonilo. Cuando el grupo funcional carbonilo es el de mayor relevancia en dicho compuesto orgánico, las cetonas se nombran agregando el sufijo -ona al hidrocarburo del cual provienen (hexano, hexanona; heptano, heptanona; etc). También se puede nombrar posponiendo cetona a los radicales a los cuales está unido (por ejemplo: metilfenil cetona). Cuando el grupo carbonilo no es el grupo prioritario, se utiliza el prefijo oxo- (ejemplo: 2-oxopropanal). El grupo funcional carbonilo consiste en un átomo de carbono unido con un doble enlace covalente a un átomo de oxígeno, y además unido a otros dós átomos de carbono. El tener dos átomos de carbono unidos al grupo carbonilo, es lo que lo diferencia de los ácidos carboxílicos, aldehídos, ésteres. Éster Fórmula general de un éster En química, los ésteres son compuestos orgánicos en los cuales un grupo orgánico (simbolizado por R' en este artículo) reemplaza a un átomo de hidrógeno (o más de uno) en un ácido oxigenado. Un ácido oxigenado es un ácido cuyas moléculas poseen un grupo hidroxilo (–OH) desde el cual el hidrógeno (H) puede disociarse como un ion protón (H+). Los ésteres más comunes son los ésteres carboxilados, donde el ácido en cuestión es un ácido carboxílico. Por ejemplo, si el ácido es el ácido acético, el éster es denominado como acetato. Los ésteres pueden también ser formados por ácidos inorgánicos; por ejemplo, el sulfato de dimetilo, es un éster, a veces también llamado "éster dimetílico del ácido sulfúrico". Un ensayo recomendable para detectar ésteres es :la formación de hidroxamatos férricos, fáciles de reconocer ya que son muy coloreados: Éter Metil tert-butil éter o metil terc-butil éter En química orgánica y bioquímica, un éter es un grupo funcional del tipo R-O-R', en donde R y R' son grupos que contienen átomos de carbono, estando el átomo de oxígeno unido y se emplean pasos intermedios: ROH + HOR' → ROR' + H2O Normalmente se emplea el alcóxido, RO-, del alcohol ROH, obtenido al hacer reaccionar al alcohol con una base fuerte. El alcóxido puede reaccionar con algún compuesto R'X, en donde X es un buen grupo saliente, como por ejemplo yoduro o bromuro. R'X también se puede obtener a partir de un alcohol R'OH. RO- + R'X → ROR' + X- Al igual que los ésteres, forman puentes de hidrógeno. Presentan una alta hidrofobicidad, y no tienden a ser hidrolizados. Los éteres suelen ser utilizados como disolventes orgánicos. Suelen ser bastante estables, no reaccionan fácilmente, y es difícil que se rompa el enlace carbono-oxígeno. Normalmente se emplea, para romperlo, un ácido fuerte como el ácido yodhídrico, calentando, obteniéndose dos halogenuros, o un alcohol y un halogenuro. Una excepción son los oxiranos (o epóxidos), en donde el éter forma parte de un ciclo de tres átomos, muy tensionado, por lo que reacciona fácilmente de distintas formas. El enlace entre el átomo de oxígeno y los dos carbonos se forma a partir de los correspondientes orbitales híbridos sp³. En el átomo de oxígeno quedan dos pares de electrones no enlazantes. Los dos pares de electrones no enlazantes del oxígeno pueden interaccionar con otros átomos, actuando de esta forma los éteres como ligandos, formando complejos. Un ejemplo importante es el de los éteres corona, que pueden interaccionar selectivamente con cationes de elementos alcalinos o, en menor medida, alcalinotérreos. Ácido carboxílico Estructura de un ácido carboxílico, donde R es un hidrógeno o un grupo orgánico. Los ácidos carboxílicos constituyen un grupo de compuestos que se caracterizan porque poseen un grupo funcional llamado grupo carboxilo o grupo carboxi (– COOH); se produce cuando coinciden sobre el mismo carbono un grupo hidroxilo (-OH) y carbonilo (C=O). Se puede representar como COOH ó CO2H. 10.3 Estructuras de biomoléculas: carbohidratos, lípidos y proteínas Glúcido Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos (del griego σάκχαρον que significa "azúcar") son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasifican de acuerdo a la cantidad de carbonos o por el grupo funcional que tienen adherido. Son la forma biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía. Otras biomoléculas son las grasas y, en menor medida, las proteínas. El término hidrato de carbono o carbohidrato es poco apropiado, ya que estas moléculas no son átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua, sino que constan de átomos de carbono unidos a otros grupos funcionales químicos. Este nombre proviene de la nomenclatura química del siglo XIX, ya que las primeras sustancias aisladas respondían a la fórmula elemental Cn(H2O)n (donde "n" es un entero=1,2,3... según el número de átomos). De aquí el término "carbono-hidratado" se haya mantenido, si bien posteriormente se vio que otras moléculas con las mismas características químicas no se corresponden con esta fórmula. Además, los textos científicos anglosajones aún insisten en denominarlos carbohydrates lo que induce a pensar que este es su nombre correcto. Del mismo modo, en dietética, se usa con más frecuencia la denominación de carbohidratos. Los glúcidos pueden sufrir reacciones de esterificación, aminación, reducción, oxidación, lo cual otorga a cada una de las estructuras una propiedad especifica, como puede ser de solubilidad. Lípido Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría biomoléculas, compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno, que tienen como característica principal el ser hidrofóbicas o insolubles en agua y sí en disolventes orgánicos como la bencina, el alcohol, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, aunque las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales. Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (triglicéridos), la estructural (fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (esteroides). Características generales Los lípidos son biomoléculas muy diversas; unos están formados por cadenas alifáticas saturadas o insaturadas, en general lineales, pero algunos tienen anillos (aromáticos). Algunos son flexibles, mientras que otros son rígidos o semiflexibles hasta alcanzar casi una total flexibilidad molecular; algunos comparten carbonos libres y otros forman puentes de hidrógeno. La mayoría de los lípidos tiene algún tipo de carácter polar, además de poseer una gran parte apolar o hidrofóbico ("que le teme al agua" o "rechaza al agua"), lo que significa que no interactúa bien con solventes polares como el agua. Otra parte de su estructura es polar o hidrofílica ("que ama el agua" o "que tiene afinidad por el agua") y tenderá a asociarse con solventes polares como el agua; cuando una molécula tiene una región hidrófoba y otra hidrófila se dice que tiene carácter anfipático. La región hidrófoba de los lípidos es la que presenta solo átomos de carbono unidos a átomos de hidrógeno, como la larga "cola" alifática de los ácidos grasos o los anillos de esterano del colesterol; la región hidrófila es la que posee grupos polares o con cargas eléctricas, como el hidroxilo (–OH) del colesterol, el carboxilo (–COO–) de los ácidos grasos, el fosfato (–PO4–) de los fosfolípidos, etc. Proteína Las proteínas son macromoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. El nombre proteína proviene de la palabra griega πρώτα ("prota"), que significa "lo primero" o del dios Proteo, por la cantidad de formas que pueden tomar. Las proteínas desempeñan un papel fundamental en los seres vivos y son las biomoléculas más versátiles y más diversas. Realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las que destacan: estructural (colágeno y queratina), reguladora (insulina y hormona del crecimiento), transportadora (hemoglobina), defensiva (anticuerpos), enzimática, contráctil (actina y miosina). Las proteínas de todo ser vivo están determinadas mayoritariamente por su genética (con excepción de algunos péptidos antimicrobianos de síntesis no ribosomal), es decir, la información genética determina en gran medida qué proteínas tiene una célula, un tejido y un organismo. Las proteínas se sintetizan dependiendo de cómo se encuentren regulados los genes que las codifican. Por lo tanto, son suceptibles a señales o factores externos. El conjunto de las proteínas expresadas en una circunstancia determinada es denominado proteoma. Características Las proteínas son macromoléculas; son biopolímeros, es decir, están constituidas por gran número de unidades estructurales simples repetitivas (monómeros). Debido a su gran tamaño, cuando estas moléculas se dispersan en un disolvente adecuado, forman siempre dispersiones coloidales, con características que las diferencian de las disoluciones de moléculas más pequeñas. Por hidrólisis, las moléculas de proteína se escinden en numerosos compuestos relativamente simples, de masa pequeña, que son las unidades fundamentales constituyentes de la macromolécula. Estas unidades son los aminoácidos, de los cuales existen veinte especies diferentes y que se unen entre sí mediante enlaces peptídicos. Cientos y miles de estos aminoácidos pueden participar en la formación de la gran molécula polimérica de una proteína. Todas las proteínas tienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno y casi todas poseen también azufre. Si bien hay ligeras variaciones en diferentes proteínas, el contenido de nitrógeno representa, por término medio, 16% de la masa total de la molécula; es decir, cada 6,25 g de proteína contienen 1 g de N. El factor 6,25 se utiliza para estimar la cantidad de proteína existente en una muestra a partir de la medición de N de la misma. Las proteínas son largas cadenas de aminoácidos unidas por enlaces peptídicos entre el grupo carboxilo (-COOH) y el grupo amino (-NH2) de residuos de aminoácido adyacentes. La secuencia de aminoácidos en una proteína está codificada en su gen (una porción de ADN) mediante el código genético. Aunque este código genético especifica los 20 aminoácidos "estándar" más la selenocisteína y —en ciertos Archaea— la pirrolisina, los residuos en una proteína sufren a veces modificaciones químicas en la modificación postraduccional: antes de que la proteína sea funcional en la célula, o como parte de mecanismos de control. Las proteínas también pueden trabajar juntas para cumplir una función particular, a menudo asociándose para formar complejos proteicos estables. Biología 1. El mundo vivo y la ciencia que lo estudia 1.1 Objeto de estudio e importancia de la Biología. Objeto de estudio de la biología: Es la explicación de todos los fenómenos que suceden en los seres vivos: su origen, evolución, diversidad, desarrollo, medio ambiente, leyes que los rigen, relaciones entre ellos, etc. Importancia: Radica en la gran gama de conocimientos que aporta a la sociedad en los rubros de: medicina, agricultura, ganadería, pesca, industria alimenticia, salud pública, conservación de los recursos naturales, etc. 1.2 Diferencias entre conocimiento científico y conocimiento empírico. Conocimiento empírico: Es aquel que se obtiene en la practica, en la experiencia personal o transmitida por otras personas Conocimiento científico: Es aquel que señala una serie de fases, que parten con el planteamiento del problema y finaliza con la conclusión o ley. 1.3 Principales características de los seres vivos. Crecimiento: Es el proceso que realizan los seres vivos al aumentar su volumen y tamaño. Reproducción: proceso de multiplicación de los seres vivos para la conservación de la especie. Irritabilidad: Es la capacidad de los seres vivos a responder a estímulos externos o internos del medio. Movimiento: Es el desplazamiento que se origina en los seres vivos con respecto a un punto de referencia. Metabolismo: Es el proceso de nutrición o alimentación en los seres vivos. Organización: Es el conjunto de actividades que cada ser vivo lleva dentro de su cuerpo en relación a sus células, tejidos, órganos, etc. Adaptación: Es el proceso que se lleva a cabo dentro de un ser vivo, para lograr sobrevivir en el medio ambiente que lo rodea. 2. Evolución 2.1 Concepto de evolución y su relación con la diversidad. Es el conjunto de cambios o transformaciones que acontecen en los seres vivos a través del tiempo. Como conjunto de procesos por los que surgen nuevas especies, la evolución es la causa principal de que exista una gran diversidad biológica en los seres vivos. 2.2 Teorías evolutivas: Lamarck y Darwin. En 1809, Jean Baptiste Lamarck, en su obra "Filosofía zoológica", aportó una teoría de la forma de evolución de las especies: La teoría del uso y desuso. Las ideas de Lamarck pueden resumirse así: - El ambiente se transforma continuamente, lo que determina nuevas necesidades en los seres vivos. Lo anterior crea cambios en las costumbres de los animales superiores, que tienden a evolucionar. - En 1859, se publica "El origen de las especies", escrita por Charles Darwin; que sostiene como base fundamental la "selección natural", lo que trajo consigo un choque entre los creacionistas y los darwinistas. Sus puntos principales son: - De todos los seres vivos, nacen más de los que pueden sobrevivir. - Los seres vivos de una misma especie, pueden tener descendientes con ciertas variaciones, esto también aplica en los seres humanos. - Todos los seres vivos, mantienen su lucha constante por sobrevivir. - Los individuos de variaciones afortunadas lograrán sobrevivir y las transmitirán a sus descendientes. 2.3 Procesos evolutivos. 2.3.1 Selección natural. La selección natural es un mecanismo evolutivo que se define como la reproducción diferencial de los genotipos en el seno de una población biológica. En su forma inicial, la teoría de la evolución por selección natural constituye la gran aportación de Charles Darwin (e, independientemente, por Alfred Russell Wallace), fue posteriormente reformulada en la actual teoría de la evolución, la Síntesis moderna. En Biología evolutiva se considera la principal causa del origen de las especies y de su adaptación al medio. La formulación clásica de la selección natural establece que las condiciones de un medio ambiente favorecen o dificultan, es decir, seleccionan la reproducción de los organismos vivos según sean sus peculiaridades. La selección natural fue propuesta por Darwin como medio para explicar la evolución biológica. Esta explicación parte de dos premisas. La primera de ellas afirma que entre los descendientes de un organismo hay una variación aleatoria, no determinista, que es en parte heredable. La segunda premisa sostiene que esta variabilidad puede dar lugar a diferencias de supervivencia y de éxito reproductor, haciendo que algunas características de nueva aparición se puedan extender en la población. La acumulación de estos cambios a lo largo de las generaciones produciría todos los fenómenos evolutivos. La selección natural puede ser expresada como la siguiente ley general, tomada de la conclusión de El origen de las especies: Existen organismos que se reproducen y la progenie hereda características de sus progenitores, existen variaciones de características si el medio ambiente no admite a todos los miembros de una población en crecimiento. Entonces aquellos miembros de la población con características menos adaptadas (según lo determine su medio ambiente) morirán con mayor probabilidad. Entonces aquellos miembros con características mejor adaptadas sobrevivirán más probablemente. Darwin, El Origen de las especies El resultado de la repetición de este esquema a lo largo del tiempo es la evolución de las especies. 2.3.2 Especiación Se denomina especiación a aquellos procesos que conducen a la formación de una nueva especie a partir de una o dos preexistentes. Principales mecanismos de especiación Hibridación Hibridación es el cruce reproductivo entre dos especies distintas que pueden producir individuos viables, que pueden ser o no fértiles. Aunque la hibridación en animales puede ser un proceso natural, lo más frecuente es que esté asociado a alteraciones provocadas por la introducción de nuevas especies por el hombre desde que descubrió la ganadería. Entre las plantas la hibridación es un fenómeno extremadamente común. La introgresión es la penetración de genes de una especie en otra por medio de la hibridación. Los híbridos tienen a derivar, en las sucesivas generaciones, hacia los caracteres de uno de los parentales, pero en el proceso puede quedar fijada la transferencia de algunos genes desde la otra especie. Cladogénesis La cladogénesis o bifurcación es el mecanismo de especiación más importante. Se produce por aislamiento reproductivo de diferentes poblaciones de una especie debido a barreras que pueden ser precigóticas o postcigóticas. Las barreras precigóticas son mecanismos de aislamiento que tienen lugar antes o durante la fecundación, a la que limitan, actúan antes del intercambio gamético. Puede ser por aislamiento ecológico, etológico o mecánico. Las barreras postcigóticas son todas las que atañen a la viabilidad de los individuos producidos, a través de abortos espontáneos, esterilidad del híbrido, muerte prematura, híbridos débiles y enfermizos, etc. Tipos de especiación Especiación alopátrica o alopátrida También llamada especiación geográfica o vicariante, es la especiación gradual que se produce cuando una especie ocupa una gran área geográfica que no permite que los individuos que estén muy alejados puedan cruzarse, debido a barreras geográficas como mares, montañas o desiertos. La separación espacial de dos poblaciones de una especie durante un largo periodo de tiempo da lugar a la aparición de novedades evolutivas en una o en las dos poblaciones debido a que el medio ambiente es distinto en las diferentes zonas geográficas; se detiene el flujo genético entre poblaciones. Especiación simpátrica o simpátrida Es la especiación gradual que ocurre cuando una especie pese a ocupar un mismo territorio geográfico se diversifica en dos subpoblaciones debido a la aparición de Mecanismos de aislamiento reproductivo que impiden el cruce como son: Aislamiento ecológico: dentro de una misma zona geográfica pueden existir diferentes hábitats caracterizados por diferencias de temperatura, luz, humedad, etc. que dificulten el apareamiento. Aislamiento estacional: los organismos pueden madurar sexualmente en diferentes estaciones u horas del día. Aislamiento etológico: se basa en diferencias de comportamiento durante el cortejo y el apareamiento como señales de atracción o apaciguamiento que si fallan provocan la huida o el ataque. Aislamiento mecánico: la cópula es a veces imposible entre individuos de diferentes especies, ya sea por el tamaño incompatible de sus genitales, o por variaciones en la estructura floral. Aislamiento sexual: son mecanismos que impiden la cópula o la fecundación como las diferencias morfológicas de los órganos reproductores o de los gametos. Aislamiento genético: se produce en los cromosomas y por lo tanto en la información genética. Puede ser de dos tipos: 1. Esterilidad de los híbridos: cuando dos especies distintas se aparean, la descendencia puede ser viable, pero estéril. 2. Debilidad de los híbridos: cuando la descendencia de dos especies distintas no es viable y son eliminados antes de llegar a la madurez sexual por selección natural. Especiación parapátrica Se entiende por especiación parapátrica a la evolución del aislamiento reproductivo en poblaciones distribuidas continuamente en el espacio, pero entre las cuales el intercambio o flujo genético es modesto, lo que origina divergencia y un posterior aislamiento reproductivo. Especiación por autopoliploidía Es la especiación espontánea en la que interviene una sola especie que sufre una alteración de la meiosis, con un aumento de los cromosomas poliploidía. Solo son viables los múltiplos de dos en el número de cromosomas (4n, 6n, 8n) y es muy frecuente en los vegetales con la aparición de especies de gran tamaño. Especiación por alopoliploidía Es otra especiación espontánea en la que intervienen dos especies parecidas con el mismo número de cromosomas dando lugar a una descendencia estéril porque los cromosomas no son homólogos. Si durante la gametogénesis de la descendencia se produjera alguna mutación en la meiosis dando lugar a una poliploidía, se obtendrían gametos con número de cromosomas diploide que sólo se podrán fecundar con otros híbridos que hayan sufrido la misma mutación o consigo mismos. 2.3.3 Adaptación Una adaptación biológica es una estructura anatómica, es un proceso fisiológico o un rasgo del comportamiento de un organismo que ha evolucionado durante un período de tiempo mediante selección natural de tal manera que incrementa sus expectativas a largo plazo para reproducirse con éxito. El término adaptación también se utiliza ocasionalmente como sinónimo de selección natural, aunque la mayoría de los biólogos no está de acuerdo con este uso. Es importante tener presente que las variaciones adaptativas no surgen como respuestas al entorno sino como resultado de la deriva genética. Selección natural El concepto fue introducido por Charles Darwin a través de su teoría de selección natural, que describe el desarrollo de las especies como producto de la interacción con el entorno ecológico. Como resultado de esta interacción, tienden a persistir los patrones genéticos que proporcionan a los individuos las características más adecuadas para la supervivencia en el medio ambiente en el cual habitan. Las adaptaciones son mecanismos mediante los cuales los organismos no hacen frente a las tensiones y presiones de muchas cosas. Las especies que se adaptan a su ambiente son capaces de: Obtener aire, agua, comida y nutrientes. Hacer frente a las condiciones físicas como la temperatura, clima y la luz. Defenderse de sus enemigos naturales y predadores. Reproducirse. Responder a los cambios en su entorno. Seguir transmitiendo la característica adquirida de sus progenitores para que la adaptación sea cada vez más constante. Todo lo explicado anteriormente es específicamente aplicado a la biología funcional Tipos de adaptación Hay 3 tipos de adaptación al medio: Morfológica o estructural: Como la sustitución de hojas por espinas en los cactus para evitar la pérdida de agua. Fisiológica o funcional: Como las glándulas de sal en las iguanas marinas para eliminar el exceso de sal en su cuerpo. Etológica o de comportamiento: Como la danza de cortejo de muchas aves, para atraer a la hembra y reproducirse. 3. Seres vivos en el planeta 3.1 Origen de la vida 3.1.1 Generación espontánea Durante mucho tiempo se creyó que la vida surgía de la materia inerte, en una forma espontanea y sin proceso alguno. Fue hasta 1668, que él médico, Francisco Redi, refutó la teoría de la generación espontánea, argumentando: "la vida sólo se origina de la vida". 3.1.2 Panspermia. A principios del siglo XX, el científico Svante Arrhenius, propuso la "teoría de la Panspermia", en la cual determinaba que el origen de la vida era a partir de esporas o bacterias del espacio exterior (cosmozoarios), los cuales se reprodujeron y evolucionaron, creando a todos los seres vivos. 3.1.3 Teoría fisico-química: Oparin-Haldane. El bioquímico ruso Alejandro I. Oparin y J. B. S. Haldane. Propusieron el origen de la vida desde un punto de vista fisicoquímico. Oparin supuso que en al atmósfera de la Tierra hace 3500 millones de años, existían en forma de elementos C, H, O, N, S y P, que al unirse debido alas condiciones en las que se encontraba la Tierra, formaron moléculas sencillas como: amoníaco, metano, sulfuro de hidrógeno, etc. Éstos, a su vez, se recombinaron para formar moléculas orgánicas llamadas aminoácidos, que son las unidades básicas de las proteínas. Está síntesis bioquímica, tuvo que efectuarse dentro del mar, tuvo que existir una energía muy grande para lograr todo esto, ya sea solar, eléctrica o volcánica. El último paso dentro de está transformación, fue el momento en que los aminoácidos formaron las proteínas, las cuales se aglomeraron hasta formar "coacervados" primeras manifestaciones de vida. Las protocélulas, formaron los primeros seres unicelulares heterótrofos, de los que se derivan todos los demás. 3.2 Clasificación de los seres vivos. La clasificación de los seres vivos puede ser de dos tipos: extrínseco e intrínseco. Extrínseco: Se basa en características externas de los organismos, como son: forma, color, hábitat, etc. Intrínseco: Se basa en la estructura interna genética, evolutiva, entre otros. 3.2.1 Criterios de clasificación. Reino: Conjunto de filos o ramas en animales o divisiones en vegetales. Filo: Grupo de clases con similitudes biológicas Clase: Conjunto de ordenes semejantes. Orden: Grupo de familias semejantes. Familia: Conjunto de géneros semejantes. Género: Conjunto de especies semejantes. Especie: Grupo de individuos con un alto grado de parentesco. 3.2.2 Uso de los nombres científicos El uso de los nombres científicos ayuda a los investigadores a determinar el nombre universal de un organismo. Los nombres científicos están escritos en latín, la primera palabra corresponde al género e inicia con mayúscula y la segunda a la especie e inicia con minúscula. 3.2.3 Los cinco reinos de los seres vivos: moneras, protistas, hongos, plantas y animales Monera: Monera Mónera es un reino de la clasificación de los seres vivos, considerado actualmente obsoleto por la mayoría de especialistas. En la influyente clasificación de Margulis, significa lo mismo que Procariotas, y así sigue siendo usada en muchos manuales y libros de texto Donde todavía se usa, el término Monera designa un grado (nivel evolutivo) formado por los organismos celulares que carecen de núcleo definido, los que son llamados procariontes y que son considerados las formas de vida más antiguas. Características generales: Tamaño: Son los organismos celulares más pequeños. 0.3 a 0.5µm como promedio. Nivel celular: Organismos casi siempre unicelulares. Células procariotas. Sin organelos: Ausencia de núcleo celular, plastos, mitocondrias ni ningún sistema endomembranoso. Nutrición: Osmótrofa siempre. Obtención del carbono: Heterótrofa (saprófita, parásita o simbiótica) o autótrofa (por fotosíntesis o quimiosíntesis). Dependencia del oxígeno: Anaerobicos, aerobicos o microaerofílicos. Reproducción: Asexual: fisión binaria. Sin reproducción sexual. Conjugación o intercambio limitado de material genético. Estructuras de locomoción: Flagelos bacterianos o ausentes. ADN: El material genético tiene generalmente una disposición de hebra circular que está libre en el citoplasma. Clasificación Tradicionalmente el reino Monera se clasificaba durante el siglo XX hasta los años 1970s en dos grandes grupos o divisiones: Bacterias y algas azul-verdosas (Cyanobacterias). A su vez las bacterias se subclasificaban en base a su morfología, tal como lo hacían las clasificaciones del siglo XIX. Un avance importante en clasificación procariota significaron las del Manual de Bergey de 1978 y 1984 atribuídas sobretodo a R.G.E. Murray, las cuales se basaron principalmente en la estructura de pared y membranas celulares, procurando además evitar nombres en latín en donde se sabía a conciencia que era imposible determinar las verdaderas relaciones filogenéticas; o la clasificación de Margulis y Schwartz de 1982 basada en metabolismo y bioquímica bacteriana. Pero la verdadera revolución vino del descubrimiento del análisis del ARN ribosomal 16S y 5S desarrollado por C. Woese, el cual fue el más grande avance en taxonomía procariota desde el descubrimiento de la tinción de Gram en 1884 y permitió al fin integrar en forma real el análisis filogenético a la microbiología, el cual era aplicable casi exclusivamente a plantas y animales. A continuación una síntesis del reino Monera o Procaryotae de inicios de los 1980s: Division Mendosicutes (arquebacterias) Methanocreatrices Bacterias halófilas Termoacidófilas Division Tenericutes (micoplasmas) Division Gracilicutes (gram negativas) Clase Scotobacteria (bacterias quimiótrofas) Spirochaetes Thiopneutes (sulfato reductoras) Bacterias aerobias fijadoras de nitrógeno Pseudomonads Omnibacteria Bacterias quimioautótrofas Myxobacteria Rickettsias Chlamydias Clase Anoxyphotobacteria (fotótrofas anoxigénicas) Bacteria púrpura Bacteria verde del azufre Bacteria verde no del azufre Clase Oxyphotobacteria (fotótrofas oxigénicas) Cyanobacteria Chloroxybacteria Division Firmicutes (gram positivas) Bacterias fermentadoras Aeroendospora (aerobios o anaerobios) Micrococci Actinomycetes Protoctista: Protista El reino Protista, también llamado Protoctista, es aquel que contiene a todos aquellos organismos eucariontes que no pueden clasificarse dentro de alguno de los otros tres reinos eucarióticos: Fungi (hongos), Animalia (animales en sentido estricto) o Plantae (plantas). En el árbol filogenético de los organismos eucariontes, los protistas forman varios grupos monofiléticos separados, o incluyen miembros que están estrechamente emparentados con alguno de los tres reinos citados. Se les designa con nombres que han perdido valor en la ciencia biológica, pero cuyo uso sería imposible desterrar, como «algas», «protozoos» o «mohos mucosos». Características Dado que el grupo está definido por lo que no son sus miembros, es muy difícil presentar un cuadro de características generales. Hábitat: Ninguno de sus representantes está adaptado plenamente a la existencia en el aire, de modo que los que no son directamente acuáticos, se desarrollan en ambientes terrestres húmedos o en el medio interno de otros organismos. Organización celular: Eucariotas (células con núcleo), unicelulares o pluricelulares. Los más grandes, algas pardas del género Laminaria, pueden medir decenas de metros, pero predominan las formas microscópicas. Estructura: Se suele afirmar que no existen tejidos en ningún protista, pero en las algas rojas y en las algas pardas la complejidad alcanza un nivel muy próximo al tisular, incluida la existencia de plasmodesmos (p.ej. en el alga parda Egregia). Muchos de los protistas pluricelulares cuentan con paredes celulares de variada composición, y los unicelulares autótrofos frecuentemente están cubiertos por una teca, como en caso destacado de las diatomeas, o dotados de escamas o refuerzos. Los unicelulares depredadores (fagótrofos) suelen presentar células desnudas (sin recubrimientos). Las formas unicelulares a menudo están dotadas de movilidad por reptación o, más frecuentemente, por apéndices de los tipos llamados cilios y flagelos. Nutrición: Autótrofos, por fotosíntesis, o heterótrofos. Muchas formas unicelulares presentan simultáneamente los dos modos de nutrición. Los heterótrofos pueden serlo por ingestión (fagótrofos) o por absorción osmótica (osmótrofos). Metabolismo del oxígeno: Todos los eucariontes, y por ende los protistas, son de origen aerobios (usan oxígeno para extraer la energía de las sustancias orgánicas), pero algunos son secundariamente anaerobios, tras haberse adaptado a ambientes pobres en esta sustancia. Reproducción y desarrollo: Puede ser asexual (clonal) o sexual, con gametos, frecuentemente alternando la asexual y la sexual en la misma especie. Las algas pluricelulares presentan a menudo alternancia de generaciones. No existe embrión en ningún caso. Clasificación La clasificación de los protistas ha variado mucho en los últimos veinte años. Las nuevas técnicas de comparación directa de secuencias de nucleótidos han permitido salvar el problema de la escasez o ambigüedad de los caracteres morfológicos, sobre todo por su pequeño tamaño y organización sencilla. Empiezan a emerger grupos bien definidos, algunos de los cuales se presentan en el cuadro de arriba. El reino Protista constituye un taxón parafilético puesto que se basa en el caracter plesiomórfico de la unicelularidad y no contiene a todos los descendientes de las especies que abarca. La pluricelularidad se desarrolló independientemente en varios grupos de Eukarya: Animalia, Fungi, Plantae, Heterokontophyta y Rhodophyta. A pesar de que todos estos grupos tienen como origen un protista, sólo los dos últimos se clasifican dentro del reino Protista. Los protistas han tenido un papel central en el origen y evolución de la célula eucariota. Se han propuesto varias hipótesis considerando la acumulación de datos sobre la naturaleza quimérica del genoma de los eucariontes. La evolución subsecuente es difícil de determinar por las recombinaciones intertaxonómicas primarias, secundarias e incluso terciarias que tuvieron lugar. Sin embargo, comparaciones de múltiples genes y de datos ultraestructurales aclaran en cierta medida tales eventos. Sobre la base de estos datos se han propuesto algunos grupos monofiléticos y una filogenia aproximada de los protistas. Uno de los clados, Primoplantae o Archaeplastida, comprende Rhodophyta (algas rojas) y Glaucophyta. Es también el origen de las algas verdes y de las plantas vasculares terrestres que se clasifican en el reino Plantae. Este clado se caracteriza por la presencia de cloroplastos que se considera que fueron obtenidos por la endosimbiosis primaria de una bacteria cianofícea. La mayoría de los miembros de Rhodophyta son pluricelulares. Otros dos grupos, Chromista y Alveolata (clado Chromalveolata), presentan cloroplastos que se supone han sido adquiridos por endosimbiosis secundaria de un alga roja. El primero comprende Heterokontophyta (algas pardas, diatomeas, oomicetos, etc), junto a los pequeños grupos Haptophyta y Cryptophyta. El segundo comprende Dinoflagellata, Apicomplexa (la mayoría de los antiguos esporozoos) y Ciliophora (ciliados). Algunos miembros han perdido posteriormente los cloroplastos y otros han llegado al nivel de organización pluricelular. El clado Excavata comprende un gran número de protistas que antiguamente eran clasificados como flagelados. Se caracterizan por la presencia de un surco ventral de alimentación. Algunos miembros son heterótrofos, mientras que otros presentan cloroplastos que se supone son el resultado de la endosimbiosis secundaria de un alga verde. La clasificación de este grupo es difícil y todavía está en sus inicios. Comprende entre otros, Metamonada, Euglenozoa y Percolozoa. El clado Rhizaria se ha constituido en base a datos moleculares. Comprende algunos ameboides que antiguamente formaban parte del grupo de los rizópodos. En concreto, comprende Radiolaria, Foraminifera y una colección diversa de organismos (entre ellos las amebas filosas con testa, algunos mohos mucosos y algunos flagelados con cloroplastos) que se clasifican en Cercozoa. El clado Amoebozoa comprende un gran número de protistas ameboides y la mayoría de los mohos mucosos. Sin embargo, otros ameboides que antiguamente formaban parte del grupo de los rizópodos han ido a parar a otros clados. El carácter morfológico de la presencia de seudópodos no es exclusivo de este clado, lo que ha llevado a la confusión de agrupar a protistas no relacionados en las antiguas clasificaciones. Algunos miembros son multinucleados y otros forman agrupaciones que son un modelo para la multicelularidad (Dictyosteliida). El clado Opisthokonta, constituido en base a estudios moleculares, comprende a una colección diversa de protistas clasificados en Choanozoa. Es también el origen de los reinos pluricelulares de Animalia y Fungi. Estos tres grupos se caracterizan morfológicamente por la presencia en los linajes constituyentes de un flagelo opistoconto (situado en la célula en una posición posterior a la del movimiento). Fungi (hongos): Fungi Reino que incluye a los organismos celulares sin cloroplastos y por lo tanto heterótrofos que poseen paredes celulares compuestas por quitina y células con especialización funcional actualmente se consideran como un grupo heterogéneo, polifiletico, formado por organismos pertenecientes por lo menos a tres lineas evolutivas independientes. La especialidad de la medicina y de la botánica que se ocupa de los hongos se llama micología donde se emplea el sufijo -mycota para las divisiones y -mycetes para las clases. Los hongos son organismos eucarióticos que realizan una digestión externa de sus alimentos, secretando enzimas, y que absorben luego las moléculas disueltas resultantes de la digestión. A esta forma de alimentación se le llama osmotrofia, la cual es similar a la que se da en las plantas, pero, a diferencia de aquéllas, los nutrientes que toman son orgánicos. Los hongos son los descomponedores primarios de la materia muerta de plantas y de animales en muchos ecosistemas, y como tales se ven comúnmente en alimentos en descomposición. Los hongos pueden estar simbiotizados basadas en asociaciones con algas liquenes o con otro grupo en forma de micorrizas, los hongos acompañan a la mayor parte de las plantas, residiendo en sus raíces y ayudándolas a absorber nutrientes del suelo. Se piensa que esa simbiosis fue esencial para la conquista del medio terrestre por las plantas y para la existencia de los ecosistemas continentales.1 Los hongos tienen una gran importancia económica para los humanos: las levaduras son las responsables de la fermentación de la cerveza y el pan, y el cultivo de setas es una gran industria en muchos países. Estructura Los hongos pueden ser unicelulares o pluricelulares, aunque frecuentemente en la misma especie se observan fases de uno y otro tipo. Tienen una membrana plasmática (donde predomina el ergosterol en vez de colesterol), núcleo, cromosomas (los hongos son, por lo general, haploides), y orgánulos intracelulares. Aunque ningún hongo es estrictamente anaeróbico, algunos pueden crecer en condiciones anaeróbicas. La pared celular es rígida, con un componente polisacarídico, hecho de mananos, glucanos y quitina, asociado íntimamente con proteínas. Los hongos se presentan bajo dos formas principales: hongos filamentosos (antiguamente llamados "mohos") y hongos levaduriformes. El cuerpo de un hongo filamentoso tiene dos porciones, una reproductiva y otra vegetativa.2 La parte vegetativa, que es haploide y generalmente no presenta coloración, está compuesta por filamentos llamados hifas (usualmente microscópicas); un conjunto de hifas conforma el micelio3 (usualmente visible). A menudo las hifas están divididas por tabiques llamados septas. Los hongos levaduriformes — o simplemente levaduras — son siempre unicelulares, de forma casi esférica. No existen en ellos una distinción entre cuerpo vegetativo y reproductivo. Reproducción de los hongos Los hongos se reproducen sobre todo por medio de esporas, las cuales se dispersan en un estado latente, que se interrumpe sólo cuando se hallan condiciones favorables para su germinación. Cuando estas condiciones se dan, la espora germina, surgiendo de ella una primera hifa, por cuya extensión y ramificación se va constituyendo un micelio. La velocidad de crecimiento de las hifas de un hongo es verdaderamente espectacular: en un hongo tropical llega hasta los 5 mm por minuto. Se puede decir, sin exagerar, que algunos hongos se pueden ver crecer bajo los propios ojos. Las esporas de los hongos se producen en esporangios, ya sea asexualmente o como resultado de un proceso de reproducción sexual. En este último caso la producción de esporas es precedida por la meiosis de las células, de la cual se originan las esporas mismas. Las esporas producidas a continuación de la meiosis se denominan meiosporas. Como la misma especie del hongo es capaz de reproducirse tanto asexual como sexualmente, las meiosporas tienen una capacidad de resistencia que les permite sobrevivir en las condiciones más adversas, mientras que las esporas producidas asexualmente cumplen sobre todo con el objetivo de propagar el hongo con la máxima rapidez y con la mayor extensión posible. El micelio vegetativo de los hongos, o sea el que no cumple con las funciones reproductivas, tiene un aspecto muy simple, porque no es más que un conjunto de hifas dispuestas sin orden. La fantasía creativa de los hongos se manifiesta sólo en la construcción de cuerpos fructíferos, los cuales, como indica el nombre, sirven para portar los esporangios que producen las esporas. Clasificación clásica de los hongos Hongos ameboides o mucilaginosos o Mixomicotes (división Myxomycota) o Plasmodioforomicotes (división Plasmodiophoromycota) Hongos lisotróficos o absorbotróficos: o Pseudohongos u oomicotes (división Oomycota) o Quitridios (división Chytridiomycota) o Hongos verdaderos o eumicotes (división Eumycota): Zigomicetes (clase Zygomycetes) Ascomicetes (clase Ascomycetes) Hongos imperfectos (clase Deuteromycetes)5 Basidiomicetes (clase Basidiomycetes) Los grupos de la enumeración anterior hasta Oomycota (incluido) no son verdaderos hongos, sino protistas con distintos parentescos cuyas adaptaciones hicieron confundirlos con hongos. Plantae (vegetal): Plantae (del latín: "plantae", plantas) es el nombre de un taxón ubicado en la categoría taxonómica de Reino, cuya circunscripción (esto es, de qué organismos está compuesto el taxón) varía según el sistema de clasificación empleado. En su circunscripción más amplia coincide con el objeto de estudio de la ciencia de la Botánica, e incluye a muchos clados de organismos lejanamente emparentados, que pueden agruparse en cianobacterias, hongos, algas y plantas terrestres, organismos que casi no poseen ningún carácter en común salvo por el hecho de poseer cloroplastos (o de ser el ancestro de un cloroplasto, en el caso de las cianobacterias) o de no poseer movilidad (en el caso de los hongos). En su circunscripción más usual (en la clasificación de 5 reinos de Whittaker, 19691 ), las cianobacterias, los hongos y las algas más simples fueron reagrupados en otros Reinos. En esta clasificación, el Reino Plantae se refiere a los organismos multicelulares con células de tipo eucariota y con pared celular (lo que algunos llaman célula vegetal, definida como el tipo de célula de los vegetales), organizadas de forma que las células posean al menos cierto grado de especialización funcional. Las plantas así definidas obtienen la energía de la luz del Sol, que captan a través de la clorofila presente en los cloroplastos de las células más o menos especializadas para ello, y con esa energía y mediante el proceso de fotosíntesis convierten el dióxido de carbono y el agua en azúcares, que utilizan como fuente de energía química para realizar todas sus actividades. Son por lo tanto organismos autótrofos. También exploran el medio ambiente que las rodea (normalmente a través de órganos especializados como las raíces) para absorber otros nutrientes esenciales utilizados para construir proteínas y otras moléculas que necesitan para subsistir. Hay que recalcar que la circunscripción de Whittaker deja afuera del reino Plantae a las algas que no poseen multicelularidad con un mínimo de división del trabajo. Gracias a los conocimientos que se tienen hoy en día sobre filogenia, se sabe que la circunscripción de Whittaker también agrupa en el reino Plantae a organismos lejanamente emparentados entre sí. En el ambiente científico, los taxones útiles son aquellos que posean un ancestro común. Los numerosos análisis moleculares de ADN que se han realizado en los últimos años, que han resuelto en líneas generales el árbol filogenético de la vida, indican que todo lo que conocemos como "plantas terrestres" (taxón Embryophyta), "algas verdes" (que junto con las embriofitas forman el taxón Viridiplantae), algas rojas (taxón Rhodophyta), y un pequeño taxón llamado Glaucophyta, poseen un ancestro común, que fue el primer organismo eucariótico que incorporó una cianobacteria a su célula formándose el primer cloroplasto. Hoy en día, es esta agrupación de organismos la que se reconoce como Plantae en el ambiente científico (a veces llamándola "clado Plantae", debido a que sus organismos tienen un antecesor común, para diferenciarla del "reino Plantae" de la circunscripción de Whittaker, circunscripción aún muy utilizada en los libros de texto). Muchos organismos con cloroplastos (por ejemplo las "algas pardas") quedan fuera del taxón, porque no son descendientes directos de aquéllos que adquirieron el primer cloroplasto, sino que adquirieron sus cloroplastos de forma secundaria, cuando incorporaron un alga verde o un alga roja a su célula, y hoy en día son por lo tanto ubicados en otros taxones, a pesar de ser eucariotas multicelulares con cloroplastos. Los nombres alternativos para el "clado Plantae", que son Archaeplastida y Primoplantae, hacen referencia a que su ancestro fue la primer "planta" sobre la Tierra. Finalmente, a veces se llama "plantas" a todos los eucariotas con cloroplastos, sin distinción de si los adquirieron en forma primaria o secundaria, ni si son uni o multicelulares (por ejemplo es común que se utilice esa definición de "planta" en los textos que tratan sobre cloroplastos). Las plantas poseen muchos tipos de ciclos de vida. Las algas pueden poseer un ciclo de vida haplonte, haplo-diplonte o diplonte. Las plantas terrestres (Embryophyta) poseen un ciclo de vida haplo-diplonte, y entre ellas podemos diferenciar entre los musgos en sentido amplio, las pteridofitas y las espermatofitas. En los musgos, el cuerpo fotosintético es la parte haplonte de su ciclo de vida, mientras que el estadío diplonte se limita a un tallito que nutricionalmente es dependiente del estadío haplonte. En pteridofitas (licopodios, helechos y afines) lo que normalmente llamamos "helecho" es el estadío diplonte de su ciclo de vida, y el estadío haplonte está representado por un pequeño gametofito fotosintético que crece en el suelo. En espermatofitas (gimnospermas y angiospermas), lo que normalmente reconocemos como el cuerpo de la planta es sólo el estadío diplonte de su ciclo de vida, creciendo el estadío haplonte "enmascarado" dentro del grano de polen y del óvulo. Las plantas poseen 3 juegos de ADN, uno en el núcleo, uno en las mitocondrias y uno en los cloroplastos. Los 3 juegos de ADN fueron utilizados por la Botánica Sistemática para inferir relaciones de parentesco entre las plantas. Los taxones de plantas, como todos los seres vivos, son nombrados y agrupados según los principios de la Taxonomía, que aquí estarán brevemente descriptos. ¿Qué es una planta? Actualmente se denominan plantas a aquellos organismos — individuos o especies — que forman parte del reino Plantae. Ocurre que la circunscripción actual (la definición de lo que ahora abarca) el reino Plantae es diferente de su circunscripción en el pasado, y muy diferente de la del antiguo y abandonado «reino vegetal. Concepción tradicional de Plantae Inicialmente la diversidad de los seres vivos fue categorizada como perteneciente exclusivamente a dos reinos: el de los animales ("Animalia") y el de las plantas ("Plantae"). Hasta fines del siglo XIX, eran los dos únicos reinos en los que se agrupaban los seres vivos, y cada grupo nuevo era catalogado bien como animal, o bien como planta. Debido a eso, fueron circunscriptos como "plantas" una diversidad de grupos —actualmente ubicados en otros reinos—, porque conjuntamente poseían la única característica común de no ingerir alimentos como lo hacían los animales. Cuando se encontraba un organismo "dudoso", lo llamaban "animal" si fagocitaba o ingería alimentos, y "planta" si era autótrofo o saprófito. Así fueron llamadas "plantas": las cianobacterias, los hongos, todos los taxones agrupados bajo el nombre de "algas", y las plantas terrestres. Plantas terrestres y algas Entonces quedó como parte del reino Plantae lo que comúnmente conocemos como "plantas terrestres y algas". Definir al reino Plantae a través de sus características se volvió más fácil: pertenecen al reino Plantae todos los organismos eucariotas multicelulares que obtienen la energía para crecer y realizar sus actividades de la luz del Sol, energía que toman a través del proceso de fotosíntesis, proceso que ocurre en sus cloroplastos con ayuda de alguna forma de clorofila. Esto no es óbice para que algunas de ellas, secundariamente, hayan evolucionado hacia una adaptación al saprofitismo, al hemiparasitismo o al parasitismo. Plantas terrestres Las plantas terrestres se desarrollaron al aire libre por primera vez aún desde su antiguo orden. Cubrían rocas cercanas a lagos y ríos. A medida que necesitaban menos del agua para su subsistencia comenzaron a crecer y a tomar forma. Por primera vez tuvieron esporas diferenciadas y raíces fijas que daban nutrimentos a la planta. Aunque de 5 cm, según se estima, comenzaron a tener su evolución y a tener partes especializadas en la fotosíntesis:las hojas. Mientras algunas quedaron siendo algas de las rocas, otras vivieron en tierra firme en lugares de humedad. Para su supervivencia fue necesario que redujeran su tamaño, se les llamó briófitos o musgos. Otro grupo se desarrolló, por el contrario, con gran tamaño y definieron una reproducción, hábitat de sombra y participación en el ecosistema. El papel de los helechos es quizás el más importante, siendo las desafiantes de las reglas y adaptaciones del mundo vegetal. Durante el carbonífero aparecieron derivadas de otro grupo de grandes plantas las gimnospermas. Desde entonces la evolución de las plantas se ve marcada fundamentalmente en la reproducción. De la espora a la flor Las coníferas por una reproducción más sofisticada y sin necesidad de humedad alguna se convirtieron en el jurásico junto a los helechos en las plantas dominantes. Aunque las angiospermas ya habían aparecido, su desarrollo se hallaba incompleto. Unos 70 millones de años después se adaptaron con la reproducción sexual más sofisticada dentro de las plantas: la flor. Atrayendo insectos, son polinizadas por donde los gametos masculinos caídos de los pedúnculos del estambre pasan por el tubo polínico hasta el ovario donde fecunda al óvulo. La flor se transforma y llega a ser un fruto. Por su jugosidad es consumido por herbívoros y las semillas listas para germinar caen al suelo. Luego del eoceno, las plantas con flores colonizaron el planeta. Plantas verdes o Viridiplantae Debido a sus obvias características en común, muy tempranamente los botánicos se habían dado cuenta de que las "plantas terrestres" compartían todas un antecesor común, y las llamaron Embriofitas (el nombre significa "plantas con embrión"). Algas y colores Entre las "algas", sólo se podían establecer grupos a través de características distintivas más o menos evidentes, entre las cuales el color tomó importancia: las "algas" de color verde eran las "algas verdes", las "algas" de color rojo eran las "algas rojas", las "algas" de color pardo eran las "algas pardas". Agrupar a las algas por su color no es tan arbitrario como parece, ya que el color de una planta es el resultado de la presencia o ausencia de diferentes compuestos químicos en ella, que muy probablemente fueron heredados de un ancestro común. Otros grupos llamados "algas" con características más o menos evidentes eran las "diatomeas" y los "dinoflagelados". Pero las "algas" poseen una cantidad de formas de vida de lo más variopintas, como también adaptaciones y características fisiológicas de lo más diversas, por lo que sus relaciones de parentesco con las embriofitas y entre sí aún se mantenían en la oscuridad. Con las mejoras en el microscopio óptico, y más tarde el advenimiento del microscopio electrónico de barrido, se abrió un mundo nuevo ante los ojos de los botánicos, que jamás había sido visto antes. Cuando estas herramientas fueron utilizadas para conocer las características de las células de las plantas, nuevas relaciones de parentesco fueron descubiertas. A las características a nivel celular se las llama "ultraestructura", y en general involucran a las características del cloroplasto, de la división celular, y de las gametas móviles o "espermatozoides". Un análisis detallado de la ultraestructura de las células durante la división celular y de los espermatozoides de las plantas, fue revelando ya en los 1960s que el grupo de algas conocido como "algas verdes" estaba más emparentado con las "plantas terrestres" que con el resto de las "algas". Entonces fue naciendo la idea entre los botánicos que las "algas verdes" y las "plantas terrestres" compartían un antecesor común. A ese grupo hoy se lo llama "Viridiplantae", o grupo de las denominadas "plantas verdes". Sistemática de plantas Hoy la Sistemática de plantas vive tiempos excitantes. Con el advenimiento de los análisis moleculares de ADN, y la posibilidad de hacerlos a gran escala y a bajo costo, el papel de la morfología en las relaciones de parentesco se ha invertido. Ahora las relaciones de parentesco entre las plantas y de las plantas con los demás seres vivos ya no se deducen de su morfología, sino de su ADN (y luego de su morfología), y la morfología es explicada después de conocer las relaciones de parentesco. Así, por ejemplo en el año 2001 fue publicado el análisis genético que derivó en el cuadro que se expone a continuación, en él se observa una característica que se mantuvo como incógnita durante mucho tiempo: la adquisición de los cloroplastos por las plantas ocurrió una sola vez en toda la historia de los seres vivos, las modificaciones posteriores de ese cloroplasto ancestral derivaron en el cloroplasto de las glaucofitas, el de las algas rojas (rhodophytas), y el de las "plantas verdes". Por eso se dice que todos esos grupos de "plantas" adquirieron sus cloroplastos "en forma primaria", pues los heredaron de su antecesor común. Los cloroplastos presentes en los demás grupos de "algas", como las algas pardas, las diatomeas, etcétera, fueron adquiridos a partir de algas rojas o verdes que ya los poseían, por lo que fueron adquiridos "en forma secundaria". Caracteres diferenciales de las plantas Aquí definidas como sinónimo de "Embriofitas". Para una discusión más detallada de ese grupo seguir el enlace. Nivel celular: Eucariontes. Nutrición: fotosíntesis, respiración y transpiración. Metabolismo del oxígeno: necesario Reproducción y desarrollo: asexual. Sexual, con gametos y zigoto, y con esporas haploides (haplo-diploides). Tipo de vida: pluricelulares con y sin tejidos. Inmóviles. Estructura y funciones: con plasmodesmos. Con tejidos celulares variados. Pared celular con celulosa. Con movimiento intracelular. Se forman compuestos secundarios metabólicos: antocianos, flavonas. Las plantas son eucariotas que evolucionaron a partir de algas verdes del grupo Chlorophyta durante el Paleozoico, estas algas colonizaron las zonas emergidas, gracias a una serie de adaptaciones a la xerofilia que originaron el grupo de los Embriófitos. Los embriófitos presentan alternancia de generaciones heterofásica y heteromorfa, son plantas adaptadas a la vida terrestre con órganos apendiculares, también llamados cormobiontes. Protocormófitos o briófitos (división Bryophyta), musgos, licopodios y hepáticas. Los briófitos son pequeñas plantas confinadas a ambientes húmedos, además necesitan agua líquida para la fecundación. En el período Silúrico aparecieron nuevas formas de embriófitos, con mejores adaptaciones a la xericidad, lo que les permitió la conquista de amplios espacios, se considera que las primeras plantas que abandonaron el ambiente líquido y conquistaron la superficie terrestre fueron musgos semejantes al Physcomitrella patens hace ca. 450 millones de años. Esta mejora permitió una radiación masiva en el Devónico lo que les hizo dominar el paisaje. Este grupo presenta, típicamente, cutículas resistentes a la desecación y tejidos vasculares, que transportan el agua a través del organismo, lo que da origen al término "plantas vasculares". El esporófito funciona como un individuo separado. Cormófitos o plantas vasculares. o Pteridófitos (división Pteridophyta). Las plantas vasculares incluyen, como subgrupo, a los espermatófitos o plantas con semillas, que se diversificaron al final del Paleozoico. En estos organismos el gametófito está completamente reducido y el esporófito comienza su vida confinado en una estructura especial: la semilla. Plantas con semillas. Espermatófitos (división Spermatophyta). Progimnospermas (subdivisión Progimnospermophytina). Cicadofitinos (subdivisión Cycadicae, Cycadophytina es un sinónimo) o gimnospermas de hoja pinnada. Coniferofitinos (subdivisión Pinicae, Coniferophytina es un sinónimo) o gimnospermas de hoja dicótoma. Gnetofitinos (subdivisión Gneticae, Gnetophytina es un sinónimo). Angiospermas (subdivisión Magnoliophytina). Estos grupos también se denominan gimnospermas, excepto las plantas con flores, que se denominan angiospermas. Éste, es el grupo más numeroso de plantas, aparecieron durante el Jurásico y han llegado a ser completamente dominantes. Crecimiento de las angiospermas Las plantas con flor suelen ser anuales. También existe otro tipo de plantas anuales como, por ejemplo: Centeno (Secale cereale) Mijo (Panicum miliaceum) Trigo (Triticum aestivum) Hay plantas de crecimiento bienal, necesitan dos años para completar su ciclo vital. Son de este tipo: Acelgas (Beta vulgaris var. cicla) Rábanos (Raphanus sativus) Zanahorias (Daucus carota) Existen plantas que viven más de dos años y, a diferencia de las anuales y las bienales, florecen durante bastantes años. Se encuentran en este grupo: árboles, arbustos, matas, lianas y muchas hierbas. Ejemplos de ello son: Abeto (Abies alba) Encina (Quercus ilex) Melisa (Melissa officinalis) Romero (Rosmarinus officinalis) Órganos de las plantas superiores Los órganos de las traqueofitas son: Raíz Tallo Hoja Flor (sólo en espermatofitas) Fruto (sólo en angiospermas) El ADN de las plantas [editar] Las células de las plantas tienen tres juegos diferentes de ADN: por un lado la célula tiene su propio genoma en su núcleo, por otro las mitocondrias tienen su propio genoma, y por otro los cloroplastos tienen su propio genoma. Las mitocondrias y los cloroplastos se reproducen dentro de la célula, y cuando la célula que los alberga se divide, algunos se van para una de las hijas y otros para la otra, de forma que nunca quede una célula sin mitocondrias ni cloroplastos. El núcleo de las células de las plantas contiene genoma de tipo eucariota: al igual que en los animales, el ADN está ordenado en cromosomas, cada cromosoma es una sola molécula de ADN lineal, empaquetada. En cambio, las mitocondrias y los cloroplastos tienen genoma de tipo bacteriano: poseen una molécula de ADN circular por plástido, al igual que sus ancestros que eran bacterias. El tamaño del ADN es mucho mayor en el núcleo que en los orgánulos: en el núcleo es tan grande que se mide en "megabases", en las mitocondrias en cambio, es de unas 200 a 2.500 kilobases, en los cloroplastos es de unas 130 a 160 kbases (una kbase es igual a mil bases, o mil "peldaños de la escalera"). La forma de heredar el ADN también difiere en el núcleo y los orgánulos: mientras que el ADN núcleo se hereda de forma biparental (como el ADN del núcleo de los animales), el ADN de las mitocondrias y el de los cloroplastos se hereda por parte de uno solo de los padres, en general por parte de la madre (al igual que las mitocondrias de los animales). Esto es debido a que en general los orgánulos que serán transmitidas a la generación siguiente son las que están albergadas en el óvulo. Reglas para nombrar las plantas Ante la necesidad de dar un nombre claro a cada especie vegetal no es factible el uso de los nombres vulgares, lo que no significa que éstos deban ser olvidados. Los nombres vulgares tienen el inconveniente de variar considerablemente de una región a otra o de que especies botánicas distintas tengan la misma designación. Por otro lado existen multitud de especies que no se conocen por ningún nombre vulgar. Por ello, a la hora de nombrar las plantas se han de seguir una serie de reglas acordadas por la comunidad científica en el "Código Internacional de Nomenclatura Botánica", que regula también la nomenclatura de otros seres vivos considerados anteriormente plantas, como algas y hongos. A continuación se indican las reglas más importantes: 1. No son válidos los nombres anteriores a 1753, año a partir del cual el botánico Carlos Linneo comenzó la nomenclatura científica de las plantas. En algunos grupos específicos, esta fecha de inicio es diferente. 2. Se consideran válidos aquellos nombres dados por primera vez tras ser correctamente registrados y publicados. No serán válidos los nombres posteriores del mismo taxon, por considerarse sinónimos. 3. Los nombres deben estar latinizados ya que el latín es el idioma acostumbrado para la nomenclatura en las ciencias. 4. El nombre científico de una planta es binominal, es decir, contiene dos palabras (nombres) (ej. Cupressus sempervirens): 1. El nombre, en mayúscula, del género al que pertenece la planta. Va delante del nombre específico y puede abreviarse cuando se repite, y si no hay ambigüedad, p. ej., C. sempervirens. 2. El nombre específico dado a la especie en minúscula, que, por lo general, será un epíteto que caracterice a la especie en cuestión (p. ej. Sibbaldia procumbens, por ser una planta postrada). Puede también dedicarse a una persona (p. ej. Rubus castroviejoi, que está dedicado al botánico español Santiago Castroviejo Bolíbar) o lugar (p. ej. Crataegus granatensis, granadino, de Granada), o trasladar un nombre vernáculo, como en el caso de Prunus mahaleb (del árabe). 5. A continuación del nombre científico se debe escribir la inicial, iniciales o apellido completo del autor o autores que por primera vez describieron la planta (ej. Thymus vulgaris L.. Esta lista es oficial y no pueden usarse otras abreviaturas. Pueden añadirse las fechas en caso de considerarse oportuno, si bien no hay tradición de hacerlo. A veces, tras el nombre científico, aparecen las partículas ex o in entre la abreviatura de dos autores (ej. Rosa micrantha Borrer ex Sm.). En el primer caso, quiere decir que el segundo autor concede la autoría del nombre al primero, pero que la verdadera autoría botánica le corresponde al segundo, esto es, el primero sugirió el nombre y el segundo lo publicó válidamente. En el segundo caso, el verdadero autor es el primero, pero lo hace en una obra o artículo de revista que corresponde al segundo, por lo que es conveniente que quede citado a modo de recordatorio. Cuando es necesario trasladar una especie de un género a otro, se citará el nombre del primer autor entre paréntesis antes del autor que ha trasladado la especie. Así, por ejemplo, la especie Valeriana rubra descrita por Carlos Linneo (L.) fue trasladada al género Centranthus por Augustin Pyrame de Candolle (DC.), por lo que su nombre quedó como Centranthus ruber (L.) DC. También es frecuente utilizar en los nombres una serie de signos y abreviaturas entre las que caben destacar los siguientes: sp. / spp.: especie / especies. subsp. / subspp.: subespecie / subespecies. var. / varr.: variedad / variedades. : híbrido. fl.: del latín floruit (floreció), se pone junto a la abreviatura de autor, seguido de uno o varios años e indica que sólo se le conoce esa época activa como botánico (ej. Andrews fl. 1975). aff.: abreviatura de affinis, 'semejante', y se utiliza para indicar en un trabajo que los ejemplares estudiados tienen la mayoría de los caracteres de un taxón, pero difieren en otros (ej. Sempervivum aff. tectorum). Para los cultivares se utiliza la abreviatura cv. o las comillas simples (ej. Citrullus lanatus cv. Crimson Sweet o Citrullus lanatus 'Crimson Sweet'). Véase también [editar] Botánica Primoplantae Clasificación de los organismos vegetales Referencias [editar] "Plant Systematics: Science of Biological Diversity". En: Peter H. Raven, Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn, Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn. 1999. Biology of Plants. 6ª edición. Capítulo 20. "An Overview of Green Plant Phylogeny". En: Judd, W. S. Campbell, C. S. Kellogg, E. A. Stevens, P.F. Donoghue, M. J. 2002. Plant systematics: a phylogenetic approach, Second Edition. Sinauer Axxoc, USA. Capítulo 7. Referencias citadas [editar] 1. ↑ Robert H. Whittaker. 1969. New concepts of kingdoms or organisms. Evolutionary relations are better represented by new classifications than by the traditional two kingdoms. Science 163: 150-160. Entrez Pubmed 5762760 Enlaces externos [editar] Greuter, W. et al. 2000. International Code of Botanical Nomenclature (St. Louis Code). Gantner/Koeltz (contenido online aquí) Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Plantae. TodoFauna.com Portal dedicado a la fauna terrestre y la Flora. Arboretum, Plantae. Universidad Francisco Marroquín. Plantas Información sobre plantas, muy interesante en Inglés, Catalán y Español. Animalia: Animalia De Wikipedia, la enciclopedia libre (Redirigido desde Reino animal) Saltar a navegación, búsqueda Para otros términos similares, véase Animal (desambiguación). En la clasificación científica de los seres vivos, el reino Animalia (animales) constituye un amplio grupo de especies eucariotas, heterótrofas y pluricelulares. Se caracterizan, en general, por su capacidad para la locomoción, por la ausencia de pared en sus células y de clorofila, y por su desarrollo embrionario, que atraviesa una fase de blástula y determina un plan corporal fijo (aunque muchas especies pueden sufrir posteriormente metamorfosis). Los animales forman un grupo natural estrechamente emparentado con los hongos y las plantas. Es uno de los seis reinos de la naturaleza. Características generales La movilidad es la característica más llamativa de los organismos de este reino, pero no es exclusiva del grupo, lo que da lugar a que sean designados a menudo como animales ciertos organismos que pertenecen al reino Protista. En el siguiente esquema, se muestran las características comunes a todos los animales: Organización celular. Eucariota y pluricelular. Nutrición. Heterótrofa por ingestión (a nivel celular, por fagocitosis y pinocitosis), a diferencia de los hongos, también heterótrofos, pero que absorben los nutrientes tras digerirlos externamente. Metabolismo. Aerobio (consumen oxígeno). Reproducción. Todas las especies animales se reproducen sexualmente (algunas sólo por partenogénesis), con gametos de tamaño muy diferente (oogamia) y zigotos (ciclo diplonte). Algunas pueden, además, multiplicarse asexualmente. Son típicamente diploides. Desarrollo. Mediante embrión y hojas embrionarias. El cigoto se divide repetidamente por mitosis hasta originar una blástula. Estructura y funciones. Poseen colágeno como proteína estructural. Tejidos celulares muy diferenciados. Sin pared celular. Algunos con quitina. Fagocitosis, en formas basales. Ingestión con fagocitosis ulterior o absorción en formas derivadas ("más evolucionadas"), con capacidad de movimiento, etc. Simetría. Excepto las esponjas, la mayoría de animales presentan una disposición regular de las estructuras del cuerpo a lo largo de uno o más ejes corporales. Los tipos principales de simetría son la radial y la bilateral. Con pocas excepciones, el más notables el de las esponjas (filo Porifera), los animales tienen cuerpos diferenciados en tejidos separados. Estos incluyen músculos, que pueden contraerse para controlar el movimiento, y un sistema nervioso, que envía y procesa señales. Suele haber también una cámara digestiva interna, con una o dos aberturas. Los animales con este tipo de organización son conocidos como Eumetazoos, en contraposición a los Parazoos y Mesozoos, que son niveles de organización más simples dentro de los Metazoos ya que carecen de algunas de las características mencionadas. Todos los animales tienen células eucariontes, rodeadas de una matriz extracelular característica compuesta de colágeno y glicoproteínas elásticas. Ésta puede calcificarse para formar estructuras como conchas, huesos y espículas. Durante el desarrollo del animal se crea un armazón relativamente flexible por el que las células se pueden mover y reorganizarse, haciendo posibles estructuras más complejas. Esto contrasta con otros organismos pluricelulares como las plantas y los hongos, cuyas células permanecen el sitio mediante paredes celulares, que desarrollan un crecimiento progresivo. Todos los animales son heterótrofos, es decir no son capaces de producir su propio alimento, siendo esta característica lo que lo diferencia del reino vegetal. Los animales se clasifican en dos grandes grupos : vertebrados e invertebrados. Teoría colonial. La teoría más aceptada es la que postula que los Metazoos tuvieron un origen colonial a partir de los Coanoflagelados, un pequeño grupo de Mastigóforos monoflagelados; algunos son individuales y otros coloniales. Dicha teoría se ve avalada tanto por datos moleculares (ARN ribosómico) como morfológicos (las mitocondrias y las raíces flagelares son muy semejantes en los Metazoos y en los Coanoflagelados, un cierto número de Metazoos presenta células tipo coanocito, y los espermatozoides son uniflagelados en la mayor parte de ellos). Los seguidores de esta teoría incluyen el Filo Coanozoos en el Reino Animal, en contraposición al resto de animales, los Metazoos. El antecesor de los Metazoos, sería una colonia hueca y esférica de dichos flagelados; las células sería uniflageladas en su superficie externa; la colonia poseería un eje anteroposterior, nadando con el polo anterior hacia delante; entre las células somáticas existirían algunas células reproductoras. Este estado hipotético se ha denominado blastea, y se cree que es el reflejo del estado de blástula que se produce en el desarrollo de todos los animales. Por tanto, esta teoría considera que los animales han evolucionado de protozoos flagelados. Sus parientes vivos más cercanos son los coanoflagelados, flagelados con la misma estructura que cierto tipo de células de las esponjas. Estudios moleculares los sitúan en el supergrupo de los opistocontos, que también incluye a los hongos y a pequeños protistas parasitarios emparentados con estos últimos. El nombre viene de la localización trasera del flagelo en las células móviles, como en muchos espermatozoides animales, mientras que otros eucariontes tienen flagelos delanteros (acrocontos). Teoría simbióntica. Una segunda hipótesis contempla la posibilidad que diferentes Protistas se hubiesen asociado simbióticamente originando un organismo pluricelular. Este es el origen que se presupone para las células eucariotas a partir de células procariotas. No obstante, no hay pruebas que respalden el origen simbiótico de los Metazoos. Teoría de la celularización. Otra teoría, que provocó profundas divergencias entre los zoólogos, es la que contempla a los Turbelarios como los Metazoos más primitivos y por tanto cuestiona el carácter ancestral de Cnidarios y Esponjas. Según esta hipótesis, los Turbelarios derivarían de protistas ciliados multinucleados, por medio de celularización de los núcleos, lo que concuerda con el concepto de protozoo como organismo acelular. No obstante, hay muchos aspectos en contra de esta teoría, ya que no tiene en cuenta los criterios fundamentados en la embriología y da mucha más importancia a la organización del adulto. Los primeros fósiles que podrían representar animales aparecen hacia el final del Precámbrico, hace alrededor de 600 millones de años, y se les conoce como vendobiontes. Sin embargo, son muy difíciles de relacionar con los fósiles posteriores. Algunos de estos organismos podrían ser los precursores de los filos modernos, pero también podrían ser grupos separados, y es posible que no fueran realmente animales en sentido estricto. Aparte de ellos, muchos filos conocidos de animales hicieron una aparición más o menos simultánea durante el período Cámbrico, hace cerca de 570 millones de años. Todavía se discute si este evento, llamado explosión cámbrica, representa una rápida divergencia entre diferentes grupos o un cambio de condiciones que facilitó la fosilización. Entre los ancestros de grupos posteriores destacamos al Anomalocaris, del Cámbrico, como posible ancestro de diversos grupos posteriores de artrópodos, por su cuerpo segmentado, evolucionado de Opabinia y otros similares. Los cordados podrían tener relación con Pikaia. Filogenia [editar] El siguiente cladograma representa las relaciones filogenéticas entre los diversos filos de animales. Está basada en la segunda edición de Brusca & Brusca (2005);6 se trata de una hipótesis filogenética "clásica" en la que se reconocen los grandes clados admitidos tradicionalmente (pseudocelomados, articulados, etc.) y asume la teoría colonial como la explicación sobre el origen de los metazoos. Choanoflagellata Anima Paraz lia oa Porifera Placozoa Eumetaz Cnidaria oa _____ ?Ctenophora __ Bilate Protostomi Acoelom ria a ata Platyhelminthes Schizocoelom ata Nemertea Sipuncula Mollusca Echiura Articul Annelida ata ___ Onychoph _ ora ___ Tardigrad _ a Arthropod a Gnathostomulida Entoprocta Cycliophora Rotifera Acanthocephala Pseudocoelo Gastrotricha mata Nematoda Nematomorpha Priapula Kinorhyncha Loricifera Deuterosto Lophophorata Phoronida mia Ectoprocta Brachiopoda Chaetognatha Echinodermata Hemichordata Chordata____ Vertebrata Cephalochordata Urochordata Según el punto de vista que se acaba de exponer, los Bilaterales se subdividen en cuatro grandes linajes: Protóstomo Acelomados Protóstomo Esquizocelomados Protóstomo Pseudocelomados Deuteróstomos Las modernas técnicas de sucuenciación de bases del ADN junto con la metodología de la cladística han permitido reinterpretar las relaciones filogenéticas de los distintos filos animales, lo que ha conducido a una revolución en la clasificación de los mismos; aún no hay un acuerdo unánime sobre el tema, pero son cada vez más los zoólogos que admiten la nueva clasificación; así, la mayoría de los Bilaterales parecen pertenecer a uno de estos cuatro linajes: 3.3 Deuteróstomos Ecdisozoos Platizoos Lofotrocozoos Biodiversidad. La biodiversidad de los seres vivos se debe a la evolución y adaptación del medio que los rodea. Los tipos de seres vivos se pueden clasificar de la siguiente manera: Terrestres: Son aquéllos que se encuentran en tierra firme y llevan sus actividades en ella. Acuáticos: Los que habitan en el agua y desarrollan sus actividades dentro de ella. Aerobios: Los que utilizan al oxígeno del aire en su respiración. Anaerobios: Los que no requieren el oxígeno del aire. Autótrofos: Los que pueden elaborar sus propios alimentos a partir de compuestos químicos simples Heterótrofos: Los que no pueden producir sus alimentos. La importancia de la biodiversidad radica en que al romperse el equilibrio biológico de un ecosistema, puede acarrear la desaparición del mismo, ya que cada especie juega un papel importante en el desarrollo de dicho ecosistema. 3.3.1 Causas de la perdida de biodiversidad Las causas que provocan pérdida de biodiversidad son: la competencia entre especies, la depredación humana, el parasitismo, el desequilibrio ambiental, el crecimiento poblacional, contaminación, consumismo, etc. Estas circunstancias traen consigo un problema que es la extinción de especies, es decir, especies con pocas posibilidades de supervivencia. Sus causas son las antes citadas y las siguientes: deforestación, la caza ilegal, el tráfico ilegal, entre otros. 3.3.2 Especies en extinción Son todas aquellas especies vegetales y animales que por diferentes alteraciones de los ecosistemas como son: pérdidas de espacio, caza, deforestación o cambio de clima, contaminación, etc., han desaparecido paulatinamente de la faz de la Tierra. Algunos ejemplos de animales son: en Asia, el oso panda y el tigre de Bengala; en México, la tortuga marina y el jaguar, entre otros. 4. Ecología 4.1 Concepto de ecología. Es la ciencia que estudia las relaciones generadas entre los seres vivos y las que se establecen con su medio ambiente. 4.2 Sistemas ecológicos Cuando se habla de un sistema, se refiere a un conjunto de partes que forman un todo que realiza una función determinada y que basta la ausencia de una sola parte para que éste no pueda funcionar eficientemente. En un sistema ecológico están los siguientes elementos: animales, vegetales, suelo, aire, los accidentes geográficos (montañas, lagos, ríos, mares, etc.). Todos estos elementos interactúan y forman un sistema ecológico con determinadas características en donde pueden vivir ciertos vegetales y animales. 4.2.1 Factores bióticos y abióticos Los factores bióticos están constituidos por todos los seres vivos del planeta, mismos que, se encuentran distribuidos en la biósfera. Los factores bióticos pueden ubicarse como: productores, consumidores y desintegradores. Productores, son aquellos que transforman la energía luminosa en energía química al producir compuestos orgánicos a partir de material inorgánico. Esta transformación se lleva a cabo por medio de la fotosíntesis. Todos los vegetales verdes, algas y algunas bacterias se incluyen en el grupo de productores y son los que inician los ciclos de nutriéntes y flujo de energía en la naturaleza. 4.2.2 Ciclos de carbono, nitrógeno y agua. Ciclo del carbono Los productos finales de la combustión son co2, vapor de agua y carbono.El equilibrio en la producción y consumo de cada uno de ellos por medio de la fotosíntesis hace posible la vida. Los vegetales verdes que contienen clorofila toman el co2 del aire y durante la fotosíntesis liberan oxígeno, además producen el material nutritivo indispensable para los seres vivos.Como todas las plantas verdes de la tierra ejecutan ese mismo proceso diariamente, no es posible siquiera imaginar la cantidad de co2 empleada en la fotosíntesis. En la medida de que el co2 es consumido por las plantas, tambien es remplazado por medio de la respiracion de los seres vivos,por la descomposicion de la materia orgánica y como producto final de combustión del pretróleo, hulla, gasolina, etc. En el ciclo del carbono participan los seres vivos y muchos fenómenos naturales como los incendios. El Ciclo del carbono es básico en la formación de las moléculas de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos; pues todas las moléculas orgánicas están formadas por cadenas de carbonos enlazados entre sí. Es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. Es sólido a temperatura ambiente. Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas alotrópicas, carbono amorfo y cristalino en forma de grafito o diamante. Es el pilar básico de la química orgánica. Se conocen cerca de 10 millones de compuestos de carbono, y forma parte de todos los seres vivos conocidos. Ciclo Ciclo del Carbono. La reserva fundamental de carbono, en moléculas de CO2 que los seres vivos puedan asimilar, es la atmósfera y la hidrosfera. Este gas está en la atmósfera en una concentración de más del 0,03% y cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO2 se consumen en los procesos de fotosíntesis, es decir que todo el anhídrido carbónico se renueva en la atmósfera cada 20 años. La vuelta de CO2 a la atmósfera se hace cuando en la respiración los seres vivos oxidan los alimentos produciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la respiración la hacen las raíces de las plantas y los organismos del suelo y no, como podría parecer, los animales más visibles. Los seres vivos acuáticos toman el CO2 del agua. La solubilidad de este gas en el agua es muy superior a la del aire Tipo de Ciclos El ciclo del carbono (CO2) es la sucesión de transformaciones que sufre el carbono a lo largo del tiempo. Es un ciclo biogeoquímico de gran importancia para la regulación del clima de la Tierra, y en él se ven implicadas actividades básicas para el sostenimiento de la vida. El ciclo comprende dos ciclos que se suceden a distintas velocidades.Esta comprende de sus componentes los cuales participan para todo este ciclo. Ciclo biogeoquímico Regula la transferencia de carbono entre la atmósfera y la litosfera (océanos y suelo). El CO2 atmosférico se disuelve con facilidad en agua, formando ácido carbónico que ataca los silicatos que constituyen las rocas, resultando iones bicarbonato. Estos iones disueltos en agua alcanzan el mar, son asimilados por los animales para formar sus tejidos, y tras su muerte se depositan en los sedimentos. El retorno a la atmósfera se produce en las erupciones volcánicas tras la fusión de las rocas que lo contienen. Este último ciclo es de larga duración, al verse implicados los mecanismos geológicos. Además, hay ocasiones en las que la materia orgánica queda sepultada sin contacto con el oxígeno que la descomponga, produciéndose así la fermentación que lo transforma en carbón, petróleo y gas natural. Ciclo hidrológico Ciclo del agua (USGS) El ciclo hidrológico o ciclo del agua es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimentos de la hidrosfera. Se trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención mínima de reacciones químicas, y el agua solamente se traslada de unos lugares a otros o cambia de estado físico. El agua de la hidrósfera procede de la desgasificación del manto, donde tiene una presencia significativa, por los procesos del vulcanismo. Una parte del agua puede reincorporarse al manto con los sedimentos oceánicos de los que forma parte cuando éstos acompañan a la litosfera en subducción. La mayor parte de la masa del agua se encuentra en forma líquida, sobre todo en los océanos y mares y en menor medida en forma de agua subterránea o de agua superficial (en ríos y arroyos). El segundo compartimento por su importancia es el del agua acumulada como hielo sobre todo en los casquetes glaciares antártico y groenlandés, con una participación pequeña de los glaciares de montaña, sobre todo de las latitudes altas y medias, y de la banquisa. Por último, una fracción menor está presente en la atmósfera como vapor o, en estado gaseoso, como nubes. Esta fracción atmosférica es sin embargo muy importante para el intercambio entre compartimentos y para la circulación horizontal del agua, de manera que se asegura un suministro permanente a las regiones de la superficie continental alejadas de los depósitos principales. Ámbito del ciclo del agua El ciclo del agua tiene lugar en la tierra, tiene una interacción constante con el ecosistema debido a que los seres vivos dependen del agua para sobrevivir y ellos coayudan al funcionamiento ciclo del agua y el depende de una atmósfera no contaminada y de un cierto grado de pureza del agua porque con el agua contaminada se dificulta la evaporación y entorpece el ciclo. Los principales procesos implicados en el ciclo del Agua son: • Evaporación. El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre el terreno y también por los organismos, en el fenómeno de la transpiración. Dado que no podemos distinguir claramente entre la cantidad de agua que se evapora y la cantidad que es transpirada por los organismos, se suele utilizar el término evapotranspiración. Los seres vivos, especialmente las plantas, contribuyen con un 10% al agua que se incorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo podemos situar la sublimación, cuantitativamente muy poco importante, que ocurre en la superficie helada de los glaciares o la banquisa. • Condensación. El agua en forma de vapor sube y se condensa formando las nubes. • Precipitación. Es cuando el agua se convierte en hielo para después caer en forma de granizo, si esto se junta con el vapor, cuando cae forma un arco iris. La atmósfera pierde agua por condensación (lluvia y rocío) o sublimación inversa (nieve y escarcha) que pasan según el caso al terreno, a la superficie del mar o a la banquisa. En el caso de la lluvia, la nieve y el granizo (cuando las gotas de agua de la lluvia se congelan en el aire) la gravedad determina la caída; mientras que en el rocío y la escarcha el cambio de estado se produce directamente sobre las superficies que cubren. • Infiltración. Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo penetra a través de sus poros y pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del sustrato, de la pendiente (que la estorba) y de la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación o, más aún, por la transpiración de las plantas, que la extraen con raíces más o menos extensas y profundas. Otra parte se incorpora a los acuíferos, niveles que contienen agua estancada o circulante. Parte del agua subterránea alcanza la superficie allí donde los acuíferos, por las circunstancias topográficas, interceptan la superficie del terreno. • Escorrentía. Este término se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluidos la mayoría de los llamados desérticos, la escorrentía es el principal agente geológico de erosión y transporte. • Circulación subterránea. Se produce a favor de la gravedad, como la escorrentía superficial, de la que se puede considerar una versión. Se presenta en dos modalidades: Primero, la que se da en la zona vadosa, especialmente en rocas karstificadas, como son a menudo las calizas, la cual es una circulación siempre cuesta abajo. Segundo, la que ocurre en los acuíferos en forma de agua intersticial que llena los poros de una roca permeable, de la cual puede incluso remontar por fenómenos en los que intervienen la presión y la capilaridad. el ciclo del agua es el conjunto de procesos por los cuales el agua circula desde la atmósfera hasta la superficie terrestre. Los procesos que interviene son: Evaporación. El sol evapora el agua de la tierra y las nubes. Transpiración. Las plantas por transpiración aportan vapor de agua a la atmósfera. Condensación. El aire cargado de humedad al ascender y enfriarse se condensan y forman las nubes. Precipitación. Por medio de las precipitaciones el agua vuele de nuevo a la atmósfera para ser sometida de nuevo al mismo proceso. Relación de los cambios de estado. Vaporización. Este proceso se produce cuando el agua de la superficie terrestre se evapora y se transforma en nubes. Fusión. Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado liquido cuando se produce el deshielo. Solidificación. Al disminuir la temperatura en el interior de una nube las gas de agua se congelan. Condensación. La solidificación hace produce las nubes. Compartimentos e intercambios de Agua El agua se distribuye desigualmente entre los distintos compartimentos, y los procesos por los que éstos intercambian el agua se dan a ritmos heterogéneos. El mayor volumen corresponde al océano, seguido del hielo glaciar y después por el agua subterránea. El agua dulce superficial representa sólo una exigua fracción y aún menor el agua atmosférica (vapor y nubes). El tiempo de residencia de una molécula de agua en un compartimento es mayor cuanto menor es el ritmo con que el agua abandona ese compartimento (o se incorpora a él). Es notablemente largo en los casquetes glaciares, a donde llega por una precipitación característicamente escasa, abandonándolos por la pérdida de bloques de hielo en sus márgenes o por la fusión en la base del glaciar, donde se forman pequeños ríos o arroyos que sirven de aliviadero al derretimiento del hielo en su desplazamiento debido a la gravedad. El compartimento donde la residencia media es más larga, aparte el océano, es el de los acuíferos profundos, algunos de los cuales son «acuíferos fósiles», que no se renuevan desde tiempos remotos. El tiempo de residencia es particularmente breve para la fracción atmosférica, que se recicla muy deprisa. Energía del Agua El ciclo del agua disipa una gran cantidad de energía, la cual procede de la que aporta la insolación. La evaporación es debida al calentamiento solar y animada por la circulación atmosférica, que renueva las masas de aire y que es a su vez debida a diferencias de temperatura igualmente dependientes de la insolación. Los cambios de estado del agua requieren o disipan mucha energía, por el elevado valor que toman el calor latente de fusión y el calor latente de vaporización. Así, esos cambios de estado contribuyen al calentamiento o enfriamiento de las masas de aire, y al transporte neto de calor desde las latitudes tropicales o templadas hacia las frías y polares, gracias al cual es más suave en conjunto el clima planetario. Balance del agua Si despreciamos las pérdidas y las ganancias debidas al vulcanismo y a la subducción, el balance total es cero. Pero si nos fijamos en los océanos, se comprueba que este balance es negativo; se evapora más de lo que precipita en ellos. Y en los continentes hay un superávit; precipita más de lo que se evapora. Estos déficit y superávit se compensan con las escorrentías, superficial y subterránea, que vierten agua del continente al mar. Efectos químicos del agua El agua al desplazarse a través del ciclo hidrológico, transporta sólidos y gases en disolución. El carbono, el nitrógeno y el azufre, elementos todos ellos importantes para los organismos vivientes, son volátiles y solubles, y por lo tanto, pueden desplazarse por la atmósfera y realizar ciclos completos, semejantes al ciclo del agua. La lluvia que cae sobre la superficie del terreno contiene ciertos gases y sólidos en solución. El agua que pasa a través de la zona insaturada de humedad del suelo recoge dióxido de carbono del aire del suelo y de ese modo aumenta de acidez. Esta agua ácida, al llegar en contacto con partículas de suelo o roca madre, disuelve algunas sales minerales. Si el suelo tiene un buen drenaje, el flujo de salida del agua freática final puede contener una cantidad importante de sólidos totales disueltos, que irán finalmente al mar. En algunas regiones, el sistema de drenaje tiene su salida final en un mar interior, y no en el océano, son las llamadas cuencas endorreicas. En tales casos, este mar interior se adaptara por sí mismo para mantener el equilibrio hídrico de su zona de drenaje y el almacenamiento en el mismo aumentará o disminuirá, según que la escorrentía sea mayor o menor que la evaporación desde el mismo. Como el agua evaporada no contiene ningún sólido disuelto, éste queda en el mar interior y su contenido salino va aumentando gradualmente. Si el agua del suelo se mueve en sentido ascendente, por efecto de la capilaridad, y se está evaporando en la superficie, las sales disueltas pueden ascender también en el suelo y concentrarse en la superficie, donde es frecuente ver en estos casos un estrato blancuzco producido por la acumulación de sales. Cuando se añade agua de riego, el agua es transpirada, pero las sales que haya en el agua de riego quedan en el suelo. Si el sistema de drenaje es adecuado, y se suministra suficiente cantidad de agua en exceso, como suele hacerse en la práctica del riego superficial, y algunas veces con el riego por aspersión, estas sales se disolverán y serán arrastradas al sistema de drenaje. Si el sistema de drenaje falla, o la cantidad de agua suministrada no es suficiente para el lavado de las sales, éstas se acumularan en el suelo hasta tal grado en que las tierras pueden perder su productividad. Ciclo del nitrógeno El ciclo del nitrógeno es cada uno de los procesos biológicos y abióticos en que se basa el suministro de este elemento a los seres vivos. Es uno de los ciclos biogeoquímicos importantes en que se basa el equilibrio dinámico de composición de la biosfera. Ciclo del nitrógeno Efectos Los seres vivos cuentan con una gran proporción de nitrógeno en su composición química. El nitrógeno oxidado que reciben como nitrato (NO3–) a grupos amino, reducidos (asimilación). Para volver a contar con nitrato hace falta que los descomponedores lo extraigan de la biomasa dejándolo en la forma reducida de ion amonio (NH4+), proceso que se llama amonificación; y que luego el amonio sea oxidado a nitrato, proceso llamado nitrificación. Así parece que se cierra el ciclo biológico esencial. Pero el amonio y el nitrato son sustancias extremadamente solubles, que son arrastradas fácilmente por la escorrentía y la infiltración, lo que tiende a llevarlas al mar. Al final todo el nitrógeno atmosférico habría terminado, tras su conversión, disuelto en el mar. Los océanos serían ricos en nitrógeno, pero los continentes estarían prácticamente desprovistos de él, convertidos en desiertos biológicos, si no existieran otros dos procesos, mutuamente simétricos, en los que está implicado el nitrógeno atmosférico (N2). Se trata de la fijación de nitrógeno, que origina compuestos solubles a partir del N2, y la desnitrificación, una forma de respiración anaerobia que devuelve N2 a la atmósfera. De esta manera se mantiene un importante depósito de nitrógeno en el aire (donde representa un 78% en volumen). Fijación de nitrógeno La fijación de nitrógeno es la conversión del nitrógeno del aire (N2) a formas distintas susceptibles de incorporarse a la composición del suelo o de los seres vivos, como el ion amonio (NH4+) o los iones nitrito (NO2–) o nitrato (NO3–); y también su conversión a sustancias atmosféricas químicamente activas, como el dióxido de nitrógeno (NO2), que reaccionan fácilmente para originar alguna de las anteriores. Fijación abiótica. La fijación natural puede ocurrir por procesos químicos espontáneos, como la oxidación que se produce por la acción de los rayos, que forma óxidos de nitrógeno a partir del nitrógeno atmosférico. Fijación biológica de nitrógeno. Es un fenómeno fundamental que depende de la habilidad metabólica de unos pocos organismos, llamados diazotrofos en relación a esta habilidad, para tomar N2 y reducirlo a nitrógeno orgánico: N2 + 8H+ + 8e− + 16 ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16 Pi La fijación biológica la realizan tres grupos de microorganismos diazotrofos: Bacterias gramnegativas de vida libre en el suelo, de géneros como Azotobacter, Klebsiella o el fotosintetizador Rhodospirillum, una bacteria purpúrea. Bacterias simbióticas de algunas plantas, en las que viven de manera generalmente endosimbiótica en nódulos, principalmente localizados en las raíces. Hay multitud de especies encuadradas en el género Rhizobium, que guardan una relación muy específica con el hospedador, de manera que cada especie alberga la suya. Cianobacterias de vida libre o simbiótica. Las cianobacterias de vida libre son muy abundantes en el plancton marino y son los principales fijadores en el mar. Además hay casos de simbiosis, como el de la cianobacteria Anabaena en cavidades subestomáticas de helechos acuáticos del género Azolla, o el de algunas especies de Nostoc que crecen dentro de antoceros y otras plantas. La fijación biológica depende del complejo enzimático de la nitrogenasa. Amonificación La amonificación es la conversión a ion amonio del nitrógeno que en la materia viva aparece principalmente como grupos amino (-NH2) o imino (-NH-). Los animales, que no oxidan el nitrógeno, se deshacen del que tienen en exceso en forma de distintos compuestos. Los acuáticos producen directamente amoníaco (NH3), que en disolución se convierte en ion amonio. Los terrestres producen urea, (NH2)2CO, que es muy soluble y se concentra fácilmente en la orina; o compuestos nitrogenados insolubles como la guanina y el ácido úrico, que son purinas, y ésta es la forma común en aves o en insectos y, en general, en animales que no disponen de un suministro garantizado de agua. El nitrógeno biológico que no llega ya como amonio al sustrato, la mayor parte en ecosistemas continentales, es convertido a esa forma por la acción de microorganismos descomponedores. Nitrificación La nitrificación es la oxidación biológica del amonio a nitrato por microorganismos aerobios que usan el oxígeno molecular (O2) como aceptor de electrones, es decir, como oxidante. A estos organismos el proceso les sirve para obtener energía, al modo en que los heterótrofos la consiguen oxidando alimentos orgánicos a través de la respiración celular. El C lo consiguen del CO2 atmosférico, así que son organismos autótrofos. El proceso fue descubierto por Sergéi Vinogradski y en realidad consiste en dos procesos distintos, separados y consecutivos, realizados por organismos diferentes: Nitrosación. Partiendo de amonio se obtiene nitrito (NO2–). Lo realizan bacterias de, entre otros, los géneros Nitrosomonas y Nitrosococcus. Nitratación. Partiendo de nitrito se produce nitrato (NO3–). Lo realizan bacterias del género Nitrobacter. La combinación de amonificación y nitrificación devuelve a una forma asimilable por las plantas, el nitrógeno que ellas tomaron del suelo y pusieron en circulación por la cadena trófica. Desnitrificación La desnitrificación es la reducción del ion nitrato (NO3–), presente en el suelo o el agua, a nitrógeno molecular o diatómico (N2) la sustancia más abundante en la composición del aire. Por su lugar en el ciclo del nitrógeno este proceso es el opuesto a la fijación del nitrógeno. Lo realizan ciertas bacterias heterótrofas, como Pseudomonas fluorescens, para obtener energía. El proceso es parte de un metabolismo degradativo de la clase llamada respiración anaerobia, en la que distintas sustancias, en este caso el nitrato, toman el papel de oxidante (aceptor de electrones) que en la respiración celular normal o aerobia corresponde al oxígeno (O2). El proceso se produce en condiciones anaerobias por bacterias que normalmente prefieren utilizar el oxígeno si está disponible. El proceso sigue unos pasos en los que el átomo de nitrógeno se encuentra sucesivamente bajo las siguientes formas: nitrato → nitrito → óxido nítrico → óxido nitroso → nitrógeno molecular Expresado como reacción redox: 2NO3- + 10e- + 12H+ → N2 + 6H2O Como se ha dicho más arriba, la desnitrificación es fundamental para que el nitrógeno vuelva a la atmósfera, la única manera de que no termine disuelto íntegramente en los mares, dejando sin nutrientes a la vida continental. Sin él la fijación de nitrógeno, abiótica y biótica, habría terminado por provocar la depleción (eliminación) del N2 atmosférico. La desnitrificación es empleada, en los procesos técnicos de depuración controlada de aguas residuales, para eliminar el nitrato, cuya presencia favorece la eutrofización y reduce la potabilidad del agua, porque se reduce a nitrito por la flora intestinal, y éste es cancerígeno. 4.2.3 Cadenas alimentarias y transferencia de energía. Cadena trófica La cadena trófica, o también conocida como cadena alimentaria, es la corriente de energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un ecosistema en relación con su nutrición. Pirámides tróficas o alimentarias Cadena trófica (del griego throphe: alimentación) es el proceso de transferencia de energía alimenticia a través de una serie de organismos, en el que cada uno se alimenta del precedente y es alimento del siguiente. Cada cadena se inicia con un vegetal, productor u organismo autótrofo (autotropho del griego autós =sí mismo y trophe=alimentación) o sea un organismo que "fabrica su propio alimento" sintetizando sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas que toma del aire y del suelo, y energía solar (fotosíntesis). Los demás integrantes de la cadena se denominan consumidores. Aquél que se alimenta del productor, será el consumidor primario, el que se alimenta de este último será el consumidor secundario y así sucesivamente. Son consumidores primarios, los herbívoros. Son consumidores secundarios, terciarios, etc. los carnívoros. Existe un último nivel en la cadena alimentaria que corresponde a los descomponedores. Estos actúan sobre los organismos muertos, degradan la materia orgánica y la transforman nuevamente en materia inorgánica devolviéndola al suelo (nitratos, nitritos, agua) y a la atmósfera (dióxido de carbono). Cada nivel de la cadena se denomina eslabón. En una cadena trófica, cada eslabón obtiene la energía necesaria para la vida del nivel inmediato anterior; y el productor la obtiene del sol.. De modo que la energía fluye a través de la cadena. En este flujo de energía se produce una gran pérdida de la misma en cada traspaso de un eslabón a otro, por lo cual un nivel de consumidor alto (ej: consumidor terciario) recibirá menos energía que uno bajo (ej: consumidor primario). Dada esta condición de flujo de energía, la longitud de una cadena no va más allá de consumidor terciario o cuaternario. Una cadena alimentaria en sentido estricto, tiene varias desventajas en caso de desaparecer un eslabón: a) Desaparecerán con él todos los eslabones siguientes pues se quedarán sin alimento. b) Se superpoblará el nivel inmediato anterior, pues ya no existe su predador. c) Se desequilibrarán los niveles más bajos como consecuencia de lo mencionado en a) y b). d) Por tales motivos las redes alimentarias o tramas tróficas son más ventajosas que las cadenas aisladas. Relación entre los niveles tróficos y la energía En esta sucesión de etapas en las que un organismo se alimenta y es devorado, la energía fluye desde un nivel trófico a otro. Las plantas verdes u otros organismos que realizan la fotosíntesis utilizan la energía solar para elaborar hidratos de carbono para sus propias necesidades. La mayor parte de esta energía química se procesa en el metabolismo y se pierde en forma de calor en la respiración. Las plantas convierten la energía restante en biomasa, sobre el suelo como tejido leñoso y herbáceo y bajo éste como raíces. Por último, este material, que es energía almacenada, se transfiere al segundo nivel trófico que comprende los herbívoros que pastan, los descomponedores y los que se alimentan de detritos. Si bien, la mayor parte de la energía asimilada en el segundo nivel trófico se pierde de nuevo en forma de calor en la respiración, una porción se convierte en biomasa. En cada nivel trófico los organismos convierten menos energía en biomasa que la que reciben. Por lo tanto, cuantos más pasos se produzcan entre el productor y el consumidor final, la energía que queda disponible es menor. Rara vez existen más de cuatro eslabones, o cinco niveles, en una red trófica. Con el tiempo, toda la energía que fluye a través de los niveles tróficos se pierde en forma de calor. El proceso por medio del cual la energía pierde su capacidad de generar trabajo útil se denomina entropía. 4.2.4 Tipos de ecosistema Ecosistema Un ecosistema es una unidad natural que consiste en todas las plantas, animales y micro-organismos (factores bióticos) de un área funcionando junto con todos los factores no vivos (abióticos) del medio ambiente. Un ecosistema es una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat. Los ecosistemas suelen formar una serie de cadenas tróficas que muestran la interdependencia de los organismos dentro del ecosistema.1 El concepto, que empezó a desarrollarse entre 1920 y 1930, tiene en cuenta las complejas interacciones entre los organismos (por ejemplo plantas, animales, bacterias, algas, protistas y hongos,entre otros) que forman la comunidad (biocenosis) y los flujos de energía y materiales que la atraviesan. Descripción El término ecosistema fue acuñado en 1930 por Roy Clapham para designar el conjunto de componentes físicos y biológicos de un entorno. El ecologista británico Arthur Tansley refinó más tarde el término, y lo describió como «El sistema completo, incluyendo no sólo el complejo de organismos, sino también todo el complejo de factores físicos que forman lo que llamamos medio ambiente». Fundamental para el concepto de ecosistema es la idea de que los organismos vivos interactúan con cualquier otro elemento en su entorno local. Eugene Odum, uno de los fundadores de la ecología, declaró: «Toda unidad que incluye todos los organismos (es decir: la "comunidad") en una zona determinada interactuando con el entorno físico así como un flujo de energía que conduzca a una estructura trófica claramente definida, diversidad biótica y ciclos de materiales (es decir, un intercambio de materiales entre la vida y las partes no vivas) dentro del sistema es un ecosistema».5 El concepto de ecosistema humano se basa en desmontar de la dicotomía humano/naturaleza y en la premisa de que todas las especies estàn ecológicamente integradas unas con otras, así como con los componentes abióticos de su biotopo. Ejemplos de ecosistemas Ecosistema acuático Chaparral Arrecifes de coral Desierto Gran ecosistema de Yellowstone Ecosistema humano Gran ecosistema marino Zona litoral Ecosistema marino Pluviselva Sabana Taiga Ecosistema terrestre Tundra Ecosistema urbano Ecosistema microbiano litoautotrópico de subsuperficie (Subsurface Lithoautotrophic Microbial Ecosystem) Biomas Un concepto similar al de ecosistema es el de bioma, que es, climática y geográficamente, una zona definida ecológicamente en que se dan similares condiciones climáticas y similares comunidades de plantas, animales y organismos del suelo, a menudo referidas como ecosistemas. Los biomas se definen basándose en factores tales como las estructuras de las plantas (árboles, arbustos y hierbas), los tipos de hojas (como maleza de hoja ancha y needleleaf), la distancia (bosque, floresta, sabana) y el clima. A diferencia de las ecozonas, los biomas no se definen por genética, taxonomia o semejanzas históricas y se se identifican con frecuencia con patrones especiales de sucesión ecológica y vegetación clímax. Clasificación de ecosistemas Los ecosistemas han adquirido, políticamente, especial relevancia ya que en el Convenio sobre la Diversidad Biológica («Convention on Biological Diversity», CDB) —ratificado por más de 175 países en Rio de Janeiro en junio de 1992.— se establece «la protección de los ecosistemas, los hábitats naturales y el mantenimiento de poblaciones viables de especies en entornos naturales»6 como un compromiso de los países ratificantes. Esto ha creado la necesidad política de identificar espacialmente los ecosistemas y de alguna manera distinguir entre ellos. El CDB define un «ecosistema» como «un complejo dinámico de comunidades vegetales, animales y de microorganismos y su medio no viviente que interactúan como una unidad funcional».7 Con la necesidad de proteger los ecosistemas, surge la necesidad política de describirlos e identificarlos de manera eficiente. Vreugdenhil et al. argumentaron que esto podría lograrse de manera más eficaz mediante un sistema de clasificación fisonómico-ecológico, ya que los ecosistemas son fácilmente reconocibles en el campo, así como en imágenes de satélite. Sostuvieron que la estructura y la estacionalidad de la vegetación asociada, complementados con datos ecológicos (como la altitud, la humedad y el drenaje) eran cada uno modificadores determinantes que distinguian parcialmente diferentes tipos de especies. Esto era cierto no sólo para las especies de plantas, sino también para las especies de animales, hongos y bacterias. El grado de distinción de ecosistemas está sujeto a los modificadores fisionómicos que pueden ser identificados en una imagen y/o en el campo. En caso necesario, se pueden añadir los elementos específicos de la fauna, como la concentración estacional de animales y la distribución de los arrecifes de coral. Algunos de los sistemas de clasificación fisionómico-ecológicos disponibles son los siguientes: Clasificación fisonómica-ecológica de formaciones vegetales de la Tierra: un sistema basado en el trabajo de 1974 de Mueller-Dombois y Heinz Ellenberg,8 y desarrollado por la UNESCO. Describe la estructura de la vegetación y la cubierta sobre y bajo el suelo tal como se observa en el campo, descritas como formas de vida vegetal. Esta clasificación es fundamentalmente un sistema de clasificación de vegetación jerárquico, una fisionomia de especies ndependientes que también tiene en cuenta factores ecológicos como el clima, la altitud, las influencias humanas tales como el pastoreo, los regímenes hídricos, así como estrategias de supervivencia tales como la estacionalidad. El sistema se amplió con una clasificación básica para las formaciones de aguas abierta.9 Sistema de clasificación de la cubierta terrestre («Land Cover Classification System», LCCS), desarrollado por la Organización para la Agricultura y la Alimentación (FAO). Varios sistemas de clasificación acuáticos están tambiéndisponibles. Hay un intento del Servicio Geológico de los Estados Unidos («United States Geological Survey», USGS) y la Inter-American Biodiversity Information Network (IABIN) para diseñar un sistema completo de clasificación de ecosistemas que abarque tanto los ecosistemas terrestres como los acuáticos. Desde una perspectiva de la filosofía de la ciencia, los ecosistemas no son unidades discretas de la naturaleza que se pueden identificar simplemente usando un enfoque correcto para su clasificación. De acuerdo con la definición de Tansley ("aislados mentales"), cualquier intento de definir o clasificar los ecosistemas debería de ser explícito para la asignación de una clasificación para el observador/analista, incluyendo su fundamento normativo. Estructura Al sumar la estructura de un ecosistema se habla a veces de la estructura abstracta en la que las partes son las distintas clases de componentes, es decir, el biotopo y la biocenosis, y los distintos tipos ecológicos de organismos (productores, descomponedores, predadores, etc.). Pero los ecosistemas tienen además una estructura física en la medida en que no son nunca totalmente homogéneos, sino que presentan partes, donde las condiciones son distintas y más o menos uniformes, o gradientes en alguna dirección. El ambiente ecológico aparece estructurado por diferentes interfases o límites más o menos definidos, llamados ecotonos, y por gradientes direccionales, llamados ecoclinas, de factores físicoquímicos del medio. Un ejemplo es el gradiente de humedad, temperatura e intensidad lumínica en el seno de un bosque, o el gradiente en cuanto a luz, temperatura y concentraciones de gases (por ejemplo O2) en un ecosistema léntico. La estructura física del ecosistema puede desarrollarse en la dirección vertical, en cuyo caso se habla de estratificación, o en la horizontal. Estructura vertical. Un ejemplo claro e importante es el de la estratificación lacustre, donde distinguimos esencialmente epilimnion, mesolimnion e hipolimnion. El perfil del suelo, con su subdivisión en horizontes, es otro ejemplo de estratificación con una dimensión ecológica. Las estructuras verticales más complejas se dan en los ecosistemas forestales, donde inicialmente distinguimos un estrato herbáceo, un estrato arbustivo y un estrato arbóreo. Estructura horizontal. En algunos casos puede reconocerse, además de la vertical o alternativamente a ella, una estructura horizontal, a veces de carácter periódico. En los ecosistemas ribereños, por ejemplo, aparecen franjas paralelas al cauce fluvial, dependientes sobre todo de la profundidad del nivel freático. En ambientes periglaciales los fenómenos periódicos relacionados con las alternancias de temperatura y la helada/deshielo, producen estructuras regulares en el sustrato que afectan también a la biocenosis. Algunos ecosistemas desarrollan estructuras horizontales en mosaico, como ocurre en extensas zonas bajo climas tropicales de dos estaciones, donde alternan la llanura herbosa y el bosque o el matorral espinoso, formando un paisaje característico cuyas formas más abiertas se llaman sabana arbolada. Ecosistema acuático Los ecosistemas acuáticos incluyen las aguas de los océanos y las aguas continentales dulces o saladas. La oceanografía se ocupa del estudio de los primeros y la limnología de los segundos. En este último grupo no sólo se consideran los ecosistemas de agua corriente (medios lóticos) y los de agua quieta (medios lénticos), sino también los hábitats acuosos de manantiales, huecos de árboles e incluso las cavidades de plantas donde se acumula agua y los ambientes de aguas subterraneas. Cada uno de estos cuerpos de agua tiene estructuras y propiedades físicas particulares con relación a la luz, la temperatura, las olas, las corrientes y la composición química, así como diferentes tipos de organizaciones ecológicas y de distribución de los organismos. Función y biodiversidad Desde el punto de vista humano muchos ven a los ecosistemas como unidades de producción similares a la que producen bienes y servicios. Entre los bienes materiales más comunes producidos por los ecosistemas están la madera y el forraje para el ganado. La carne de los animales silvestres puede ser muy provechosa bajo un sistema de manejo bien controlado como ocurre en algunos lugares en Àfrica del sur y Kenia. Los servicios derivados de los ecosistemas incluyen: 1. disfrute de la naturaleza, lo cual proporciona fuentes de ingresos y de empleo en el sector turístico, a menudo referido como ecoturismo. 2. Retención de agua, que facilita una mejor distribución la misma. 3. Protección del suelo, un laboratorio al aire libre para la investigación científica, etc. Un número mayor de especies o diversidad biológica (biodiversidad) de un ecosistema le confiere mayor capacidad de recuperación porque habiendo un mayor número de especies éstas pueden absorber y reducir los efectos de los cambios ambientales. Esto reduce el impacto del cambio ambiental en la estructura total del ecosistema y reduce las posibilidades de un cambio a un estado diferente. Esto no es universal; no existe una relación comprobada entre la diversidad de las especies y la capacidad de un ecosistema de proveer bienes y servicios en forma sostenible. Las selvas húmedas tropicales producen muy pocos bienes y servicios directos y son sumamente vulnerables a los cambios. En cambio los bosques templados se regeneran rápidamente y vuelven a su anterior estado de desarrollo en el curso de una generación humana, como se puede ver después de incendios de bosques. Algunas praderas han sido explotadas en forma sostenible por miles de años. Dinámica de ecosistemas La introducción de nuevos elementos, ya sea abióticos o bióticos, puede tener efectos disruptivos. En algunos casos puede llevar al colapso y a la muerte de muchas especies dentro del ecosistema. Sin embargo en algunos casos los ecosistemas tienen la capacidad de recuperarse. La diferencia entre un colapso y una lenta recuperación depende de dos factores: la toxicidad del elemento introducido y la capacidad de recuperación del ecosistema original. Los ecosistemas están gobernados principalmente por eventos estocásticos (azar), las reacciones que estos eventos ocasionan en los materiales inertes y las respuestas de los organismos a las condiciones que los rodean. Así, un ecosistema es el resultado de la suma de las respuestas individuales de los organismos a estímulos recibidos de los elementos en el ambiente. La presencia o ausencia de poblaciones simplemente depende del éxito reproductivo y de dispersión; los niveles de las poblaciones fluctúan en respuesta a eventos estocásticos. Si el número de especies de un ecosistema es más alto el número de estímulos también es más alto. Desde el principio de la vida los organismos han sobrevivido continuos cambios por medio de selección natural. Gracias a la selección natural las especies del planeta se han ido adaptando continuamente a los cambios por medio de variaciones en su composición biológica y distribución. Se puede demostrar matemáticamente que los números mayores de diferentes factores interactivos tienden a amortiguar las fluctuaciones en cada uno de los factores individuales. Dada la gran diversidad de organismos en la Tierra, la mayoría de los ecosistemas cambia muy gradualmente y a medida que unas especies desaparecen van surgiendo o entrando otras. Localmente las subpoblaciones se extinguen continuamente siendo reemplazada más tarde por la dispersión de otras sub-poblaciones. Si los ecosistemas están gobernados principalmente por procesos estocásticos deben ser más resistentes a los cambios bruscos que cada especie en particular. En la ausencia de un equilibrio en la naturaleza, la composición de especies de un ecosistema puede experimentar modificaciones que dependen de la naturaleza del cambio, pero es posible que el colapso ecológico total sea infrecuente. 4.3 Consecuencias de la actividad humana en el ambiente La contaminación es la introducción de cualquier contaminante, sustancia o forma de energía que puede provocar algún daño o desequilibrio, irreversible o no, en el medio inicial. Para que exista contaminación, la sustancia contaminante deberá estar en cantidad relativa suficiente como para provocar ese desequilibrio. Esta cantidad relativa puede expresarse como la masa (cantidad) de la sustancia introducida en relación con la masa o el volumen del medio receptor de la misma. Este cociente recibe el nombre de Concentración. Un ejemplo de concentración habitual es de miligramos/litro. Los agentes contaminantes tienen relación con el crecimiento de las poblaciones ya que al aumentar éstas, la contaminación que ocasionan es mayor. Los contaminantes por su consistencia, se clasifican en sólidos, líquidos y gaseosos. Los agentes sólidos estan constituidos por la basura en sus diversas presentaciones. Provocan contaminación del suelo, del aire y del agua. Del suelo porque produce microorganismos y animales dañinos; del aire porque produce mal olor y gases tóxicos y del agua porque la ensucia y no puede utilizarse. Los agentes líquidos estan conformados por las aguas negras , los desechos industriales, los derrames de combustibles derivados del petróleo los cuales dañan básicamente el agua de ríos, lagos, mares y océanos; con ello provocan la muerte de diversas especies. Los agentes gaseosos están constituidos por la combustión del petróleo (óxido de nitrógeno y azufre)y por la quema de combustibles como la gasolina(monóxido de carbono), basura y desechos de plantas y animales. Todos los agentes contaminantes provienen de una fuente determinada y pueden provocar enfermedades respiratorias y digestivas. Es necesario que el hombre tome conciencia del problema. Se denomina contaminación atmosférica o contaminación ambiental a la presencia en el ambiente de cualquier agente (físico, químico o biológico) o bien de una combinación de varios agentes en lugares, formas y concentraciones tales que sean o puedan ser nocivos para la salud, la seguridad o para el bienestar de la población; o que puedan ser perjudiciales para la vida vegetal o animal; o impidan el uso normal de las propiedades y lugares de recreación, y el goce de los mismos. La contaminación ambiental es también la incorporación a los cuerpos receptores de sustancias sólidas, líquidas o gaseosas, o mezclas de ellas, siempre que alteren desfavorablemente las condiciones naturales de los mismos, o que puedan afectar la salud, la higiene o el bienestar del público. 5. Genética: la ciencia de la herencia 5.1 Leyes de Mendel Las Leyes de Mendel son un conjunto de reglas básicas sobre la transmisión por herencia de las características de los organismos padres a sus hijos. Se consideran reglas más que leyes, pues no se cumplen en todos los casos y hay excepciones, como cuando los genes están ligados, es decir, se encuentran en el mismo cromosoma, donde no se cumplen. Estas reglas básicas de herencia constituyen el fundamento de la genética. Las leyes se derivan del trabajo realizado por Gregor Mendel publicado en el año 1865 y el 1866, aunque fue ignorado por largo tiempo hasta su redescubrimiento en 1900. Experimentos Mendel publicó sus experimentos con guisantes en 1865 y 1866. A continuación se describen las principales ventajas de la elección de Pisum sativum como organismo modelo: su bajo coste, tiempo de generación corto, elevado índice de descendencia, diversas variedades dentro de la misma especie (color, forma, tamaño, etc.). Además, reúne características típicas de las plantas experimentales, como poseer caracteres diferenciales constantes. Pisum sativum es una planta autógama, es decir, se autofecunda. Mendel lo evitó emasculándola (eliminando las anteras). Así pudo cruzar exclusivamente las variedades deseadas. También embolsó las flores para proteger a los híbridos de polen no controlado durante la floración. Llevó a cabo un experimento control realizando cruzamientos durante dos generaciones sucesivas mediante autofecundación para obtener líneas puras para cada carácter. Mendel llevó a cabo la misma serie de cruzamientos en todos sus experimentos. Cruzó dos variedades o líneas puras diferentes respecto de uno o más caracteres. Como resultado obtenía la primera generación filial (F1), en la cuál observó la uniformidad fenotípica de los híbridos. Posteriormente, la autofecundación de los híbridos de F1 dio lugar a la segunda generación filial (F2), y así sucesivamente. También realizó cruzamientos recíprocos, es decir, alternaba los fenotipos de las plantas parentales: ♀ P1 x ♂ P2 ♀ P2 x ♂ P1 (siendo P la generación parental y los subíndices 1 y 2 los diferentes fenotipos de ésta). Además, llevó a cabo retrocruzamientos, que consisten en el cruzamiento de los híbridos de la primera generación filial (F1) por los dos parentales utilizados, en las dos direcciones posibles: ♀ F1 x ♂ P2 y ♀ P2 x ♂ F1 (cruzamientos recíprocos) ♀ F1 x ♂ P1 y ♀ P1 x ♂ F1 (cruzamientos recíprocos) Los experimentos demostraron que: La herencia se transmite por elementos particulados (refutando, por tanto, la herencia de las mezclas). Siguen normas estadísticas sencillas, resumidas en sus dos principios. Las leyes de Mendel Las tres leyes de Mendel explican y predicen cómo van a ser los caracteres físicos (fenotipo) de un nuevo individuo. Frecuentemente se han descrito como «leyes para explicar la transmisión de caracteres» (herencia genética) a la descendencia. Desde este punto de vista, de transmisión de caracteres, estrictamente hablando no correspondería considerar la primera ley de Mendel (Ley de la uniformidad). Es un error muy extendido suponer que la uniformidad de los híbridos que Mendel observó en sus experimentos es una ley de transmisión, pero la dominancia nada tiene que ver con la transmisión, sino con la expresión del genotipo. Por lo que esta observación mendeliana en ocasiones no se considera una ley de Mendel. Así pues, hay tres leyes de Mendel que explican los caracteres de la descendencia de dos individuos, pero solo son dos las leyes mendelianas de transmisión: la Ley de segregación de caracteres independientes (2ª ley, que, si no se tiene en cuenta la ley de uniformidad, es descrita como 1ª Ley) y la Ley de la herencia independiente de caracteres (3ª ley, en ocasiones descrita como 2ª Ley). 1ª Ley de Mendel: Ley de la uniformidad Establece que si se cruzan dos razas puras para un determinado carácter, los descendientes de la primera generación son todos iguales entre sí (igual fenotipo e igual genotipo) e iguales (en fenotipo) a uno de los progenitores. No es una ley de transmisión de caracteres, sino de manifestación de dominancia frente a la no manifestación de los caracteres recesivos. Por ello, en ocasiones no es considerada una de las leyes de Mendel.Indica que da el mismo resultado a la hora de descomponerlo en genotipos. 2ª Ley de Mendel: Ley de la segregación Conocida también, en ocasiones como la primera Ley de Mendel, de la segregación equitativa o disyunción de los alelos. Esta ley establece que durante la formación de los gametos cada alelo de un par se separa del otro miembro para determinar la constitución genética del gameto filial. Es muy habitual representar las posibilidades de hibridación mediante un cuadro de Punnett. Mendel obtuvo esta ley al cruzar diferentes variedades de individuos heterocigotos (diploides con dos variantes alélicas del mismo gen: Aa), y pudo observar en sus experimentos que obtenía muchos guisantes con características de piel amarilla y otros (menos) con características de piel verde, comprobó que la proporción era de 3:4 de color amarilla y 1:4 de color verde (3:1). Según la interpretación actual, los dos alelos, que codifican para cada característica, son segregados durante la producción de gametos mediante una división celular meiótica. Esto significa que cada gameto va a contener un solo alelo para cada gen. Lo cual permite que los alelos materno y paterno se combinen en el descendiente, asegurando la variación. Para cada característica, un organismo hereda dos alelos, uno para cada pariente. Esto significa que en las células somáticas, un alelo proviene de la madre y otro del padre. Éstos pueden ser homocigóticos o heterocigóticos. En palabras del propio Mendel: "Resulta ahora claro que los híbridos forman semillas que tienen el uno o el otro de los dos caracteres diferenciales, y de éstos la mitad vuelven a desarrollar la forma híbrida, mientras que la otra mitad produce plantas que permanecen constantes y reciben el carácter dominante o el recesivo en igual número. " Gregor Mendel 3ª Ley de Mendel: Ley de la segregación independiente En ocasiones es descrita como la 2ª Ley. Mendel concluyó que diferentes rasgos son heredados independientemente unos de otros, no existe relación entre ellos, por tanto el patrón de herencia de un rasgo no afectará al patrón de herencia de otro. Sólo se cumple en aquellos genes que no están ligados (en diferentes cromosomas) o que están en regiones muy separadas del mismo cromosoma. Es decir, siguen las proporciones 9:3:3:1. En palabras del autor: Por tanto, no hay duda de que a todos los caracteres que intervinieron en los experimentos se aplica el principio de que la descendencia de los híbridos en que se combinan varios caracteres esenciales diferentes, presenta los términos de una serie de combinaciones, que resulta de la reunión de las series de desarrollo de cada pareja de caracteres diferenciales. Gregor Mendel Patrones de herencia mendeliana Mendel describió dos tipos de "factores" (genes) de acuerdo a su expresión fenotípica en la descendencia, los dominantes y los recesivos, pero existe otro factor a tener en cuenta en organismos dioicos y es el hecho de que los individuos de sexo femenino tienen dos cromosomas X (XX) mientras los masculinos tienen un cromosoma X y uno Y (XY), con lo cual quedan conformados cuatro modos o "patrones" según los cuales se puede trasmitir una mutación simple: Gen dominante ubicado en un autosoma (herencia autosómica dominante). Gen recesivo ubicado en un autosoma (herencia autosómica recesiva). Gen dominante situado en el cromosoma X (herencia dominante ligada al cromosoma X). Gen recesivo situado en el cromosoma X (herencia recesiva ligada al cromosoma X). Fenómenos que alteran las segregaciones mendelianas Herencia ligada al sexo Es la herencia con el par sexual. El cromosoma X porta numerosos genes en tanto el cromosoma Y tan solo unos pocos y la mayoría en relación con la masculinidad. El cromosoma X es común para ambos sexos, pero solo el hombre posee cromosoma Y. Herencias influidas por el sexo y limitadas al sexo En las herencias limitadas al sexo pueden estar comprometidos mutaciones de genes con loci en cromosomas autosómicos cuya expresión solamente tiene lugar en órganos del aparato reproductor masculino o femenino. Un ejemplo es el defecto congénito septum vaginal transverso, de herencia autosómica recesiva, o la deficiencia de 5 α reductasa que convierte a la testosterona en dihidrotestosterona que actúa en la diferenciación de los genitales externos masculinos, por lo que su ausencia simula genitales femeninos cuando el niño nace. Una mutación puede estar influida por el sexo, esto puede deberse al efecto del metabolismo endocrino que diferencia a machos y hembras. Por ejemplo, en humanos la calvicie se debe al efecto de un gen que se expresa como autosómico dominante, sin embargo en una familia con la segregación de este gen solo los hombres padecen de calvicie y las mujeres tendrán su cabello más escaso después de la menopausia. Otro ejemplo puede ser la deficiencia de la enzima 21 hidroxilasa que interviene en el metabolismo de los glucocorticoides. Cuando esta enzima está ausente, la síntesis de glucocorticoides se desplaza hacia la formación de testosterona y esta hormona está comprometida en la embriogénesis de los genitales externos del varón, por lo que su presencia anormal en el desarrollo de un feto femenino produce la masculinización de los genitales femeninos, mientras que en el caso de un feto varón, solo incrementa el desarrollo de los masculinos. Una anormalidad de este tipo, permitirá sospechar un diagnostico clínico más rápidamente en una niña, basado en el examen de los genitales del recién nacido, que en un niño. Estructura génica del cromosoma Y Por tener un solo cromosoma X, a los individuos de sexo masculino no se les pueden aplicar los términos "homocigoto" o "heterocigoto" para genes ubicados en este cromosoma y ausentes en el cromosoma Y. Ya sean genes que expresen el carácter dominante o recesivo, si están situados en el cromosoma X, los varones siempre lo expresarán y al individuo que lo porta se le denomina hemicigoto. De lo anterior se deduce que, puesto que las hembras tienen un solo tipo de cromosoma sexual, el X, sus gametos siempre tendrán la dotación cromosómica 23,X, mientras los masculinos pueden portar una X, dando lugar a un individuo femenino (XX), o una Y, con lo que se originaría un individuo masculino (XY). Debido a esto se dice que las mujeres son homogaméticas (todos sus gametos tienen igual constitución) y que los hombres son heterogaméticos (tienen gametos 23,X y 23,Y). Sistema de compensación de dosis génica del cromosoma X En insectos, tal como se ha visto en Drosophila, se descubrió la existencia de un gen que ejerce de compensador de dosis, cuando se encuentra en dosis única (como ocurre en machos) produce la activación de la expresión de los genes del cromosoma X. En mamíferos no se ha encontrado un gen con función equivalente. Lionización La lionización o inactivacion del cromosoma X se produce porque, a diferencia del cromosoma Y, el X tiene gran cantidad de genes activos que codifican para importantes productos, tales como el factor VIII de la coagulación. Podría pensarse, por tanto, que si las hembras tienen dos X deben tener el doble de los productos o enzimas cuyos genes están en ese cromosoma con relación a los individuos del sexo masculino, sin embargo, esto no ocurre así. Se ha observado en mamíferos que en las células somáticas del sexo femenino (46,XX), solo uno de los dos cromosomas X es activo. El otro permanece inactivo y aparece en células en interfase como un cuerpo denso fuertemente coloreado, que se inactiva y se adosa a la membrana nuclear en la periferia del núcleo, y que recibe el nombre de cuerpo de Barr. La inactivación del cromosoma X tiene lugar en el estado de mórula, alrededor del tercer día después de la fertilización y se completa, en la masa de células internas que darán origen al embrión, al final de la primera semana de desarrollo embrionario. La selección del cromosoma X que se inactivará, es un fenómeno generalmente aleatorio teniendo en cuenta que al ocurrir la fecundación cada cromosoma X tiene origen materno y paterno, en unas células se inactivará el X materno (Xm) y en otras el X paterno (Xp). Una vez que se inactiva uno de los dos cromosomas X las células descendientes mantendrán el mismo cromosoma X inactivo originándose un clon celular (Xm) o (Xp) activos. Es decir, al inicio de la inactivación, ésta es al azar, primero se inactiva al azar cualquiera de las dos X, ya sea la heredada de la madre o del padre; pero una vez ocurrida se mantiene el mismo cromosoma X que se inactivó en la primera célula del clon y las células que deriven de ésta durante el proceso de crecimiento y desarrollo mantendrán en adelante inactivado el mismo cromosoma X. La inactivación (desactivación) del cromosoma X está determinada por el gen XIST. Este gen esta involucrado en la transcripción específica de inactivación que funciona por un mecanismo de metilación preferencial, esto significa que si no hay ninguna alteración de estructura en los dos cromosomas X del genoma femenino, la inactivación debe ocurrir de forma aleatoria, pero si existiera alguna alteración con gran compromiso en la función de uno de los dos cromosomas X habría una activación no completamente aleatoria. El locus del gen XIST se encuentra localizado en Xq13.3. La inactivación del X determina consecuencias genéticas y clínicas: Compensación de dosis: iguala la dosis de productos de genes con el hemicigótico para genes localizados en el cromososa X, determinando concentraciones proteicas similares en ambos sexos, para genes ligados al X. Variaciones en la expresión de mutaciones en hembras heterocigóticas: por ejemplo, presencia de síntomas más o menos severos en hembras portadoras para hemofilias A o B, distrofia muscular Duchenne, distrofias retinianas recesivas ligadas al X. Los órganos femeninos se comportan como mosaicos. Este fenómeno se puede manifestar en zonas en las que se manifieste un alelo (procedente del X de la madre) y otras zonas en las que se manifiesta el otro alelo. Se observa en fenómenos como el color del pelaje de algunas hembras de felinos, de forma que los felinos de tres colores son hembras, y los de dos colores son machos;3 en el albinismo ocular recesivo ligado al X; o en el test inmunohistoquímico para la detección de la distrofina en hembras heterocigóticas para la distrofia muscular Duchenne. Penetrancia de un gen o de una mutación especifica Penetrancia es el término que se emplea para referirse a la expresión en términos de todo o nada dentro de una población de individuos. Si la mutación se expresa en menos del 100% de los individuos portadores o heterocigóticos se dice que la mutación tiene una penetrancia reducida y que ese individuo aparentemente “sano” para el carácter o enfermedad que se estudia en la familia puede trasmitir la mutación a su descendencia y éstos expresar el defecto. La penetrancia reducida parece ser el efecto de la relación de la mutación en cuestión y otros genes del genoma, con los cuales se encuentra interactuando. Expresividad de un gen o mutación especifica Expresividad se usa para referirse al grado de severidad que se manifiesta en el fenotipo. En términos clínicos, es sinónimo de gravedad. La expresión de un gen también depende de la relación de éste con el resto del genoma, pero también de la relación genoma-ambiente. Para referirse a estas gradaciones fenotípicas se utiliza el término expresividad variable del gen o de la mutación. Efecto pleiotrópico de un gen o mutación especifica Con en término pleiotropía o efecto pleiotrópico de un gen se hace referencia a todas las manifestaciones fenotípicas en diferentes órganos o sistemas que son explicables por una simple mutación. Un ejemplo clásico para explicar este término lo constituye el síndrome Marfan, cuya mutación afecta al gen FBN1 que codifica a la proteína fibrilina, esta proteína se encuentra en el tejido conectivo y explica las manifestaciones esqueléticas, oculares y cardiovasculares que caracterizan al síndrome. Heterogeneidad genética Este término se aplica tanto a mutaciones en genes localizados en diferentes cromosomas que producen expresión similar en el fenotipo (heterogeneidad no alélica) como a mutaciones que afectan a diferentes sitios del mismo gen (heterogeneidad alélica). Esta categoría complica extraordinariamente el estudio etiológico de variantes del desarrollo de origen genético y constituye una amplia y fundamental fuente de diversidad genética del desarrollo. Nuevas mutaciones con expresión dominante Cuando tiene lugar una mutación de novo que se expresa como dominante, o sea, en un genotipo heterocigótico, ocurre que padres que no presentan el efecto de la mutación pueden tener un descendiente afectado. La ausencia de antecedentes familiares, una vez que se excluyen fenómenos como la penetrancia reducida del gen y variaciones mínimas de la expresividad dificulta llegar al planteamiento de una mutación de novo cuando en la literatura el defecto o enfermedad no ha sido reportada con anterioridad, con un tipo específico de herencia. Efecto de letalidad en un genotipo especifico Algunas mutaciones se expresan de forma tan severa que producen letalidad en un genotipo específico. Un ejemplo pudiera ser el efecto de una doble dosis de una mutación que se expresa como dominante o el efecto en un genotipo hemicigótico, como ocurre en la incontinencia pigmenti, enfermedad humana dominante ligada al cromosoma X. Herencia en mamíferos El árbol genealógico Como en cualquier otra especialidad médica, en genética adquiere enorme importancia el interrogatorio del individuo enfermo y sus familiares, pero, adicionalmente, es vital establecer los lazos de parentesco entre los individuos afectados y los supuestamente sanos, por eso se utiliza el llamado árbol genealógico o pedigree en el que mediante símbolos internacionalmente reconocidos se describe la composición de una familia, los individuos sanos y enfermos, así como el número de abortos, fallecidos, etc. Herencias dominantes Cuando el gen productor de una determinada característica (o enfermedad) se expresa aún estando en una sola dosis se denomina dominante y los linajes donde se segrega muestran un árbol genealógico en que, como regla, hay varios individuos que lo expresan y los afectados tienen un progenitor igualmente afectado. No obstante, hay diferencias de acuerdo a si el gen está ubicado en un autosoma o en el cromosoma X. En la herencia autosómica dominante se cumplen los siguientes hechos: Varios individuos afectados. Los afectados son hijos de afectados. Se afectan por igual hombres y mujeres. Como regla, la mitad de la descendencia de un afectado hereda la afección. Los individuos sanos tienen hijos sanos. Hay hombres afectados hijos de hombres afectados (lo cual excluye la posibilidad de que el gen causante de la afección está ubicado en el cromosoma X, que en los varones procede de la madre). El patrón ofrece un aspecto vertical. En este caso los individuos afectados son usualmente heterocigóticos y tienen un riesgo del 50% en cada intento reproductivo de que su hijo herede la afección independientemente de su sexo. En la herencia dominante ligada al cromosoma X, aunque el gen sea dominante, si está ubicado en el cromosoma X, el árbol genealógico suele mostrar algunas diferencias con respecto al de la herencia autosómica dominante: Aunque los afectados usualmente son hijos de afectados y la mitad de la descendencia presenta la afección, no podemos identificar varones que hayan heredado la afección de su padre, o sea, no hay trasmisión varón-varón, puesto que los padres dan a sus hijos el cromosoma Y. Igualmente llama la atención que hay un predominio de mujeres afectadas pues mientras estas pueden heredar el gen de su madre o de su padre, los varones sólo lo adquieren de su madre. Una mujer afectada tendrá el 50% de su descendencia afectada, mientras que el hombre tendrá 100% de hijas afectadas y ningún hijo afectado. Herencias recesivas Cuando el gen causante de la afección es recesivo, por regla general el número de afectados es mucho menor y suele limitarse a la descendencia de una pareja, pero es más evidente la diferencia en la trasmisión según la mutación esté situada en un autosoma o en el cromosoma X. En la herencia autosómica recesiva llama la atención la aparición de un individuo afectado fruto de dos familias sin antecedentes. Esto ocurre pues ambos padres de este individuo son heterocigóticos para la mutación, la cual, por ser recesiva, no se expresa ya que existe un alelo dominante normal, pero, como estudiamos en las leyes de Mendel, existe un 25% en cada embarazo, de que ambos padres trasmitan el alelo mutado, independientemente del sexo del nuevo individuo. Por aparecer usualmente en la descendencia de un matrimonio, se dice que su patrón es horizontal. Otro aspecto a señalar es que cuando existe consanguinidad, aumenta la probabilidad de aparición de este tipo de afecciones, debido a que ambos padres comparten una parte de su genoma proporcional al grado de parentesco entre ellos. En la herencia recesiva ligada al cromosoma X es evidente que los individuos afectados son todos del sexo masculino; esto se justifica porque al tener la mujer dos X y ser el gen recesivo, el alelo dominante normal impide su expresión, mientras el varón hemicigótico si tiene la mutación la expresará. También se observa que entre dos varones afectados existe una mujer, que en este caso es portadora de la mutación. La probabilidad de descendencia afectada dependerá del sexo del progenitor que porta la mutación: Un hombre enfermo tendrá 100% de hijas portadoras y 100% de hijos sanos. Una mujer portadora tendrá 50% de sus hijas portadoras y 50% de hijos varones afectados. Es un error muy extendido suponer que la uniformidad de los híbridos que Mendel observó en sus experimentos es una ley de transmisión, pues la dominancia nada tiene que ver con la transmisión, sino con la expresión del genotipo. Por lo que esta observación mendeliana no suele considerarse una ley. Las leyes mendelianas de transmisión son por lo tanto dos: la Ley de segregación de caracteres independientes (1ª ley) y la Ley de la herencia independiente de caracteres (2ª ley). Factor mendeliano: El concepto de factor mendeliano fue introducido en 1860 por Mendel, actualmente denominado gen, éste se puede definir como una unidad física y funcional que ocupa una posición específica en el genoma. Gen: Es una región de DNA que codifica para RNA. Genotipo: factores hereditarios internos de un organismo, sus genes y por extensión su genoma. Fenotipo: las cualidades físicas observables en un organismo, incluyendo su morfología, fisiología y conducta a todos los niveles de descripción. Alelo: Es cada una de las variantes de un locus. Cada alelo aporta diferentes variaciones al carácter que afecta. En organismos diploides (2n) los alelos de un mismo locus se ubican físicamente en los pares de cromosomas homólogos. Locus: Ubicación del gen en un cromosoma. Para un locus puede haber varios alelos posibles. (Plural: LOCI) Cariotipo: Composición fotográfica de los pares de cromosomas de una célula, ordenados según un patrón estándar. En un cariotipo encontramos el conjunto de características que permiten reconocer la dotación cromosómica de una célula. Línea pura: Es la descendencia de uno o más individuos de constitución genética idéntica, obteniéndose por autofecundación o cruces endogámicos. Son individuos homocigotos para todos sus caracteres. Autofecundación: Proceso de reproducción sexual donde los gametos masculinos de un individuo se fecundan con los óvulos del mismo individuo. Es indispensable que sean especies monoicas (característico de las plantas y algunos animales inferiores). Dominancia, Alelo dominante: Predominio de la acción en un alelo sobre la de su alternativo (llamado alelo recesivo), enmascarando u ocultando sus efectos. El carácter hereditario dominante es el que se manifiesta en el fenotipo (conjunto de las propiedades manifiestas en un individuo). Según la terminología mendeliana se expresa como A>a (el alelo A domina sobre el alelo a, el carácter que determina, es por tanto el que observaremos en el fenotipo). Recesividad, Alelo recesivo: Característica del alelo recesivo de un gen que no se manifiesta cuando está presente el alelo dominante. Para que este alelo se observe en el fenotipo, el organismo debe poseer dos copias del mismo alelo, es decir, debe ser homocigoto para ese gen (según la terminología mendeliana, se expresaría como “aa”). Meiosis: La meiosis es el proceso de división celular que permite a una célula diploide generar células haploides en eucariotas. En este proceso se produce una replicación del DNA (en la fase S) y dos segregaciones cromosómicas, de manera que de una célula inicial diploide se obtienen cuatro células haploides. Homocigoto: Individuo puro para uno o más caracteres, es decir, que en ambos loci posee el mismo alelo (representado como aa en el caso de ser recesivo o AA si es dominante). Heterocigoto: Individuo que para un gen, tiene un alelo distinto en cada cromosoma homólogo. Su representación mendeliana es “Aa”. Híbrido: Es el resultado del cruzamiento o apareamiento de dos individuos puros homocigotos (uno de ellos recesivo y el otro dominante) para uno o varios caracteres. Gameto: Célula sexual que procede de una estirpe celular llamada línea germinal, en los seres superiores tienen un número de cromosomas haploide (n) debido a un tipo de división celular llamado meiosis que permite reducir el número de cromosomas a la mitad. El gameto femenino se denomina óvulo; el gameto masculino recibe el nombre de espermatozoide. Cigoto o huevo: Célula resultante de la unión de dos gametos haploides (es por tanto, diploide, 2n). Generalmente, experimenta una serie de divisiones celulares hasta que se constituye en un organismo completo. Su citoplasma y sus orgánulos son siempre de origen materno al proceder del óvulo. Haploide: Que posee un solo juego de cromosomas (n), característico de los gametos eucariotas y los gametofitos de las plantas. Diploide: Que tiene doble juego de cromosomas (2n). Características de las células somáticas. Autosoma: Todo cromosoma que no sea sexual. 5.1.1 Gen, cromosoma y cariotipo. Gen Un gen es el conjunto de una secuencia determinada de nucleótidos de uno de los lados de la escalera del cromosoma referenciado. La secuencia puede llegar a formar proteínas, o serán inhibidas, dependiendo del programa asignado para la célula que aporte los cromosomas. Entorno del programa genético Toda molécula tiende a degradar su estado de carga neutra, siendo el momento de manifestar la carga cuando la degradación se manifiesta en la pérdida de un electrón o en su ganancia. En esto interactúan los factores externos e internos de la molécula con el medio. Dado el caso de dos moléculas con carga idéntica y opuesta, tendrán la tendencia a neutralizar la carga formando enlaces químicos. Dichos enlaces pueden ser iónicos o covalentes. La tendencia más favorable se la denomina 'Gancho' (hook en inglés), y es la equivalente en nuestras dimensiones a la tendencia de ciertas semillas naturales a engancharse al pelo de los animales o incluso a nuestros calcetines. La dinámica entre el ejemplo y la dimensión molecular es paralela, en los siguientes casos: No existe premeditación en la colocación de la semilla ni el lugar que ocupe la molécula en un momento dado de tiempo. No es evidente en la naturaleza un Ego intencional que determine a la semilla si acaba o no enganchada en el pelo del animal; al igual que tampoco hay razón para pensar de forma similar en el caso de dos moléculas, que coincidiendo en el espacio, tengan por estadística una probabilidad casi cierta de acabar enlazadas. Bajo estas premisas, b y c se puede decir que funciona el programa genético. Un proceso totalmente autónomo promovido por la dinámica de la energía, del medio, de las propiedades inherentes a cada objeto cuya descripción establece la física. Los cálculos físico-químicos ofrecen un planteamiento estadístico de previsiones en los resultados más favorables, determinados por la menor resistencia a la hora de expresar sus propiedades. Este determinismo resulta imponderable por los cálculos físicos. En conclusión, la expresión del programa genético es consecuencia del bien conocido Efecto mariposa. Dentro de lo que es el programa genético, se puede afirmar que es la memoria de cómo en un pasado las especies estuvieron adaptadas a un medio distinto al actual, pudiendo suponer que las especies pasadas estaban mejor adaptadas que las actuales y entendiendo que los procesos de extinción de las especies son, por tanto, una expresión más de la selección natural. La entropía asociada a la tendencia a la desorganización de la información hace aun mas evidente este hecho. Las proteínas fibrosas y globulares son heteroproteínas que consisten en capas A pesar de que se conocen de manera básica más de 3000 moléculas proteínicas distintas, solamente se han podido estudiar detalladamente la estructura de algunas porciones que son fundamentales en la biología celular. Punto de vista molecular Un gen es una secuencia lineal de nucleótidos en la molécula de ADN (o ARN en el caso de algunos virus), que contiene la información necesaria para la síntesis de una macromolécula con función celular específica. Por ejemplo: Proteínas, ARNm, ARN ribosómico, ARN de transferencia y ARN pequeños. Esta función puede estar vinculada al desarrollo o funcionamiento de una función fisiológica normal. El gen es considerado como la unidad de almacenamiento de información y unidad de herencia al transmitir esa información a la descendencia. Los genes se disponen, pues, a lo largo de cada uno de los cromosomas. Cada gen ocupa en el cromosoma una posición determinada llamada locus. El conjunto de cromosomas de una especie se denomina genoma. Algunas enfermedades como la anemia drepanocítica (o anemia falciforme) pueden ser ocasionadas por un cambio en un solo gen (uno de los 30.000 genes que constituyen el plan para todo el cuerpo humano). Los organismos diploides (entre ellos, casi todos los animales y plantas) disponen de dos juegos de cromosomas homólogos, cada uno de ellos proveniente de uno de los padres. Cada par de cromosomas tiene, pues, un par de copias de cada gen, una procedente de la madre y otra del padre. Los genes pueden aparecer en versiones diferentes, con variaciones pequeñas en su secuencia, y entonces se los denomina alelos ("otro", en griego). Los alelos pueden ser dominantes o recesivos. Cuando una sola copia del alelo hace que se manifieste el rasgo fenotípico, el alelo es dominante. Cuando son precisas dos copias del alelo (una en cada cromosoma del par), el alelo es recesivo. Tipos de genes Un gen es una secuencia o segmento de ADN necesario para la síntesis de ARN funcional, como el ARN de transferencia o el ARN ribosomal. Sin embargo, estos dos tipos de ARN no codifican proteínas, lo cual es hecho por el ARN mensajero. Para ello, la transcripción genera una molécula de ARN que posteriormente sufrirá traducción en los ribosomas, proceso por el cual se genera una proteína. Muchos genes se encuentran constituidos por regiones codificantes (exones) interrumpidas por regiones no codificantes (intrones) que son eliminadas en el procesamiento del ARN. En células procariontes esto no ocurre pues los genes de procariotas carecen de intrones. La secuencia de bases presente en el ARN determina la secuencia de aminoácidos de la proteína por medio del código genético. Otros genes no son traducidos a proteína, sino que cumplen su función en forma de ARN. Entre éstos, encontramos genes de ARN transferente, ARN ribosómico, ribozimas y otros ARN pequeños de funciones diversas. Algunos genes han sufrido procesos de mutación u otros fenómenos de reorganización y han dejado de ser funcionales, pero persisten en los genomas de los seres vivos. Al dejar de tener función, se denominan pseudogenes, y pueden ser muy parecidos a otros genes del mismo organismo que sean funcionales. Estos aminoácidos contienen grupos neutros, es decir sin carga, por lo que pueden formar puentes de hidrógeno con el agua. A la glicina algunas veces se le clasifica como aminoácido no polar, debido a que el grupo R consiste en un simple átomo de hidrógeno, demasiado pequeño como para afectar la polaridad de los grupos alfa amino y alfa carboxilo. En los amino serina, treonina y ceronina, la polaridad se debe a la a la presencia de grupo carboxilo (-COOH) en el caso de la asparagina y de la glutamina. Cromosoma Se denomina cromosoma a cada uno de los pequeños cuerpos en forma de bastoncillos en que se organiza la cromatina del núcleo celular durante las divisiones celulares (mitosis y meiosis). La cromatina es un material microscópico que lleva la información genética de los organismos eucariotas y está constituida por ADN asociado a proteínas especiales llamadas histonas. Este material se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y se visualiza como una maraña de hilos delgados. Cuando el núcleo celular comienza el proceso de división (cariocinesis), esa maraña de hilos inicia un fenómeno de condensación progresivo que finaliza en la formación de entidades discretas e independientes: los cromosomas. Por lo tanto, cromatina y cromosoma son dos aspectos morfológicamente distintos de una misma entidad celular.1 Cuando se examinan con detalle durante la mitosis, se observa que los cromosomas presentan una forma y un tamaño característicos. Cada cromosoma tiene una región condensada, o constreñida, llamada centrómero, que confiere la apariencia general de cada cromosoma y que permite clasificarlos según la posición del centrómero a lo largo del cromosoma. Otra observación que se puede realizar es que el número de cromosomas de los individuos de la misma especie es constante. Esta cantidad de cromosomas se denomina número diploide y se simboliza como 2n. Cuando se examina la longitud de tales cromosomas y la situación del centrómero surge el segundo rasgo general: para cada cromosoma con una longitud y una posición del centrómero determinada existe otro cromosoma con rasgos idénticos, o sea, casi todos los cromosomas se encuentran formando parejas. Los miembros de cada par se denominan cromosomas homólogos. En la figura de la derecha se presentan todos los cromosomas mitóticos de una niña, ordenados por parejas de homólogos y por su longitud, lo que se denomina cariotipo. Puede observarse que en ese cariotipo hay 46 cromosomas (o sea, 2n=46) que es el número cromosómico de la especie humana. Se puede advertir, también, que cada cromosoma tiene una estructura doble, con dos cromátidas hermanas que yacen paralelas entre sí y unidas por un único centrómero. Durante la mitosis las cromátidas hermanas, que son idénticas, se separan una de otra hacia dos nuevas células. Las parejas de cromosomas homólogos que se observan en la imagen tienen, además, una semejanza genética fundamental: presentan los mismos genes situados en los mismos lugares a lo largo del cromosoma (tales lugares se denominan locus o loci en plural). Esto indica que cada miembro del par de homólogos lleva información genética para las mismas características del organismo. En organismos con reproducción sexual, uno de los miembros del par de cromosomas homólogos proviene de la madre (a través del óvulo) y el otro del padre (a través del espermatozoide). Por ello, y como consecuencia de la herencia biparental, cada organismo diploide tiene dos copias de cada uno de los genes, cada una ubicada en uno de los cromosomas homólogos.1 Una excepción importante en el concepto de parejas de cromosomas homólogos es que en muchas especies los miembros de una pareja, los cromosomas que determinan el sexo o cromosomas sexuales, no tienen usualmente el mismo tamaño, igual situación del centrómero, la misma proporción entre los brazos o, incluso, los mismos loci. En la imagen puede observarse, por ejemplo, que el cromosoma Y (que determina el sexo masculino en humanos) es de menor tamaño y carece de la mayoría de los loci que se encuentran en el cromosoma X. Estructura y composición química de la cromatina Los principales componentes que se obtienen cuando se aísla la cromatina de los núcleos interfásicos son el ADN, las proteínas histónicas, las proteínas no histónicas y el ARN. La cantidad de proteínas no histónicas puede variar de unos tejidos a otros en el mismo individuo y dentro del mismo tejido a lo largo del desarrollo. Las histonas Las histonas son proteínas básicas, ricas en residuos de lisina y arginina, que muestran una elevada conservación evolutiva y que interaccionan con el ADN formando una subunidad que se repite a lo largo de la cromatina denominada nucleosoma. Los principales tipos de histonas que se han aislado en los núcleos interfásicos en diferentes especies eucariontes son: H1, H2A, H2B, H3 y H4. Además de estas histonas, también existen otras que son específicas de tejido como la histona H5 muy rica en lisina (25 moles%) específica de eritrocitos nucleados de vertebrados no mamíferos, y las histonas del endosperma. Asimismo, la cromatina centromérica se caracteriza por la presencia de una isoforma específica de la histona H3, denominada CENP-A en vertebrados. Una de las características más destacables es su elevado conservadurismo evolutivo, sobre todo de las histonas H3 y H4. La histona H4 de guisante y de timo de ternera se diferencian solamente en dos aminoácidos. Este dato indica que las interacciones entre el ADN y las histonas para formar la cromatina deben ser muy semejantes en todos los organismos eucariontes. Los genes que codifican las histonas se encuentran agrupados en nichos (o clusters) que se repiten decenas o centenas de veces. Cada cluster o grupo contiene el siguiente orden de genes que codifican histonas: H1-H2A-H3-H2B-H4. Estos genes son ricos en pares G-C, ya que codifican proteínas con un elevado contenido en lisina y arginina, pero están separados por secuencias espaciadoras ricas en pares A-T. El nucleosoma La cromatina de núcleos en interfase, cuando se observa mediante técnicas de microscopia electrónica, se puede describir como un collar de cuentas o un rosario, en el que cada cuenta es una subunidad esférica o globular que se denomina nucleosoma; los nucleosomas se hallan unidos entre sí mediante fibras de ADN. Se sigue, entonces, que la unidad básica de la estructura de la cromatina es el nucleosoma. Un nucleosoma típico está asociado a 200 pares de bases (pb) de ADN y está formado por una médula (core en inglés) y un ligador (o linker). La médula está formada por un octámero constituido por dos subunidades de las histonas H2A, H2B, H3 y H4. En otras palabras, se trata de un dímero: 2×(H2A, H2B, H3, H4). Los trabajos de Aaron Klug y colaboradores sobre la disposición de las histonas en la médula del nucleosoma le valieron el Premio Nobel de Química en 1982. Alrededor de la médula se enrolla el ADN (140 pb) dando casi dos vueltas (una vuelta y tres cuartos). El resto del ADN (60 pb) forma parte del ligador (linker), que interacciona con la histona H1. La cantidad de ADN asociado con un nucleosoma varía de una especie a otra, de 154 pb a 241 pb; esta variación se debe fundamentalmente a la cantidad de ADN asociada al ligador (linker). Las fibras de ADN dúplex desnudo tienen un grosor de 20 Å. La asociación del ADN con las histonas genera los nucleosomas, que muestran unos 100 Å de diámetro. A su vez, los nucleosomas se pueden enrollar helicoidalmente para formar un solenoide (una especie de muelle) que constituye las fibras de cromatina de los núcleos intefásicos con un diámetro aproximado de 300 Å. Los solenoides pueden volverse a enrollar para dar lugar a supersolenoides con un diámetro de 4.000 Å a 6.000 Å que constituirían las fibras de los cromosomas metafásicos. El armazón proteico de los cromosomas Muchos estudios citogenéticos muestran que el ADN en los cromosomas está intensamente enrollado cuando se observan al microscopio. El primer nivel de compactación lineal del ADN es el obtenido por el plegamiento de la fibra del ADN alrededor de los nucleosomas, responsable del primer nivel de plegamiento lineal (de 6 a 7 veces). El siguiente nivel de plegamiento corresponde a la denominada "fibra de 30 nm", que es lo que se observa en núcleos en interfase. Aunque ha habido mucha controversia para describir esta estructura, la fibra de 30 nm se considera normalmente como el enrollamiento helicoidal de las fibras de nucleosomas, que genera la compactación de otras 6-7 veces. En mitosis, la fibra de 30 nm debe compactarse otras 200-500 veces hasta alcanzar el diámetro observado al microscopio para las fibras cromosómicas durante la división celular (~700 nm). Por tanto, se han tenido que producir nuevos superenrollamientos. Sin embargo, la explicación de estos plegamientos de orden superior ha generado gran controversia. Laemmli y colaboradores en 1977 consiguieron aislar cromosomas metafásicos desprovistos de histonas mediante un tratamiento con sulfato de dextrano y heparina. Estos cromosomas metafásicos desprovistos de histonas presentan una médula central densamente teñida que ha sido denominada “scaffold” (armazón). Este armazón proteico (“scaffold”) es resistente a la acción de la ADNasa, ARNasa y también a soluciones de ClNa 2M. Sin embargo, desaparece por tratamientos con urea 4M y dodecil sulfato sódico o por tratamiento con enzimas proteolíticas. Por tanto, se trata de un armazón proteico. La observación a microscopía electrónica pone de manifiesto que de este armazón proteico (“scaffold”) salen y llegan lazos o fibras que pueden hacerse desaparecer mediante tratamiento con ADNasa. Por tanto, estos lazos o dominios que arrancan del armazón proteico son lazos de ADN. Uno de los principales componentes del armazón proteico es la enzima topoisomerasa II α (topoIIα), una enzima que produce cortes en el ADN dúplex a nivel de ambas hélices. La topoisomerasa II (girasa) interviene durante la replicación del ADN creando o relajando los superenrollamientos. En mamíferos se encuentran dos isoformas de esta enzima (α y ß), con propiedades similares in vitro. Sin embargo, aunque topoIIα y β se comportan in vivo de forma similar en interfase, en mitosis tienen un comportamiento diferente: sólo topoIIα está asociado mayoritariamente a los cromosomas. La aparición de la topoisomerasa II α sólo en el armazón proteico sugiere que se encuentra en la base de los lazos o dominios de ADN, indicando que esta organización en dominios podría estar relacionada con la replicación y transcripción. Otras enzimas, como la topoisomerasa I que produce cortes en el ADN dúplex a nivel de una sola hélice y la HMG-17, se encuentran sólo en los lazos o dominios y no en el armazón proteico. La evidencia existente hasta el momento sugiere que las fibras de solenoides (30 nm) formarían los lazos o dominios que emanan del armazón proteico y que este armazón estaría a su vez enrollado formando una espiral. Además de la enzima topoisomerasa II α, el otro componente fundamental propuesto del armazón proteico es la condensina 13S. La tinción doble con anticuerpos contra topoIIα y condensina genera un armazón con aspecto de un "polo de barbero" (un cilindro con bandas espirales rojas y blancas que simboliza la antigua doble profesión de los barberos como cirujanos), en la cual alternan "cuentas" enriquecidas en topoIIα y en condensina. Esta estructura parece estar generada por dos cadenas yuxtapuestas. Parece ser que el ensamblaje de este armazón proteico tiene lugar en dos fases, ya que la condensina sólo se asocia en la transición de profase a metafase durante la mitosis. Sin embargo, el papel estructural de la topoIIα en la organización de los cromosomas aún se discute, ya que otros grupos argumentan que esta enzima se intercambia rápidamente tanto en los brazos cromosómicos como en los cinetocoros durante la mitosis. Los dominios de ADN parecen estar unidos al armazón proteico por unas regiones específicas denominadas abreviadamente SARs (scaffold associated regions, también denominadas MARS, matrix attachment regions) que se detectan cuando los cromosomas metafásicos desprovistos de histonas se tratan con endonucleasas de restricción. Después de este tratamiento quedan regiones de ADN unidas al armazón que a su vez resisten la digestión con exonucleasas gracias a que están protegidas por una proteína. Cuando se digiere esta proteína, las regiones de ADN protegidas contienen secuencias de varios cientos de pares de bases que son muy ricas en AT y que presentan sitios de unión para topoisomerasa II e histona H1. Estas regiones de unión específicas de los dominios al armazón proteico son las regiones SARs. Se ha sugerido que estas regiones juegan un papel global durante la condensación de los cromosomas mitóticos y son necesarias para el mantenimiento de la estructura de los cromosomas. Las regiones SARs también podrían estar implicadas en la expresión génica, al facilitar tanto la transición como la expansión de una estructura abierta de la cromatina. Modelos alternativos de la estructura cromosómica Es cada vez más evidente que incluso con los métodos de fijación más utilizados se pueden producir cambios significativos en la localización de las proteínas cromosómicas, y estas dificultades técnicas han estado presentes en la mayor parte de las preparaciones cromosómicas utilizadas para realizar los estudios estructurales. Por ello, parece necesario utilizar muestras vivas siempre que sea posible, así como aproximaciones alternativas que permitan un análisis complementario. La aproximación biofísica Un modo alternativo para el análisis estructural de los cromosomas es el biofísico. Las medidas precisas de la rigidez y la elasticidad de los cromosomas pueden guiar la construcción de los modelos estructurales. Estudios realizados en diferentes laboratorios indican que los cromosomas presentan una elasticidad remarcable: tanto dentro de las células como en tampones fisiológicos, los cromosomas pueden estirarse hasta varias veces su longitud normal y volver de nuevo a su longitud original. Sin embargo, los datos obtenidos por diferentes laboratorios son muy variables, probablemente debido a la variedad de tampones utilizado por los distintos grupos. Un estudio de Poirier y Marko en 2002 mostró que la elasticidad de los cromosomas es muy sensible a nucleasa. Estos datos sugieren que la integridad mecánica de los cromosomas mitóticos se mantiene por enlaces entre las fibras cromosómicas, no por la existencia de un armazón proteico. La naturaleza de estos enlaces no está clara, pero este estudio estima su frecuencia en 10-20 kb como mínimo. Los componentes bioquímicos de los cromosomas Un método convencional y muy potente para entender una estructura biológica consiste en establecer una lista que incluya todos sus componentes. Los estudios iniciales de la estructura cromosómica se enfrentaron a muchos problemas técnicos para conseguir aislar bioquímicamente los cromosomas mitóticos de las células, aunque métodos sofisticados permitieron el aislamiento de los cromosomas completos y la identificación del armazón proteico. Un método alternativo consiste en la utilización de extractos libres de células procedentes de huevos de anfibios. Este sistema permite la reconstitución in vitro de cromosomas mitóticos a partir de sustratos simples (por ejemplo, cromatina de esperma) en condiciones fisiológicas, de manera que los componentes proteicos de las estructuras que se ensamblan pueden aislarse por centrifugación en un sólo paso y caracterizarse de forma sistemática. Además de las histonas centrales y una histona de ligamiento, la fracción así aislada contiene topoIIα (CAP-B en ese estudio), un complejo de cinco subunidades denominado condensina (CAP-C, -E, D2, -G y -H),36 37 cromokinesina (CAP-D/Klp1 ) y la ATPasa remodeladora de cromatina ISWI38 (CAP-F). Una de las conclusiones más importantes de estos estudios es que las ATPasas son componentes importantes de los cromosomas. La energía de hidrólisis del ATP es utilizada en muchos casos para inducir cambios locales o globales en los cromosomas, mientras que en otros casos sirve para soportar el movimiento de los cromosomas anclados a los microtúbulos. Una observación sorprendente fue la identificación de la proteína titina como uno de los componentes de los cromosomas en embriones de Drosophila. La titina es una proteína filamentosa gigante (~3 MDa) que funciona como un componente integral del filamento grueso en el sarcómero de las células musculares. Se ha propuesto que, en analogía con su función muscular, la isoforma de la titina que se encuentra en los cromosomas puede funcionar por un lado como una "regla molecular" que determina la longitud cromosómica, y por otro como un "muelle molecular" que proporciona elasticidad a los cromosomas. Cromosomas sexuales En muchos organismos, uno de los pares de los cromosomas homólogos es distinto al resto, realizando la determinación del sexo del individuo. A estos cromosomas se les llama cromosomas sexuales o heterocromosomas e incluso gonosomas, porque determinan el sexo. Sistema de determinación XY: es propio del ser humano y muchos otros animales. Las hembras, siendo XX, darán gametos iguales con cromosoma X, sexo homogamético y los machos, siendo XY, darán dos tipos de gametos, uno con el cromosoma X y otro con el cromosoma Y. La probabilidad de que en la fecundación, al unirse los gametos, resulte una combinación XX (hembra) o XY (macho) es aproximadamente del 50%. Sistema de determinación ZW: en otras especies (mariposas, p.e.) ocurre lo contrario, el sexo masculino es homogamético (ZZ) y el femenino heterogamético (ZW). Sistema de determinación XO: otras especies (peces, insectos, anfibios) que no tienen el cromosoma Y, determinándose el sexo por el número de cromosomas X, macho XO y hembra XX. Tamaño cromosómico Los cromosomas sufren grandes variaciones en su tamaño a lo largo del ciclo celular, pasando de estar muy poco compactados (interfase) a estar muy compactados (metafase), por tal motivo, los estudios sobre el tamaño suelen realizarse en metafase mitótica. Además, es necesario tener en cuenta que los tratamientos para teñir los cromosomas y para obtener las metafases mitóticas influyen de manera muy importante en el tamaño de los cromosomas. En cualquier caso, en general es posible decir que hay especies eucarióticas con cromosomas grandes y especies con cromosomas pequeños. Las monocotiledóneas (vegetales) y los anfibios y ortópteros (animales) poseen cromosomas muy largos (de 10 a 20 micras). Las dicotiledóneas, las algas, los hongos y la mayoría de las especies animales poseen cromosomas pequeños (longitud inferior a 5 micras). Naturalmente, existen algunas excepciones en los ejemplos citados. El cromosoma 1 humano tiene 0,235 pg de ADN, que equivalen a una longitud total de ADN doble hélice de 7,3 cm y en metafase mitótica presenta una longitud aproximada de 0,001 cm. Cariotipo El cariotipo es el ordenamiento de los cromosomas de una célula metafásica de acuerdo a su morfología, tales como el tamaño, la relación de los brazos dependiendo de la constricción primaria, presencia de constricciones secundarias, etc. El cariotipo es característico de cada especie, al igual que el número de cromosomas; el ser humano tiene 46 cromosomas (23 pares porque somos diploides o 2n) en el núcleo de cada célula 1 , organizados en 22 pares autosómicos y 1 par sexual (hombre XY y mujer XX).Cada brazo ha sido dividido en zonas y cada zona, a su vez, en bandas e incluso las bandas en subbandas, gracias a las técnicas de marcado. No obstante puede darse el caso, en humanos, de que exista otros patrones en los cariotipos, a lo cual se le conoce como aberración cromosómica. Mediante el cariotipado se pueden analizar anomalías numéricas y estructurales, cosa que sería muy difícil de observar mediante genética mendeliana. 5.1.2 Relación genotipo-fenotipo Genotipo El genotipo es el contenido genético (el genoma específico) de un individuo, en forma de ADN. Junto con la variación ambiental que influye sobre el individuo, codifica el fenotipo del individuo. De otro modo, el genotipo puede definirse como el conjunto de genes de un organismo y el fenotipo como el conjunto de rasgos de un organismo. Por tanto, los científicos y los médicos hablan a veces por ejemplo del (geno)tipo de un cáncer particular, separando así la enfermedad del enfermo. Aunque pueden cambiar los codones para distintos aminoácidos por una mutación aleatoria (cambiando la secuencia que codifica un gen), eso no altera necesariamente el fenotipo. Genotipo y fenotipo El botánico holandés William Johansen acuñó tanto el término gen como la distinción entre genotipo y fenotipo. Normalmente se refiere al genotipo de un individuo con respecto a un gen de interés particular y, en individuos poliploides, se refiere a la combinación de los alelos que porta el individuo (homocigoto y heterocigoto). Un cambio en un cierto gen provocará normalmente un cambio observable en un organismo, conocido como el fenotipo. Los términos genotipo y fenotipo son distintos por al menos dos razones:#Para distinguir la fuente del conocimiento de un observador (uno puede conocer el genotipo observando el ADN; uno puede conocer el fenotipo observando la apariencia externa de un organismo).#El genotipo y el fenotipo no están siempre correlacionados directamente. Algunos genes solo expresan un fenotipo dado bajo ciertas condiciones ambientales. Inversamente, algunos fenotipos pueden ser el resultado de varios genotipos. La distinción entre genotipo y fenotipo se constata a menudo al estudiar los patrones familiares para ciertas enfermedades o condiciones hereditarias, por ejemplo la hemofilia. Algunas personas que no tienen hemofilia pueden tener hijos con la enfermedad, porque ambos padres "portaban" los genes de la hemofilia en su cuerpo, aunque éstos no tenían efecto en la salud de los padres. Los padres, en este caso, se llaman portadores. La gente sana que no es portadora y la gente sana que es portadora del gen de la hemofilia tienen la misma apariencia externa (es decir, no tienen la enfermedad), y por tanto se dice que tienen el mismo fenotipo. Sin embargo, los portadores tienen el gen y el resto de la gente no (tienen distintos genotipos) Fenotipo Se denomina fenotipo a la expresión del genotipo en un determinado ambiente. Los rasgos fenotípicos incluyen rasgos tanto físicos como conductuales. Es importante destacar que el fenotipo no puede definirse como la "manifestación visible" del genotipo, pues a veces las características que se estudian no son visibles de un individuo, como es el caso de la presencia de una enzima. El fenotipo está determinado fundamentalmente por el genotipo, o por la identidad de los alelos, los cuales, individualmente, cargan una o más posiciones en los cromosomas. Algunos fenotipos están determinados por los múltiples genes, y además influidos por factores del medio. De esta manera, la identidad de uno, o de unos pocos alelos conocidos, no siempre permite una predicción del fenotipo. En este sentido, la interacción entre el genotipo y el fenotipo ha sido descrita usando la simple ecuación que se expone a continuación: Ambiente + Genotipo = Fenotipo En conclusión, el fenotipo es cualquier característica detectable de un organismo (estructural, bioquímico, fisiológico o conductual) determinado por una interacción entre su genotipo y su medio.1 El conjunto de la variabilidad fenotípica recibe el nombre de polifasia o polifenismo. Dado que los fenotipos son mucho más fáciles de observar que los genotipos, la genética clásica usa los fenotipos para determinar las funciones de los genes. Experimentos de reproducción pueden probar estas interferencias. De esta forma, estudios genéticos tempranos son capaces de rastrear los patrones hereditarios sin hacer uso de la biología molecular. 5.2 Estructura y función del ADN. Ácido desoxirribonucleico El ácido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN (y también DNA, del inglés DeoxyriboNucleic Acid), es un tipo de ácido nucleico, una macromolécula que forma parte de todas las células. Contiene la información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos conocidos y de algunos virus, siendo el responsable de su transmisión hereditaria. Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido. Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones. En el ADN, cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue a un vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases. La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos de vagones a lo largo de todo el tren) es la que codifica la información genética: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones denominadas puentes de hidrógeno. Para que la información que contiene el ADN pueda ser utilizada por la maquinaria celular, debe copiarse en primer lugar en unos trenes de nucleótidos, más cortos y con unas unidades diferentes, llamados ARN. Las moléculas de ARN se copian exactamente del ADN mediante un proceso denominado transcripción. Una vez procesadas en el núcleo celular, las moléculas de ARN pueden salir al citoplasma para su utilización posterior. La información contenida en el ARN se interpreta usando el código genético, que especifica la secuencia de los aminoácidos de las proteínas, según una correspondencia de un triplete de nucleótidos (codón) para cada aminoácido. Esto es, la información genética (esencialmente: qué proteínas se van a producir en cada momento del ciclo de vida de una célula) se halla codificada en las secuencias de nucleótidos del ADN y debe traducirse para poder ser empleada. Tal traducción se realiza empleando el código genético a modo de diccionario. El diccionario "secuencia de nucleótido-secuencia de aminoácidos" permite el ensamblado de largas cadenas de aminoácidos (las proteínas) en el citoplasma de la célula. Por ejemplo, en el caso de la secuencia de ADN indicada antes (ATGCTAGATCGC...), la ARN polimerasa utilizaría como molde la cadena complementaria de dicha secuencia de ADN (que sería TAC-GAT-CTA-GCG-...) para transcribir una molécula de ARNm que se leería AUG-CUA-GAU-CGC-... ; el ARNm resultante, utilizando el código genético, se traduciría como la secuencia de aminoácidos metionina-leucina-ácido aspártico-arginina-... Las secuencias de ADN que constituyen la unidad fundamental, física y funcional de la herencia se denominan genes. Cada gen contiene una parte que se transcribe a ARN y otra que se encarga de definir cuándo y dónde deben expresarse. La información contenida en los genes (genética) se emplea para generar ARN y proteínas, que son los componentes básicos de las células, los "ladrillos" que se utilizan para la construcción de los orgánulos celulares, entre otras funciones. Dentro de las células, el ADN está organizado en estructuras llamadas cromosomas que, durante el ciclo celular, se duplican antes de que la célula se divida. Los organismos eucariotas (por ejemplo, animales, plantas, y hongos) almacenan la inmensa mayoría de su ADN dentro del núcleo celular y una mínima parte en los elementos celulares llamados mitocondrias, y en los plastos, en caso de tenerlos; los organismos procariotas (bacterias y arqueas) lo almacenan en el citoplasma de la célula, y, por último, los virus ADN lo hacen en el interior de la cápsida de naturaleza proteica. Existen multitud de proteínas, como por ejemplo las histonas y los factores de transcripción, que se unen al ADN dotándolo de una estructura tridimensional determinada y regulando su expresión. Los factores de transcripción reconocen secuencias reguladoras del ADN y especifican la pauta de transcripción de los genes. El material genético completo de una dotación cromosómica se denomina genoma y, con pequeñas variaciones, es característico de cada especie. Propiedades físicas y químicas Estructura química del ADN: dos cadenas de nucleótidos conectadas mediante puentes de hidrógeno, que aparecen como líneas punteadas. El ADN es un largo polímero formado por unidades repetitivas, los nucleótidos. Una doble cadena de ADN mide de 22 a 26 Ångströms (2,2 a 2,6 nanómetros) de ancho, y una unidad (un nucleótido) mide 3,3 Å (0,33 nm) de largo. Aunque cada unidad individual que se repite es muy pequeña, los polímeros de ADN pueden ser moléculas enormes que contienen millones de nucleótidos. Por ejemplo, el cromosoma humano más largo, el cromosoma número 1, tiene aproximadamente 220 millones de pares de bases. En los organismos vivos, el ADN no suele existir como una molécula individual, sino como una pareja de moléculas estrechamente asociadas. Las dos cadenas de ADN se enroscan sobre sí mismas formando una especie de escalera de caracol, denominada doble hélice. El modelo de estructura en doble hélice fue propuesto en 1953 por James Watson y Francis Crick (el artículo Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid fue publicado el 25 de abril de 1953 en Nature).21 El éxito de éste modelo radicaba en su consistencia con las propiedades físicas y químicas del ADN. El estudio mostraba además que la complementariedad de bases podía ser relevante en su replicación, y también la importancia de la secuencia de bases como portador de información genética. 23 24 Cada unidad que se repite, el nucleótido, contiene un segmento de la estructura de soporte (azúcar + fosfato), que mantiene la cadena unida, y una base, que interacciona con la otra cadena de ADN en la hélice. En general, una base ligada a un azúcar se denomina nucleósido y una base ligada a un azúcar y a uno o más grupos fosfatos recibe el nombre de nucleótido. Cuando muchos nucleótidos se encuentran unidos, como ocurre en el ADN, el polímero resultante se denomina polinucleótido. Componentes Estructura de soporte: La estructura de soporte de una hebra de ADN está formada por unidades alternas de grupos fosfato y azúcar.26 El azúcar en el ADN es una pentosa, concretamente, la desoxirribosa. Ácido fosfórico: Enlace fosfodiéster. El grupo fosfato une el carbono 5' del azúcar de un nucleósido con el carbono 3' del siguiente. Su fórmula química es H3PO4. Cada nucleótido puede contener uno (monofosfato: AMP), dos (difosfato: ADP) o tres (trifosfato: ATP) grupos de ácido fosfórico, aunque como monómeros constituyentes de los ácidos nucléicos sólo aparecen en forma de nucleósidos monofosfato. Desoxirribosa: Es un monosacárido de 5 átomos de carbono (una pentosa) derivado de la ribosa, que forma parte de la estructura de nucleótidos del ADN. Su fórmula es C5H10O4. Una de las principales diferencias entre el ADN y el ARN es el azúcar, pues en el ARN la 2desoxirribosa del ADN es reemplazada por una pentosa alternativa, la ribosa. Las moléculas de azúcar se unen entre sí a través de grupos fosfato, que forman enlaces fosfodiéster entre los átomos de carbono tercero (3′, «tres prima») y quinto (5′, «cinco prima») de dos anillos adyacentes de azúcar. La formación de enlaces asimétricos implica que cada hebra de ADN tiene una dirección. En una doble hélice, la dirección de los nucleótidos en una hebra (3′ → 5′) es opuesta a la dirección en la otra hebra (5′ → 3′). Esta organización de las hebras de ADN se denomina antiparalela; son cadenas paralelas, pero con direcciones opuestas. De la misma manera, los extremos asimétricos de las hebras de ADN se denominan extremo 5′ («cinco prima») y extremo 3′ («tres prima») respectivamente. Bases nitrogenadas: Las cuatro bases nitrogenadas mayoritarias que se encuentran en el ADN son la adenina (abreviado A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). Cada una de estas cuatro bases está unida al armazón de azúcar-fosfato a través del azúcar para formar el nucleótido completo (base-azúcar-fosfato). Las bases son compuestos heterocíclicos y aromáticos con dos o más átomos de nitrógeno, y, dentro de las bases mayoritarias, se clasifican en dos grupos: las bases púricas o purinas (adenina y guanina), derivadas de la purina y formadas por dos anillos unidos entre sí, y las bases pirimidínicas o pirimidinas (citosina y timina), derivadas de la pirimidina y con un solo anillo. En los ácidos nucléicos existe una quinta base pirimidínica, denominada uracilo (U), que normalmente ocupa el lugar de la timina en el ARN y difiere de ésta en que carece de un grupo metilo en su anillo. El uracilo no se encuentra habitualmente en el ADN, sólo aparece raramente como un producto residual de la degradación de la citosina por procesos de desaminación oxidativa. Timina: En el código genético se representa con la letra T. Es un derivado pirimidínico con un grupo oxo en las posiciones 2 y 4, y un grupo metil en la posición 5. Forma el nucleósido timidina (siempre desoxitimidina ya que sólo aparece en el ADN) y el nucleótido timidilato o timidina monofosfato (dTMP). En el ADN, la timina siempre se empareja con la adenina de la cadena complementaria mediante 2 puentes de hidrógeno, T=A. Su fórmula química es C5H6N2O2 y su nomenclatura 2, 4-dioxo, 5-metilpirimidina. Citosina: En el código genético se representa con la letra C. Es un derivado pirimidínico, con un grupo amino en posición 4 y un grupo oxo en posición 2. Forma el nucleósido citidina (desoxicitidina en el ADN) y el nucleótido citidilato o (desoxi)citidina monofosfato (dCMP en el ADN, CMP en el ARN). La citosina siempre se empareja en el ADN con la guanina de la cadena complementaria mediante un triple enlace, C≡G. Su fórmula química es C4H5N3O y su nomenclatura 2-oxo, 4 aminopirimidina. Su masa molecular es de 111,10 unidades de masa atómica. La citosina fue descubierta en 1894 cuando fue aislada en tejido del timo de carnero. Adenina: En el código genético se representa con la letra A. Es un derivado de la purina con un grupo amino en la posición 6. Forma el nucleósido adenosina (desoxiadenosina en el ADN) y el nucleótido adenilato o (desoxi)adenosina monofosfato (dAMP, AMP). En el ADN siempre se empareja con la timina de la cadena complementaria mediante 2 puentes de hidrógeno, A=T. Su fórmula química es C5H5N5 y su nomenclatura 6-aminopurina. La adenina, junto con la timina, fue descubierta en 1885 por el médico alemán Albrecht Kossel. Guanina: En el código genético se representa con la letra G. Es un derivado púrico con un grupo oxo en la posición 6 y un grupo amino en la posición 2. Forma el nucleósido (desoxi)guanosina y el nucleótido guanilato o (desoxi)guanosina monofosfato (dGMP, GMP). La guanina siempre se empareja en el ADN con la citosina de la cadena complementaria mediante tres enlaces de hidrógeno, G≡C. Su fórmula química es C5H5N5O y su nomenclatura 6-oxo, 2-aminopurina. También existen otras bases nitrogenadas (las llamadas bases nitrogenadas minoritarias), derivadas de forma natural o sintética de alguna otra base mayoritaria. Lo son por ejemplo la hipoxantina, relativamente abundante en el tRNA, o la cafeína, ambas derivadas de la adenina; otras, como el aciclovir, derivadas de la guanina, son análogos sintéticos usados en terapia antiviral; otras, como una de las derivadas del uracilo, son antitumorales. Las bases nitrogenadas tienen una serie de características que les confieren unas propiedades determinadas. Una característica importante es su carácter aromático, consecuencia de la presencia en el anillo de dobles enlaces en posición conjugada. Ello les confiere la capacidad de absorber luz en la zona ultravioleta del espectro en torno a los 260 nm, lo cual puede ser aprovechado para determinar el coeficiente de extinción del ADN y hallar la concentración existente de los ácidos nucléicos. Otra de sus características es que presentan tautomería o isomería de grupos funcionales debido a que un átomo de hidrógeno unido a otro átomo puede migrar a una posición vecina; en las bases nitrogenadas se dan dos tipos de tautomerías: tautomería lactama-lactima, donde el hidrógeno migra del nitrógeno al oxígeno del grupo oxo (forma lactama) y viceversa (forma lactima), y tautomería imina-amina primaria, donde el hidrógeno puede estar formando el grupo amina (forma amina primaria) o migrar al nitrógeno adyacente (forma imina). La adenina sólo puede presentar tautomería amina imina, la timina y el uracilo muestran tautomería doble lactama-lactima, y la guanina y citosina pueden presentar ambas. Por otro lado, y aunque se trate de moléculas apolares, las bases nitrogenadas presentan suficiente carácter polar como para establecer puentes de hidrógeno, ya que tienen átomos muy electronegativos (nitrógeno y oxígeno) presentando carga parcial negativa, y átomos de hidrógeno con carga parcial positiva, de manera que se forman dipolos que permiten que se formen estos enlaces débiles. Se estima que el genoma humano haploide tiene alrededor de 3.000 millones de pares de bases. Para indicar el tamaño de las moléculas de ADN se indica el número de pares de bases, y como derivados hay dos unidades de medida muy utilizadas, la kilobase (kb), que equivale a 1.000 pares de bases, y la megabase (Mb), que equivale a un millón de pares de bases. Estructura El ADN es una molécula bicatenaria, es decir, está formada por dos cadenas dispuestas de forma antiparalela y con las bases nitrogenadas enfrentadas. En su estructura tridimensional, se distinguen distintos niveles: 1. Estructura primaria: o Secuencia de nucleótidos encadenados. Es en estas cadenas donde se encuentra la información genética, y dado que el esqueleto es el mismo para todos, la diferencia de la información radica en la distinta secuencia de bases nitrogenadas. Esta secuencia presenta un código, que determina una información u otra, según el orden de las bases. 2. Estructura secundaria: o Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. Fue postulada por Watson y Crick, basándose en la difracción de rayos X que habían realizado Franklin y Wilkins, y en la equivalencia de bases de Chargaff, según la cual, la suma de adeninas más guaninas es igual a la suma de timinas más citosinas. o Es una cadena doble, dextrógira o levógira, según el tipo de ADN. Ambas cadenas son complementarias, pues la adenina y la guanina de una cadena se unen, respectivamente, a la timina y la citosina de la otra. Ambas cadenas son antiparalelas, pues el extremo 3´ de una se enfrenta al extremo 5´ de la homóloga. o Existen tres modelos de ADN. El ADN de tipo B es el más abundante y es el descubierto por Watson y Crick. 3. Estructura terciaria: o Se refiere a cómo se almacena el ADN en un espacio reducido, para formar los cromosomas. Varía según se trate de organismos procariotas o eucariotas: 2. En procariotas el ADN se pliega como una súper-hélice, generalmente en forma circular y asociada a una pequeña cantidad de proteínas. Lo mismo ocurre en organelos celulares como las mitocondrias y en los cloroplastos. 3. En eucariotas, dado que la cantidad de ADN de cada cromosoma es muy grande, el empaquetamiento ha de ser más complejo y compacto; para ello se necesita la presencia de proteínas, como las histonas y otras proteínas de naturaleza no histónica (en los espermatozoides estas proteínas son las protaminas).33 Funciones biológicas Las funciones biológicas del ADN incluyen el almacenamiento de información (genes y genoma), la codificación de proteínas (transcripción y traducción) y su autoduplicación (replicación del ADN) para asegurar la transmisión de la información a las células hijas durante la división celular. Genes y genoma El ADN se puede considerar como un almacén cuyo contenido es la información (mensaje) necesaria para construir y sostener el organismo en el que reside, la cual se transmite de generación en generación. El conjunto de información que cumple esta función en un organismo dado se denomina genoma, y el ADN que lo constituye, ADN genómico. El ADN genómico (que se organiza en moléculas de cromatina que a su vez se ensamblan en cromosomas) se encuentra en el núcleo celular de los eucariotas, además de pequeñas cantidades en las mitocondrias y cloroplastos. En procariotas, el ADN se encuentra en un cuerpo de forma irregular denominado nucleoide.75 Transcripción y traducción En un gen, la secuencia de nucleótidos a lo largo de una hebra de ADN se transcribe a un ARN mensajero (ARNm) y esta secuencia a su vez se traduce a una proteína que un organismo es capaz de sintetizar o "expresar" en uno o varios momentos de su vida, usando la información de dicha secuencia. La relación entre la secuencia de nucleótidos y la secuencia de aminoácidos de la proteína viene determinada por el código genético, que se utiliza durante el proceso de traducción o síntesis de proteínas. La unidad codificadora del código genético es un grupo de tres nucleótidos (triplete), representado por las tres letras iniciales de las bases nitrogenadas (por ej., ACT, CAG, TTT). Los tripletes del ADN se transcriben en sus bases complementarias en el ARN mensajero, y en este caso los tripletes se denominan codones (para el ejemplo anterior, UGA, GUC, AAA). En el ribosoma cada codón del ARN mensajero interacciona con una molécula de ARN de transferencia (ARNt o tRNA) que contenga el triplete complementario, denominado anticodón. Cada ARNt porta el aminoácido correspondiente al codón de acuerdo con el código genético, de modo que el ribosoma va uniendo los aminoácidos para formar una nueva proteína de acuerdo con las "instrucciones" de la secuencia del ARNm. Existen 64 codones posibles, por lo cual corresponde más de uno para cada aminoácido; algunos codones indican la terminación de la síntesis, el fin de la secuencia codificante; estos codones de terminación o codones de parada son UAA, UGA y UAG (en inglés, nonsense codons o stop codons).33 La replicación del ADN es el proceso por el cual se obtienen copias o réplicas idénticas de una molécula de ADN. La replicación es fundamental para la transferencia de la información genética de una generación a la siguiente y, por ende, es la base de la herencia. El mecanismo consiste esencialmente en la separación de las dos hebras de la doble hélice, las cuales sirven de molde para la posterior síntesis de cadenas complementarias a cada una de ellas. El resultado final son dos moléculas idénticas a la original. Este tipo de replicación se denomina semiconservativa debido a que cada una de las dos moléculas resultantes de la dupl 5.3 Herencia ligada al sexo. Las mitocondrias tienen su propio ADN. En los últimos años se ha demostrado que más de 20 trastornos hereditarios resultan de las mutaciones en el ADN de las mitocondrias. Dado que las mitocondrias provienen sólo del óvulo son heredadas exclusivamente de la madre. Una persona con un trastorno mitocondrial puede presentar patrones de herencia materna (solo los individuos relacionados por un pariente materno están en riesgo). Los hombres no transmiten la enfermedad a sus hijos. 5.4 Enfermedades hereditarias y alteraciones genéticas. Enfermedad hereditaria Las enfermedades hereditarias son un conjunto de enfermedades genéticas caracterizadas por transmitirse de generación en generación, decir de padres a hijos, en la descendencia y que se puede o no manifestar en algún momento de sus vidas. No debe confundirse enfermedad hereditaria con: Enfermedad congénita: es aquella enfermedad que se adquiere con el nacimiento y se manifiesta desde el mismo. Puede ser producida por un trastorno durante el desarrollo embrionario o durante el parto. Enfermedad genética: es aquella enfermedad producida por alteraciones en el ADN, pero que no tiene por qué haberse adquirido de los progenitores; así ocurre, por ejemplo, con la mayoría de los cánceres. Clasificación de las enfermedades hereditarias Enfermedades monogénicas Son enfermedades hereditarias monogénicas las producidas por la mutación o alteración en la secuencia de ADN de un solo gen. También se llaman enfermedades hereditarias mendelianas, por transmitirse en la descendencia según las leyes de Mendel. Se conocen más de 6000 enfermedades hereditarias monogénicas, con una prevalencia de un caso por cada 200 nacimientos. Ejemplos de enfermedades monogénicas son: Anemia falciforme (cromosoma 11) Fibrosis quística (cromosoma 7, básicamente) Enfermedad de Batten (cromosoma 16) Enfermedad de Huntington (cromosoma 4). Enfermedad de Marfan (cromosoma 15, básicamente) Hemocromatosis (cromosoma 6 la forma clásica). Deficiencia de alfa-1 antitripsina (cromosoma 14) Distrofia muscular de Duchenne (cromosoma X)) Síndrome de cromosoma X frágil (cromosoma...X) Hemofilia (A) (cromosoma X) Fenilcetonuria (cromosoma 12, básicamente) Las enfermedades monogénicas se transmiten según los patrones hereditarios mendelianos como: Enfermedad autosómica recesiva. Para que la enfermedad se manifieste, se necesitan dos copias del gen mutado en el genoma de la persona afectada, cuyos padres normalmente no padecen la enfermedad, pero portan cada uno una sola copia del gen mutado, por lo que pueden transmitirlo a la descendencia. La probabilidad de tener un hijo afectado por una enfermedad autosómica recesiva entre dos personas portadoras de una sola copia del gen mutado (que no manifiestan la enfermedad) es de un 25%. Enfermedad autosómica dominante. Sólo se necesita una copia mutada del gen para que la persona esté afectada por una enfermedad autosómica dominante. Normalmente uno de los dos progenitores de una persona afectada padece la enfermedad y estos progenitores tienen un 50% de probabilidad de transmitir el gen mutado a su descendencia, que padecerá la enfermedad. Enfermedad ligada al cromosoma X. El gen mutado se localiza en el cromosoma X. Estas enfermedades pueden transmitirse a su vez de forma dominante o recesiva. Enfermedad cromosómica Son debidas a alteraciones en la estructura de los cromosomas, como pérdida o deleción cromosómica, aumento del número de cromosomas o translocaciones cromosómicas. Algunos tipos importantes de enfermedades cromosómicas se pueden detectar en el examen microscópico. La trisomía 21 o síndrome de Down es un trastorno frecuente que sucede cuando una persona tiene tres copias del cromosoma 21 (entre un 3 y un 4% de los casos son hereditarios; el resto son congénitos). Enfermedad mitocondrial Este tipo de enfermedad hereditaria es relativamente infrecuente. Es causada por mutaciones en el ADN mitocondrial, no cromosómico. La enfermedad mitocondrial tiene diferentes síntomas que pueden afectar a diferentes partes del cuerpo. Las mitocondrias son pequeñas organelas que se encuentran en la mayoría de las células del cuerpo cuya función es la conversión de ciertos químicos en los alimentos, en presencia del oxígeno, para el intercambio común de energía dentro de las células, por ejemplo, ATP. Las mitocondrias tienen su propio ADN. En los últimos años se ha demostrado que más de 20 trastornos hereditarios resultan de las mutaciones en el ADN de las mitocondrias. Dado que las mitocondrias provienen sólo del óvulo son heredadas exclusivamente de la madre. Una persona con un trastorno mitocondrial puede presentar patrones de herencia materna (solo los individuos relacionados por un pariente materno están en riesgo). Los hombres no transmiten la enfermedad a sus hijos. 5.5 Manipulación de la herencia Ingeniería genética La ingeniería genética es la especialidad que utiliza tecnología de la manipulación y trasferencia del ADN de unos organismos a otros, permitiendo controlar algunas de sus propiedades genéticas. Mediante la ingeniería genética se pueden potenciar y eliminar cualidades de organismos en el laboratorio. Por ejemplo, se pueden corregir defectos genéticos (terapia génica), fabricar antibióticos en las glándulas mamarias de vacas de granja o clonar animales como la oveja Dolly. Algunas de las formas de controlar esto es mediante transfección (lisar células y usar material genético libre), conjugación (plásmidos) y transducción (uso de fagos o virus), entre otras formas. Además se puede ver la manera de regular esta expresión genética en los organismos (Operon) 6. Componentes de los seres vivos 6.1 Elementos biogenésicos: C, H, O, N, S y P Carbono El carbono es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. Es sólido a temperatura ambiente. Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas alotrópicas, carbono amorfo y cristalino en forma de grafito o diamante. Es el pilar básico de la química orgánica; se conocen cerca de 10 millones de compuestos de carbono, y forma parte de todos los seres vivos conocidos. Características El carbono es un elemento notable por varias razones. Sus formas alotrópicas incluyen, sorprendentemente, una de las sustancias más blandas (el grafito) y la más dura (el diamante) y, desde el punto de vista económico, uno de los materiales más baratos (carbón) y uno de los más caros (diamante). Más aún, presenta una gran afinidad para enlazarse químicamente con otros átomos pequeños, incluyendo otros átomos de carbono con los que puede formar largas cadenas, y su pequeño radio atómico le permite formar enlaces múltiples. Así, con el oxígeno forma el dióxido de carbono, vital para el crecimiento de las plantas ; con el hidrógeno forma numerosos compuestos denominados genéricamente hidrocarburos, esenciales para la industria y el transporte en la forma de combustibles fósiles; y combinado con oxígeno e hidrógeno forma gran variedad de compuestos como, por ejemplo, los ácidos grasos, esenciales para la vida, y los ésteres que dan sabor a las frutas; además es vector, a través del ciclo carbononitrógeno, de parte de la energía producida por el Sol. Estados alotrópicos Se conocen cuatro formas alotrópicas del carbono, además del amorfo: grafito, diamante, fulerenos y nanotubos. La forma amorfa es esencialmente grafito, pero no llega a adoptar una estructura cristalina macroscópica. Esta es la forma presente en la mayoría de los carbones y en el hollín. A presión normal, el carbono adopta la forma del grafito, en la que cada átomo está unido a otros tres en un plano compuesto de celdas hexagonales; este estado se puede describir como 3 electrones de valencia en orbitales híbridos planos sp2 y el cuarto en el orbital p. Las dos formas de grafito conocidas alfa (hexagonal) y beta (romboédrica) tienen propiedades físicas idénticas. Los grafitos naturales contienen más del 30% de la forma beta, mientras que el grafito sintético contiene únicamente la forma alfa. La forma alfa puede transformarse en beta mediante procedimientos mecánicos, y ésta recristalizar en forma alfa al calentarse por encima de 1000 °C. Debido a la deslocalización de los electrones del orbital pi, el grafito es conductor de la electricidad, propiedad que permite su uso en procesos de electroerosión. El material es blando y las diferentes capas, a menudo separadas por átomos intercalados, se encuentran unidas por enlaces de Van de Waals, siendo relativamente fácil que unas deslicen respecto de otras, lo que le da utilidad como lubricante. A muy altas presiones, el carbono adopta la forma del diamante, en el cual cada átomo está unido a otros cuatro átomos de carbono, encontrándose los 4 electrones en orbitales sp3, como en los hidrocarburos. El diamante presenta la misma estructura cúbica que el silicio y el germanio y, gracias a la resistencia del enlace químico carbono-carbono, es, junto con el nitruro de boro, la sustancia más dura conocida. La transición a grafito a temperatura ambiente es tan lenta que es indetectable. Bajo ciertas condiciones, el carbono cristaliza como lonsdaleíta, una forma similar al diamante pero hexagonal. Hidrógeno El hidrógeno es un elemento químico representado por el símbolo H y con un número atómico de 1. En condiciones normales de presión y temperatura, es un gas diatómico (H2) incoloro, inodoro, insípido, no metálico y altamente inflamable. Con una masa atómica de 1,00794(7) u, el hidrógeno es el elemento químico más ligero y es, también, el elemento más abundante, constituyendo aproximadamente el 75% de la materia visible del universo. En su ciclo principal, las estrellas están compuestas por hidrógeno en estado de plasma. El hidrógeno elemental es muy escaso en la Tierra y es producido industrialmente a partir de hidrocarburos como, por ejemplo, el metano. La mayor parte del hidrógeno elemental se obtiene "in situ", es decir, en el lugar y en el momento en el que se necesita. El hidrógeno puede obtenerse a partir del agua por un proceso de electrólisis, pero resulta un método mucho más caro que la obtención a partir del gas natural. El hidrógeno puede formar compuestos con la mayoría de los elementos y está presente en el agua y en la mayoría de los compuestos orgánicos. Desempeña un papel particularmente importante en la química ácido - base, en la que muchas reacciones conllevan el intercambio de protones entre moléculas solubles. El átomo de hidrógeno Formas elementales moleculares Existen dos tipos distintos de moléculas diatómicas de hidrógeno que difieren en la relación entre los espines de sus núcleos: Orto - hidrógeno: los espines de los dos protones se encuentran paralelos y conforman un estado triplete. Para - hidrógeno: los espines de los dos protones se encuentran antiparalelos y conforman un estado singulete. En condiciones normales de presión y temperatura el hidrógeno gaseoso contiene aproximadamente un 25% de la forma para y un 75% de la forma orto, también conocida como "forma normal". La relación del equilibrio entre orto - hidrógeno y para - hidrógeno depende de la temperatura, pero puesto que la forma orto es un estado excitado, y por tanto posee una energía superior, es inestable y no puede ser purificada. A temperaturas muy bajas, el estado de equilibrio está compuesto casi exclusivamente por la forma para. Las propiedades físicas del para - hidrógeno puro difieren ligeramente de las de la forma normal (orto). La distinción entre formas orto / para también se presenta en otras moléculas o grupos funcionales que contienen hidrógeno, tales como el agua o el metileno. La interconversión no catalizada entre el para - hidrógeno y el orto - hidrógeno se incrementa al aumentar la temperatura; por esta razón, el H2 condensado rápidamente contiene grandes cantidades de la forma orto que pasa a la forma para lentamente. La relación orto / para en el H2 condensado es algo importante a tener en cuenta para la preparación y el almacenamiento del hidrógeno líquido: la conversión de la forma orto a la forma para es exotérmica y produce el calor suficiente para evaporar el hidrógeno líquido, provocando la pérdida del material licuado. Catalizadores para la interconversión orto / para, tales como compuestos de hierro, son usados en procesos de refrigeración con hidrógeno. Una forma molecular llamada "hidrógeno molecular protonado" o H3+, se encuentra el medio interestelar, donde se genera por la ionización del hidrógeno molecular provocada por los rayos cósmicos. También se ha observado en las capas superiores de la atmósfera de Júpiter. Esta molécula es relativamente estable en el medio del espacio exterior debido a las bajas temperaturas y a la densidad. El H3+ es uno de los iones más abundantes del universo, y juega un papel notable en la química del medio interestelar. Oxígeno El oxígeno es un elemento químico de número atómico 8 y símbolo O. En su forma molecular más frecuente, O2, es un gas a temperatura ambiente. Representa aproximadamente el 20,9% en volumen de la composición de la atmósfera terrestre. Es uno de los elementos más importantes de la química orgánica y participa de forma muy importante en el ciclo energético de los seres vivos, esencial en la respiración celular de los organismos aeróbicos. Es un gas incoloro, inodoro (sin olor) e insípido. Existe una forma molecular formada por tres átomos de oxígeno, O3, denominada ozono cuya presencia en la atmósfera protege la Tierra de la incidencia de radiación ultravioleta procedente del Sol. Un átomo de oxígeno combinado con dos de hidrógeno forman una molécula de agua. Características principales En condiciones normales de presión y temperatura, el oxígeno se encuentra en estado gaseoso formando moléculas diatómicas (O2) que a pesar de ser inestables se generan durante la fotosíntesis de las plantas y son posteriormente utilizadas por los animales, en la respiración. También se puede encontrar de forma líquida en laboratorios. Si llega a una temperatura menor que -219°C, se convierte en un sólido cristalino azul. Su valencia es 2. Rol biológico El oxígeno respirado por los organismos aerobios, liberado por la plantas mediante la fotosíntesis, participa en la conversión de nutrientes en energía (ATP). Su disminución provoca hipoxemia y la falta total de él anoxia pudiendo provocar la muerte del organismo. Iones Típicos El oxígeno puede formar gran variedad de iones y estados de oxidación distintos Óxido, O12− estado de oxidación -2 Peróxido, O22− estado de oxidación -1 Superóxido, O2− estado de oxidación -1/2 Ozónido, O3− estado de oxidación -1/3 Combinaciones con el Fluor, únicas con oxigeno en estado de oxidación positivo FOOF F2O2 Estado de oxidación +1 FOF F2O1 Estado de oxidación +2 Nitrógeno El nitrógeno es un elemento químico, de número atómico 7, símbolo N y que en condiciones normales forma un gas diatómico (nitrógeno diatómico o molecular) que constituye del orden del 78% del aire atmosférico. En ocasiones es llamado ázoe —antiguamente se usó también Az como símbolo del nitrógeno. Características principales Tiene una elevada electronegatividad (3 en la escala de Pauling) y 5 o a veces 6 electrones en el nivel más externo comportándose como trivalente en la mayoría de los compuestos que forma. Rol biológico El nitrógeno es componente esencial de los aminoácidos y los ácidos nucleicos, vitales para la vida y los seres vivos. Las legumbres son capaces de absorber el nitrógeno directamente del aire, siendo éste transformado en amoníaco y luego en nitrato por bacterias que viven en simbiosis con la planta en sus raíces. El nitrato es posteriormente utilizado por la planta para formar el grupo amino de los aminoácidos de las proteínas que finalmente se incorporan a la cadena trófica (véase también el ciclo del nitrógeno). Azufre El azufre es un elemento químico de número atómico 16 y símbolo S (del latin Sulphur). Es un no metal abundante e insípido. El azufre se encuentra en forma nativa en regiones volcánicas y en sus formas reducidas formando sulfuros y sulfosales o bien en sus formas oxidadas como sulfatos. Es un elemento químico esencial para todos los organismos y necesario para muchos aminoácidos y, por consiguiente, también para las proteínas. Se usa principalmente como fertilizante pero también en la fabricación de pólvora, laxantes, cerillas e insecticidas. Características principales Este no metal tiene un color amarillo, es blando, frágil, ligero, desprende un olor característico a huevo podrido al mezclarse con hidrógeno y arde con llama de color azul, desprendiendo dióxido de azufre. Es insoluble en agua pero se disuelve en disulfuro de carbono. Es multivalente, y son comunes los estados de oxidación 2, +2, +4 y +6. En todos los estados (sólido, líquido y gaseoso) presenta formas alotrópicas cuyas relaciones no son completamente conocidas. Las estructuras cristalinas más comunes son el octaedro ortorrómbico (azufre α) y el prisma monoclínico (azufre β), siendo la temperatura de transición de una a otra de 96 °C; en ambos casos el azufre se encuentra formando moléculas de S8 con forma de anillo, y es la diferente disposición de estas moléculas la que provoca las distintas estructuras cristalinas. A temperatura ambiente, la transformación del azufre monoclínico en ortorrómbico, es más estable y muy lenta. Al fundir el azufre, se obtiene un líquido que fluye con facilidad formado por moléculas de S8. Sin embargo, si se calienta, el color se torna marrón algo rojizo, y se incrementa la viscosidad. Este comportamiento se debe a la ruptura de los anillos y la formación de largas cadenas de átomos de azufre, que pueden alcanzar varios miles de átomos de longitud, que se enredan entre sí disminuyendo la fluidez del líquido; el máximo de la viscosidad se alcanza en torno a los 200 °C. Enfriando rápidamente este líquido viscoso se obtiene una masa elástica, de consistencia similar a la de la goma, denominada «azufre plástico» (azufre γ) y formada por cadenas que no han tenido tiempo de reordenarse para formar moléculas de S8; transcurrido cierto tiempo la masa pierde su elasticidad cristalizando en el sistema rómbico. Estudios realizados con rayos X muestran que esta forma amorfa puede estar constituida por moléculas de S8 con estructura de hélice espiral. En estado vapor también forma moléculas de S8, pero a 780 °C ya se alcanza el equilibrio con moléculas diatómicas y por encima de aproximadamente 1800 °C la disociación es completa y se encuentran átomos de azufre Fósforo El fósforo es un elemento químico de número atómico 15 y símbolo P. Es un no metal multivalente perteneciente al grupo del nitrógeno (Grupo 15 (VA): nitrogenoideos) que se encuentra en la naturaleza combinado en fosfatos inorgánicos y en organismos vivos pero nunca en estado nativo. Es muy reactivo y se oxida espontáneamente en contacto con el oxígeno atmosférico emitiendo luz, dando nombre al fenómeno de la fosforescencia. Este elemento puede encontrarse en pequeñas cantidades en el semen. El fósforo del semen permite que este fluido resalte en un color notable ante la luz ultravioleta; esto ha permitido resolver algunos casos criminales que han involucrado una violación sexual. Características principales El fósforo común es un sólido ceroso de color blanco con un característico olor desagradable, pero puro es incoloro. Este no metal es insoluble en agua, y se oxida espontáneamente en presencia de aire formando pentóxido de fósforo, por lo que se almacena sumergido en agua. Existen varias formas alotrópicas del fósforo siendo las más comunes el fósforo blanco y el rojo; ambos formando estructuras tetraédricas de cuatro átomos. El fósforo blanco, extremadamente tóxico e inflamable presenta dos formas, alfa y beta, con una temperatura de transición de -3,8 °C; expuesto a la luz solar o al calor (300°C) se transforma en fósforo rojo en reacción exotérmica. Éste es más estable y menos volátil y tóxico que el blanco y es el que se encuentra normalmente en los laboratorios y con el que se fabrican la cerillas. El fósforo negro presenta una estructura similar al grafito y conduce la electricidad, es el más denso de los otros dos estados y no se inflama. La forma alotrópica blanca se puede obtener por distintos procedimientos; en uno de ellos, el fosfato tricálcico, obtenido de las rocas, se calienta en un horno a 1450°C en presencia de sílice y carbono reduciendo el fósforo que se libera en forma de vapor. Función biológica Los compuestos de fósforo intervienen en funciones vitales para los seres vivos, por lo que está considerado como un elemento químico esencial. Forma parte de la molécula de Pi («fosfato inorgánico»), así como de las moléculas de ADN y ARN. Las células lo utilizan para almacenar y transportar la energía mediante el adenosín trifosfato. Además, la adición y eliminación de grupos fosfato a las proteínas, fosforilación y desfosforilación, respectivamente, es el mecanismo principal para regular la actividad de proteínas intracelulares, y de ese modo el metabolismo de las células eucariotas tales como los espermatozoides. 6.2 Biomoléculas: lípidos, carbohidratos, proteínas, enzimas y ácidos nucleicos. Lípido Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría biomoléculas, compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno, que tienen como característica principal el ser hidrofóbicas o insolubles en agua y sí en disolventes orgánicos como la bencina, el alcohol, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, aunque las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales. Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (triglicéridos), la estructural (fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (esteroides). Características generales Los lípidos son biomoléculas muy diversas; unos están formados por cadenas alifáticas saturadas o insaturadas, en general lineales, pero algunos tienen anillos (aromáticos). Algunos son flexibles, mientras que otros son rígidos o semiflexibles hasta alcanzar casi una total flexibilidad molecular; algunos comparten carbonos libres y otros forman puentes de hidrógeno. La mayoría de los lípidos tiene algún tipo de carácter polar, además de poseer una gran parte apolar o hidrofóbico ("que le teme al agua" o "rechaza al agua"), lo que significa que no interactúa bien con solventes polares como el agua. Otra parte de su estructura es polar o hidrofílica ("que ama el agua" o "que tiene afinidad por el agua") y tenderá a asociarse con solventes polares como el agua; cuando una molécula tiene una región hidrófoba y otra hidrófila se dice que tiene carácter anfipático. La región hidrófoba de los lípidos es la que presenta solo átomos de carbono unidos a átomos de hidrógeno, como la larga "cola" alifática de los ácidos grasos o los anillos de esterano del colesterol; la región hidrófila es la que posee grupos polares o con cargas eléctricas, como el hidroxilo (–OH) del colesterol, el carboxilo (–COO–) de los ácidos grasos, el fosfato (–PO4–) de los fosfolípidos, etc. Propiedades físicoquímicas Carácter Anfipático. Ya que el ácido graso esta formado por un grupo carboxilo y una cadena hidrocarbonada, esta última es la que posee la característica hidrófoba; siendo responsable de su insolubilidad en agua. Punto de fusión: Depende de la longitud de la cadena y de su número de insaturaciones, siendo los ácidos grasos insaturados los que requieren menor energía para fundirse. Esterificación. Los ácidos grasos pueden formar ésteres con grupos alcohol de otras moléculas Saponificación. Por hidrólisis alcalina los ésteres formados anteriormente dan lugar a jabones (sal del ácido graso) Autooxidación. Los ácidos grasos insaturados pueden oxidarse espontáneamente, dando como resultado aldehídos donde existían los dobles enlaces covalentes. Funciones de los lípidos Los lípidos desempeñan diferentes tipos de funciones biológicas: Función de reserva energética. Los triglicéridos son la principal reserva de energía de los animales ya que un gramo de grasa produce 9,4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que las proteínas y los glúcidos sólo producen 4,1 kilocalorías por gramo. Función estructural. Los fosfolípidos, los glucolípidos y el colesterol forman las bicapas lipídicas de las membranas celulares. Los triglicéridos del tejido adiposo recubren y proporcionan consistencia a los órganos y protegen mecánicamente estructuras o son aislantes térmicos. Función reguladora, hormonal o de comunicación celular. Las vitaminas liposolubles son de naturaleza lipídica (terpenoides, esteroides); las hormonas esteroides regulan el metabolismo y las funciones de reproducción; los glucolípidos actúan como receptores de membrana; los eicosanoides poseen un papel destacado en la comunicación celular, inflamación, respuesta inmune, etc. Función relajante. Los lípidos se acumulan en el tejido adiposo formando grandes tejidos grasosos que se manifiestan en aumento de peso en caso de sedentarismo, lo que aumenta la concentración de la hormona TRL en sangre. En la neurohipófisis, esta elevada concentración de TRL estimula la hipófisis para que inhiba la secreción hormona ACTH provocando una sensación relajamiento general del cuerpo, según los últimos estudios de la Universidad de Cabo Soho.[cita requerida] Constituyen Hormonas. Constituyen la estructura de la membrana citoplasmática. Ej. Fosfolípidos. Importancia para los organismos vivientes Las vitaminas A, D, E y K son liposolubles, lo que significa que estas solo pueden ser digeridas, absorbidas y transportadas en conjunto con las grasas. Las grasas son fuentes de ácidos grasos esenciales, un requerimiento dietario importante. Las grasas juegan un papel vital en el mantenimiento de una piel y cabellos saludables, en el aislamiento de los órganos corporales contra el shock, en el mantenimiento de la temperatura corporal y promoviendo la función celular saludable. Estos además sirven como reserva energética para el organismo. Las grasas son degradadas en el organismo para liberal glicerol y ácidos grasos libres. El glicerol puede ser convertido por el hígado y entonces ser usado como fuente energética. El contenido de grasas de los alimentos puede ser analizado por extracción. El método exacto varía según el tipo de grasa a ser analizada, por ejemplo, las grasas poliinsaturadas y monoinsaturadas son analizadas de forma muy diferente. Las grasas también sirven como un buffer muy útil hacia una gran cantidad de enfermedades. Cuando una sustancia particular sea química o biotica, alcanza niveles no seguros en el torrente sanguíneo, el organismo puede efectivamente diluir (o al menos mantener un equilibrio) las sustancias dañinas almacenándolas en nuevo tejido adiposo. Esto ayuda a proteger órganos vitales, hasta que la sustancia dañina pueda ser metabolizada y/o removida de la sangre a través de la excreción, orina, sangramiento accidental o intencional, excreción de cebo y crecimiento del pelo. Aunque es prácticamente imposible remover las grasas completamente de la dieta, sería equivocado hacerlo. Algunos ácidos grasos son nutrientes esenciales, significando esto que ellos no pueden ser producidos en el organismo a partir de otros componentes y por lo tanto necesitan ser consumidos en pequeñas cantidades. Todas las otras grasas requeridas por el organismo no son esenciales y pueden ser producidas en el organismo a partir de otros componentes. Tejido adiposo El tejido adiposo o graso es el medio utilizado por el organismo humano para almacenar energía a lo largo de extensos períodos de tiempo. Dependiendo de las condiciones fisiológicas actuales, los adipocitos almacenan triglicéridos derivadas de la dieta y el metabolismo hepático o degrada las grasas almacenadas para proveer ácidos grasos y glicerol a la circulación. Estas actividades metabólicas son reguladas por varias hormonas (insulina, glucagón y epinefrina). La localización del tejido determina su perfil metabólico: la grasa visceral está localizada dentro de la pared abdominal (debajo de los músculos de la pared abdominal) mientras que la grasa subcutánea está localizada debajo de la piel (incluye la grasa que está localizada en el área abdominal debajo de la piel pero por encima de los músculos de la pared abdominal). Durante un tiempo se pensó que la grasa visceral producía una hormona involucrada en la resistencia a la insulina, pero esto ha sido desechado por las pruebas clínicas. Glúcido Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasifican de acuerdo a la cantidad de carbonos o por el grupo funcional que tienen adherido. Son la forma biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía. Otras biomoléculas son las grasas y, en menor medida, las proteínas. El término hidrato de carbono o carbohidrato es poco apropiado, ya que estas moléculas no son átomos de carbono hidratados, es decir, enlazados a moléculas de agua, sino que constan de átomos de carbono unidos a otros grupos funcionales químicos. Este nombre proviene de la nomenclatura química del siglo XIX, ya que las primeras sustancias aisladas respondían a la fórmula elemental Cn(H2O)n (donde "n" es un entero=1,2,3... según el número de átomos). De aquí el término "carbono-hidratado" se haya mantenido, si bien posteriormente se vio que otras moléculas con las mismas características químicas no se corresponden con esta fórmula. Además, los textos científicos anglosajones aún insisten en denominarlos carbohydrates lo que induce a pensar que este es su nombre correcto. Del mismo modo, en dietética, se usa con más frecuencia la denominación de carbohidratos. Los glúcidos pueden sufrir reacciones de esterificación, aminación, reducción, oxidación, lo cual otorga a cada una de las estructuras una propiedad especifica, como puede ser de solubilidad. Sinónimos Carbohidratos o hidratos de carbono: ha habido intentos para sustituir el término de hidratos de carbono. Desde 1996 el Comité Conjunto de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (International Union of Pure and Applied Chemistry1 ) y de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular (International Union of Biochemistry and Molecular Biology) recomienda el término carbohidrato y desaconseja el de hidratos de carbono. Glúcidos: este nombre proviene de que pueden considerarse derivados de la glucosa por polimerización y pérdida de agua. El vocablo procede del griego "glycýs", que significa dulce. Azúcares: este término sólo puede usarse para los monosacáridos (aldosas y cetosas) y los oligosacáridos inferiores (disacáridos). En singular (azúcar) se utiliza para referirse a la sacarosa o azúcar de mesa. Estructura química Los glúcidos son compuestos formados en su mayor parte por átomos de carbono e hidrógeno y en una menor cantidad de oxígeno. Los glúcidos tienen enlaces químicos difíciles de romper llamados covalentes, mismos que poseen gran cantidad de energía, que es liberada al romperse estos enlaces. Una parte de esta energía es aprovechada por el organismo consumidor, y otra parte es almacenada en el organismo. En la naturaleza se encuentran en los seres vivos, formando parte de biomoléculas aisladas o asociadas a otras como las proteínas y los lípidos. Tipos de Glúcidos Los glúcidos se dividen en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. Monosacáridos Los glúcidos más simples, los monosacáridos, están formados por una sola molécula; no pueden ser hidrolizados a glúcidos más pequeños. La fórmula química general de un monosacárido no modificado es (CH2O)n, donde n es cualquier número igual o mayor a tres. Los monosacáridos poseen siempre un grupo carbonilo en uno de sus átomos de carbono y grupos hidroxilo en el resto, por lo que pueden considerarse polialcoholes. Los monosacáridos se clasifican de acuerdo a tres características diferentes: la posición del grupo carbonilo, el número de átomos de carbono que contiene y su quiralidad. Si el grupo carbonilo es un aldehído, el monosacárido es una aldosa; si el grupo carbonilo es una cetona, el monosacárido es una cetosa. Los monosacáridos más pequeños son los que poseen tres átomos de carbono, y son llamados triosas; aquéllos con cuatro son llamados tetrosas, lo que poseen cinco son llamados pentosas, seis son llamados hexosas y así sucesivamente. Los sistemas de clasificación son frecuentemente combinados; por ejemplo, la glucosa es una aldohexosa (un aldehído de seis átomos de carbono), la ribosa es una aldopentosa (un aldehído de cinco átomos de carbono) y la fructosa es una cetohexosa (una cetona de seis átomos de carbono). Cada átomo de carbono posee un grupo de hidroxilo (-OH), con la excepción del primero y el último carbono, todos son asimétricos, haciéndolos centros estéricos con dos posibles configuraciones cada uno (el -H y -OH pueden estar a cualquier lado del átomo de carbono). Debido a esta asimetría, cada monosacárido posee un cierto número de isómeros. Por ejemplo la aldohexosa D-glucosa, tienen la fórmula (CH2O)6, de la cual, exceptuando dos de sus seis átomos de carbono, todos son centros quirales, haciendo que la D-glucosa sea uno de los estereoisómeros posibles. En el caso del gliceraldehído, una aldotriosa, existe un par de posibles esteroisómeros, los cuales son enantiómeros y epímeros (1,3-dihidroxiacetona, la cetosa correspondiente, es una molécula simétrica que no posee centros quirales). La designación D o L es realizada de acuerdo a la orientación del carbono asimétrico más alejados del grupo carbonilo: si el grupo hidroxilo está a la derecha de la molécula es un azúcar D, si está a la izquierda es un azúcar L. Como los D azúcares son los más comunes, usualmente la letra D es omitida. Disacáridos Los disacáridos son glúcidos formados por dos moléculas de monosacáridos y, por tanto, al hidrolizarse producen dos monosacáridos libres. Los dos monosacáridos se unen mediante un enlace covalente conocido como enlace glucosídico, tras una reacción de deshidratación que implica la pérdida de un átomo de hidrógeno de un monosacárido y un grupo hidroxilo del otro monosacárido, con la consecuente formación de una molécula de H2O, de manera que la fórmula de los disacáridos no modificados es C12H22O11. La sacarosa es el disacárido más abundante y la principal forma en la cual los glúcidos son transportados en las plantas. Está compuesto de una molécula de glucosa y una molécula de fructosa. El nombre sistemático de la sacarosa , O-α-Dglucopiranosil-(1→2)-D-fructofuranosido, indica cuatro cosas: Sus monosacáridos: glucosa y fructosa. El tipo de sus anillos: glucosa es una piranosa y fructosa es una furanosa. Como están ligados juntos: el oxígeno sobre el carbono uno (C1) de α-glucosa está enlazado al C2 de la fructosa. El sufijo -osido indica que el carbono anomérico de ambos monosacáridos participan en el enlace glicosídico. La lactosa, un disacárido compuesto por una molécula de galactosa y una molécula de glucosa, estará presente naturalmente sólo en la leche. El nombre sistemático para la lactosa es O-β-D-galactopiranosil-(1→4)-D-glucopiranosa. Otro disacárido notable incluyen la maltosa (dos glucosa enlazadas α-1,4) y la celobiosa (dos glucosa enlazadas β-1,4). Oligosacáridos Los oligosacáridos están compuestos por entre tres y nueve moléculas de monosacáridos que al hidrolizarse se liberan. No obstante, la definición de cuan largo debe ser un glúcido para ser considerado oligo o polisacárido varía según los autores. Según el número de monosacáridos de la cadena se tienen los trisacáridos (como la rafinosa ), tetrasacárido (estaquiosa), pentasacáridos, etc. Los oligosacáridos se encuentran con frecuencia unidos a proteínas, formando las glucoproteínas, como una forma común de modificación tras la síntesis proteica. Estas modificaciones post traduccionales incluyen los oligosacáridos de Lewis, responsables por las incompatibilidades de los grupos sanguíneos, el epítope alfaGal responsable del rechazo hiperagudo en xenotrasplante y O-GlcNAc modificaciones. Polisacáridos Los polisacáridos son cadenas, ramificadas o no, de más de diez monosacáridos. Los polisacáridos representan una clase importante de polímeros biológicos. Su función en los organismos vivos está relacionada usualmente con estructura o almacenamiento. El almidón es usado como una forma de almacenar monosacáridos en las plantas, siendo encontrado en la forma de amilosa y la amilopectina (ramificada). En animales, se usa el glucógeno en vez de almidón el cual es estructuralmente similar pero más densamente ramificado. Las propiedades del glucógeno le permiten ser metabolizado más rápidamente, lo cual se ajusta a la vida activa de los animales con locomoción. La celulosa y la quitina son ejemplos de polisacáridos estructurales. La celulosa y es usada en la pared celular de plantas y otros organismos y es la molécula más abundante sobre la tierra. La quitina tiene una estructura similar a la celulosa, pero tiene nitrógeno en sus ramas incrementando así su fuerza. Se encuentra en los exoesqueletos de los artrópodos y en las paredes celulares de muchos hongos. Tiene diversos de usos, por ejemplo en hilos para sutura quirúrgica. Otros polisacáridos incluyen la callosa, la lamiña, la rina, el xilano y la galactomanosa. Los polisacáridos resultan de la condensación de muchas moléculas de monosacáridos con la pérdida de varias moléculas de agua. Su fórmula empírica es: (C6 H10 O5)n. Función de los glúcidos Los glúcidos desempeñan diversas funciones, siendo la de reserva energética y formación de las dos estructuras más importantes. Así, la glucosa aporta energía inmediata a los organismos, y es la responsable de mantener la actividad de los músculos, la temperatura corporal, la tensión arterial, el correcto funcionamiento del intestino y la actividad de las neuronas. La ribosa y la desoxirribosa son constituyentes básicos de los nucleótidos, monómeros del ARN y del ADN . Proteína Las proteínas son macromoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. El nombre proteína proviene de la palabra griega πρώτα ("prota"), que significa "lo primero" o del dios Proteo, por la cantidad de formas que pueden tomar. Las proteínas desempeñan un papel fundamental en los seres vivos y son las biomoléculas más versátiles y más diversas. Realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las que destacan: estructural (colágeno y queratina), reguladora (insulina y hormona del crecimiento), transportadora (hemoglobina), defensiva (anticuerpos), enzimática, contráctil (actina y miosina). Las proteínas de todo ser vivo están determinadas mayoritariamente por su genética (con excepción de algunos péptidos antimicrobianos de síntesis no ribosomal), es decir, la información genética determina en gran medida qué proteínas tiene una célula, un tejido y un organismo. Las proteínas se sintetizan dependiendo de cómo se encuentren regulados los genes que las codifican. Por lo tanto, son suceptibles a señales o factores externos. El conjunto de las proteínas expresadas en una circunstancia determinada es denominado proteoma. Características Las proteínas son macromoléculas; son biopolímeros, es decir, están constituidas por gran número de unidades estructurales simples repetitivas (monómeros). Debido a su gran tamaño, cuando estas moléculas se dispersan en un disolvente adecuado, forman siempre dispersiones coloidales, con características que las diferencian de las disoluciones de moléculas más pequeñas. Por hidrólisis, las moléculas de proteína se escinden en numerosos compuestos relativamente simples, de masa pequeña, que son las unidades fundamentales constituyentes de la macromolécula. Estas unidades son los aminoácidos, de los cuales existen veinte especies diferentes y que se unen entre sí mediante enlaces peptídicos. Cientos y miles de estos aminoácidos pueden participar en la formación de la gran molécula polimérica de una proteína. Todas las proteínas tienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno y casi todas poseen también azufre. Si bien hay ligeras variaciones en diferentes proteínas, el contenido de nitrógeno representa, por término medio, 16% de la masa total de la molécula; es decir, cada 6,25 g de proteína contienen 1 g de N. El factor 6,25 se utiliza para estimar la cantidad de proteína existente en una muestra a partir de la medición de N de la misma. La síntesis proteica es un proceso complejo cumplido por las células según las directrices de la información suministrada por los genes. Las proteínas son largas cadenas de aminoácidos unidas por enlaces peptídicos entre el grupo carboxilo (-COOH) y el grupo amino (-NH2) de residuos de aminoácido adyacentes. La secuencia de aminoácidos en una proteína está codificada en su gen (una porción de ADN) mediante el código genético. Aunque este código genético especifica los 20 aminoácidos "estándar" más la selenocisteína y —en ciertos Archaea— la pirrolisina, los residuos en una proteína sufren a veces modificaciones químicas en la modificación postraduccional: antes de que la proteína sea funcional en la célula, o como parte de mecanismos de control. Las proteínas también pueden trabajar juntas para cumplir una función particular, a menudo asociándose para formar complejos proteicos estables. Funciones Las proteínas ocupan un lugar de máxima importancia entre las moléculas constituyentes de los seres vivos (biomoléculas). Prácticamente todos los procesos biológicos dependen de la presencia o la actividad de este tipo de moléculas. Bastan algunos ejemplos para dar idea de la variedad y trascendencia de las funciones que desempeñan. Son proteínas casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones químicas en organismos vivientes; muchas hormonas, reguladores de actividades celulares; la hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre; los anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes extraños; los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta determinada; la actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción; el colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén. Estructura Es la manera como se organiza una proteína para adquirir cierta forma. Presentan una disposición característica en condiciones fisiológicas, pero si se cambian estas condiciones como temperatura, pH, etc. pierde la conformación y su función, proceso denominado desnaturalización. La función depende de la conformación y ésta viene determinada por la secuencia de aminoácidos. Para el estudio de la estructura es frecuente considerar una división en cuatro niveles de organización, aunque el cuarto no siempre está presente. Conformaciones o niveles estructurales de la disposición tridimensional: Estructura primaria. Estructura secundaria. o Nivel de dominio. Estructura terciaria. Estructura cuaternaria. A partir del nivel de dominio sólo las hay globulares. Propiedades de las proteínas Solubilidad: Se mantiene siempre y cuando los enlaces fuertes y débiles estén presentes. Si se aumenta la temperatura y el pH, se pierde la solubilidad. Capacidad electrolítica: Se determina a través de la electroforesis, técnica analítica en la cual si las proteínas se trasladan al polo positivo es porque su molécula tiene carga negativa y viceversa. Especificidad: Cada proteína tiene una función específica que está determinada por su estructura primaria. Amortiguador de pH (conocido como efecto tampón): Actúan como amortiguadores de pH debido a su carácter anfótero, es decir, pueden comportarse como ácidos (aceptando electrones) o como bases (donando electrones). Clasificación Según su forma Fibrosas: presentan cadenas polipeptídicas largas y una estructura secundaria atípica. Son insolubles en agua y en disoluciones acuosas. Algunos ejemplos de estas son queratina, colágeno y fibrina. Globulares: se caracterizan por doblar sus cadenas en una forma esférica apretada o compacta dejando grupos hidrófobos hacia adentro de la proteína y grupos hidrófilos hacia afuera, lo que hace que sean solubles en disolventes polares como el agua. La mayoría de las enzimas, anticuerpos, algunas hormonas y proteínas de transporte, son ejemplos de proteínas globulares. Mixtas: posee una parte fibrilar (comúnmente en el centro de la proteína) y otra parte globular (en los extremos). Según su composición química Simples: su hidrólisis sólo produce aminoácidos. Ejemplos de estas son la insulina y el colágeno (globulares y fibrosas). Conjugadas o heteroproteínas: su hidrólisis produce aminoácidos y otras sustancias no proteicas llamadas grupo prostético. Enzima En bioquímica, se llaman enzimas a las sustancias de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas, siempre que sea termodinámicamente posible (si bien no pueden hacer que el proceso sea más termodinámicamente favorable). En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en diferentes moléculas, los productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran en tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimáticas. Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas con sus sustratos y su velocidad crece sólo con algunas reacciones de entre otras posibilidades, el conjunto (set) de enzimas sintetizadas en una célula determina el metabolismo que ocurre en cada célula. A su vez, esta síntesis depende de la regulación de la expresión génica. Como todos los catalizadores, las enzimas funcionan disminuyendo la energía de activación (ΔG‡) de una reacción, de forma que se acelera sustancialmente la tasa de reacción. Las enzimas no alteran el balance energético de las reacciones en que intervienen, ni modifican, por lo tanto, el equilibrio de la reacción, pero consiguen acelerar el proceso incluso millones de veces. Una reacción que se produce bajo el control de una enzima, o de un catalizador en general, alcanza el equilibrio mucho más deprisa que la correspondiente reacción no catalizada. Al igual que ocurre con otros catalizadores, las enzimas no son consumidas por las reacciones que ellas catalizan, ni alteran su equilibrio químico. Sin embargo, las enzimas difieren de otros catalizadores por ser más específicas. Las enzimas catalizan alrededor de 4.000 reacciones bioquímicas distintas.1 No todos los catalizadores bioquímicos son proteínas, pues algunas moléculas de ARN son capaces de catalizar reacciones (como el fragmento 16S de los ribosomas en el que reside la actividad peptidil transferasa). La actividad de las enzimas puede ser afectada por otras moléculas. Los inhibidores enzimáticos son moléculas que disminuyen o impiden la actividad de las enzimas, mientras que los activadores son moléculas que incrementan la actividad. Asimismo, gran cantidad de enzimas requieren de cofactores para su actividad. Muchas drogas o fármacos son moléculas inhibidoras. Igualmente, la actividad es afectada por la temperatura, el pH, la concentración de la propia enzima y del sustrato y otros factores físico-químicos. Algunas enzimas son usadas comercialmente, por ejemplo, en la síntesis de antibióticos y productos domésticos de limpieza. Además, ampliamente utilizadas en variados procesos industriales, como son la fabricación de alimentos, destinción de jeans o producción de biocombustibles. Estructuras y mecanismos Las enzimas son generalmente proteínas globulares que pueden presentar tamaños muy variables, desde 62 aminoácidos como en el caso del monómero de la 4-oxalocrotonato tautomerasa, hasta los 2.500 presentes en la sintasa de ácidos grasos. Las actividades de las enzimas vienen determinadas por su estructura tridimensional. Casi todas las enzimas son mucho más grandes que los sustratos sobre los que actúan, y solo una pequeña parte de la enzima (alrededor de 3 a 4 aminoácidos) están directamente involucrados en la catálisis. La región que contiene estos residuos encargados de catalizar la reacción es conocida como centro activo. Las enzimas también pueden contener sitios con la capacidad de unir cofactores, necesarios a veces en el proceso de catálisis, o de unir pequeñas moléculas, como los sustratos o productos (directos o indirectos) de la reacción catalizada. Estas uniones pueden incrementar o disminuir la actividad enzimática, dando lugar así a una regulación por retroalimentación. Al igual que las demás proteínas, las enzimas se componen de una cadena lineal de aminoácidos que se pliegan durante el proceso de traducción para dar lugar a una estructura terciaria tridimensional de la enzima, susceptible de presentar actividad. Cada secuencia de aminoácidos es única y por tanto da lugar a una estructura única, con propiedades únicas. En ocasiones, proteínas individuales pueden unirse a otras proteínas para formar complejos, en lo que se denomina estructura cuaternaria de las proteínas. La mayoría de las enzimas, al igual que el resto de las proteínas, pueden ser desnaturalizadas si se ven sometidas a agentes desnaturalizantes como el calor, los pHs extremos o ciertos compuestos como el SDS. Estos agentes destruyen la estructura terciaria de las proteínas de forma reversible o irreversible, dependiendo de la enzima y de la condición. Especificidad Las enzimas suelen ser muy específicas tanto del tipo de reacción que catalizan como del sustrato involucrado en la reacción. La forma, la carga y las características hidrofílicas/hidrofóbicas de las enzimas y los sustratos son los responsables de dicha especificidad. Las enzimas también pueden mostrar un elevado grado de estereoespecificidad, regioselectividad y quimioselectividad. Algunas de estas enzimas que muestran una elevada especificidad y precisión en su actividad son aquellas involucradas en la replicación y expresión del genoma. Estas enzimas tienen eficientes sistemas de comprobación y corrección de errores, como en el caso de la ADN polimerasa, que cataliza una reacción de replicación en un primer paso, para comprobar posteriormente si el producto obtenido es el correcto. Este proceso, que tiene lugar en dos pasos, da como resultado una media de tasa de error increíblemente baja, en torno a 1 error cada 100 millones de reacciones en determinadas polimerasas de mamíferos. Este tipo de mecanismos de comprobación también han sido observados en la ARN polimerasa, en la ARNt aminoacil sintetasa y en los ribosomas. Aquellas enzimas que producen metabolitos secundarios son denominadas promiscuas, ya que pueden actuar sobre una gran variedad de sustratos. Por ello, se ha sugerido que esta amplia especificidad de sustrato podría ser clave en la evolución y diseño de nuevas rutas biosintéticas. Activadores Algunas enzimas necesitan para su actividad iones inorgánicos específicos que reciben el nombre de activadores. Los activadores que se necesitan con más frecuencia son los iones de hierro, cobre, manganeso, magnesio, cobalto y zinc. De ordinario, sólo un ion funciona con una determinada enzima, pero en ciertos casos se pueden sustituir ciertos iones por otros, persistiendo una actividad enzimática satisfactoria. Inhibidores Las moléculas que regulan la actividad enzimática inhibiendo su actividad pueden clasificarse en reversibles e irreversibles. Las irreversibles se unen covalentemente a la enzima y son útiles en farmacología (penicilina, aspirina). Las reversibles pueden clasificarse, a su vez, en competitivas y no competitivas. Las competitivas modifican la Km del enzima ya que se unen al centro activo de éste e impiden la unión con el sustrato (se necesitará más para activar las enzimas). Las no competitivas, se unen a otro lugar del enzima, modificando la Vmáx. (velocidad en que se forma producto por unidad de tiempo) ya que al unirse, el enzima queda inactivada. Acido desoxirribonucleico El ácido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN (y también DNA, del inglés DeoxyriboNucleic Acid), es un tipo de ácido nucleico, una macromolécula que forma parte de todas las células. Contiene la información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos conocidos y de algunos virus, siendo el responsable de su transmisión hereditaria. Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido. Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones. En el ADN, cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue a un vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases. La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos de vagones a lo largo de todo el tren) es la que codifica la información genética: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones denominadas puentes de hidrógeno. Para que la información que contiene el ADN pueda ser utilizada por la maquinaria celular, debe copiarse en primer lugar en unos trenes de nucleótidos, más cortos y con unas unidades diferentes, llamados ARN. Las moléculas de ARN se copian exactamente del ADN mediante un proceso denominado transcripción. Una vez procesadas en el núcleo celular, las moléculas de ARN pueden salir al citoplasma para su utilización posterior. La información contenida en el ARN se interpreta usando el código genético, que especifica la secuencia de los aminoácidos de las proteínas, según una correspondencia de un triplete de nucleótidos (codón) para cada aminoácido. Esto es, la información genética (esencialmente: qué proteínas se van a producir en cada momento del ciclo de vida de una célula) se halla codificada en las secuencias de nucleótidos del ADN y debe traducirse para poder ser empleada. Tal traducción se realiza empleando el código genético a modo de diccionario. El diccionario "secuencia de nucleótido-secuencia de aminoácidos" permite el ensamblado de largas cadenas de aminoácidos (las proteínas) en el citoplasma de la célula. Por ejemplo, en el caso de la secuencia de ADN indicada antes (ATGCTAGATCGC...), la ARN polimerasa utilizaría como molde la cadena complementaria de dicha secuencia de ADN (que sería TAC-GAT-CTA-GCG-...) para transcribir una molécula de ARNm que se leería AUG-CUA-GAU-CGC-... ; el ARNm resultante, utilizando el código genético, se traduciría como la secuencia de aminoácidos metionina-leucina-ácido aspártico-arginina-... Las secuencias de ADN que constituyen la unidad fundamental, física y funcional de la herencia se denominan genes. Cada gen contiene una parte que se transcribe a ARN y otra que se encarga de definir cuándo y dónde deben expresarse. La información contenida en los genes (genética) se emplea para generar ARN y proteínas, que son los componentes básicos de las células, los "ladrillos" que se utilizan para la construcción de los orgánulos celulares, entre otras funciones. Dentro de las células, el ADN está organizado en estructuras llamadas cromosomas que, durante el ciclo celular, se duplican antes de que la célula se divida. Los organismos eucariotas (por ejemplo, animales, plantas, y hongos) almacenan la inmensa mayoría de su ADN dentro del núcleo celular y una mínima parte en los elementos celulares llamados mitocondrias, y en los plastos, en caso de tenerlos; los organismos procariotas (bacterias y arqueas) lo almacenan en el citoplasma de la célula, y, por último, los virus ADN lo hacen en el interior de la cápsida de naturaleza proteica. Existen multitud de proteínas, como por ejemplo las histonas y los factores de transcripción, que se unen al ADN dotándolo de una estructura tridimensional determinada y regulando su expresión. Los factores de transcripción reconocen secuencias reguladoras del ADN y especifican la pauta de transcripción de los genes. El material genético completo de una dotación cromosómica se denomina genoma y, con pequeñas variaciones, es característico de cada especie. Propiedades físicas y químicas Estructura química del ADN: dos cadenas de nucleótidos conectadas mediante puentes de hidrógeno, que aparecen como líneas punteadas. El ADN es un largo polímero formado por unidades repetitivas, los nucleótidos. Una doble cadena de ADN mide de 22 a 26 Ångströms (2,2 a 2,6 nanómetros) de ancho, y una unidad (un nucleótido) mide 3,3 Å (0,33 nm) de largo. Aunque cada unidad individual que se repite es muy pequeña, los polímeros de ADN pueden ser moléculas enormes que contienen millones de nucleótidos. Por ejemplo, el cromosoma humano más largo, el cromosoma número 1, tiene aproximadamente 220 millones de pares de bases. En los organismos vivos, el ADN no suele existir como una molécula individual, sino como una pareja de moléculas estrechamente asociadas. Las dos cadenas de ADN se enroscan sobre sí mismas formando una especie de escalera de caracol, denominada doble hélice. El éxito de éste modelo radicaba en su consistencia con las propiedades físicas y químicas del ADN. El estudio mostraba además que la complementariedad de bases podía ser relevante en su replicación, y también la importancia de la secuencia de bases como portador de información genética. Cada unidad que se repite, el nucleótido, contiene un segmento de la estructura de soporte (azúcar + fosfato), que mantiene la cadena unida, y una base, que interacciona con la otra cadena de ADN en la hélice. En general, una base ligada a un azúcar se denomina nucleósido y una base ligada a un azúcar y a uno o más grupos fosfatos recibe el nombre de nucleótido. Cuando muchos nucleótidos se encuentran unidos, como ocurre en el ADN, el polímero resultante se denomina polinucleótido. Componentes Estructura de soporte: La estructura de soporte de una hebra de ADN está formada por unidades alternas de grupos fosfato y azúcar. El azúcar en el ADN es una pentosa, concretamente, la desoxirribosa. Ácido fosfórico Su fórmula química es H3PO4. Cada nucleótido puede contener uno (monofosfato: AMP), dos (difosfato: ADP) o tres (trifosfato: ATP) grupos de ácido fosfórico, aunque como monómeros constituyentes de los ácidos nucléicos sólo aparecen en forma de nucleósidos monofosfato. Desoxirribosa: Es un monosacárido de 5 átomos de carbono (una pentosa) derivado de la ribosa, que forma parte de la estructura de nucleótidos del ADN. Su fórmula es C5H10O4. Una de las principales diferencias entre el ADN y el ARN es el azúcar, pues en el ARN la 2desoxirribosa del ADN es reemplazada por una pentosa alternativa, la ribosa. Las moléculas de azúcar se unen entre sí a través de grupos fosfato, que forman enlaces fosfodiéster entre los átomos de carbono tercero (3′, «tres prima») y quinto (5′, «cinco prima») de dos anillos adyacentes de azúcar. La formación de enlaces asimétricos implica que cada hebra de ADN tiene una dirección. En una doble hélice, la dirección de los nucleótidos en una hebra (3′ → 5′) es opuesta a la dirección en la otra hebra (5′ → 3′). Esta organización de las hebras de ADN se denomina antiparalela; son cadenas paralelas, pero con direcciones opuestas. De la misma manera, los extremos asimétricos de las hebras de ADN se denominan extremo 5′ («cinco prima») y extremo 3′ («tres prima») respectivamente. Bases nitrogenadas: Las cuatro bases nitrogenadas mayoritarias que se encuentran en el ADN son la adenina (abreviado A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). Cada una de estas cuatro bases está unida al armazón de azúcar-fosfato a través del azúcar para formar el nucleótido completo (base-azúcar-fosfato). Las bases son compuestos heterocíclicos y aromáticos con dos o más átomos de nitrógeno, y, dentro de las bases mayoritarias, se clasifican en dos grupos: las bases púricas o purinas (adenina y guanina), derivadas de la purina y formadas por dos anillos unidos entre sí, y las bases pirimidínicas o pirimidinas (citosina y timina), derivadas de la pirimidina y con un solo anillo.24 En los ácidos nucléicos existe una quinta base pirimidínica, denominada uracilo (U), que normalmente ocupa el lugar de la timina en el ARN y difiere de ésta en que carece de un grupo metilo en su anillo. El uracilo no se encuentra habitualmente en el ADN, sólo aparece raramente como un producto residual de la degradación de la citosina por procesos de desaminación oxidativa. Timina: En el código genético se representa con la letra T. Es un derivado pirimidínico con un grupo oxo en las posiciones 2 y 4, y un grupo metil en la posición 5. Forma el nucleósido timidina (siempre desoxitimidina ya que sólo aparece en el ADN) y el nucleótido timidilato o timidina monofosfato (dTMP). En el ADN, la timina siempre se empareja con la adenina de la cadena complementaria mediante 2 puentes de hidrógeno, T=A. Su fórmula química es C5H6N2O2 y su nomenclatura 2, 4-dioxo, 5-metilpirimidina. Citosina: En el código genético se representa con la letra C. Es un derivado pirimidínico, con un grupo amino en posición 4 y un grupo oxo en posición 2. Forma el nucleósido citidina (desoxicitidina en el ADN) y el nucleótido citidilato o (desoxi)citidina monofosfato (dCMP en el ADN, CMP en el ARN). La citosina siempre se empareja en el ADN con la guanina de la cadena complementaria mediante un triple enlace, C≡G. Su fórmula química es C4H5N3O y su nomenclatura 2-oxo, 4 aminopirimidina. Su masa molecular es de 111,10 unidades de masa atómica. La citosina fue descubierta en 1894 cuando fue aislada en tejido del timo de carnero. Adenina: En el código genético se representa con la letra A. Es un derivado de la purina con un grupo amino en la posición 6. Forma el nucleósido adenosina (desoxiadenosina en el ADN) y el nucleótido adenilato o (desoxi)adenosina monofosfato (dAMP, AMP). En el ADN siempre se empareja con la timina de la cadena complementaria mediante 2 puentes de hidrógeno, A=T. Su fórmula química es C5H5N5 y su nomenclatura 6-aminopurina. La adenina, junto con la timina, fue descubierta en 1885 por el médico alemán Albrecht Kossel. Guanina: En el código genético se representa con la letra G. Es un derivado púrico con un grupo oxo en la posición 6 y un grupo amino en la posición 2. Forma el nucleósido (desoxi)guanosina y el nucleótido guanilato o (desoxi)guanosina monofosfato (dGMP, GMP). La guanina siempre se empareja en el ADN con la citosina de la cadena complementaria mediante tres enlaces de hidrógeno, G≡C. Su fórmula química es C5H5N5O y su nomenclatura 6-oxo, 2-aminopurina. También existen otras bases nitrogenadas (las llamadas bases nitrogenadas minoritarias), derivadas de forma natural o sintética de alguna otra base mayoritaria. Lo son por ejemplo la hipoxantina, relativamente abundante en el tRNA, o la cafeína, ambas derivadas de la adenina; otras, como el aciclovir, derivadas de la guanina, son análogos sintéticos usados en terapia antiviral; otras, como una de las derivadas del uracilo, son antitumorales. Las bases nitrogenadas tienen una serie de características que les confieren unas propiedades determinadas. Una característica importante es su carácter aromático, consecuencia de la presencia en el anillo de dobles enlaces en posición conjugada. Ello les confiere la capacidad de absorber luz en la zona ultravioleta del espectro en torno a los 260 nm, lo cual puede ser aprovechado para determinar el coeficiente de extinción del ADN y hallar la concentración existente de los ácidos nucléicos. Otra de sus características es que presentan tautomería o isomería de grupos funcionales debido a que un átomo de hidrógeno unido a otro átomo puede migrar a una posición vecina; en las bases nitrogenadas se dan dos tipos de tautomerías: tautomería lactama-lactima, donde el hidrógeno migra del nitrógeno al oxígeno del grupo oxo (forma lactama) y viceversa (forma lactima), y tautomería imina-amina primaria, donde el hidrógeno puede estar formando el grupo amina (forma amina primaria) o migrar al nitrógeno adyacente (forma imina). La adenina sólo puede presentar tautomería amina imina, la timina y el uracilo muestran tautomería doble lactama-lactima, y la guanina y citosina pueden presentar ambas. Por otro lado, y aunque se trate de moléculas apolares, las bases nitrogenadas presentan suficiente carácter polar como para establecer puentes de hidrógeno, ya que tienen átomos muy electronegativos (nitrógeno y oxígeno) presentando carga parcial negativa, y átomos de hidrógeno con carga parcial positiva, de manera que se forman dipolos que permiten que se formen estos enlaces débiles. Se estima que el genoma humano haploide tiene alrededor de 3.000 millones de pares de bases. Para indicar el tamaño de las moléculas de ADN se indica el número de pares de bases, y como derivados hay dos unidades de medida muy utilizadas, la kilobase (kb), que equivale a 1.000 pares de bases, y la megabase (Mb), que equivale a un millón de pares de bases. Estructura El ADN es una molécula bicatenaria, es decir, está formada por dos cadenas dispuestas de forma antiparalela y con las bases nitrogenadas enfrentadas. En su estructura tridimensional, se distinguen distintos niveles: 1. Estructura primaria: o Secuencia de nucleótidos encadenados. Es en estas cadenas donde se encuentra la información genética, y dado que el esqueleto es el mismo para todos, la diferencia de la información radica en la distinta secuencia de bases nitrogenadas. Esta secuencia presenta un código, que determina una información u otra, según el orden de las bases. 2. Estructura secundaria: o Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. Fue postulada por Watson y Crick, basándose en la difracción de rayos X que habían realizado Franklin y Wilkins, y en la equivalencia de bases de Chargaff, según la cual, la suma de adeninas más guaninas es igual a la suma de timinas más citosinas. o Es una cadena doble, dextrógira o levógira, según el tipo de ADN. Ambas cadenas son complementarias, pues la adenina y la guanina de una cadena se unen, respectivamente, a la timina y la citosina de la otra. Ambas cadenas son antiparalelas, pues el extremo 3´ de una se enfrenta al extremo 5´ de la homóloga. o Existen tres modelos de ADN. El ADN de tipo B es el más abundante y es el descubierto por Watson y Crick. 3. Estructura terciaria: o Se refiere a cómo se almacena el ADN en un espacio reducido, para formar los cromosomas. Varía según se trate de organismos procariotas o eucariotas: 2. En procariotas el ADN se pliega como una súper-hélice, generalmente en forma circular y asociada a una pequeña cantidad de proteínas. Lo mismo ocurre en organelos celulares como las mitocondrias y en los cloroplastos. 3. En eucariotas, dado que la cantidad de ADN de cada cromosoma es muy grande, el empaquetamiento ha de ser más complejo y compacto; para ello se necesita la presencia de proteínas, como las histonas y otras proteínas de naturaleza no histónica (en los espermatozoides estas proteínas son las protaminas). Funciones biológicas Las funciones biológicas del ADN incluyen el almacenamiento de información (genes y genoma), la codificación de proteínas (transcripción y traducción) y su autoduplicación (replicación del ADN) para asegurar la transmisión de la información a las células hijas durante la división celular. El ADN codificante La información genética de un genoma está contenida en los genes, y al conjunto de toda la información que corresponde a un organismo se le denomina su genotipo. Un gen es una unidad de herencia y es una región de ADN que influye en una característica particular de un organismo (como el color de los ojos, por ejemplo). Los genes contienen un "marco de lectura abierto" (open reading frame) que puede transcribirse, además de secuencias reguladoras, tales como promotores y enhancers, que controlan la transcripción del marco de lectura abierto. Desde este punto de vista, las obreras de este mecanismo son las proteínas. Estas pueden ser estructurales, como las proteínas de los músculos, cartílagos, pelo, etc., o funcionales, como la hemoglobina o las innumerables enzimas del organismo. La función principal de la herencia es la especificación de las proteínas, siendo el ADN una especie de plano o receta para producirlas. La mayor parte de las veces la modificación del ADN provocará una disfunción proteica que dará lugar a la aparición de alguna enfermedad. Pero en determinadas ocasiones, las modificaciones podrán provocar cambios beneficiosos que darán lugar a individuos mejor adaptados a su entorno. Las aproximadamente treinta mil proteínas diferentes en el cuerpo humano están constituidas por veinte aminoácidos diferentes, y una molécula de ADN debe especificar la secuencia en que se unen dichos aminoácidos. En el proceso de elaborar una proteína, el ADN de un gen se lee y se transcribe a ARN. Este ARN sirve como mensajero entre el ADN y la maquinaria que elaborará las proteínas y por eso recibe el nombre de ARN mensajero o ARNm. El ARN mensajero sirve de molde a la maquinaria que elabora las proteínas, para que ensamble los aminoácidos en el orden preciso para armar la proteína. El dogma central de la biología molecular establecía que el flujo de actividad y de información era: ADN → ARN → proteína. No obstante, en la actualidad ha quedado demostrado que este "dogma" debe ser ampliado, pues se han encontrado otros flujos de información: en algunos organismos (virus de ARN) la información fluye de ARN a ADN; este proceso se conoce como "transcripción inversa o reversa", también llamada "retrotranscripción". Además, se sabe que existen secuencias de ADN que se transcriben a ARN y son funcionales como tales, sin llegar a traducirse nunca a proteína: son los ARN no codificantes, como es el caso de los ARN interferentes. Transcripción y traducción En un gen, la secuencia de nucleótidos a lo largo de una hebra de ADN se transcribe a un ARN mensajero (ARNm) y esta secuencia a su vez se traduce a una proteína que un organismo es capaz de sintetizar o "expresar" en uno o varios momentos de su vida, usando la información de dicha secuencia. La relación entre la secuencia de nucleótidos y la secuencia de aminoácidos de la proteína viene determinada por el código genético, que se utiliza durante el proceso de traducción o síntesis de proteínas. La unidad codificadora del código genético es un grupo de tres nucleótidos (triplete), representado por las tres letras iniciales de las bases nitrogenadas (por ej., ACT, CAG, TTT). Los tripletes del ADN se transcriben en sus bases complementarias en el ARN mensajero, y en este caso los tripletes se denominan codones (para el ejemplo anterior, UGA, GUC, AAA). En el ribosoma cada codón del ARN mensajero interacciona con una molécula de ARN de transferencia (ARNt o tRNA) que contenga el triplete complementario, denominado anticodón. Cada ARNt porta el aminoácido correspondiente al codón de acuerdo con el código genético, de modo que el ribosoma va uniendo los aminoácidos para formar una nueva proteína de acuerdo con las "instrucciones" de la secuencia del ARNm. Existen 64 codones posibles, por lo cual corresponde más de uno para cada aminoácido; algunos codones indican la terminación de la síntesis, el fin de la secuencia codificante; estos codones de terminación o codones de parada son UAA, UGA y UAG. Ácido ribonucleico El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente tanto en las células procariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN). El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra. En los organismos celulares desempeña diversas funciones. Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta información vital durante la síntesis de proteínas (producción de las proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo). Varios tipos de ARN regulan la expresión génica, mientras que otros tienen actividad catalítica. El ARN es, pues, mucho más versátil que el ADN. Estructura química Como el ADN, el ARN está formado por una cadena de monómeros repetitivos llamados nucleótidos. Los nucleótidos se unen uno tras otro mediante enlaces fosfodiéster cargados negativamente. Cada nucleótido uno está formado por una molécula de monosacárido de cinco carbonos (pentosa) llamada ribosa (desoxirribosa en el ADN), un grupo fosfato, y uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados llamados bases: adenina, guanina, uracilo (timina en el ADN) y citosina. Los carbonos de la ribosa se numeran de 1' a 5' en sentido horario. La base nitrogenada se une al carbono 1'; el grupo fosfato se une al carbono 5' y al carbono 3' de la ribosa del siguiente nucleótido. El fosfato tiene una carga negativa a pH fisiológico lo que confiere al ARN carácter polianiónico. Las bases púricas (adenina y guanina) pueden formar puentes de hidrógeno con las pirimidínicas (uracilo y citosina) según el esquema C=G y A=U. Además, son posibles otras interacciones, como el apilamiento de bases o tetrabucles con apareamientos G=A. Estructura secundaria A diferencia del ADN, las moléculas de ARN son de cadena simple y no suelen formar dobles hélices extensas. No obstante, sí se pliega como resultado de la presencia de regiones cortas con apareamiento intramolecular de bases, es decir, pares de bases formados por secuencias complementarias más o menos distantes dentro de la misma hebra. El ARNt poseen aproximadamente el 60% de bases apareadas en cuatro brazos con estructura de doble hélice. Una importante característica estructural del ARN que lo distingue del ADN es la presencia de un grupo hidroxil en posición 2' de la ribosa, que causa que las dobles hélices de ARN adopten una conformación A, en vez de la conformación B que es la más común en el ADN. Esta hélice A tiene un surco mayor muy profundo y estrecho y un surco menor amplio y superficial. Una segunda consecuencia de la presencia de dicho hidroxilo es que los enlaces fosfodiéster del ARN de las regiones en que no se forma doble hélice son más susceptibles de hidrólisis química que los del ADN; los enlaces fosfodiéster del ARN se hidrolizan rápidamente en disolución alcalina, mientras que los enlaces del ADN son estables. La vida media de las moléculas de ARN es mucho más corta que las del ADN, de unos minutos en algunos ARN bacterianos o de unos días en los ARNt humanos. Estructura terciaria La estructura terciaria del ARN es el resultado del apilamiento de bases y de los enlaces de hidrógeno entre diferentes partes de la molécula. Los ARNt son un buen ejemplo; en disolución, están plegados en forma de "L" compacta estabilizada por apareamientos de Watson y Crick convencionales (A=U, C=G) y por interacciones de bases entre dos o más nucleótidos, como tripletes de bases; las bases pueden donar átomos de hidrógeno para unirse al esqueleto fosfodiéster; el OH del carbono 2' de la ribosa es también un importante dador y aceptor de hidrógenos. Tipos de ARN El ARN mensajero (ARNm) es el tipo de ARN que lleva la información del ADN a los ribosomas, el lugar de la síntesis de proteínas. La secuencia de nucleótidos del ARNm determina la secuencia de aminoácidos de la proteína.21 Por ello, el ARNm es denominado ARN codificante. No obstante, muchos ARN no codifican proteínas, y reciben el nombre de ARN no codificantes; se originan a partir de genes propios (genes ARN), o son los intrones rechazados durante el proceso de splicing. Son ARN no codificantes el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosómico (ARNr), que son elementos fundamentales en el proceso de traducción, y diversos tipos de ARN reguladores. Ciertos ARN no codificantes, denominados ribozimas, son capaces de catalizar reacciones químicas como cortar y unir otras moléculas de ARN, o formar enlaces paptídicos entre aminoácidos en el ribosoma durante la síntesis de proteínas. ARN implicados en la síntesis de proteínas ARN mensajero. El ARN mensajero (ARNm o RNAm) lleva la información sobre la secuencia de aminoácidos de la proteína desde el ADN, lugar en que está inscrita, hasta el ribosoma, lugar en que se sintetizan las proteínas de la célula. Es, por tanto, una molécula intermediaria entre el ADN y la proteína y el apelativo de "mensajero" es del todo descriptivo. En eucariotas, el ARNm se sintetiza en el nucleoplasma del núcleo celular y de allí accede al citosol, donde se hallan los ribosomas, a través de los poros de la envoltura nuclear. ARN de transferencia. Los ARN de transferencia (ARNt o tRNA) son cortos polímeros de unos 80 nucleótidos que transfiere un aminoácido específico al polipéptido en crecimiento; se unen a lugares específicos del ribosoma durante la traducción. Tienen un sitio específico para la fijación del aminoácido (extremo 3') y un anticodón formado por un triplete de nucleótidos que se une al codón complementario del ARNm mediante puentes de hidrógeno. ARN ribosómico. El ARN ribosómico (ARNr o RNAr) se halla combinado con proteínas para formar los ribosomas, donde representa unas 2/3 partes de los mismos. En procariotas, las subunidad mayor del ribosoma contiene dos moléculas de ARNr y la subunidad menor, una. En los eucariotas, la subunidad mayor contiene tres moléculas de ARNr y la menor, una. En ambos casos, sobre el armazón constituido por los ARNr se asocian proteínas específicas. El ARNr es muy abundante y representa el 80% del ARN hallado en el citoplasma de las células eucariotas. Los ARN ribosómicos son el componente catalítico de los ribosomas; se encargan de crear los enlaces peptídicos entre los aminoácidos del polipéptido en formación durante la síntesis de proteínas; actúan, pues, como ribozimas. ARN reguladores Muchos tipos de ARN regulan la expresión génica gracias a que son complementarios de regiones específicas del ARNm o de genes del ADN. ARN de interferencia. Los ARN interferentes (ARNi o iRNA) son moléculas de ARN que suprimen la expresión de genes específicos mediante mecanismos conocidos globalmente como ribointerferencia o interferencia por ARN. Los ARN interferentes son moléculas pequeñas (de 20 a 25 nucléotidos) que se generan por fragmentación de precursores más largos. Se pueden clasificar en tres grandes grupos: o Micro ARN. Los micro ARN (miARN o RNAmi) son cadenas cortas de 21 ó 22 nucleótidos hallados en células eucariotas que se generan a partir de precursores específicos codificados en el genoma. Al transcribirse, se pliegan en horquillas intramoleculares y luego se unen a enzimas formando un complejo efector que puede bloquear la traducción del ARNm o acelerar su degradación comenzando por la eliminación enzimática de la cola poli A. o ARN interferente pequeño. Los ARN interferentes pequeño (ARNip o siARN), formados por 20-25 nucleótidos, se producen con frecuencia por rotura de ARN virales, pero pueden ser también de origen endógeno. Tras la transcripción se ensambla en un complejo proteico denominado RISC (RNA-induced silencing complex) que identifica el ARNm complementario que es cortado en dos mitades que son degradadas por la maquinaria celular, bloquean así la expresión del gen. o ARN asociados a Piwi. Los ARN asociados a Piwi son cadenas de 29-30 nucleótidos, propias de animales; se generan a partir de precursores largos monocatenarios, en un proceso que es independiente de Drosha y Dicer. Estos ARN pequeños se asocian con una subfamilia de las proteínas "Argonauta" denominada proteínas Piwi. Son activos las células de la línea germinal; se cree que son un sistema defensivo contra los transposones y que juegan algún papel en la gametogénesis. ARN antisentido. Un ARN antisentido es la hebra complementaria (no codificadora) de un hebra ARNm (codificadora). La mayoría inhiben genes, pero unos pocos activan la transcripción. El ARN antisentido se aparea con su ARNm complementario formande una molécula de doble hebra que no puede traducirse y es degradada enzimáticamente. La introducción de un transgen codificante para un ARNm antisentido es una técnica usada para bloquear la expresión de un gen de interés. Un mARN antisentido marcado radioactivamente puede usarse para mostrar el nivel de transcripción de genes en varios tipos de células. Algunos tipos estructurales antisentidos son experimentales, ya que se usan como terapia antisentido. ARN largo no codificante. Muchos ARN largos no codificantes (ARNnc largo o long ncARN) regulan la expresión génica en eucariotas;39 uno de ellos es el Xist que recubre uno de los dos cromosomas X en las hembars de los mamíferos inactivándolo (corpúsculo de Barr). Riboswitch. Un riboswitch es una región del ARNm al cual pueden unirse pequeñas moléculas señalizadoras que afectan la actividad del gen.41 42 43 Por tanto, un ARNm que contenga un riboswitch está directamente implicado en la regulación de su propia actividad que depende de la presencia o ausencia de la molécula señalizadora. Tales riboswitchs se hallan en la región no traducida 5' (5'-UTR), situada antes del codón de inicio (AUG), y/o en la región no traducida 3' (3'-UTR), también llamada secuancia de arrastre, situada entre el codón de terminación (UAG, UAA o UGA) y la cola poli A. 7.La célula 7.1 Principales estructuras y sus funciones: membrana, lisosomas, retículo endoplasmático, ribosomas, aparato de Golgi, citoplasma, mitocondrias, cloroplastos y núcleo. 7.2 Eucariontes y procariontes 7.3 División celular 7.3.1 Mitosis 7.3.2 Meiosis Célula Una célula es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.1 De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares. En estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones (1014), como en el caso del ser humano. Las células suelen poseer un tamaño de 10 µm y una masa de 1 ng, si bien existen células mucho mayores. La teoría celular, propuesta en 1839 por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células derivan de otras precedentes. De este modo, todas las funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interacción entre células adyacentes; además, la tenencia de la información genética, base de la herencia, en su ADN permite la transmisión de aquélla de generación en generación. La aparición del primer organismo vivo sobre la Tierra suele asociarse al nacimiento de la primera célula. Si bien existen muchas hipótesis que especulan cómo ocurrió, usualmente se describe que el proceso se inició gracias a la transformación de moléculas inorgánicas en orgánicas bajo unas condiciones ambientales adecuadas; tras esto, dichas biomoléculas se asociaron dando lugar a entes complejos capaces de autorreplicarse. Existen posibles evidencias fósiles de estructuras celulares en rocas datadas en torno a 4 o 3,5 miles de millones de años (giga-años o Ga.). Las evidencias de la presencia de vida basadas en desviaciones de proporciones isotópicas son anteriores (cinturón supracortical de Isua, 3,85 Ga.). Existen dos grandes tipos celulares: las procariotas (que comprenden las células de arqueas y bacterias) y las eucariotas (divididas tradicionalmente en animales y vegetales, si bien se incluyen además hongos y protistas, que también tienen células con propiedades características). Teoría celular El concepto de célula como unidad anatómica y funcional de los organismos surgió entre los años 1830 y 1880, aunque fue en el siglo XVII cuando Robert Hooke describió por vez primera la existencia de las mismas, al observar en una preparación vegetal la presencia de una estructura organizada que derivaba de la arquitectura de las paredes celulares vegetales. En 1830 se disponía ya de microscopios con una óptica más avanzada, lo que permitió a investigadores como Theodor Schwann y Matthias Schleiden definir los postulados de la teoría celular, la cual afirma, entre otras cosas: Que la célula es una unidad morfológica de todo ser vivo: es decir, que en los seres vivos todo está formado por células o por sus productos de secreción. Este primer postulado sería completado por Rudolf Virchow con la afirmación Omnis cellula ex cellula, la cual indica que toda célula deriva de una célula precedente (biogénesis). En otras palabras, este postulado constituye la refutación de la teoría de generación espontánea o ex novo, que hipotetizaba la posibilidad de que se generara vida a partir de elementos inanimados.10 Un tercer postulado de la teoría celular indica que las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, y son controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula ocurren todas las funciones vitales, de manera que basta una sola de ellas para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida. Finalmente, el cuarto postulado de la teoría celular expresa que cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular.11 Definición Por tanto, podemos definir a la célula como la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. Como tal posee una membrana de fosfolípidos con permeabilidad selectiva que mantiene un medio interno altamente ordenado y diferenciado del medio externo en cuanto a su composición, sujeta a control homeostático, la cual consiste en biomoléculas y algunos metales y electrolitos. La estructura se automantiene activamente mediante el metabolismo, asegurándose la coordinación de todos los elementos celulares y su perpetuación por replicación a través de un genoma codificado por ácidos nucleicos. La parte de la biología que se ocupa de ella es la citología. Características Las células, como sistemas termodinámicos complejos, poseen una serie de elementos estructurales y funcionales comunes que posibilitan su supervivencia; no obstante, los distintos tipos celulares presentan modificaciones de estas características comunes que permiten su especialización funcional y, por ello, la ganancia de complejidad. De este modo, las células permanecen altamente organizadas a costa de incrementar la entropía del entorno, uno de los requisitos de la vida. Características estructurales Individualidad: Todas las células están rodeadas de una envoltura (que puede ser una bicapa lipídica desnuda, en células animales; una pared de polisacárido, en hongos y vegetales; una membrana externa y otros elementos que definen una pared compleja, en bacterias Gram negativas; una pared de peptidoglicano, en bacterias Gram positivas; o una pared de variada composición, en arqueas)6 que las separa y comunica con el exterior, que controla los movimientos celulares y que mantiene el potencial de membrana. Contienen un medio interno acuoso, el citosol, que forma la mayor parte del volumen celular y en el que están inmersos los orgánulos celulares. Poseen material genético en forma de ADN, el material hereditario de los genes y que contiene las instrucciones para el funcionamiento celular, así como ARN, a fin de que el primero se exprese.14 Tienen enzimas y otras proteínas, que sustentan, junto con otras biomoléculas, un metabolismo activo. Características funcionales Las células vivas son un sistema bioquímico complejo. Las características que permiten diferenciar las células de los sistemas químicos no vivos son: Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo. Crecimiento y multiplicación. Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular. Diferenciación. Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso llamado diferenciación celular. Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las células forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia. Señalización. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior y, en el caso de células móviles, hacia determinados estímulos ambientales o en dirección opuesta mediante un proceso que se denomina síntesis. Además, frecuentemente las células pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento... en seres pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular y transducción de señales. Evolución. A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan. Esto significa que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia en todas las células de modo regular) que pueden influir en la adaptación global de la célula o del organismo superior de modo positivo o negativo. El resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular. Las propiedades celulares no tienen por qué ser constantes a lo largo del desarrollo de un organismo: evidentemente, el patrón de expresión de los genes varía en respuesta a estímulos externos, además de factores endógenos. Un aspecto importante a controlar es la pluripotencialidad, característica de algunas células que les permite dirigir su desarrollo hacia un abanico de posibles tipos celulares. En metazoos, la genética subyacente a la determinación del destino de una célula consiste en la expresión de determinados factores de transcripción específicos del linaje celular al cual va a pertenecer, así como a modificaciones epigenéticas. Además, la introducción de otro tipo de factores de transcripción mediante ingeniería genética en células somáticas basta para inducir la mencionada pluripotencialidad, luego éste es uno de sus fundamentos moleculares. Tamaño, forma y función El tamaño y la forma de las células depende de sus elementos más periféricos (por ejemplo, la pared, si la hubiere) y de su andamiaje interno (es decir, el citoesqueleto). Además, la competencia por el espacio tisular provoca una morfología característica: por ejemplo, las células vegetales, poliédricas in vivo, tienden a ser esféricas in vitro. Incluso pueden existir parámetros químicos sencillos, como los gradientes de concentración de una sal, que determinen la aparición de una forma compleja. En cuanto al tamaño, la mayoría de las células son microscópicas, es decir, no son observables a simple vista. A pesar de ser muy pequeñas (un milímetro cúbico de sangre puede contener unos cinco millones de células), el tamaño de las células es extremadamente variable. La célula más pequeña observada, en condiciones normales, corresponde a Mycoplasma genitalium, de 0,2 μm, encontrándose cerca del límite teórico de 0,17 μm. Existen bacterias con 1 y 2 μm de longitud. Las células humanas son muy variables: hematíes de 7 micras, hepatocitos con 20 micras, espermatozoides de 53 μm, óvulos de 150 μm e, incluso, algunas neuronas de en torno a un metro. En las células vegetales los granos de polen pueden llegar a medir de 200 a 300 μm y algunos huevos de aves pueden alcanzar entre 1 (codorniz) y 7 cm (avestruz) de diámetro. Para la viabilidad de la célula y su correcto funcionamiento siempre se debe tener en cuenta la relación superficievolumen. Puede aumentar considerablemente el volumen de la célula y no así su superficie de intercambio de membrana lo que dificultaría el nivel y regulación de los intercambios de sustancias vitales para la célula. Respecto de su forma, las células presentan una gran variabilidad, e, incluso, algunas no la poseen bien definida o permanente. Pueden ser: fusiformes (forma de huso), estrelladas, prismáticas, aplanadas, elípticas, globosas o redondeadas, etc. Algunas tienen una pared rígida y otras no, lo que les permite deformar la membrana y emitir prolongaciones citoplasmáticas (pseudópodos) para desplazarse o conseguir alimento. Hay células libres que no muestran esas estructuras de desplazamiento pero poseen cilios o flagelos, que son estructuras derivadas de un orgánulo celular (el centrosoma) que dota a estas células de movimiento.1 De este modo, existen multitud de tipos celulares, relacionados con la función que desempeñan; por ejemplo: Células contráctiles que suelen ser alargadas, como las fibras musculares. Células con finas prolongaciones, como las neuronas que transmiten el impulso nervioso. Células con microvellosidades o con pliegues, como las del intestino para ampliar la superficie de contacto y de intercambio de sustancias. Células cúbicas, prismáticas o aplanadas como las epiteliales que recubren superficies como las losas de un pavimento. Estudio de las células Los biólogos utilizan diversos instrumentos para lograr el conocimiento de las células. Obtienen información de sus formas, tamaños y componentes, que les sirve para comprender además las funciones que en ellas se realizan. Desde las primeras observaciones de células, hace más de 300 años, hasta la época actual, las técnicas y los aparatos se han ido perfeccionando, originándose una rama más de la Biología: la Microscopía. Dado el pequeño tamaño de la gran mayoría de las células, el uso del microscopio es de enorme valor en la investigación biológica. En la actualidad, los biólogos utilizan dos tipos básicos de microscopio: los ópticos y los electrónicos. La célula procariota Las células procariotas son pequeñas y menos complejas que las eucariotas. Contienen ribosomas pero carecen de sistemas de endomembranas (esto es, orgánulos delimitados por membranas biológicas, como puede ser el núcleo celular). Por ello poseen el material genético en el citosol. Sin embargo, existen excepciones: algunas bacterias fotosintéticas poseen sistemas de membranas internos.20 También en el Filo Planctomycetes existen organismos como Pirellula que rodean su material genético mediante una membrana intracitoplasmática y Gemmata obscuriglobus que lo rodea con doble membrana. Ésta última posee además otros compartimentos internos de membrana, posiblemente conectados con la membrana externa del nucleoide y con la membrana nuclear, que no posee peptidoglucano. Por lo general podría decirse que los procariotas carecen de citoesqueleto. Sin embargo se ha observado que algunas bacterias, como Bacillus subtilis, poseen proteínas tales como MreB y mbl que actúan de un modo similar a la actina y son importantes en la morfología celular. Fusinita van den Ent, en Nature, va más allá, afirmando que los citoesqueletos de actina y tubulina tienen origen procariótico De gran diversidad, los procariotas sustentan un metabolismo extraordinariamente complejo, en algunos casos exclusivo de ciertos taxa, como algunos grupos de bacterias, lo que incide en su versatilidad ecológica. Los procariotas se clasifican, según Carl Woese, en arqueas y bacterias. Arqueas Las arqueas poseen un diámetro celular comprendido entre 0,1 y 15 μm, aunque las formas filamentosas pueden ser mayores por agregación de células. Presentan multitud de formas distintas: incluso las hay descritas cuadradas y planas. Algunas arqueas tienen flagelos y son móviles. Las arqueas, al igual que las bacterias, no tienen membranas internas que delimiten orgánulos. Como todos los organismos presentan ribosomas, pero a diferencia de los encontrados en las bacterias que son sensibles a ciertos agentes antimicrobianos, los de las arqueas, más cercanos a los eucariotas, no lo son. La membrana celular tiene una estructura similar a la de las demás células, pero su composición química es única, con enlaces tipo éter en sus lípidos. Casi todas las arqueas poseen una pared celular (algunos Thermoplasma son la excepción) de composición característica, por ejemplo, no contienen peptidoglicano (mureína), propio de bacterias. No obstante pueden clasificarse bajo la tinción de Gram, de vital importancia en la taxonomía de bacterias; sin embargo, en arqueas, poseedoras de una estructura de pared en absoluto común a la bacteriana, dicha tinción es aplicable pero carece de valor taxonómico. El orden Methanobacteriales tiene una capa de pseudomureína, que provoca que dichas arqueas respondan como positivas a la tinción de Gram. Como en casi todos los procariotas, las células de las arqueas carecen de núcleo, y presentan un sólo cromosoma circular. Existen elementos extracromosómicos, tales como plásmidos. Sus genomas son de pequeño tamaño, sobre 2-4 millones de pares de bases. También es característica la presencia de ARN polimerasas de constitución compleja y un gran número de nucleótidos modificados en los ácidos ribonucleicos ribosomales. Por otra parte, su ADN se empaqueta en forma de nucleosomas, como en los eucariotas, gracias a proteínas semejantes a las histonas y algunos genes poseen intrones. Pueden reproducirse por fisión binaria o múltiple, fragmentación o gemación. Bacterias Las bacterias son organismos relativamente sencillos, de dimensiones muy reducidas, de apenas unas micras en la mayoría de los casos. Como otros procariotas, carecen de un núcleo delimitado por una membrana, aunque presentan un nucleoide, una estructura elemental que contiene una gran molécula generalmente circular de ADN. Carecen de núcleo celular y demás orgánulos delimitados por membranas biológicas. En el citoplasma se pueden apreciar plásmidos, pequeñas moléculas circulares de ADN que coexisten con el nucleoide y que contienen genes: son comúnmente usados por las bacterias en la parasexualidad (reproducción sexual bacteriana). El citoplasma también contiene ribosomas y diversos tipos de gránulos. En algunos casos, puede haber estructuras compuestas por membranas, generalmente relacionadas con la fotosíntesis. Poseen una membrana celular compuesta de lípidos, en forma de una bicapa y sobre ella se encuentra una cubierta en la que existe un polisacárido complejo denominado peptidoglicano; dependiendo de su estructura y subsecuente su respuesta a la tinción de Gram, se clasifica a las bacterias en Gram positivas y Gram negativas. El espacio comprendido entre la membrana celular y la pared celular (o la membrana externa, si ésta existe) se denomina espacio periplásmico. Algunas bacterias presentan una cápsula. Otras son capaces de generar endosporas (estadios latentes capaces de resistir condiciones extremas) en algún momento de su ciclo vital. Entre las formaciones exteriores propias de la célula bacteriana destacan los flagelos (de estructura completamente distinta a la de los flagelos eucariotas) y los pili (estructuras de adherencia y relacionadas con la parasexualidad). La mayoría de las bacterias disponen de un único cromosoma circular y suelen poseer elementos genéticos adicionales, como distintos tipos de plásmidos. Su reproducción, binaria y muy eficiente en el tiempo, permite la rápida expansión de sus poblaciones, generándose un gran número de células que son virtualmente clones, esto es, idénticas entre sí. La célula eucariota Las células eucariotas son el exponente de la complejidad celular actual. Presentan una estructura básica relativamente estable caracterizada por la presencia de distintos tipos de orgánulos intracitoplasmáticos especializados, entre los cuales destaca el núcleo, que alberga el material genético. Especialmente en los organismos pluricelulares, las células pueden alcanzar un alto grado de especialización. Dicha especialización o diferenciación es tal que, en algunos casos, compromete la propia viabilidad del tipo celular en aislamiento. Asi, por ejemplo, las neuronas dependen para su supervivencia de las células gliales.10 Por otro lado, la estructura de la célula varía dependiendo de la situación taxonómica del ser vivo: de este modo, las células vegetales difieren de las animales, así como de las de los hongos. Por ejemplo, las células animales carecen de pared celular, son muy variables, no tiene plastos, puede tener vacuolas pero no son muy grandes y presentan centríolos (que son agregados de microtúbulos cilíndricos que contribuyen a la formación de los cilios y los flagelos y facilitan la división celular). Las células de los vegetales, por su lado, presentan una pared celular compuesta principalmente de celulosa), disponen de plastos como cloroplastos (orgánulo capaz de realizar la fotosíntesis), cromoplastos (orgánulos que acumulan pigmentos) o leucoplastos (orgánulos que acumulan el almidón fabricado en la fotosíntesis), poseen vacuolas de gran tamaño que acumulan sustancias de reserva o de desecho producidas por la célula y finalmente cuentan también con plasmodesmos, que son conexiones citoplasmáticas que permiten la circulación directa de las sustancias del citoplasma de una célula a otra, con continuidad de sus membranas plasmáticas. Compartimentos Las células son entes dinámicos, con un metabolismo celular interno de gran actividad cuya estructura es un flujo entre rutas anastomosadas. Un fenómeno observado en todos los tipos celulares es la compartimentalización, que consiste en una heterogeneidad que da lugar a entornos más o menos definidos (rodeados o no mediante membranas biológicas) en las cuales existe un microentorno que aglutina a los elementos implicados en una ruta biológica. Esta compartimentalización alcanza su máximo exponente en las células eucariotas, las cuales están formadas por diferentes estructuras y orgánulos que desarrollan funciones específicas, lo que supone un método de especialización espacial y temporal.1 No obstante, células más sencillas, como los procariotas, ya poseen especializaciones semejantes. Membrana plasmática y superficie celular La composición de la membrana plasmática varía entre células dependiendo de la función o del tejido en la que se encuentre, pero posee elementos comunes. Está compuesta por una doble capa de fosfolípidos, por proteínas unidas no covalentemente a esa bicapa, y por glúcidos unidos covalentemente a lípidos o proteínas. Generalmente, las moléculas más numerosas son las de lípidos; sin embargo, la proteínas, debido a su mayor masa molecular, representan aproximadamente el 50% de la masa de la membrana. Un modelo que explica el funcionamiento de la membrana plasmática es el modelo del mosaico fluido, de J. S. Singer y Garth Nicolson (1972), que desarrolla un concepto de unidad termodinámica basada en las interacciones hidrófobas entre moléculas y otro tipo de enlaces no covalentes. Dicha estructura de membrana sustenta un complejo mecanismo de transporte, que posibilita un fluido intercambio de masa y energía entre el entorno intracelular y el externo. Además, la posibilidad de transporte e interacción entre moléculas de células aledañas o de una célula con su entorno faculta a éstas poder comunicarse químicamente, esto es, permite la señalización celular. Neurotransmisores, hormonas, mediadores químicos locales afectan a células concretas modificando el patrón de expresión génica mediante mecanismos de transducción de señal. Sobre la bicapa lipídica, independientemente de la presencia o no de una pared celular, existe una matriz que puede variar, de poco conspicua, como en los epitelios, a muy extensa, como en el tejido conjuntivo. Dicha matriz, denominada glucocalix (glicocáliz), rica en líquido tisular, glucoproteínas, proteoglicanos y fibras, también interviene en la generación de estructuras y funciones emergentes, derivadas de las interacciones célula-célula.10 Estructura y expresión génica Las células eucariotas poseen su material genético en, generalmente, un sólo núcleo celular, delimitado por una envoltura consistente en dos bicapas lipídicas atravesadas por numerosos poros nucleares y en continuidad con el retículo endoplasmático. En su interior, se encuentra el material genético, el ADN, observable, en las células en interfase, como cromatina de distribución heterogénea. A esta cromatina se encuentran asociadas multitud de proteínas, entre las cuales destacan las histonas, así como ARN, otro ácido nucleico. Dicho material genético se encuentra inmerso en una actividad continua de regulación de la expresión génica; las ARN polimerasas transcriben ARN mensajero continuamente, que, exportado al citosol, es traducido a proteína, de acuerdo a las necesidades fisiológicas. Asimismo, dependiendo del momento del ciclo celular, dicho ADN puede entrar en replicación, como paso previo a la mitosis. No obstante, las células eucarióticas poseen material genético extranuclear: concretamente, en mitocondrias y plastos, si los hubiere; estos orgánulos conservan una independencia genética parcial del genoma nuclear. Síntesis y degradación de macromoléculas Dentro del citosol, esto es, la matriz acuosa que alberga a los orgánulos y demás estructuras celulares, se encuentran inmersos multitud de tipos de maquinaria de metabolismo celular: orgánulos, inclusiones, elementos del citoesqueleto, enzimas... De hecho, estas últimas corresponden al 20% de las enzimas totales de la célula. Ribosoma: Los ribosomas, visibles al microscopio electrónico como partículas esféricas, son complejos supramoleculares encargados de ensamblar proteínas a partir de la información genética que les llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero. Elaborados en el núcleo, desempeñan su función de síntesis de proteínas en el citoplasma. Están formados por ARN ribosómico y por diversos tipos de proteínas. Estructuralmente, tienen dos subunidades. En las células, estos orgánulos aparecen en diferentes estados de disociación. Cuando están completos, pueden estar aislados o formando grupos (polisomas). También pueden aparecer asociados al retículo endoplasmático rugoso o a la envoltura nuclear. Retículo endoplasmático: El retículo endoplasmático es orgánulo vesicular interconectado que forma cisternas, tubos aplanados y sáculos comunicados entre sí. Intervienen en funciones relacionadas con la síntesis proteica, glicosilación de proteínas, metabolismo de lípidos y algunos esteroides, detoxificación, así como el tráfico de vesículas. En células especializadas, como las miofibrillas o células musculares, se diferencia en el retículo sarcoplásmico, orgánulo decisivo para que se produzca la contracción muscular. Aparato de Golgi: El aparato de Golgi es un orgánulo formado por apilamientos de sáculos denominados dictiosomas, si bien, como ente dinámico, éstos pueden interpretarse como estructuras puntuales fruto de la coalescencia de vesículas. Recibe las vesículas del retículo endoplasmático rugoso que han de seguir siendo procesadas. Dentro de las funciones que posee el aparato de Golgi se encuentran la glicosilación de proteínas, selección, destinación, glicosilación de lípidos y la síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular. Posee tres compartimientos; uno proximal al retículo endoplasmático, denominado «compartimento cis», donde se produce la fosforilación de las manosas de las enzimas que han de dirigirse al lisosoma; el «compartimento intermedio», con abundantes manosidasas y N-acetil-glucosamina transferasas; y el «compartimento o red trans», el más distal, donde se transfieren residuos de galactosa y ácido siálico, y del que emergen las vesículas con los diversos destinos celulares. Lisosoma: Los lisosomas son orgánulos que albergan multitud de enzimas hidrolíticas. De morfología muy variable, no se ha demostrado su existencia en células vegetales. Una característica que agrupa a todos los lisosomas es la posesión de hidrolasas ácidas: proteasas, nucleasas, glucosidasas, lisozima, arilsulfatasas, lipasas, fosfolipasas y fosfatasas. Procede de la fusión de vesículas procedentes del aparato de Golgi, que, a su vez, se fusionan en un tipo de orgánulo denominado endosoma temprano, el cual, al acidificarse y ganar en enzimas hidrolíticos, pasa a convertirse en el lisosoma funcional. Sus funciones abarcan desde la degradación de macromoléculas endógenas o procedentes de la fagocitosis a la intervención en procesos de apoptosis. Vacuola vegetal: Las vacuolas vegetales, numerosas y pequeñas en células meristemáticas y escasas y grandes en células diferenciadas, son orgánulos exclusivos de los representantes del mundo vegetal. Inmersas en el citosol, están delimitadas por el tonoplasto, una membrana lipídica. Sus funciones son: facilitar el intercambio con el medio externo, mantener la turgencia celular, la digestión celular y la acumulación de sustancias de reserva y subproductos del metabolismo. Inclusión citoplasmática: Las inclusiones son acúmulos nunca delimitados por membrana de sustancias de diversa índole, tanto en células vegetales como animales. Típicamente se trata de sustancias de reserva que se conservan como acervo metabólico: almidón, glucógeno, triglicéridos, proteínas... aunque también existen de pigmentos. Conversión energética El metabolismo celular está basado en la transformación de unas sustancias químicas, denominadas metabolitos, en otras; dichas reacciones químicas transcurren catalizadas mediante enzimas. Si bien buena parte del metabolismo sucede en el citosol, como la glucólisis, existen procesos específicos de orgánulos. Mitocondria: Las mitocondrias son orgánulos de aspecto, número y tamaño variable que intervienen en el ciclo de Krebs, fosforilación oxidativa y en la cadena de transporte de electrones de la respiración. Presentan una doble membrana, externa e interna, que dejan entre ellas un espacio perimitocondrial; la membrana interna, plegada en crestas hacia el interior de la matriz mitocondrial, posee una gran superficie. En su interior posee generalmente una sola molécula de ADN, el genoma mitocondrial, típicamente circular, así como ribosomas más semejantes a los bacterianos que a los eucariotas. Según la teoría endosimbiótica, se asume que la primera protomitocondria era un tipo de proteobacteria. Cloroplasto: Los cloroplastos son los orgánulos celulares que en los organismos eucariotas fotosintéticos se ocupan de la fotosíntesis. Están limitados por una envoltura formada por dos membranas concéntricas y contienen vesículas, los tilacoides, donde se encuentran organizados los pigmentos y demás moléculas implicadas en la conversión de la energía luminosa en energía química. Además de esta función, los plastidios intervienen en el metabolismo intermedio, produciendo energía y poder reductor, sintetizando bases púricas y pirimidínicas, algunos aminoácidos y todos los ácidos grasos. Además, en su interior es común la acumulación de sustancias de reserva, como el almidón. Se considera que poseen analogía con las cianobacterias. Peroxisoma: Los peroxisomas son orgánulos muy comunes en forma de vesículas que contienen abundantes enzimas de tipo oxidasa y catalasa; de tan abundantes, es común que cristalicen en su interior. Estas enzimas cumplen funciones de detoxificación celular. Otras funciones de los peroxisomas son: las oxidaciones flavínicas generales, el catabolismo de las purinas, la beta-oxidación de los ácidos grasos, el ciclo del glioxilato, el metabolismo del ácido glicólico y la detoxificación en general. Se forman de vesículas procedentes del retículo endoplasmático. Citoesqueleto Las células poseen un andamiaje que permite el mantenimiento de su forma y estructura, pero más aún, éste es un sistema dinámico que interactúa con el resto de componentes celulares generando un alto grado de orden interno. Dicho andamiaje está formado por una serie de proteínas que se agrupan dando lugar a estructuras filamentosas que, mediante otras proteínas, interactúan entre ellas dando lugar a una especie de retículo. El mencionado andamiaje recibe el nombre de citoesqueleto, y sus elementos mayoritarios son: los microtúbulos, los microfilamentos y los filamentos intermedios. Microfilamentos: Los microfilamentos o filamentos de actina están formados por una proteína globular, la actina, que puede polimerizar dando lugar a estructuras filiformes. Dicha actina se expresa en todas las células del cuerpo y especialmente en las musculares ya que está implicada en la contracción muscular, por interacción con la miosina. Además, posee lugares de unión a ATP, lo que dota a sus filamentos de polaridad. Puede encontrarse en forma libre o polimerizarse en microfilamentos, que son esenciales para funciones celulares tan importantes como la movilidad y la contracción de la célula durante la división celular. Microtúbulos: Los microtúbulos son estructuras tubulares de 25 nm de diámetro exterior y unos 12 nm de diámetro interior, con longitudes que varían entre unos pocos nanómetros a micrómetros, que se originan en los centros organizadores de microtúbulos y que se extienden a lo largo de todo el citoplasma. Se hallan en las células eucariotas y están formadas por la polimerización de un dímero de dos proteínas globulares, la alfa y la beta tubulina. Las tubulinas poseen capacidad de unir GTP. Los microtúbulos intervienen en diversos procesos celulares que involucran desplazamiento de vesículas de secreción, movimiento de orgánulos, transporte intracelular de sustancias, así como en la división celular (mitosis y meiosis) y que, junto con los microfilamentos y los filamentos intermedios, forman el citoesqueleto. Además, constituyen la estructura interna de los cilios y los flagelos. Filamentos intermedios: Los filamentos intermedios son componentes del citoesqueleto. Formados por agrupaciones de proteínas fibrosas, su nombre deriva de su diámetro, de 10 nm, menor que el de los microtúbulos, de 24 nm, pero mayor que el de los microfilamentos, de 7 nm. Son ubicuos en las células animales, y no existen en plantas ni hongos. Forman un grupo heterogéneo, clasificado en cinco familias: las queratinas, en células epiteliales; los neurofilamentos, en neuronas; los gliofilamentos, en células gliales; la desmina, en músculo liso y estriado; y la vimentina, en células derivadas del mesénquima. Centríolos: Los centríolos son una pareja de estructuras que forman parte del citoesqueleto de células animales. Semejantes a cilindros huecos, están rodeados de un material proteico denso llamado material pericentriolar; todos ellos forman el centrosoma o centro organizador de microtúbulos que permiten la polimerización de microtúbulos de dímeros de tubulina que forman parte del citoesqueleto. Los centríolos se posicionan perpendicularmente entre sí. Sus funciones son participar en la mitosis, durante la cual generan el huso acromático, y en la citocinesis, así como, se postula, intervenir en la nucleación de microtúbulos. Cilios y flagelos: Se trata de especializaciones de la superficie celular con motilidad; con una estructura basada en agrupaciones de microtúbulos, ambos se diferencian en la mayor longitud y menor número de los flagelos, y en la mayor variabilidad de la estructura molecular de estos últimos. Ciclo vital Diagrama del ciclo celular: la intefase, en naranja, alberga a las fases G0, S y G1; la fase M, en cambio, únicamente consta de la mitosis y citocinesis, si la hubiere. El ciclo celular es el proceso ordenado y repetitivo en el tiempo mediante el cual una célula madre crece y se divide en dos células hijas. Las células que no se están dividiendo se encuentran en una fase conocida como G0, paralela al ciclo. La regulación del ciclo celular es esencial para el correcto funcionamiento de las células sanas, está claramente estructurado en fases44 El estado de no división o interfase. La célula realiza sus funciones específicas y, si está destinada a avanzar a la división celular, comienza por realizar la duplicación de su ADN. El estado de división, llamado fase M, situación que comprende la mitosis y citocinesis. En algunas células la citocinesis no se produce, obteniéndose como resultado de la división una masa celular plurinucleada denominada plasmodio.[c] A diferencia de lo que sucede en la mitosis, donde la dotación genética se mantiene, existe una variante de la división celular, propia de las células de la línea germinal, denominada meiosis. En ella, se reduce la dotación genética diploide, común a todas las células somáticas del organismo, a una haploide, esto es, con una sola copia del genoma. De este modo, la fusión, durante la fecundación, de dos gametos haploides procedentes de dos parentales distintos da como resultado un zigoto, un nuevo individuo, diploide, equivalente en dotación genética a sus padres.54 La interfase consta de tres estadios claramente definidos.44 1 o Fase G1: es la primera fase del ciclo celular, en la que existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Es el período que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. En él la célula dobla su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes, como resultado de la expresión de los genes que codifican las proteínas responsables de su fenotipo particular. o Fase S: es la segunda fase del ciclo, en la que se produce la replicación o síntesis del ADN. Como resultado cada cromosoma se duplica y queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del ADN, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principio. o Fase G2: es la segunda fase de crecimiento del ciclo celular en la que continúa la síntesis de proteínas y ARN. Al final de este período se observa al microscopio cambios en la estructura celular, que indican el principio de la división celular. Termina cuando los cromosomas empiezan a condensarse al inicio de la mitosis. La fase M es la fase de la división celular en la cual una célula progenitora se divide en dos células hijas hijas idénticas entre sí y a la madre. Esta fase incluye la mitosis, a su vez dividida en: profase, metafase, anafase, telofase; y la citocinesis, que se inicia ya en la telofase mitótica. La incorrecta regulación del ciclo celular puede conducir a la aparición de células precancerígenas que, si no son inducidas al suicidio mediante apoptosis, puede dar lugar a la aparición de cáncer. Los fallos conducentes a dicha desregulación están relacionados con la genética celular: lo más común son las alteraciones en oncogenes, genes supresores de tumores y genes de reparación del ADN. 7.4 Organismos autótrofos y heterótrofos Nutrición autótrofa Los seres autótrofos (a veces llamados productores) son organismos capaces de sintetizar todas las sustancias esenciales para su metabolismo a partir de sustancias inorgánicas, de manera que para su nutrición no necesitan de otros seres vivos. El término autótrofo procede del griego y significa "que se alimenta por sí mismo". Los organismos autótrofos producen su masa celular y materia orgánica, a partir del dióxido de carbono, que es inorgánico, como única fuente de carbono, usando la luz o sustancias químicas como fuente de energía. Las plantas y otros organismos que usan la fotosíntesis son fotolitoautótrofos; las bacterias que utilizan la oxidación de compuestos inorgánicos como el anhídrido sulfuroso o compuestos ferrosos como producción de energía se llaman quimiolitotróficos. Tipos Los seres vivos basan su composición en compuestos en los que el elemento químico definitorio es el carbono (compuestos orgánicos), y los autótrofos obtienen todos el carbono a través un proceso metabólico de fijación del carbono llamado ciclo de Calvin. Sin embargo se distinguen unos de otros por la fuente de energía que emplean para realizar el trabajo de sintetizar sustancias orgánicas; hay dos clases principales, los fotoautótrofos, que emplean la luz para realizar la fotosíntesis, y los quimioautótrofos, que extraen la energía de reacciones químicas entre sustancias inorgánicas, minerales, en el interior de la tierra o en el fondo del océano. Se llama auxótrofos a aquellos organismos —imperfectamente autótrofos— que sintetizan casi todas sus moléculas a partir de sustancias inorgánicas, pero que necesitan tomar alguna ya hecha de otros seres vivos. Papel ecológico Los autótrofos forman el primer eslabón en las cadenas tróficas, en tanto que productores primarios de la materia orgánica que circula través de ellas. Son necesariamente los organismos más abundantes, ya que —dada la eficiencia limitada de los procesos metabólicos— cada eslabón está mucho menos representado que los siguientes. Los seres autótrofos son una parte esencial en la cadena alimentaria, ya que obtienen los átomos que necesitan de fuentes inorgánicas, como el dióxido de carbono, y las convierten en moléculas orgánicas que son utilizadas para desarrollar funciones biológicas como su propio crecimiento celular y la de otros seres vivos, llamados heterótrofos, que las utilizan como alimento. A la vez, obtienen la energía de fuentes abióticas como la luz solar (fotosíntesis) o reacciones químicas entre sustancias minerales (quimiosíntesis). Los seres heterótrofos como los animales, los hongos, y la mayoría de bacterias y protozoos, dependen de los autótrofos ya que aprovechan su energía y la materia que contienen para fabricar moléculas orgánicas complejas. Los heterótrofos obtienen la energía rompiendo las moléculas que han obtenido de los seres autótrofos por ingestión (animales) o absorción (descomponedores). Por ejemplo, los animales carnívoros dependen de los seres autótrofos porque la energía y la materia obtenidas de sus presas proceden en última instancia de los seres autótrofos (las plantas) que comieron sus presas. Nutrición heterótrofa Los organismos heterótrofos (del griego hetero, otro, desigual, diferente y trofo, que se alimenta), en contraste con los organismos autótrofos, son aquellos que deben alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien autótrofos o heterótrofos a su vez.1 Entre los organismos heterótrofos se encuentra multitud de bacterias y predominantemente los animales. Un organismo heterótrofo es aquel que obtiene su carbono y nitrógeno de la materia orgánica de otros y también en la mayoría de los casos obtiene su energía de esta manera. A este grupo pertenecen todos los integrantes del reino animal, los hongos, gran parte de los moneras y de las arqueobacterias Algunos organismos heterótrofos pueden obtener energía de otras fuentes. Según la fuente de energía los subtipos serían: 1. Fotoheterótrofos: estos organismos fijan la energía de la luz. Constituyen un grupo muy reducido de organismos que comprenden la bacteria purpúrea y familia de seudomonadales. Sólo realizan la síntesis de energía en presencia de luz y en medios carentes de oxígeno 2. Quimioheterótrofos: utilizan la energía química extraída de la materia inorgánica u orgánica. Los autótrofos (plantas, cianobacterias, etc.) y los heterótrofos se necesitan mutuamente para poder existir. 8. Estructura y funciones de los seres vivos 8.1 Fotosíntesis La fotosíntesis es la base de la mayor parte de la vida actual en la Tierra. Proceso mediante el cual las plantas, algas y algunas bacterias captan y utilizan la energía de la luz para transformar la materia inorgánica de su medio externo en materia orgánica que utilizarán para su crecimiento y desarrollo. Los organismos capaces de llevar a cabo este proceso se denominan fotoautótrofos y además son capaces de fijar el CO2 atmosférico (lo que ocurre casi siempre) o simplemente autótrofos. Salvo en algunas bacterias, en el proceso de fotosíntesis se producen liberación de oxígeno molecular (proveniente de moléculas de H2O) hacia la atmósfera (fotosíntesis oxigénica). Es ampliamente admitido que el contenido actual de oxígeno en la atmósfera se ha generado a partir de la aparición y actividad de dichos organismos fotosintéticos. Esto ha permitido la aparición evolutiva y el desarrollo de organismos aerobios capaces de mantener una alta tasa metabólica (el metabolismo aerobio es muy eficaz desde el punto de vista energético). La otra modalidad de fotosíntesis, la fotosíntesis anoxigénica, en la cual no se libera oxígeno, es llevada a cabo por un número reducido de bacterias, como las bacterias púrpuras del azufre y las bacterias verdes del azufre; estas bacterias usan como donador de hidrógenos el H2S, con lo que liberan azufre. En algas eucarióticas y en plantas, la fotosíntesis se lleva a cabo en un orgánulo especializado denominado cloroplasto. Este orgánulo que está delimitado por dos membranas (envueltas de los cloroplastos) que lo separan del citoplasma circundante. En su interior se encuentra una fase acuosa con un elevado contenido en proteínas e hidratos de carbono (estroma del cloroplasto) y una serie de membranas denominadas tilacoides. Los tilacoides contienen los pigmentos (sustancias coloreadas) fotosintéticos y proteínas necesarios para captar la energía de la luz. El principal de esos pigmentos es la clorofila, de color verde, de la que existen varios tipos (bacterioclorofilas y clorofilas a, b, c y d). Además de las clorofilas, otros pigmentos presentes en todos los organismos eucarióticos son los carotenoides (carotenos y xantofilas), de color amarillo o anaranjado y que tienen un papel auxiliar en la captación de la luz, además de un papel protector. En cianobacterias (que no poseen cloroplastos) los carotenoides son sustituidos por otro tipo de pigmentos denominados ficobilinas, de naturaleza química diferente a los anteriores. En las plantas vasculares el mayor número de cloroplastos se encuentra dentro de las células del mesófilo de las hojas, lo cual les confiere su característico color verde. La fotosíntesis se divide en dos fases. La primera ocurre en los tilacoides, en donde se capta la energía de la luz y ésta es almacenada en dos moléculas orgánicas sencillas (ATP y NADPH). La segunda tiene lugar en el estroma y las dos moléculas producidas en la fase anterior son utilizadas en la asimilación del CO2 atmosférico para producir hidratos de carbono e indirectamente el resto de las moléculas orgánicas que componen los seres vivos (aminoácidos, lípidos, nucleótidos, etc). Tradicionalmente, a la primera fase se le denominaba fase luminosa y a la segunda fase oscura de la fotosíntesis. Sin embargo, la denominación como "fase oscura" de la segunda etapa es incorrecta, porque actualmente se conoce que los procesos que la llevan a cabo solo ocurren en condiciones de iluminación. Es más preciso referirse a ella como fase de fijación del dióxido de carbono (ciclo de Calvin) y a la primera como "fase fotoquímica" o reacción de Hill. En la fase luminosa o fotoquímica, la energía de la luz captada por los pigmentos fotosintéticos unidos a proteínas y organizados en los denominados "fotosistemas" (ver más adelante), produce la descomposición del agua, liberando electrones que circulan a través de moléculas transportadoras para llegar hasta un aceptor final (NADP+) capaz de mediar en la transformación del CO2 atmosférico (o disuelto en el agua en sistemas acuáticos) en materia orgánica. Este proceso luminoso está también acoplado a la formación de moléculas que funcionan como intercambiadores de energía en las células (ATP). La formación de ATP es necesaria también para la fijación del CO2. El CO2 es uno de los menores componentes del aire atmosférico, capaz de reflejar la radiación de onda larga proveniente de la tierra (el máximo agente reflector de esa radiación es el vapor de agua). La denominación como clorofila de los pigmentos fotosintéticos fue acuñada por Pelletier y Caventou a comienzos del siglo XIX. Dutrochet, describe la entrada de CO2 en la planta a través de los estomas y determina que solo las células que contienen clorofila son productoras de oxígeno. H. von Mohl, más tarde, asociaría la presencia de almidón con la de clorofilas y describiría la estructura de los estomas. Sachs, a su vez, relacionó la presencia de clorofila con cuerpos subcelulares que se pueden alargar y dividir, así como que la formación de almidón está asociada con la iluminación y que esta sustancia desaparece en oscuridad o cuando los estomas son ocluidos. A Sachs se debe la formulación de la ecuación básica de la fotosíntesis: 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2 Schimper daría el nombre de cloroplastos a los cuerpos coloreados de Sachs y describiría los aspectos básicos de su estructura, tal como se podía detectar con microscopía óptica. En el último tercio del siglo XIX se sucederían los esfuerzos por establecer las propiedades físico-químicas de las clorofilas y se comienzan a estudiar los aspectos ecofisiológicos de la fotosíntesis. 8.2 Respiración Por respiración' generalmente se entiende al proceso fisiológico indispensable para la vida de organismos aeróbicos. Según los distintos hábitats, los distintos seres vivos aeróbicos han desarrollado diferentes sistemas de intercambio de gases: cutáneo, traqueal, branquial, pulmonar. Consiste en un intercambio gaseoso osmótico (o por difusión) con su medio ambiente en el que se capta oxígeno, necesario para la respiración celular, y se desecha dióxido de carbono, como subproducto del metabolismo energético. Plantas y animales, lo mismo que otros organismos de metabolismo equivalente, se relacionan a nivel macroecológico por la dinámica que existe entre respiración y fotosíntesis. En la respiración se emplean el oxígeno del aire, que a su vez es un producto de la fotosíntesis oxigénica, y se desecha dióxido de carbono; en la fotosíntesis se utiliza el dióxido de carbono y se produce el oxígeno, necesario luego para la respiración aeróbica. La reacción química global de la respiración es la siguiente: C6 H12 O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energía (ATP) 8.3 Circulación La sangre es un tejido fluido que tiene un color rojo característico, debido a la presencia del pigmento hemoglobínico contenido en los eritrocitos. Es un tipo de tejido conjuntivo especializado, con una matriz coloidal líquida y una constitución compleja. Tiene una fase sólida (elementos formes, que incluye a los glóbulos blancos, los glóbulos rojos y las plaquetas) y una fase líquida, representada por el plasma sanguíneo. Su función principal es la logística de distribución e integración sistémica, cuya contención en los vasos sanguíneos (espacio vascular) admite su distribución (circulación sanguínea) hacia casi todo el cuerpo. Información general El prefijo "hem—" ("hemo—" también "hemato—"), derivado del griego haima, se usa en el léxico médico para referirse a lo relacionado con la sangre. Por ejemplo: hemostasia, hematocrito, hemodinámico, hematíe, hematopoyesis, etc. La sangre es una dispersión coloidal: el plasma representa su fase continua y fluida, y los elementos formes, la fase dispersa del sistema en forma de pequeños corpúsculos semisólidos. Antiguamente, la sangre era considerada, según la teoría humoral, la sustancia predominante en individuos de temperamento sanguíneo. La sangre representa aproximadamente el 7 por ciento del peso de un cuerpo humano promedio.1 Así, se considera que un adulto tiene un volumen de sangre (volemia) de aproximadamente cinco litros, de los cuales 2.7-3 litros son plasma sanguíneo. En los humanos y en otras especies que utilizan la hemoglobina, la sangre arterial y oxigenada es de un color rojo brillante, mientras que la sangre venosa y parcialmente desoxigenada toma un color rojo oscuro y opaco. Sin embargo, debido a un efecto óptico causado por la forma en que la luz penetra a través de la piel, las venas se ven de un color azul. Composición de la sangre Como todo tejido, la sangre se compone de células y componentes extracelulares (su matriz extracelular). Estas dos fracciones tisulares vienen representadas por: Los elementos formes —también llamados elementos figurados—: son elementos semisólidos (es decir, mitad líquidos y mitad sólidos) y particulados (corpúsculos) representados por células y componentes derivados de células. El plasma sanguíneo: un fluido traslúcido y amarillento que representa la matriz extracelular líquida en la que están suspendidos los elementos formes. Los elementos formes constituyen alrededor del 45 por ciento de la sangre. Tal magnitud porcentual se conoce con el nombre de hematocrito (fracción "celular"), adscribible casi en totalidad a la masa eritrocitaria. El otro 55 por ciento está representado por el plasma sanguíneo (fracción acelular). Los elementos formes de la sangre son variados en tamaño, estructura y función, y se agrupan en: las células sanguíneas, que son los glóbulos blancos o leucocitos, células que "están de paso" por la sangre para cumplir su función en otros tejidos; y los derivados celulares, que no son células estrictamente sino fragmentos celulares; están representados por los eritrocitos y las plaquetas; son los únicos componentes sanguíneos que cumplen sus funciones estrictamente dentro del espacio vascular. Glóbulos rojos Los glóbulos rojos, hematíes o eritrocitos constituyen aproximadamente el 96 por ciento de los elementos figurados. Su valor normal (conteo) en la mujer promedio es de alrededor de 4.800.000, y en el varón, de aproximadamente 5.400.000 hematíes por mm³ (ó microlitro). Estos corpúsculos carecen de núcleo y orgánulos, por lo cual no pueden ser considerados estrictamente células. Contienen algunas vías enzimáticas y su citoplasma está ocupado casi en su totalidad por la hemoglobina, una proteína encargada de transportar oxígeno. El dioxido de carbono, contrario a lo que piensa la mayoria de la gente, es transportado en la sangre (libre disuelto 8%, como compuesto carbanimicos 27%, y como bicarbonato, este ultimo que regula el pH en la sangre).En la membrana plasmática de los eritrocitos están las glucoproteínas (CDs) que definen a los distintos grupos sanguíneos y otros identificadores celulares. Los eritrocitos tienen forma de disco bicóncavo, deprimido en el centro; esta forma aumenta la superficie efectiva de la membrana. Los glóbulos rojos maduros carecen de núcleo, porque lo expulsan en la médula ósea antes de entrar en el torrente sanguíneo (esto no ocurre en aves, anfibios y ciertos animales). Los eritrocitos en humanos adultos se forman en la médula ósea. Hemoglobina La hemoglobina —contenida exclusivamente en los glóbulos rojos— es un pigmento, una proteína conjugada que contiene el grupo “hemo”. También transporta el dióxido de carbono, la mayor parte del cual se encuentra disuelto en el plasma sanguíneo. Los niveles normales de hemoglobina están entre los 12 y 18 g/dL de sangre, y esta cantidad es proporcional a la cantidad y calidad de hematíes (masa eritrocitaria). Constituye el 90 por ciento de los eritrocitos y, como pigmento, otorga su color característico, rojo, aunque esto sólo ocurre cuando el glóbulo rojo está cargado de oxígeno. Tras una vida media de 120 días, los eritrocitos son destruidos y extraídos de la sangre por el bazo, el hígado y la médula ósea, donde la hemoglobina se degrada en bilirrubina y el hierro es reciclado para formar nueva hemoglobina. Glóbulos blancos Los glóbulos blancos o leucocitos forman parte de los efectores celulares del sistema inmunológico, y son células con capacidad migratoria que utilizan la sangre como vehículo para tener acceso a diferentes partes de la anatomía. Los leucocitos son los encargados de destruir los agentes infecciosos y las células infectadas, y también secretan sustancias protectoras como los anticuerpos, que combaten a las infecciones. El conteo normal de leucocitos está dentro de un rango de 4.500 y 11.500 células por mm³ (o microlitro) de sangre, variable según las condiciones fisiológicas (embarazo, estrés, deporte, edad, etc.) y patológicas (infección, cáncer, inmunosupresión, aplasia, etc.). El recuento porcentual de los diferentes tipos de leucocitos se conoce como "fórmula leucocitaria". Según las características microscópicas de su citoplasma (tintoriales) y su núcleo (morfología), se dividen en: los granulocitos o células polimorfonucleares: son los neutrófilos, basófilos y eosinófilos; poseen un núcleo polimorfo y numerosos gránulos en su citoplasma, con tinción diferencial según los tipos celulares, y los agranulocitos o células monomorfonucleares: son los linfocitos y los monocitos; carecen de gránulos en el citoplasma y tienen un núcleo redondeado. Granulocitos o células polimorfonucleares Neutrófilos, presentes en sangre entre 2.500 y 7.500 células por mm³. Son los más numerosos, ocupando entre un 55% y un 70% de los leucocitos. Se tiñen pálidamente, de ahí su nombre. Se encargan de fagocitar sustancias extrañas (bacterias, agentes externos, etc.) que entran en el organismo. En situaciones de infección o inflamación su número aumenta en la sangre. Su núcleo característico posee de 3 a 5 lóbulos separados por finas hebras de cromatina, por lo cual antes se los denominaba "polimorfonucleares" o simplemente "polinucleares", denominación errónea. Basófilos: se cuentan de 0,1 a 1,5 células por mm³ en sangre, comprendiendo un 0,2-1,2% de los glóbulos blancos. Presentan una tinción basófila, lo que los define. Segregan sustancias como la heparina, de propiedades anticoagulantes, y la histamina que contribuyen con el proceso de la inflamación. Poseen un núcleo a menudo cubierto por los gránulos de secreción. Eosinófilos: presentes en la sangre de 50 a 500 células por mm³ (1-4% de los leucocitos) Aumentan en enfermedades producidas por parásitos, en las alergias y en el asma. Su núcleo, característico, posee dos lóbulos unidos por una fina hebra de cromatina, y por ello también se las llama "células en forma de antifaz". Agranulocitos o células monomorfonucleares Monocitos: Conteo normal entre 150 y 900 células por mm³ (2% a 8% del total de glóbulos blancos). Esta cifra se eleva casi siempre por infecciones originadas por virus o parásitos. También en algunos tumores o leucemias. Son células con núcleo definido y con forma de riñón. En los tejidos se diferencian hacia macrófagos o histiocitos. Linfocitos: valor normal entre 1.300 y 4000 por mm³ (24% a 32% del total de glóbulos blancos). Su número aumenta sobre todo en infecciones virales, aunque también en enfermedades neoplásicas (cáncer) y pueden disminuir en inmunodeficiencias. Los linfocitos son los efectores específicos del sistema inmunológico, ejerciendo la inmunidad adquirida celular y humoral. Hay dos tipos de linfocitos, los linfocitos B y los linfocitos T. Los linfocitos B están encargados de la inmunidad humoral, esto es, la secreción de anticuerpos (sustancias que reconocen las bacterias y se unen a ellas y permiten su fagocitocis y destrucción). Los granulocitos y los monocitos pueden reconocer mejor y destruir a las bacterias cuando los anticuerpos están unidos a éstas (opsonización). Son también las células responsables de la producción de unos componentes del suero de la sangre, denominados inmunoglobulinas. Los linfocitos T reconocen a las células infectadas por los virus y las destruyen con ayuda de los macrófagos. Estos linfocitos amplifican o suprimen la respuesta inmunológica global, regulando a los otros componentes del sistema inmunológico, y segregan gran variedad de citoquinas. Constituyen el 70% de todos los linfocitos. Tanto los linfocitos T como los B tienen la capacidad de "recordar" una exposición previa a un antígeno específico, así cuando haya una nueva exposición a él, la acción del sistema inmunológico será más eficaz. Plaquetas Las plaquetas (trombocitos) son fragmentos celulares pequeños (2-3 μm de diámetro), ovales y sin núcleo. Se producen en la médula ósea a partir de la fragmentación del citoplasma de los megacariocitos quedando libres en la circulación sanguínea. Su valor cuantitativo normal se encuentra entre 150.000 y 450.000 plaquetas por mm³. Las plaquetas sirven para taponar las lesiones que pudieran afectar a los vasos sanguíneos. En el proceso de coagulación (hemostasia), las plaquetas contribuyen a la formación de los coágulos (trombos), así son las responsables del cierre de las heridas vasculares. Ver trombosis. Una gota de sangre contiene alrededor de 250.000 plaquetas Plasma sanguíneo El plasma sanguíneo es la porción líquida de la sangre en la que están inmersos los elementos formes. Es salado y de color amarillento traslúcido y es más denso que el agua. El volumen plasmático total se considera como de 40-50 mL/kg peso. El plasma sanguíneo es esencialmente una solución acuosa de composición compleja conteniendo 91% agua, y las proteínas el 8% y algunos rastros de otros materiales (hormonas, electrolitos, etc). Estas proteínas son: fibrógeno, globulinas, albúminas y lipoproteínas. Otras proteínas plasmáticas importantes actúan como transportadores hasta los tejidos de nutrientes esenciales como el cobre, el hierro, otros metales y diversas hormonas. Los componentes del plasma se forman en el hígado (albúmina y fibrógeno), las glándulas endocrinas (hormonas), y otros en el intestino. Además de vehiculizar las células de la sangre, también lleva los alimentos y las sustancias de desecho recogidas de las células. El suero sanguíneo es la fracción fluida que queda cuando se coagula la sangre y se consumen los factores de la coagulación. Los componentes del plasma se forman en el hígado (albúmina y fibrógeno) y en las glándulas endocrinas (hormonas). El plasma es una mezcla de proteínas, aminoácidos, glúcidos, lípidos, sales, hormonas, enzimas, anticuerpos, urea, gases en disolución y sustancias inorgánicas como sodio, potasio, cloruro de calcio, carbonato y bicarbonato. Características físico-químicas La sangre es un fluido no-newtoniano (ver Ley de Poiseuille y flujo laminar de perfil parabólico), con movimiento perpetuo y pulsátil, que circula unidireccionalmente contenida en el espacio vascular (las propiedades del flujo son adaptadas a la arquitectura de los vasos sanguíneos). El impulso hemodinámico es proporcionado por el corazón en colaboración con los grandes vasos elásticos. La sangre suele tener un pH entre 7,36 y 7,42 (valores presentes en sangre arterial). Sus variaciones más allá de esos valores son condiciones que deben corregirse pronto (alcalosis, cuando el pH es demasiado básico, y acidosis, cuando el pH es demasiado ácido). Una persona adulta tiene alrededor de 4-5 litros de sangre (7% de peso corporal), a razón de unos 65 a 71 mL de sangre por kg de peso corporal. Fisiología de la sangre Una de las funciones de la sangre es proveer nutrientes (oxígeno, glucosa), elementos constituyentes del tejido y conducir productos de la actividad metabólica (como dióxido de carbono). La sangre también permite que células y distintas sustancias (aminoácidos, lípidos, hormonas) sean transportados entre tejidos y órganos. La fisiología de la sangre está relacionada con los elementos que la componen y por los vasos que la transportan, de tal manera que: Transporta el oxígeno desde los pulmones al resto del organismo, vehiculizado por la hemoglobina contenida en los glóbulos rojos. Transporta el anhídrido carbónico desde todas las células del cuerpo hasta los pulmones. Transporta los nutrientes contenidos en el plasma sanguíneo, como glucosa, aminoácidos, lípidos y sales minerales desde el hígado, procedentes del aparato digestivo a todas las células del cuerpo. Transporta mensajeros químicos, como las hormonas. Defiende el cuerpo de las infecciones, gracias a las células de defensa o glóbulo blanco. Responde a las lesiones que producen inflamación, por medio de tipos especiales de leucocitos y otras células. Coagulación de la sangre y hemostasia: Gracias a las plaquetas y a los factores de coagulación. Rechaza el trasplante de órganos ajenos y alergias, como respuesta del sistema inmunitario. Homeostasis en el transporte del líquido extracelular, es decir en el líquido intravascular. Transporte gases La oxigenación de la sangre es medida según la presión parcial del oxígeno. 98,5% del oxígeno es combinado con la hemoglobina. Solo el 1,5% es físicamente disuelto. La molécula de hemoglobina es la encargada del transporte de oxígeno en los mamíferos y otras especies. Con la excepción de la arteria pulmonar y la arteria umbilical, y sus venas correspondientes, las arterias transportan la sangre oxigenada desde el corazón y la entregan al cuerpo a través de las arteriolas y los tubos capilares, donde el oxígeno es consumido; luego las venas transportan la sangre desoxigenada de regreso al corazón. Bajo condiciones normales, en humanos, la hemoglobina en la sangre que abandona los pulmones está alrededor del 96-97% saturada con oxígeno; la sangre "desoxigenada" que retorna a los pulmones está saturada con oxígeno en un 75%.3 4 Un feto, recibiendo oxígeno a través de la placenta, es expuesto a una menor presión de oxígeno (alrededor del 20% del nivel encontrado en los pulmones de un adulto), es por eso que los fetos producen otra clase de hemoglobina con mayor afinidad al oxígeno (hemoglobina F) para poder extraer la mayor cantidad posible de oxígeno de su escaso suministro. Transporte de dióxido de carbono Cuando la sangre sistémica arterial fluye a través de los capilares, el dióxido de carbono se dispersa de los tejidos a la sangre. Algo del dióxido de carbono es disuelto en la sangre. Algo del dióxido de carbono reacciona con la hemoglobina para formar carboamino hemoglobina. El resto del dióxido de carbono es convertido en bicarbonato e iones de hidrógeno. La mayoría del dióxido de carbono es transportado a través de la sangre en forma de iones de bicarbonato. Transporte de iones de hidrógeno Algo de la oxihemoglobina pierde oxígeno y se convierte en deoxihemoglobina. La deoxihemoglobina tiene una mayor afinidad con H+ que la oxihemoglobina por lo cual se asocia con la mayoría de los iones de hidrógeno. Circulación de la sangre La función principal de la circulación es el transporte de sustancias vehiculizadas mediante la sangre para que un organismo realice sus actividades vitales. Enfermedades de la sangre La Hematología es la especialidad médica que se dedica al estudio de la sangre y sus afecciones relacionadas. El siguiente es un esquema general de agrupación de las diversas enfermedades de la sangre: Enfermedades del sistema eritrocitario Enfermedades del sistema leucocitario Enfermedades de la hemostasia Hemopatías malignas (leucemias/linfomas, discrasias y otros) Las enfermedades de la sangre básicamente, pueden afectar elementos celulares (eritrocitos, plaquetas y leucocitos), plasmáticos (inmunoglobulinas, factores hemostáticos), órganos hematopoyéticos (médula ósea) y órganos linfoides (ganglios linfáticos y bazo). Debido a las diversas funciones que los componentes sanguíneos cumplen, sus trastornos darán lugar a una serie de manifestaciones que pueden englobarse en diversos síndromes. Los síndromes hematológicos principales: Síndrome anémico 8.4 Síndrome poliglobúlico Síndrome granulocitopénico Síndrome de insuficiencia medular global Síndrome adenopático Síndrome esplenomegálico Síndrome disglobulinhémico Síndrome hemorrágico Síndrome mielodisplásico. Síndrome mieloproliferativo crónico Síndrome linfoproliferativo crónico (con expresión leucémica) Nutrición La nutrición es el proceso biológico en el que los organismos asimilan los alimentos y los líquidos necesarios para el funcionamiento, el crecimiento y el mantenimiento de sus funciones vitales. La nutrición también es la ciencia que estudia la relación que existe entre los alimentos y la salud, especialmente en la determinación de una dieta. Aunque alimentación y nutrición se utilizan frecuentemente como sinónimos, son términos diferentes ya que: La nutrición hace referencia a los nutrientes que componen los alimentos y comprende un conjunto de fenómenos involuntarios que suceden tras la ingestión de los alimentos, es decir, la digestión, la absorción o paso a la sangre desde el tubo digestivo de sus componentes o nutrientes, y su asimilación en las células del organismo. La nutrición es la ciencia que examina la relación entre dieta y salud. Los nutricionistas son profesionales de la salud que se especializan en esta área de estudio, y están entrenados para proveer consejos dietéticos. La alimentación comprende un conjunto de actos voluntarios y conscientes que van dirigidos a la elección, preparación e ingestión de los alimentos, fenómenos muy relacionados con el medio sociocultural y económico (medio ambiente) y determinan al menos en gran parte, los hábitos dietéticos y estilos de vida. Muchas enfermedades comunes y sus síntomas frecuentemente pueden ser prevenidas o aliviadas con una buena nutrición pero igual que comer cosas que engordan , por esto, la ciencia de la nutrición intenta entender cómo y cuales son los aspectos dietéticos específicos que influyen en la salud. El propósito de la ciencia de la nutrición es explicar la respuesta metabólica y fisiológica del cuerpo ante la dieta. Con los avances en biología molecular, bioquímica y genética la ciencia de la nutrición está adicionalmente desarrollándose en el estudio del metabolismo, lo cuál procura conectar a la dieta y la salud a través del lente de los procesos bioquímicos. El cuerpo humano está hecho de compuestos químicos tales como agua, aminoácidos (proteínas), ácidos grasos (lípidos), ácidos nucleicos (ADN/ARN) y carbohidratos (por ejemplo azúcares y fibra). Una nutrición adecuada es la que cubre: Los requerimientos de energía a través de la metabolización de nutrientes como los carbohidratos, proteínas y grasas. Estos requerimientos energéticos están relacionados con el gasto metabólico basal, el gasto por la actividad física y el gasto inducido por la dieta. Las necesidades de micronutrientes no energéticos como las vitaminas y minerales. La correcta hidratación basada en el consumo de bebidas, en especial del agua. La ingesta suficiente de fibra dietética. Los objetivos dietéticos se representan mediante diferentes recursos gráficos, uno de ellos es la pirámides de los alimentos. Tipos de nutrición en los seres vivos. Nutrición autótrofa (la que llevan a cabo los organismos que producen su propio alimento). Los seres autótrofos son organismos capaces de sintetizar sustancias esenciales para su metabolismo a partir de sustancias inorgánicas. El término autótrofo procede del griego y significa "que se alimenta por sí mismo". Los organismos autótrofos producen su masa celular y materia orgánica, a partir del dióxido de carbono, que es inorgánico, como única fuente de carbono, usando la luz o sustancias químicas como fuente de energía. Las plantas y otros organismos que usan la fotosíntesis son fotolitoautótrofos; las bacterias que utilizan la oxidación de compuestos inorgánicos como el anhídrido sulfuroso o compuestos ferrosos como producción de energía se llaman quimiolitotróficos. Los seres heterótrofos como los animales, los hongos, y la mayoría de bacterias y protozoos, dependen de los autótrofos ya que aprovechan su energía y la de la materia que contienen para fabricar moléculas orgánicas complejas. Los heterótrofos obtienen la energía rompiendo las moléculas de los seres autótrofos que han comido. Incluso los animales carnívoros dependen de los seres autótrofos porque la energía y su composición orgánica obtenida de sus presas procede en última instancia de los seres autótrofos que comieron sus presas. Nutrición heterótrofa (la que llevan a cabo aquellos organismos que necesitan de otros para vivir). Los organismos heterótrofos (del griego "hetero", otro, desigual, diferente y "trofo", que se alimenta), en contraste con los autótrofos, son aquellos que deben alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien autótrofos o heterótrofos a su vez. Entre los organismos heterótrofos se encuentra multitud de bacterias y los animales. Según el origen de la energía que utilizan los organismos hetrótrofos, pueden dividirse en: Fotoorganotrofos: estos organismos fijan la energía de la luz. Constituyen un grupo muy reducido de organismos que comprenden la bacteria purpúrea y familia de seudomonadales. Sólo realizan la síntesis de energía en presencia de luz y en medios carentes de oxígeno Quimiorganotrofos: utilizan la energía química extraída directamente de la materia orgánica. A este grupo pertenecen todos los integrantes del reino animal, todos del reino de los hongos, gran parte de los moneras y de las arqueobacterias Los heterótrofos pueden ser de dos tipos fundamentalmente: Consumidores, o bien saprótrofos y descomponedores. Los autótrofos y los heterótrofos se necesitan mutuamente para poder existir. Nutrición y salud Existen seis clases principales de nutrientes que el cuerpo necesita: carbohidratos, proteínas, grasas, vitaminas, minerales y agua. Es importante consumir diariamente sus seis nutrientes para construir y mantener una función corporal saludable. Una salud pobre puede ser causada por un desbalance de nutrientes ya sea por exceso o deficiencia. Además la mayoría de los nutrientes están involucrados en la señalización de células (como parte de bloques constituyentes, de hormonas o de la casacada de señalización hormonal), deficiencia o exceso de varios nutrientes afectan indirectamente la función hormonal. Así, como ellos regulan en gran parte, la expresión de genes, las hormonas representan un nexo entre la nutrición y, nuestros genes son expresados, en nuestro fenotipo. La fuerza y naturaleza de este nexo están continuamente bajo investigación, sin embargo, observaciones recientes han demostrado el rol crucial de la nutrición en la actividad y función hormonal y por lo tanto en la salud. De acuerdo a la Organización Mundial de la Salud [(WHO: 1996)], más que el hambre, el verdadero reto hoy en día es la deficiencia de micronutrientes (vitaminas, minerales y aminoácidos esenciales) que no permiten al organismo asegurar el crecimiento y mantener sus funciones vitales. Reconociendo el potencial inherente a la microalga Spirulina (Spirulina Platensis), para contrarrestar la malnutrición y su severo impacto negativo al de múltiples niveles de la sociedad especialmente en los países en desarrollo y los menos desarrollados, la comunidad internacional afirma su convicción uniendo esfuerzos de formar la institución intergubernamental por el uso de esta alga contra la malnutrición (IIMSAM). De todos es sabido el dicho que una persona es lo que come. Existen múltiples enfermedades relacionadas o provocadas por una deficiente nutrición, ya sea en cantidad, por exceso o defecto, o por mala calidad: Aterosclerosis. Algunos cánceres. Diabetes Mellitus. Obesidad. Hipertensión arterial. Avitaminosis: son poco frecuentes en los países occidentales como el beriberi, el raquitismo, el escorbuto, la pelagra. Desnutrición: que provoca el síndrome de kwashiorkor. Bocio endémico. Bulimia nerviosa. Anorexia nerviosa. Vigorexia Controversias de la nutrición en los países occidentales [ Fuentes de consumo de energía diaria a nivel global3 diferenciando entre países desarrollados y países en vías de desarrollo. El hecho de que los hábitos de consumo en los países en vías de desarrollo (~90% de la población global) van a cambiar hacia una dieta con proporciones elevadas de productos de origen animal hace suponer que agravará el problema ecológico de una agricultura basada en productos de origen animal que usan aproximadamente 10 veces la energía requerida para un equivalente en productos veganos Disparidad en la disponibilidad de alimentos en los países desarrollados y en las poblaciones del tercer mundo, que padecen hambre y pobreza. Aún no se ha determinado la cantidad recomendada de productos lácteos en la población adulta y su situación en la pirámide de alimentos. Se sabe que los lácteos contienen grasas saturadas no recomendables y que al desnatar la leche, se elimina el calcio y la vitamina D. Tiene sentido que se haga publicidad del enriquecimiento de la leche desnatada con vitamina D o calcio, cuando es obligado dicha suplementación. Todavía se desconoce cuánta carne y productos animales son recomendables en la dieta. Se sabe que la ingesta de carne no es imprescindible y que puede sustituirse con huevos, leche y pescado. De todos modos la ingesta de proteínas de origen animal es excesiva en los países desarrollados. Los alimentos funcionales, es decir, aquellos alimentos manufacturados industrialmente enriquecidos con micronutrientes que la ciencia ha demostrado en laboratorio que son beneficiosos para la salud o aquellos alimentos a los que se les elimina los nocivos. Por ejemplo: o Margarinas enriquecidas con fitoestrógenos. o Pan integral con bajo nivel colesterol: absurdo, los hidratos de carbono, nunca contienen colesterol, excepto si hacen el pan con aceite de origen animal. o Leche enriquecida con omega 3: es necesario ingerir varios litros de leche al día para consumir los ácidos grasos esenciales que contiene un pescado y tan barato como media sardina, aunque sea enlatada. o Yogures con bifidus: ya los contienen los yogures normales. Alimentos transgénicos: se desconoce el efecto de la manipulación por ingeniería genética de los alimentos animales y vegetales. Utilización de pesticidas y fertilizantes en los cultivos. Utilización de hormonas y antibióticos en el ganado. Suplementación de la dieta con micronutrientes en forma pura contenida en medicamentos como píldoras, polvos, líquidos: Existen varios estudios que contraindican la suplementación por ejemplo con betacaroteno, pues en lugar de prevenir el cáncer de pulmón, aumenta su incidencia. Pirámide nutricional Para establecer un parámetro, en lo que concierne nuestra dieta alimenticia, existe una forma de representar de manera gráfica, los principales y más importantes alimentos que deben ingerirse. Comúnmente se hace a través de una pirámide, llamada pirámide nutricional, aunque también existen otros modelos como La Esfera Alimentaria y el Tren Alimentario utilizado en Colombia. La base de la Pirámide, el área de mayor tamaño, representa los cereales o granos, sobre todo los granos integrales, que constituyen la base de nuestra dieta. Para asegurarse de obtener más de la mitad de nuestras calorías de carbohidratos complejos es preciso consumir las porciones sugeridas en este grupo. Los grupos disminuyen de tamaño a medida que avanzamos hacia el vértice de la pirámide, ya que la cantidad de alimentos representados en esos grupos, es menor que la que necesitamos para una buena salud. La punta o vértice de la pirámide representa el grupo más pequeño de alimentos, como grasas, aceites y azúcares, de los que hay que comer en menor cantidad. Alimentos y Nutrientes La Cantidad y calidad de los alimentos que ingerimos están determinados por las costumbres, por hábitos personales. Para elegir adecuadamente los alimentos a consumir, tenemos que aprender a reconocer las situaciones nutritivas apostando por los alimentos, y las funciones que cumplen en el cuerpo humano. Aminoácidos esenciales y no esenciales El organismo requiere aminoácidos para producir la proteína corporal (retención proteica) y para reemplazar a las proteínas dañadas (mantenimiento) que son perdidas en la orina. En animales, la necesidad de aminoácidos esta clasificada en términos de esencial (que no puede ser producidos por el organismo) y no esenciales (el animal puede producirlos a partir de compuestos nitrogenados. Consumiendo una dieta que contenga cantidades adecuadas de aminoácidos esenciales (pero también no esenciales), es particularmente importante del animal en crecimiento que tienen requerimientos altos. Vitaminas La deficiencia o el exceso de minerales y/o vitaminas puede producir síntomas de disminución de la salud como el bocio, escorbuto, osteoporosis, debilitamiento del sistema inmune, désordenes del metabolismo celular, ciertas formas de cáncer, síntomas envejecimiento prematuro y pobre salud psicológica (incluyendo desórdenes del consumo), entre muchos otros [5]. Para el 2005, doce vitaminas y aproximadamente el mismo número de minerales son reconocidos como nutrientes esenciales significando que estos deben ser consumidos y absorbidos o el caso de la vitamina D sintetizados alternativamente vía radiaciones UVB, para prevenir síntomas de deficiencia y muerte. También se ha encontrado, que ciertas sustancias parecidas a las vitaminas encontradas en los alimentos, tales como la carnitina, son esenciales para la supervivencia y salud, pero éstas no son estrictamente esenciales porque el organismo puede producirlos a partir de otros compuestos. Además, cientos de diferentes fitoquímicos han sido recientemente descubiertos en los alimentos (particularmente en vegetales frescos), los cuales tienen muchas propiedades conocidas y muchas para ser exploradas incluyendo el estrés oxidante. Otros nutrientes esenciales incluyen aminoácidos, colina, y ácidos grasos esenciales. Ácidos grasos Se ha descubierto, que adicionalmente a una ingesta adecuada, un balance apropiado de ácidos grasos esenciales (omega 3 y omega 6) es crucial para mantener la salud. Ambas series de ácidos grasos de cadena larga, son sustratos para una clase de eicosanoides conocidos como prostaglandinas las cuales funcionan como hormonas. El ácido graso eicosapentaenoico (EPA) omega 3 (el cual puede ser sintetizado en el organismo a partir del ácido graso esencial omega 3 linolénico (LNA) (u obtenido a partir alimentos marinos), sirve como el punto de inicio para la síntesis de la serie 3 de las prostaglandinas (weakly-inflammation PGE3). El ácido omega 6 dihomo-gamma-linolénico (DGLA) sirve como punto de inicio para la síntesis de la serie una de las prostaglandinas (anti inflamatoria PGE1), mientras que el ácido araquidónico (AA) sirve como punto de inicio para la síntesis de la serie dos de las prostaglandinas (pro-inflamatoria PGE2). Tanto el ácido dihomo-gamma-linolénico como el ácido araquidónico son sintetizados a partir del ácido linoleico omega 6 en el organismo, o pueden ser consumidos directamente a través de los alimentos. Un balance apropiado en la ingesta de omega 3 y omega 6 determina parcialmente la producción relativa de las diferentes prostaglandinas, lo cual explica parcialmente la importancia del balance omega 3/omega 6 para la salud cardiovascular. En sociedades industrializadas generalmente la población consume grandes cantidades de aceites vegetales procesados que tienen cantidades reducidas de ácidos grasos esenciales junto con una cantidad excesiva de omega-6 en relación con omega-3. La tasa de conversión de ácido dihomo-gamma-linolénico a ácido araquidónico determina en gran medida la producción de las respectivas prostaglandinas PGE1 y PGE2. El ácido graso omega 3 eicosapentaenoico previene que el ácido araquidónico sea liberado a partir de las membranas, torciendo de este modo el balance de las prostaglandinas lejos de la prostaglandina pro-inflamatoria PGE2, sintetizada a partir de las araquidónico, hacia la prostaglandina anti inflamatoria PGE1, sintetizada a partir de la ácido dihomo-gamma-linolénico. Además, la conversión (desaturación) del ácido dihomo-gamma-linolénico a ácido araquidónico, es controlada por la enzima Delta-5- desaturasa, la cual a su vez es controlada por hormonas tales como la insulina (regulación hacia arriba) y glucagón (regulación hacia abajo). Como diferentes tipos y cantidades de alimento consumido/absorbido afectan la insulina, el glucagón y otras hormonas en diferentes grados, no solamente la cantidad de omega-3 & omega-6 consumido, sino también la composición general de la dieta tiene implicaciones en salud en relación con ácidos grasos esenciales, inflamación (función inmune) y mitosis (división célular). Azúcares Varias líneas de evidencia indican que la hiperinsulinemia y una insulina con función reducida (resistencia a la insulina) son factores decisivos en varios estados patológicos. Por ejemplo, la hiperinsulinemia y la resistencia de insulina están ligadas fuertemente a inflamación crónica, lo cual a su vez está fuertemente ligada a una variedad de procesos diversos tales como microvascularidades arteriales y formación de coágulos (enfermedad cardíaca) y división celular exagerada (cáncer). La hiperinsulinemia y la resistencia a la insulina (llamado síndrome metabólico) están caracterizadas por una combinación de obesidad abdominal, azúcar sanguíneo elevado, hipertensión arterial, triglicéridos sanguíneos elevados y HDL colesterol reducido. El impacto negativo de la hiperinsulinemia sobre el balance de las prostaglandinas PGE1/PGE2 puede ser significativo. La obesidad claramente contribuye a la resistencia de insulina, lo cual a su vez puede causar diabetes tipo 2. Virtualmente todos los obesos y la mayoría de los individuos diabéticos tipo 2 tienen una marcada resistencia a la insulina. Aunque la asociación entre sobrepeso y resistencia a la insulina es clara la causa exacta (realmente multifactorial) de la resistencia de insulina permanece menos clara. Ha sido demostrado que el ejercicio apropiado, consumo de ciertos alimentos regularmente y la reducción de la carga glicémica puede revertir la resistencia de la insulina en individuos con sobrepeso (y por lo tanto bajar los niveles de azúcar sanguíneo en aquellos sujetos quienes tienen diabetes tipo 2). La obesidad puede alterar el estatus hormonal y metabólico de forma desfavorable a través de la resistencia a la hormona leptina y puede ocurrir un círculo vicioso en el cual la resistencia a la insulina/leptina y la obesidad se agravan mutuamente. Este círculo vicioso es impulsado paulatinamente, por la continua estimulación insulina/leptina y el almacenamiento de grasa, como un resultado del alto consumo de energía y de alimentos que estimulan fuertemente la insulina/leptina. Normalmente, tanto la insulina como la leptina funcionan como señales de saciedad para el hipotálamo en el cerebro; sin embargo, la resistencia a la insulina/leptina puede reducir esta señal y por lo tanto permitir la sobrealimentación continua a pesar de grandes reservas de grasas. En adición a esto, la señalización reducida de la leptina hacia el cerebro puede reducir el efecto normal de la leptina para mantener una tasa metabólica apropiadamente alta. Hay un debate acerca de cómo y en qué extensión, diferentes factores dietarios (ingesta de carbohidratos procesados, consumo de proteínas totales, grasas y carbohidratos, consumo de ácidos grasos saturados y ácidos grasos trans y un bajo consumo de vitaminas/minerales) contribuye con el desarrollo de resistencia a la insulina y leptina. En cualquier caso, análogo a la manera en como el hombre moderno esta produciendo soluciones puede potencialmente aplastar la habilidad del medio ambiente de mantener la homeostasis, la reciente introducción explosiva de alimentos con índice glicémico alto y procesados, en la dieta humana pueden potencialmente aplastar la capacidad del organismo para mantener la homeostasis y la salud (como se evidencia por la epidemia del síndrome metabólico). Antioxidantes Los antioxidantes son otro descubrimiento reciente. Como el metabolismo celular y la producción de energía requieren oxígeno, componentes potencialmente dañinos (causando mutaciones), conocidos como especies radicales del oxígeno o radicales libres son formados como resultado. Para el mantenimiento normal de la célula, crecimiento y división estos radicales libres deben ser suficientemente neutralizados por componentes antioxidantes, algunas producidas por el organismo a partir de precursores adecuados (glutatión, vitamina C en la mayoría de los animales) y aquellas que el organismo no puede producir pueden ser obtenidos solamente a través de la dieta a través de fuentes directas (vitamina C en humanos, vitamina A, vitamina K) o producidos por el organismo a partir de otros compuestos (betacaroteno convertido a vitamina A por el organismo, vitamina D sintetizada a partir del colesterol por la luz solar). Actualmente se sabe que diferentes antioxidantes funcionan en una red de cooperación por ejemplo la vitamina C puede reactivar el glutatión conteniendo un radical libre o la vitamina E aceptando el radical libre etc. Algunos oxidantes son más efectivos que otros neutralizando diferentes radicales libres. otros no pueden neutralizar ciertos radicales libres y algunos no pueden estar presente en ciertas áreas de desarrollo de radicales libres (la vitamina A es soluble en grasas y protege áreas grasas, la vitamina C es soluble en agua y protege estas áreas). Cuando está interactuando con un radical libre, algunos antioxidantes producen un compuesto radical libre diferente que es menos peligroso o más peligroso que el componente previo. Teniendo una variante oxidante permite lidiar de forma segura con algunos subproductos, por antioxidantes más eficientes en neutralizar un efecto mariposa por radicales libres. Flora bacteriana intestinal Actualmente se sabe que el sistema digestivo humano contiene una población de un rango de bacterias y levaduras tales como Bacteroides, L. acidophilus y E. coli los cuales son esenciales para la digestión, y los cuales son también afectados por la comida que consumimos. La bacteria en el intestino satisface una gran cantidad de funciones importantes para los humanos, incluyendo la degradación y ayuda en la sesión de alimentos en digeribles de otra manera; estimulando el crecimiento celular reprimiendo el crecimiento de aquellas dañinas, entrenando el sistema inmune para responder sólo a patógenos, y defendiendo contra algunas enfermedades. Fitoquímicos Un área de interés creciente es el efecto sobre la salud humana de químicos traza, colectivamente llamados fitoquímicos, nutrientes encontrados típicamente en plantas comestibles, especialmente frutas y vegetales llenas de color (de dietas de comidas completas). El efecto de los fitoquímicos cada vez más sobrevive rigurosas pruebas por prominentes organizaciones de salud. Una las principales clases de fitoquímicos son los antioxidantes polifenoles, químicos los cuales son conocidos que dan ciertos beneficios a la salud del sistema cardiovascular y del sistema inmune. Éstos químicos son conocidos por regular hacia abajo la formación de especies reactivas del oxígeno, compuestos químicos claves que entran al sistema cardiovascular. Tal vez, el fitoquímico más rigurosamente probado es la zeaxantina, un carotenoide pigmentado de amarillo presente en muchos frutos y vegetales amarillos y naranja. Estudios repetidos han demostrado una fuerte correlación entre la ingestión de zeaxantina y la prevención y tratamiento de la degeneración macular relacionada con la edad [6]. Un estudio menos riguroso ha propuesto una correlación entre el consumo de zeaxantina y cataratas [7]. Un segundo carotenoide la luteina, también ha mostrado disminuir el riesgo de contraer degeneración macular relacionada con la edad. Se ha observado que ambos componentes se acumulan en la retina cuando se ingieren oralmente, sirven para proteger los conos y bastones contra el efecto de la luz. Otro carotenide, la beta-criptoxantina, parece proteger contra la inflamación crónica de las articulaciones, tales como artritis. Mientras la asociación entre los niveles séricos de la beta-criptoxantina y la disminución sustancial de enfermedad articular ha sido establecida, ni un mecanismo convincente para tal protección ni una relación causa - efecto ha sido rigurosamente estudiada [8]. Así mismo, fitoquímicos rojo, el licopeno, tiene evidencia creíble sustancial de asociación negativa con el desarrollo de cáncer de próstata. Las correlaciones entre la ingestión de algunos fitoquímicos y la prevención de enfermedades son en algunos casos, de enorme magnitud. Por ejemplo, varios estudios han correlacionado altos niveles de consumo de zeaxantina, con cerca de una reducción del 50% en la degeneración macular. Sin embargo, las dificultades en demostrar propiedades causa - efecto y en aplicar los hallazgos a la dieta humana, son similares. El estándar para pruebas rigurosas de causa - efecto en medicina, el estudio doble ciego, es un proceso largo, difícil y caro especialmente el caso de medicina preventiva. Mientras nuevas drogas deben seguir tal prueba rigurosa, las compañías farmacéuticas tienen un interés financiero en patrocinar pruebas rigurosas y poder recobrar el costo si la droga sale al mercado. Tal interés comercial no existe para estudiar químicos que existen en el jugo de naranja y la espina, haciendo el patrocinio para la investigación médica difícil de obtener. Aun cuando la evidencia es obtenida, traducirlo a consejo dietético práctico puede ser difícil y contrario a lo que uno podría esperar intuitivamente. La luteína, por ejemplo, está presente en muchas frutas y vegetales amarillos y naranja protege los ojos contra varias enfermedades. Sin embargo, no protege los ojos la zeaxantina, y la presencia de luteína en la retina previene la captación de zeaxantina. Adicionalmente, la evidencia ha mostrado que la luteína presente en la yema del huevo es más fácilmente absorbible que la luteína proveniente de fuentes vegetales, posiblemente por la solubilidad en grasas [9]. Al nivel más básico la pregunta es ¿debería usted comer huevos? es compleja incluyendo errores de percepción acerca de los efectos sobre la salud del colesterol en la yema del huevo, y su contenido de grasa saturada. Como otro ejemplo, el licopeno es frecuente en tomates (y de hecho es el químico que le da a los tomates su color rojo). Sin embargo está más altamente concentrado en productos procesados de tomate tales como la salsa para pasta comercial, o la sopa de tomate, que en frescos "saludables" tomates. Sin embargo, tales fuentes tienden a tener grandes cantidades de sal, azúcar otras sustancias que una persona podría desear o inclusive necesitar evitar. 8.5 Crecimiento Crecimiento Se define como crecimiento al aumento irreversible de tamaño en un organismo, como consecuencia de la proliferación celular, misma que conduce al desarrollo de estructuras más especializadas del organismo, comenzando por las propias células y, pasando por tejidos, hasta llegar a órganos y sistemas. Estas estructuras, más desarrolladas, se hacen cargo de realizar el trabajo biológico más importante. El crecimiento también se define como el aumento en el número de células de un organismo, lo que conlleva al aumento de tamaño. Es medible y cuantificable. El crecimiento se consigue por una doble acción: un aumento en el tamaño de las células del cuerpo, y un aumento en su número real. Tanto el crecimiento como la división celular dependen de la capacidad de las mismas para asimilar los nutrientes que encuentran en el ambiente en que se desarrollan. Así, los alimentos son usados por el cuerpo para construir nuevas estructuras celulares. El crecimiento es el proceso mediante el cual los seres vivos aumentan su tamaño y se desarrollan hasta alcanzar la forma y la fisiología propias de su estado de madurez (edad adulta). Crecimiento es, también, el proceso cuantitativo expresado en los valores de las dimensiones corporales. Procesos que producen el crecimiento El crecimiento de los organismos se produce, en general, por medio de diferentes procesos, entre los que están: El aumento en el número de células del cuerpo. Por la adicción de nuevas estructuras en el organismo. Por renovación del tejido que recubre al cuerpo, como el cambio o muda de piel en las víboras, el de plumaje en las aves o el de pelo en los mamíferos. Por modificación de estructuras ya existentes (por ejemplo, el crecimiento del cuerno en un rinoceronte o las astas de un venado). Factores externos que lo afectan Hay factores externos que pueden afectar a la célula en su crecimiento. Entre éstos se encuentran las hormonas, que aceleran o inhiben la división celular. Cada especie tiene diversas características de crecimiento, dependiendo de la información genética e inclusive de la edad. En otras palabras, los vegetales y animales tienen un crecimiento limitado por la especie a la que pertenecen. El crecimiento es una de las varias funciones reguladas por hormonas. Hormona del crecimiento y otras hormonas importantes en el ser humano Adrenalina o epinefrina. Se produce en la médula suprarrenal. Está muy ligada a la actividad del sistema nervioso. Actúa sobre el aparato circulatorio (acelera el ritmo del corazón y aumenta la presión arterial) y sobre el respiratorio (aumenta la frecuencia de las respiraciones). También tiene diversas acciones metabólicas; la más importante de éstas es que aumenta el nivel de glucosa circulante en la sangre. Esta hormona se produce por lo regular en estados de excitación (sustos, principalmente). Aldosterona. Se produce también en las glándulas suprarrenales. Aumenta Ia retención general de sodio y agua en el organismo. Corticosterona. Se produce en la corteza de las glándulas suprarrenales. Su función es acelerar el metabolismo general, estimulando Ia transformación de carbohidratos en glucosa. Estrógeno. Se produce en los ovarios de la mujer. Tiene varias funciones, entre las que se encuentran el funcionamiento cíclico normal de los órganos sexuales femeninos y favorece el desarrollo de las glándulas mamarias y de las características femeninas generales. Hormona adrenocorticotrópica u hormona adrenocorticotrófica o adrenocorticotropina o adrenocorticotrofina. Se produce en la hipófisis. Su función es estimular Ia producción de Ia hormona corticosterona o cortisona en la corteza suprarrenal. Hormona del crecimiento o somatotropina o somatotrofina. Se produce en la hipófisis. Controla el desarrollo corporal y el crecimiento de los huesos. Hormona folículo-estimulante u hormona estimulante del folículo (HFE). Se produce en la hipófisis. En los ovarios de la mujer estimula la ovulación y la producción de la hormona femenina llamada estrógeno. En los testículos, la acción de esta hormona favorece la producción de espermatozoides. Hormona luteinizante (HL). Se produce en la hipófisis. Su función consiste en lograr que los ovarios produzcan la hormona progesterona, y en el varón impulsa que los testículos produzcan Ia hormona llamada testosterona. Hormona paratiroidea o parathormona. Se produce en la paratiroides. Su función es mantener en la sangre las concentraciones normales de calcio y fósforo. Hormona tirotrópica u hormona tirotrófica o tirotrofina o tirotropina. Se produce en Ia hipófisis. Su función es estimular la producción de la hormona tiroidea en la glándula tiroides. Hormona tiroidea. Se conoce también como tiroxina. Se produce en la glándula tiroides y su función es acelerar el metabolismo nutritivo. Esto lo hace al estimular la velocidad de oxidación de Ia glucosa y, en las grasas, al disminuir su descomposición. Insulina. Es producida por el páncreas. Su función consiste en mantener la concentración normal de la glucosa en la sangre, pues regula el metabolismo de los carbohidratos. Noradrenalina o norepinefrina. También se produce en las glándulas suprarrenales. Está muy ligada a la actividad del sistema nervioso. Actúa sobre los aparatos circulatorio y respiratorio. También tiene diversos efectos metabólicos. Oxitocina. Se produce en la hipófisis. Es la hormona que marca el final de la gestación, provocando contracciones uterinas en el parto. También estimula la contracción de la glándula mamaria para la salida de la leche. Progesterona. Se produce en los ovarios y ayuda a la preparación y sostenimiento del útero durante el embarazo. Testosterona. Se produce en los testículos; es la encargada de activar y mantener los caracteres sexuales externos masculinos. Vasopresina. Se produce en la hipófisis. Esta hormona aumenta la tensión en las arteriolas y la retención de agua en los riñones. Existen muchas enfermedades producidas por deficiencia o exceso de hormonas en el organismo. Por ejemplo: la diabetes, el bocio, el enanismo, el gigantismo, la obesidad, etcétera. 8.6 Percepción y coordinación Percepción La percepción es la función psíquica que permite al organismo, a través de los sentidos, recibir, elaborar e interpretar la información proveniente de su entorno. Áreas Los principales campos investigados en percepción se asemejan a los sentidos clásicos, aunque esta no es una división que se sostenga hoy en día: visión, audición, tacto, olfato y gusto. A estos habría que añadir otros como la propiocepción o el sentido del equilibrio. Percepciones: visual, de los dos planos de la realidad externa, espacial, de las tres dimensiones de la realidad externa, olfativa, de los olores, auditiva, de los ruidos y sonidos, quinestésica, de los movimientos, háptica, que combina los sentidos de la piel (presión, temperatura y dolor), de los músculos y tendones, gustativa, de los sabores. Naturaleza de la percepción La percepción es el primer proceso cognoscitivo, a través del cual los sujetos captan información del entorno, la razón de ésta información es que usa la que está implícita en las energías que llegan a los sistemas sensoriales y que permiten al individuo animal (incluyendo al hombre) formar una representación de la realidad de su entorno. La luz, por ejemplo codifica la información sobre la distribución de la materia-energía en el espacio-tiempo, permitiendo una representación de los objetos en el espacio, su movimiento y la emisión de energía luminosa. A su vez, el sonido codifica la actividad mecánica en el entorno a través de las vibraciones de las moléculas de aire que transmiten las que acontecen en las superficies de los objetos al moverse, chocar, rozar, quebrarse, etc. En este caso son muy útiles las vibraciones generadas en los sistemas de vocalización de los organismos, que transmiten señales de un organismo a otro de la misma especie, útiles para la supervivencia y la actividad colectiva de las especies sociales. El caso extremo es el lenguaje en el hombre. El olfato y el gusto informan de la naturaleza química de los objetos, pudiendo estos ser otras plantas y animales de interés como potenciales presas (alimento), depredadores o parejas. El olfato capta las partículas que se desprenden y disuelven en el aire, captando información a distancia, mientras que el gusto requiere que las sustancias entren a la boca, se disuelvan en la saliva y entren en contacto con la lengua.Sin embargo, ambos trabajan en sincronía. La percepción del sabor de los alimentos tiene más de olfativo que gustativo. El llamado sentido del tacto es un sistema complejo de captación de información del contacto con los objetos por parte de la piel, pero es más intrincado de lo que se suponía, por lo que Gibson propuso denominarle sistema háptico, ya que involucra las tradicionales sensaciones tactiles de presión, temperatura y dolor, todo esto mediante diversos corpúsculos receptores insertos en la piel, pero además las sensaciones de las articulaciones de los huesos, los tendones y los músculos, que proporcionan información acerca de la naturaleza mecánica, ubicación y forma de los objetos con los que se entra en contacto. El sistema Háptico trabaja en estrecha coordinación con la quinestesia que permite captar el movimiento de la cabeza en el espacio (rotaciones y desplazamientos) y combinando con la propiocepción, que son las sensaciones antes mencionadas, relacionadas con los músculos, los tendones y las articulaciones, permite captar el movimiento del resto del cuerpo, con lo que se tiene una percepción global del movimiento corporal y sy relación con el contacto con los objetos. El proceso de la percepción, tal como propuso Hermann von Helmholtz, es de carácter inferencial y constructivo, generando una representación interna de lo que sucede en el exterior al modo de hipótesis. Para ello se usa la información que llega a los receptores y se va analizando paulatinamente,así como información que viene de la memoria tanto empírica como genética y que ayuda a la interpretación y a la formación de la representación. Este es un modelo virtual de la realidad que utiliza la información almacenada en las energías, procedimientos internos para decodificarlas e información procedente de la memoria que ayuda a terminar y completar la decodificación e interpreta el significado de lo recuperado, dandole significado, sentido y valor. Esto permite la generación del modelo. Mediante la percepción, la información recopilada por todos los sentidos se procesa, y se forma la idea de un sólo objeto. Es posible sentir distintas cualidades de un mismo objeto, y mediante la percepción, unirlas, determinar de qué objeto provienen, y determinar a su vez que este es un único objeto. Por ejemplo podemos ver una cacerola en la estufa. Percibimos el objeto, su ubicación y su relación con otros objetos. La reconocemos como lo que es y evaluamos su utilidad, su belleza y su grado de seguridad. Podemos oir el tintineo de la tapa al ser levantada de forma rítmica por el vapor que se forma al entrar en ebullición el contenido. Olemos el guiso que se está cocinando y lo reconocemos. Si la tocamos con la mano percibimos el dolor de la quemadura (cosa que genera un reflejo que nos hace retirar la mano), pero también el calor y la dureza del cacharro. Sabemos donde estamos respecto al objeto y la relación que guarda cada parte de él respecto a ella. En pocas palabras, estamos concientes de la situación. Entonces, como se indicó antes, la percepción recupera los objetos, situaciones y procesos a partir de la información aportada por las energías (estímulos) que inciden sobre los sentidos. Para hacer más claro esto veamos el caso de la visión. Este sistema responde a la luz, la reflejada por la superficie de los objetos. Las lentes del ojo hacen que, de cada punto de las superficies visibles, esta se vuelva a concentrar en un punto de la retina. De esta forma cada receptor visual recibe información de cada punto de la superficie de los objetos. Esto forma una imagen, lo cual implica que este proceso está organizado espacialmente, pues la imagen es una proyección bidimensional del mundo tridimensional. Sin embargo, cada receptor está respondiendo individualmente, sin relación con los demás. Esa relación se va a recuperar más adelante, determinando los contornos y las superficies en su configuración tridimensional, se asignarán colores y textura y percibiremos contornos no visibles. se estructurarán objetos y estos serán organizados en relación unos con otros. Los objetos serán reconocidos e identificados. Este proceso se dará con la constante interacción entre lo que entra de los receptores, las reglas innatas en el sistema nervioso para interpretarlo y los contenidos en la memoria que permiten relacionar,reconocer, hacer sentido y generar una cognición del objeto y sus circunstancias. Es decir se genera el modelo más probable, con todas sus implicaciones para el perceptor. La percepción está en la base de la adaptación animal, que es heterótrofa. Para poder comer las plantas u otros animales de los que se nutren, los animales requieren de información del entorno que guien las contracciones musculares que generen la conducta, que les permite acercarse y devorar a su presa (planta o animal). De este modo, la simple respuesta a las sensaciones, es decir al efecto directo de los estímulos, no fue suficiente; la evolución desarrolló paulatinamente formas de recuperar la implicación que tenían los estímulos en relación a los objetos o procesos de los que provenían; formandose así los procesos perceptuales. Al contar con un sistema nervioso eficiente, este se empieza a usar para otras funciones, como el sexo, la sociabilidad, etc. Por ello, la percepción es un proceso adaptativo y base de la cognición y la conducta. 8.7 Reproducción sexual y asexual Reproducción Ciclo de la reproducción sexual. La reproducción es un proceso biológico que permite la creación de nuevos organismos, siendo una característica común de todas las formas de vida conocidas. Las dos modalidades básicas se agrupan en dos tipos, que reciben los nombres de asexual o vegetativa y de sexual o generativa. Tipos de reproducción 1 — meiosis; 2 — mitosis; 3 — proceso sexual (recombinación). A — la meiosis conduce a la formación de esporas (plantas); B — la meiosis conduce a la formación de gametos (e. g. in Metazoa); C — la meiosis es seguida de inmediato por la formación de un cigoto (e. g. fungi). El proceso de la replicación de los seres vivos, llamado reproducción, es su característica más importante. Crea organismos nuevos, que pueden reemplazar a los que se hayan dañado o muerto. Existen dos tipos básicos:1 Reproducción asexual: En el proceso de replicación sólo interviene un organismo, que genera organismos nuevos que poseen copias idénticas de su material genético. Reproducción sexual: En esta variante, en la replicación participan dos individuos, que generan un nuevo organismo que es diferente a ambos, pero que posee parte del material genético de cada progenitor. Reproducción asexual En la reproducción asexual un solo organismo es capaz de originar otros individuos nuevos, que son copias del mismo desde el punto de vista genético. Un claro ejemplo de reproducción asexual es la división de las bacterias en dos células hijas, que son genéticamente idénticas. En general, es la formación de un nuevo individuo a partir de células paternas, sin que exista meiosis, formación de gametos o fecundación. No hay, por lo tanto, intercambio de material genético (ADN).el ser vivo progenitado respeta las características y cualidades de sus progenitores. Existen algunos ejemplos como la bacteria scherichia coli, las amebas y la euglena. En esta reproducción las únicas células que participan son las haploides. Reproducción sexual La reproducción sexual requiere la intervención de dos individuos, siendo de sexos diferentes. Los descendientes producidos como resultado de este proceso biológico, serán fruto de la combinación del ADN de ambos progenitores y, por tanto, serán genéticamente distintos a ellos. Esta forma de reproducción es la más frecuente en los organismos complejos, como en el caso de la especie humana. En esta reproducción participan dos células haploides y las demás son diploides. Estrategias reproductivas Las estrategias reproductivas adoptadas por las diferentes especies son muy diversas. Algunas, como la humana, tardan muchos años en alcanzar la madurez sexual y producen muy pocos descendientes. Otras, por el contrario, alcanzan la madurez de forma temprana y sus proles son frecuentes y numerosas. Estas dos estrategias son conocidas como la selección K (pocas crías) y selección r (muchas crías) y están condicionadas por circunstancias diversas. Los animales con pocos descendientes pueden invertir más recursos en la nutrición y protección de los mismos, garantizando su supervivencia hasta la edad adulta. Por el contrario, los animales que producen muchos descendientes, prácticamente no se ocupan de ellos por lo que una gran parte de los mismos no alcanzan la edad adulta. Sin embargo, el número de los que lo consiguen permite garantizar la supervivencia de la población. Reproducción diferencial La reproducción diferencial es la última consecuencia del resultado de factores como mortalidad, fertilidad, fecundidad y viabilidad de la descendencia. Reproducción humana Esta clase de reproducción se da entre dos individuos de distinto sexo (hombre y mujer). La reproducción humana emplea la fecundación interna y su éxito depende de la acción coordinada de las hormonas, el sistema nervioso y el sistema reproductivo. Las gónadas son los órganos sexuales que producen los gametos (ovocito y espermio) Las gónadas masculinas son los testículos, que producen espermatozoides y hormonas sexuales masculinas. Las gónadas femeninas son los ovarios, producen óvulos y hormonas sexuales femeninas. El hombre presenta sexo separado, por lo tanto es dioico. Además es un mamífero, vivíparo, y presenta reproducción interna. El aparato reproductor masculino está formado por: Testículos Epidídimo Conductos deferentes Vesículas seminales Próstata Pene El aparato reproductor femenino está formado por: Vulva Vagina Cérvix Útero Endometrio Trompas de Falopio Ovarios Después de la fecundación del huevo u óvulo, llamado en ese momento cigoto se presenta una serie de divisiones mitóticas, en el llamado desarrollo embrionario, culminando con la formación del embrion. El embrión presenta tres capas germinales, llamadas Ectodermo Endodermo Mesodermo de las cuales se originarán los distintos órganos del cuerpo. 9. Reproducción humana 9.1 Sistema reproductor humano 9.1.1 Principales estructuras y funciones 9.1.2 El ciclo menstrual Menstruación La menstruación o período es la pérdida de sangre por la vagina desde el útero y representa el inicio del ciclo sexual femenino o ciclo menstrual, que es un ritmo de aproximadamente 28 días de duración, similar al de las fases de la luna y suele aparecer de los 12 años de edad, hasta la menopausia. Descripción La menstruación es un proceso cíclico fisiológico de las mujeres sexualmente maduras que ocurre con una cadencia media aproximada de veintiocho días. Lo mismo ocurre en las hembras de todos los grandes primates. Durante la menstruación se produce un sangrado vaginal fruto de la descamación del endometrio, como consecuencia de la brusca deprivación hormonal al final del ciclo femenino, cosa que se presenta si no se ha producido la implantación de un blastocito. Una de las cosas que ha llamado más la atención sobre la menstruación ha sido su periodicidad, recibiendo popularmente el nombre de «regla» por su rítmica aparición. Consideraciones fisiológicas El ovario sintetiza y secreta distintas hormonas esteroides: los estrógenos: la estrona, el estradiol y el estriol. la progesterona: se produce durante la fase lútea del ciclo sexual femenino. la inhibina: actúa sobre las gonadotropinas hipofisarias, suprimiendo la producción de la hormona estimulante del folículo (HEF). la activina: tiene una función inversa a la de la inhibina, pues estimula la producción de HEF. Ciclo sexual femenino El ciclo sexual femenino es un ciclo bifásico, es decir, está compuesto por dos etapas: la fase ovárica y la fase uterina.3 Fase ovárica Tiene como elemento fundamental al folículo. Su desarrollo y maduración presenta tres características4 generales básicas: Selectividad: el folículo destinado a ovular procede de una población de folículos en crecimiento que, a su vez, provienen de una masa de folículos primordiales en reposo, formadas durante el desarrollo embrionario y fetal. Continuidad: la puesta en marcha del desarrollo folicular es un proceso continuo, hasta que las reservas estén exhaustas. Regularidad: el desarrollo folicular es un proceso regular y ordenado, con un índice constante de folículos que abandonan el pool en una unidad de tiempo. Esto significa que el ovario es un sistema regulado y coordinado, de manera que el inicio del crecimiento folicular se realiza en intervalos de tiempo regulares y con un índice de depleción de pool constante. Fase uterina (ciclo endometrial) Las distintas estructuras que forman el útero se hallan sometidas a la influencia de las hormonas ováricas. Las modificaciones más importantes se producen en el endometrio, también se observan en el moco cervical, expresión de la actividad de las glándulas del endocervix, y en forma menor en el miometrio. Bajo la acción sucesiva de estrógenos y progesterona producidos por el ovario, la mucosa endometrial experimenta cambios cíclicos en su estrato funcional que se diferencian en tres etapas: Proliferativa o estrogénica (del 5to al 13er día del ciclo). Secretora o progestacional (del 14to al 28vo día del ciclo). Menstrual o de disgregación (del 1er al 4to día del ciclo). No hay que olvidar que estas dos fases del ciclo sexual femenino (ciclo ovárico y ciclo endometrial) son sincrónicas. Ambas avanzan en el mismo tiempo, una de ellas en el ovario y la otra en el útero. Amenorrea Patológica La ausencia de menstruación es un síntoma importante en la mujer y se llama amenorrea. La amenorrea primaria se define como la ausencia de menstruación en mujeres de 16 años o más.5 Se define como amenorrea secundaria a la ausencia de períodos menstruales durante seis o más meses en una mujer que ya ha comenzado a menstruar y que no está embarazada ni lactando ni tampoco en la menopausia.6 Fisiológica La ausencia de menstruación se considera fisiológica: Antes de la pubertad. La menarquia (primera menstruación) suele tener lugar entre los 10 y 14 años. En el embarazo. La amenorrea siempre está presente en el embarazo. Por ello, si una mujer joven con presencia constante de la menstruación ésta se ausenta durante algunos pocos meses y la mujer ha estado teniendo relaciones sexuales sin practicar medida alguna de anticoncepción, se considerará entonces el embarazo como posible causa etiológica. En la lactancia. La amenorrea que se produce durante la lactancia es de origen hipotálamo-hipofisario y es de duración variable. El endometrio no crece ni se desarrolla debido a una disminución en la producción de estrógenos y progesterona. Esto se debe a que, junto a la liberación de prolactina, hay una disminución de la liberación de gonadotropinas y en consecuencia no se produce la maduración de los folículos ováricos. En la menopausia: se inicia entre los 42 y 55 años. Se debe a que el ovario pierde funcionalidad, y comienza a darse cuando la secreción hormonal deja de ser rítmica. 9.1.3 La fecundación y desarrollo embrionario Fecundación La fecundación es la fusión de dos células sexuales o gametos en el curso de la reproducción sexual, dando lugar a la célula cigoto donde se encuentran reunidos los cromosomas de los dos gametos. En los animales los gametos se llaman respectivamente espermatozoide y óvulo, y de la multiplicación celular del cigoto parte la formación de un embrión, de cuyo desarrollo deriva el individuo adulto. En plantas, hongos y protistas las modalidades de la fecundación son muy diversas, y los gametos reciben nombres distintos. Fecundación - Fertilización: La puesta en contacto de los gametos masculino y femenino no implica que la fertilización del óvulo sea inmediata. En las plantas con semilla, es importante no confundir la fecundación con la polinización, que es un proceso distinto, en el que los granos de polen, que se desarrollan en las dos tecas que contiene cada antera de un estambre (hoja reproductora masculina), que no son gametos sino esporas, ya que cada grano de polen contiene dos gametos o células reproductoras masculinas, son transportados a un carpelo (hoja reproductora femenina) de otra flor (polinización cruzada) o de la misma flor (autopolinización). Modalidades de la fecundación Según los resultados de la comparación de los gametos: Fecundación isogámica: gametos iguales, muy rara y sólo en grupos evolutivamente muy basales. Fecundación anisogámica: gametos distintos, uno masculino y otro femenino. Fecundación oogámica: gametos muy distintos, el femenino grande e inmóvil que aporta todas las reservas nutritivas al cigoto, el masculino pequeño y móvil. Según los individuos participantes: Fecundación cruzada: fecundación en la que cada gameto procede de un individuo distinto. En algún raro caso, dos individuos se fecundan mutuamente, como ocurre en los caracoles terrestres (o. Pulmonata). Autofecundación: cuando los dos gametos proceden del mismo individuo. En las plantas angiospermas, cuyas flores suelen ser hermafroditas, es frecuente la autofecundación, casi siempre combinada con la fecundación cruzada. En algunas especies coexisten con las normales ciertas flores especiales que no se abren, produciéndose la fecundación dentro del capullo (cleistogamia). En animales: Fecundación externa: propia de los animales acuáticos, implica que óvulos sin fecundar y espermatozoides sean vertidos al agua, donde realizan su encuentro. Fecundación interna: propia de animales de comunidades terrestres. Los espermatozoides pasan al cuerpo de la hembra inyectados por órganos copuladores en el curso de un acoplamiento, o bien son tomados por la hembra en forma de un espermatóforo que el macho ha liberado previamente. En los animales, y a diferencia de lo que es frecuente en plantas, los hermafroditas, portadores de las dos clases de gónadas, nunca se autofecundan, sino que la fecundación es cruzada, como ocurre en lombrices de tierra, o cada individuo asume un sexo, como en los caracoles terrestres. Fecundación en la especie humana El proceso de fecundación se inicia con el contacto entre los gametos, teniendo este encuentro en las trompas de falopio del aparato genital femenino. Primero el espermatozoide penetra la corona radiada del ovocito II, hasta entrar en contacto con la zona pelúcida. Esto da origen a la reacción acrosómica en la cabeza del espermatozoide, que le permite entrar a la zona pelúcida. Tanto la cola del espermatozoide, así como enzimas de la mucosa tubárica contribuyen con la hialuronidasa acrosómica para abrirle el paso al espermatozoide por la zona pelúcida. Otras enzimas del acrosoma, además de la hialuronidasa, que pueden tener un papel en la penetración de la zona pelúcida incluyen ciertas esterasas, acrosinas como la arrocina y la neuroaminidasa. Finalmente el espermatozoide logra penetrar el ovocito II, lo que iniciará su activación. Finalmente el proceso culmina con la singamia y la fusión de las membranas celulares del ovocito y el espermatozoide o pronúcleos. Una vez que el primer espermatozoide penetra a través de la zona pelúcida, ocurre una reacción que cambia las propiedades de la superficie del huevo que la torna impermeable a otros espermatozoides. Es notable la capacidad que tienen los zooides para levantar el 2do bloqueo meiotico, que imposibilitaba al ovocito II a continuar con el proceso de meiosis. Una vez que el zooide penetra la zona pelúcida y toma contacto con la membrana plasmática del ovocito II, se produce una intensificacion del metabolismo respiratorio de esta célula, se forma el segundo cuerpo polar, que es una célula más pequeña y sin material genético, producto de la conclusión del proceso meiótico. A partir del momento de la fecundación se restablece el número cromosómico y se define el sexo del embrión, dependiendo de si el espermatozoide porta un cromosoma X o un cromosoma Y (los ovocitos sólo pueden llevar un cromosoma X) Embrión Un embrión es un organismo pluricelular en sus primeras etapas de desarrollo. En los organismos que se reproducen de forma sexual, la fusión del espermatozoide y el óvulo en el proceso denominado fecundación, determina la formación de un cigoto, que contiene una combinación del ADN de ambos progenitores. Después de la fecundación, el cigoto comienza un proceso de división, que ocasiona un incremento del número de células, que reciben la denominación de blastómeros. Posteriormente se inicia un proceso de diferenciación celular que determinará la formación de los diferentes órganos y tejidos de acuerdo a un patrón establecido para dar lugar a un organismo final. Durante este proceso de diferenciación celular podemos diferenciar tres etapas: blastulación, gastrulación y organogénesis. Al concluir el desarrollo embrionario el organismo resultante recibe el nombre de feto y completará su desarrollo hasta el momento del parto. Desarrollo embrionario en la especie humana El desarrollo embrionario tiene comienzo cuando un espermatozoide fecunda a un óvulo y se forma un cigoto, proceso que ocurre en el oviducto (trompa de Falopio) de la mujer. Treinta horas después de la concepción, el cigoto sufre la primera división celular. Se divide primero en dos células, posteriormente en cuatro, en ocho, dieciséis, treinta y dos, llegando al cuarto día a la mórula. Sigue dividiéndose a medida que recorre la trompa de Falopio hasta implantarse en el útero, entre 4 y 7 días después de la fecundación. El embrión, como se llama a partir de ese momento, se implanta en la pared uterina, cuando ya se ha convertido en una esfera de células con una masa embrionaria discoidal. En la segunda semana empieza a formarse la placenta, que nutre al embrión, formado ya por tres tipos de tejido primordial: endodermo, ectodermo y mesodermo. En el curso de la tercera semana se forma el tubo neural, precursor del sistema nervioso. En la cara dorsal del embrión empiezan a formarse masas de tejido muscular llamadas sómitas o sómites, de las que surgirán los principales órganos y glándulas. Los vasos sanguíneos y los primordios de la cavidad digestiva surgen hacia el final de esta semana. Cuando termina el primer mes, ya han empezado a desarrollarse todos los órganos importantes. Los ojos son perceptibles, los brazos y las piernas empiezan a aparecer y late por primera vez un corazón de cuatro cavidades, aunque lo hace de manera automática, sin estar controlado por ningún sistema nervioso.1 Durante ese proceso, comienza a segmentarse en el útero y alcanza el estado de blastocito. Ciertos cambios en el blastocito determinan la diferenciación y la formación de dos macizos celulares: uno interno, el embrioblasto, que origina las estructuras propias del embrión, y otro externo, el trofoblasto que forma la placenta y los demás anexos embrionarios. El endometrio se nutre y puede recibir el blastocito y, una vez allí, éste entra en contacto con los vasos sanguíneos maternos. Asimismo, se forma el cordón umbilical, que une el embrión a la placenta. 9.2 Control de la natalidad 9.2.1 Importancia de la planificación familiar Planificación familiar Planificación familiar es el conjunto de prácticas de una pareja que tienen como fin el control de la cantidad de hijos. En su concepto más amplio, la planificación familiar comprende dos vertientes: para ayudar a las personas que no tiene hijos logrando de esta manera un posible embarazo. Ayudar a las parejas a evitar embarazos no deseados, o espaciar los embarazos deseados. Esto se logra mediante uno o varios métodos anticonceptivos. Se refiere al plan que toma una familia sobre cuantos hijos tener, debido tiempo y sobre todo se tiene que decidir con responsabilidad. Se puede prevenir un embarazo no deseado con píldoras métodos de barrera, químicos y quirúrgicos. 9.2.2 Métodos anticonceptivos Métodos anticonceptivos Métodos anticonceptivos naturales o Método Ogino-Knaus o Método Billings o Método de la temperatura basal o Método sintotérmico Métodos anticonceptivos temporales o Método anticonceptivo o o Dispositivo intrauterino Preservativo Métodos anticonceptivos permanentes o Ligadura de trompas o Vasectomía 9.2.3 Enfermedades de transmisión sexual Las enfermedades de transmisión sexual, también son conocidas como infecciones de transmisión sexual (ITS) o clásicamente como enfermedades venéreas, son un conjunto de entidades clínicas infectocontagiosas agrupadas por tener en común la misma vía de transmisión: se transmiten de persona a persona solamente por medio de contacto íntimo (que se produce, casi exclusivamente, durante las relaciones sexuales). Los agentes productores de las infecciones de transmisión sexual incluyen bacterias, virus, hongos y protozoos. Las enfermedades de transmisión sexual se transmiten por relaciones sexuales. Aunque la mayoría tienen tratamiento, algunas de ellas, como las producidas por virus, nunca curan de manera definitiva, sino que el agente causal permanece en estado latente, sin manifestarse, dentro del organismo al que ha infectado, pudiendo reaparecer cíclicamente. Este tipo de relación entre el organismo y el agente infeccioso facilita la transmisión de éste, es decir, su infectividad. Actualmente se conocen 30 tipos de ITS, de las cuales 26 atacan principalmente a las mujeres y 4 a ambos sexos. Aunque la eficiencia del uso del preservativo o condón ha sido puesta en duda en diversas ocasiones (dado que muchas de las ITS se infectan por vía cutánea o por medio de fluidos no directamente vinculados al coito), el condón no deja de ser una importante línea de defensa como barrera. Las armas más importantes contra las ITS son la prevención, tomando las medidas oportunas por medio del uso del condón y la higiene adecuada, elementos imprescindibles para una sexualidad responsable y que reducen considerablemente el riesgo de transmisión de estas infecciones. La infección significa simplemente que un germen, virus, bacteria, o parásito que puede causar una enfermedad está presente dentro del cuerpo de una persona. Esta persona infectada no tiene que tener necesariamente síntomas de que el virus o la bacteria está dañando realmente su cuerpo; la persona no se siente necesariamente enferma. Una enfermedad significa que la infección está realmente causando que la persona infectada se sienta enferma, o note algo incorrecto. Por esta razón, el término ITS, que se refiere a la infección con cualquier germen o virus que pueda causar una ITS, incluso si la persona infectada no tiene ningún síntoma, es un término mucho más amplio que el de ETS. La distinción que se hace está más cercana a la que hay entre la colonización y la infección, en lugar de entre la infección y la enfermedad. Específicamente, el término ETS se refiere solamente a las infecciones que están causando síntomas. Debido a que la mayor parte del tiempo la gente no sabe que está infectada con una ETS hasta que comienza a mostrar los síntomas de la enfermedad, la mayoría de la gente usa el término ETS, aunque el término ITS es también apropiado en muchos casos. Por otra parte, el término de enfermedad de transmisión sexual se usa a veces porque es menos restrictivo en la consideración de otros factores o medios de transmisión. Por ejemplo, la meningitis es transmisible por medio de contacto sexual pero no se etiqueta como ITS porque el contacto sexual no es el vector primario para los patógenos que causan meningitis. Esta discrepancia es tratada por la probabilidad de la infección por otros medios diferentes del contacto sexual. En general, una ITS es una infección que tiene una probabilidad insignificante de transmisión por otros medios diferentes del contacto sexual, pero tiene posibilidades reales de transmisión por el contacto sexual, (no se consideran medios sofisticados como la transfusión de sangre, intercambio de agujas hipodérmicas). Así que uno puede presumir que, si una persona está infectada con una ITS, por ejemplo Chlamydia, gonorrea o herpes genital, éstas fueron transmitidas por medio de contacto sexual. También hay que reconocer las diferencias en un virus "contagioso" y un virus "transmisible". El virus contagioso es aquel que puede vivir dentro y fuera del organismo como en el caso de la gripe, porque es aeróbico (vive en presencia del oxígeno). En cambio, un virus transmisible es aquel que sólo puede vivir dentro del organismo, es anaeróbico porque al estar en contacto con el oxígeno muere de forma inmediata; la presencia del oxígeno es letal, así que solo se transmite por vías específicas (Según informaciones de la fundación AID FOR AIDS). Hay que tener bien claro que en el caso del VIH este virus se transmite, no se contagia. Patología Muchas infecciones de transmisión sexual son transmitidas más fácilmente a través de las membranas mucosas del pene, de la vulva y menos a menudo[cita requerida] de la boca. La membrana visible que cubre el glande del pene es una membrana mucosa (similar a los labios de la boca), aunque no produce ningún moco. Las membranas mucosas se diferencian de la piel en que permiten ciertos patógenos (virus o bacterias) en el cuerpo. Ésta es una de las razones por las que la probabilidad de transmitir muchas infecciones es mucho más alta en el sexo que por otros medios más ocasionales de transmisión, tales como el contacto no sexual, tocarse, abrazos, dar las manos, etc, pero no es la única razón. Aunque las membranas mucosas existan tanto en la boca como en los órganos genitales, para muchas ITS parece ser más fácil la transmisión a través de sexo oral que con besos profundos. Incluso muchas infecciones que son fácilmente transmitidas de la boca a los órganos genitales o de los órganos genitales a la boca, son mucho más difíciles de transmitir de una boca a otra.1 Con el VIH, los líquidos genitales suelen contener mucho más del patógeno que la saliva. Algunas infecciones etiquetadas como ITS pueden ser transmitidas por el contacto directo de la piel, el herpes simple y el virus del papiloma humano son ejemplos. Por su parte, el virus asociado al sarcoma de Kaposi puede ser transmitido por besos profundos pero también cuando la saliva se utiliza como lubricante sexual. Dependiendo de la ITS, una persona todavía puede difundir la infección aunque no haya presentes signos de la enfermedad. Por ejemplo, es mucho más probable que una persona difunda la infección del herpes cuando las ampollas están presentes (ETS) que cuando están ausentes (ITS). Sin embargo, una persona puede difundir la infección del SIDA (ITS) en cualquier momento, incluso aunque no haya desarrollado síntomas. Debe considerarse que todos los comportamientos sexuales que implican el contacto con otra persona o sus líquidos corporales contienen un cierto riesgo de transmisión de enfermedades transmitidas sexualmente. La mayor parte de la atención se ha centrado en controlar el VIH, que causa SIDA, pero cada ETS presenta una situación diferente. Las infecciones de transmisión sexual son transmitidas de una persona a otra por medio de ciertas actividades sexuales, no son causadas por esas actividades sexuales: las bacterias, los hongos, los protozoos o los virus siguen siendo los agentes causantes. No es posible contraer ninguna ETS por una actividad sexual con una persona que no tenga una enfermedad; a la inversa, una persona que tiene una ETS la adquirió por el contacto (sexual u otro) con alguien que la tenía, o con sus líquidos corporales. Algunas ETS tales como el VIH se pueden transmitir de madre a hijo durante embarazo o la lactancia. Aunque la probabilidad de transmitir varias infecciones por distintas actividades sexuales varíe mucho, todas las actividades sexuales entre dos (o más) personas se deben considerar generalmente como una ruta de dos direcciones para la transmisión de las ETS. Los profesionales de la salud sugieren un sexo seguro, tal como el uso de condones, como la manera más confiable de disminuir el riesgo de contraer infecciones de transmisión sexual durante la actividad sexual, pero el sexo seguro no debe ser considerado como una protección absoluta. La abstinencia de las actividades sexuales que involucran a otras personas protegerá contra la transmisión sexual de infecciones. La transferencia y la exposición a los líquidos corporales, tales como las transfusiones de sangre y otros productos de la sangre, compartiendo agujas de inyección (como en las drogas), lesiones con las agujas de inyección (cuando el personal médico se pincha inadvertidamente con agujas durante los procedimientos médicos), compartiendo agujas de tatuajes, y el parto, entre otros, son otras vías de transmisión. Estos diversos medios pusieron a ciertos grupos, tales como doctores, hemofílicos y consumidores de droga, particularmente en riesgo. Los estudios epidemiológicos recientes han investigado las redes que son definidas por relaciones sexuales entre los individuos, y descubrieron que las características de las redes sexuales son cruciales a la extensión de las enfermedades de transmisión sexual. Particularmente, parece ser un factor importante, la mezcla asociativa (distributiva) entre la gente con una gran cantidad de parejas sexuales. Puesto que las prostitutas son muy promiscuas, esta profesión sin el uso de las precauciones del sexo seguro se ha asociado a menudo con la extensión de infecciones de transmisión sexual. Sin embargo, las ITS pueden transmitirse en cualquier forma de relación sexual, así que es importante que todos los miembros de la comunidad que tengan relaciones sexuales usen precauciones, sin importar la naturaleza de sus relaciones. Es posible ser un portador asintomático de infecciones de transmisión sexual. Particularmente, las infecciones de transmisión sexual en mujeres causan a menudo la seria condición de la enfermedad pélvica inflamatoria. Prevalencia Las tasas de incidencia de la ITS siguen siendo altas en la mayor parte del mundo, a pesar de los avances de diagnóstico y terapéuticos que pueden rápidamente hacer a pacientes con muchas ETS no contagiosos y curar a la mayoría. En muchas culturas, las costumbres sexuales cambiantes y el uso del anticonceptivo oral han eliminado las restricciones sexuales tradicionales, especialmente para las mujeres, y tanto los médicos como los pacientes tienen dificultades al tratar abierta y sinceramente los problemas sexuales. Adicionalmente, la difusión mundial de bacterias drogorresistentes (ej., gonococos resistentes a la penicilina) refleja el uso erróneo de antibióticos y la extensión de copias resistentes en las poblaciones móviles. El efecto de viajar es ilustrado más dramáticamente por la extensión rápida del virus del SIDA (HIV-1) de África a Europa y a las Américas al final de los años 1970. Prevalencias de ITS comúnmente reportadas entre las muchachas adolescentes sexualmente activas tanto con síntomas del tracto genital bajo como sin ellos, incluyen Chlamydia trachomatis (10% a 25%), gonorreas de Neisseria (3% a 18%), sífilis (0% a 3%), Trichomonas vaginalis (8% a 16%), y el virus del herpes simple (2% a 12%). Entre muchachos adolescentes sin síntomas de uretritis, las tasas aisladas incluyen C. trachomatis (9% a 11%) y gonorreas de N. (2% a 3%). Prevención Sexo Seguro La manera más efectiva de prevenir las infecciones de transmisión sexual es evitar el contacto de las partes del cuerpo o de los líquidos que pueden llevar a una transferencia, no necesariamente actividad sexual con una pareja infectada. Ningún contacto es igual a ningún riesgo, no todas las actividades sexuales implican contacto, tales como el cibersexo, sexo telefónico, masturbación a una distancia, son métodos de evitar el contacto. Idealmente, ambos miembros de la pareja deben conseguir pruebas para ITS antes de iniciar el contacto sexual, o si una de las parejas estuvo en contacto con algún otro, pero incluso entonces, ciertas ETS, particularmente ciertos virus persistentes como VPH, pueden ser imposibles de detectar con los procedimientos médicos actuales mientras que pueden ser asintomáticos. La prevención es también clave en el manejo de la ETS viral como el VIH y herpes, pues actualmente son incurables. Muchas enfermedades que establecen infecciones permanentes pueden ocupar el sistema inmune así, otras infecciones se vuelven más fácilmente transmitidas.No se le dice sexo seguro sino sexo con proteccion. Los preservativos Los preservativos o condones solamente proporcionan protección cuando son usados correctamente como barrera desde, y hacia el área que cubre. Las áreas descubiertas todavía son susceptibles a muchas ETS. En el caso del VIH, las rutas de transmisión sexual implican casi siempre el pene, puesto que el VIH no puede esparcirse a través de la piel intacta, así al proteger el pene, con un condón correctamente usado, de la vagina y del ano, se detiene con eficacia su transmisión. Un líquido infectado en una piel rota que llevase a la transmisión directa del VIH no sería considerado “transmitido sexualmente”, sin embargo puede ocurrir teóricamente durante el contacto sexual; esto puede evitarse simplemente no teniendo contacto sexual cuando se tiene una herida abierta. Otras ITS, incluso infecciones virales, se pueden prevenir con el uso de los condones de látex como barrera: algunos microorganismos y virus son bastante pequeños y pueden pasar a través de los poros en condones naturales de piel, pero siguen siendo demasiado grandes para pasar a través de los de látex. Los condones están diseñados, probados, y manufacturados para no fallar nunca si se usan apropiadamente. El condon nunca es un 100% seguro. El uso apropiado exige: No poner el condón demasiado firmemente en el extremo, y dejando 1.5 cm en la extremidad para la eyaculación. Poner el condón ajustado puede y a menudo lleva a su fallo. Usar un condón nuevo para cada cópula. No usar un condón demasiado flojo, puede hacer fracasar la barrera. Evitar la inversión derramando su contenido una vez usado, independientemente de que se haya o no eyaculado en él, incluso por un segundo. Evitar los condones hechos de sustancias diferentes del látex y el poliuretano, pues no protegen contra el VIH. Evitar dejarlos en el calor porque se pueden desgastar. Evitar el uso de lubricantes basados aceite (o cualquier cosa con aceite) con los condones de látex, ya que el aceite puede hacer agujeros en ellos. Pruebas de ITS Una prueba de ITS detecta la presencia de cualquier infección de transmisión sexual (ITS). La mayoría de las pruebas de ITS son análisis de sangre, y se realizan generalmente después de que los síntomas son detectados (ITS), pero pueden ser usadas pruebas en poblaciones de alto riesgo para detectar infecciones asintomáticas o presintomáticas. Las pruebas de ETS pueden examinar una sola infección, o consistir en un número de pruebas individuales para una amplia gama de ETS, incluyendo las pruebas para sífilis, gonorrea, chlamydia, hepatitis y las pruebas de VIH. Ningún procedimiento prueba todos los agentes infecciosos, así que es importante ser consciente para qué es usada una prueba dada. Algunas infecciones y enfermedades de transmisión sexual Gonorrea Es de las enfermedades de transmisión sexual (ETS) más frecuentes y es causada por la bacteria Neisseria gonorrhoeae. Síntomas En la mujer: Secreción vaginal inusual. Sangrado vaginal inusual. Dolor en la parte inferior del abdomen. La mujer infectada, puede no tener síntomas o presentar ligeras molestias al orinar o flujo. En el hombre: Dolor al orinar. Secreción uretral purulenta. En el varón tarda dos a tres días después del contacto sexual para producir síntomas (dolor al orinar, pues sale por la uretra). La gonorrea y la infección por clamidia pueden ocasionar esterilidad cuando no son tratadas. (catarro ingles o gota militar). la gonorrea predomina sobre la sifilis y no es menos importante que ella. la bacteria tiene forma de frijol y aparecen en pares. Sífilis Es una enfermedad de transmisión sexual ocasionada por la bacteria Treponema pallidum. Esta bacteria necesita un ambiente tibio y húmedo para sobrevivir, por ejemplo, en las membranas mucosas de los genitales, la boca y el ano. Se transmite cuando se entra en contacto con las heridas abiertas de una persona con sífilis. Esta enfermedad tiene varias etapas, la primaria, secundaria, la latente y la terciaria (tardía). En la etapa secundaria, es posible contagiarse al tener contacto con la piel de alguien que tiene una erupción en la piel causada por la sífilis. Síntomas Existen cuatro etapas por la cual puede atravesar la enfermedad si no es tratada a tiempo. Etapa primaria: el primer síntoma es una llaga en la parte del cuerpo que entró en contacto con la bacteria. Estos síntomas son difíciles de detectar porque por lo general no causan dolor y, en ocasiones, ocurren en el interior del cuerpo. Una persona que no ha sido tratada puede infectar a otras durante esta etapa. Etapa secundaria: surge alrededor de tres a seis semanas después de que aparece la llaga. Aparecerá una erupción en todo el cuerpo, en las palmas de las manos, en las plantas de los pies o en alguna otra zona. Otros síntomas que se pueden sentir son fiebre leve, inflamación de los ganglios linfáticos y pérdida del cabello. Etapa latente: la sífilis, si no es diagnosticada ni tratada durante mucho tiempo, entra en una etapa latente. En esta etapa no hay síntomas notables y la persona infectada no puede contagiar a otros. Sin embargo, una tercera parte de las personas que están en esta etapa empeoran y pasan a la etapa terciaria de la sífilis. Etapa terciaria (tardía): esta etapa puede causar serios problemas como trastornos mentales, ceguera, anomalías cardíacas y trastornos neurológicos. En esta etapa, la persona infectada ya no puede transmitir la bacteria a otras personas, pero continúa en un periodo indefinido de deterioro hasta llegar a la muerte. papilomas es una enfermedad infecciosa causada por el V.P.H.(virus del papiloma humano). Su trasmicion es pricipalmente por vía sexual, aunque puede contagiarse en piscinas, baños y saunas. se presenta en la piel de las zonas genitales en forma de verrugas. Las lesiones son apreciables a simple vista o se puede diagnosticar por obsercion de tejidos con un microscopio. VIH El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) es responsable del síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) y ataca a los linfocitos T-4 que forman parte fundamental del sistema inmunológico del hombre. Como consecuencia disminuye la capacidad de respuesta del organismo para hacer frente a infecciones oportunistas originadas por virus, bacterias, protozoos, hongos y otro tipo de infecciones. La causa más frecuente de muerte entre infectados del SIDA es la neumonía por Pneumocystis carinii, aunque también es elevada la incidencia de ciertos tipos de cáncer como los linfomas de células B y el sarcoma de Kaposi. También son características las complicaciones neurológicas, la pérdida de peso y el deterioro físico del paciente. La mortalidad disminuyó mucho con el advento de los medicamentos antirretrovirales. El VIH se puede transmitir por vía sexual (pene-vagina o pene-recto) mediante el intercambio de fluidos vaginales, semen o rectales, incluso se dice que de liquido preeyaculatorio, a través del contacto con sangre, tejidos o agujas contaminadas y de la madre al niño durante el embarazo mediante la placenta o el parto y lactancia. Tras la infección, pueden pasar hasta 10 años para que se diagnostique el sida que es cuando el sistema inmunológico está gravemente dañado y no es capaz de responder efectivamente a las enfermedades oportunistas. Síntomas Los síntomas del VIH en los adolescentes pueden ser los mismos que en los niños y también pueden parecerse más a los síntomas que se presentan a menudo en los adultos con VIH. Algunos adolescentes y adultos pueden desarrollar una enfermedad parecida a la gripe en el plazo de un mes o dos después de la exposición al virus VIH, aunque muchas personas no desarrollan ningún síntoma al infectarse. Además, los síntomas que aparecen, usualmente desaparecen en el plazo de una semana a un mes, y se confunden a menudo con los síntomas de otra infección viral. Los síntomas pueden incluir:2 fiebre dolor de cabeza malestar general aumento de tamaño de los nódulos linfáticos depresión Listado de ITS Primeras ITS reconocidas Gonorrea Granuloma inguinal Linfogranuloma venéreo (infección por Chlamydia trachomatis) Sífilis ITS más recientemente reconocidas Candidiasis Herpes genital Condyloma Acuminata (verugas genitales) VIH Tricomoniasis Infecciones ocasionalmente transmitidas por vía sexual Amibiasis Campilobacteriosis Citomegalovirus Giardiasis Hepatitis Salmonella Algunos de los síntomas más importantes que sugieren la presencia de virus del papiloma humano son: Irritaciones constantes en la entrada de la vagina con ardor y sensación de quemadura durante las relaciones sexuales (se denomina vulvodinia) Pequeñas verrugas en el área ano-genital: cérvix, vagina, vulva y uretra (en mujeres) y pene, uretra y escroto (en varones). Pueden variar en apariencia (verrugas planas no visibles o acuminadas si visibles), número y tamaño por lo que se necesita de la asistencia de un especialista para su diagnóstico. Alteraciones del Papanicolaou que nos habla de que en el cuello del útero hay lesiones escamosas Intraepiteliales (zonas infectadas por VPH, que pueden provocar cáncer). Otras ITS 10. Criptosporidiosis Donovanosis Infecciones Entéricas Gardnerella vaginalis (también Haemophilus) Infección por hongos Meningococcemia Micoplasmas genitales Listeriosis Vaginitis Vaginosis bacteriana Virus del papiloma humano (VPH) Salud 10.1 Alimentación La alimentación consiste en la obtención, preparación e ingestión de alimentos. Por el contrario, la nutrición es el conjunto de procesos fisiológicos mediante el cual los alimentos ingeridos se transforman y se asimilan, es decir, se incorporan al organismo de los seres vivos, que deben hacer conciencia (aprender) acerca de lo que ingieren, para qué lo ingieren, cuál es su utilidad, cuáles son los riesgos. Así pues, la alimentación es un acto voluntario y la nutrición es un acto involuntario. Otro concepto vinculado a la alimentación, sin ser sinónimo, es el de dieta. Por extensión, se llama alimentación al suministro de energía o materia prima necesarios para el funcionamiento de ciertas máquinas. Alimentación humana Los seres humanos necesitan, además del agua que es vital, una ingestión de alimentos variada y equilibrada. La razón es que no existe un único alimento que proporcione todos los nutrientes para mantener la vida y la salud. El consumo regular de un conjunto de alimentos (dieta) debe proporcionar las cantidades adecuadas de proteínas, lípidos, glúcidos, vitaminas y minerales. La base de una buena nutrición reside en el equilibrio, la variedad y la moderación de nuestra alimentación. Pero la alimentación moderna urbana es muy a menudo desequilibrada, desestructurada y se suele juntar con una vida cada vez más sedentaria. Ya desde hace 2400 años se conocía la relación entre la alimentación y la salud: Hipócrates afirmaba que nuestra alimentación era nuestra medicina. Es bien sabido que los factores alimentarios están asociados a enfermedades como la diabetes, la osteoporosis, la obesidad y muchas otras (algunas investigaciones parecen encontrar una relación entre la alimentación y el surgimiento de ciertos tipos de cáncer). La ingesta de demasiados ácidos grasos saturados y de un exceso de colesterol puede provocar aterosclerosis. En contrapartida, en el siglo XX se demostró el vínculo que hay entre las carencias alimentarias y las enfermedades graves. Estas diferentes formas de malnutrición siguen siendo, aún ahora, problemas muy importantes de salud pública. Es un elemento importante en la buena salud, influye en la calidad de vida de los alimentos, la cantidad de comida y el agua que debemos tomar y los habitos alimentarios para un bienestar del ser humano, con lo cual se obtiene una nutrición equilibrada, tambien al ser humana requiere de tres nutrientes: como los Glúcidos o carbohidratos, Lípidos o grasas y las proteínas., como tambien necestia de vitaminas y proteinas. En éste tiempo la alimentación a menudo es desequlibrada por eso existe diversas enfermedades como la [obesidad], [osteoporisis] y muchas enfermedades. Desórdenes alimentarios La mala alimentación, sumada a los trastornos psicológicos y/o psíquicos derivados, puede ser la causa de diversas enfermedades, de las que cabe destacar cuatro como las más importantes: Obesidad Anorexia Bulimia Depresión Se considera que una persona sufre trastornos de la conducta alimentaria cuando tiene una excesiva preocupación por su peso y la comida. Los más frecuentes son anorexia nerviosa y bulimia nerviosa, entre otros. Los trastornos alimentarios no suceden por falta de voluntad o por mal comportamiento, son enfermedades reales que se pueden recuperar y prevenir. Si no son tratados a tiempo pueden causar serios problemas de salud. A quiénes afectan: Afectan principalmente a los adolescentes y con mayor frecuencia a las mujeres. Aunque en la actualidad se ha convertido en un problema generalizado, que se presenta desde la niñez sin distincion de sexo. Solo se necesita observar dentro de las instituciones educativas para visualizar el grado del problema en nuestros niños. Por qué se producen: Es un fenómeno social que empieza en casa, debido a la información y costumbres adquiridas que los hijos aprenden de los padres, y por otro lado la desintegración familiar, la escasa comunicación, que día a día se hace menos presente en los hogares, en resumen los nuevos jóvenes no sienten un apoyo buscan satisfacer sus necesidades de diversas maneras. Diversos factores favorecen su desarrollo: Baja autoestima. La dificultad para resolver determinados problemas. Dificultades en las relaciones familiares. Modelos de belleza muy delgados que aparecen en los medios de comunicación. Problemas tiroidales (genéricos) Enfermedades ocasionadas por uso de fertilizantes Prevención Realizar una alimentación saludable. Aprovechar el momento de las comidas para el encuentro y la comunicación. No utilizar los alimentos como consuelo, premios o castigos. Practicar ejercicios que te diviertan. Valorar el interior y la salud. No vivir en función de la imagen del cuerpo. 10.2 Enfermedades infecciosas y parasitarias Una enfermedad infecciosa es la manifestación clínica consecuente a una infección provocada por un microorganismo —como bacterias, hongos, virus, protozoos, etc.— o por priones. En el caso de agentes biológicos patógenos de tamaño microscópico, no se habla de infección sino de infestación. Clasificación Transmisibilidad Las enfermedades infecciosas se dividen en transmisibles y no transmisibles. Las enfermedades infecciosas transmisibles se pueden propagar directamente desde el individuo infectado, a través de la piel o membranas mucosas o, indirectamente, cuando la persona infectada contamina el aire por medio de su respiración, un objeto inanimado o un alimento. En las enfermedades infecciosas no transmisibles el microorganismo no se contagia de un individuo a otro, sino que requiere unas circunstancias especiales, sean medioambientales, accidentales, etc., para su transmisión. En estos casos, las personas infectadas no transmiten la enfermedad. Grupos biológicos de agentes patógenos Una clasificación útil, y clínicamente generalizada, agrupa las enfermedades infecciosas según las características biológicas del agente patógeno que las produce. A saber: Infecciones bacterianas Enfermedad Agente Principales síntomas Brucelosis Brucella spp. Fiebre ondulante, adenopatía, endocarditis, neumonía Carbunco Bacillus anthracis Fiebre, pápula cutánea, septicemia. Cólera Vibrio cholerae Fiebre, diarrea, vómitos, deshidratación. Difteria Corynebacterium diphtheriae Fiebre, amigdalitis, membrana en la garganta: lesiones en la piel Escarlatina Streptococcus pyogenes Fiebre, amigdalitis, eritema Erisipela Streptococcus spp. Fiebre, eritema, prurito, dolor Fiebre Q Coxiella burnetii Fiebre alta, cefalea intensa, mialgia, confusión, vómitos, diarrea Fiebre tifoidea Salmonella typhi, S. paratyphi Fiebre alta, bacteriemia, cefalalgia, estupor, tumefacción de la mucosa nasal, lengua tostada, úlceras en el paladar; hepatoesplenomegalia, diarrea], perforación intestinal Legionelosis Legionella pneumophila Fiebre, neumonía Neumonía Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Mycoplasma spp., Chlamydia spp. Fiebre alta, expectoración amarillenta y/o sanguinolenta, dolor torácico. Tuberculosis Mycobacterium tuberculosis Fiebre, cansancio, sudor nocturno; necrosis pulmonar Tétanos Clostridium tetani Fiebre, parálisis Infecciones víricas [ Enfermedad Dengue Agente Flavivirus Principales síntomas Fiebre, dolor intenso en las articulaciones y músculos, inflamación de los ganglios linfáticos y erupción ocasional de la piel Flavivirus Fiebre alta, ictericia, sangrado de nariz y boca, vómito negro, bradicardia a pesar de la fiebre, deshidratación Filovirus Fiebre alta, postración, mialgia, artralgias, dolor abdominal, cefalea, erupciones hemorrágicas en todo el cuerpo. Gripe Influenzavirus Fiebre, astenia, anorexia, cefalea, malestar general, tos seca, dolor de garganta; gastroenteritis, vómitos, diarrea. Hepatitis A, B, C A: Enterovirus (VHA); B: Orthohepadnavirus (VHB); C: Hepacivirus (VHC) Inflamación del hígado; fiebre, cansancio, náuseas, diarrea Herpes Herpesvirus Ampollas cutáneas en la boca (herpes labial), en los genitales (herpes genital) o en la piel (herpes zóster) Mononucleosis Virus de Epstein-Barr Fiebre, faringitis, inflamación de los ganglios linfáticos, fatiga Parotiditis (Paperas) Paramixovirus Fiebre, cefalea, dolor e inflamación de las glándulas salivales Peste porcina Pestivirus Fiebre, adelgazamiento, leucopenia, temblores, parálisis, muerte Poliomielitis Enterovirus Inflamación en las neuronas motoras de Fiebre amarilla Fiebre hemorrágica de Ébola la columna vertebral y del cerebro que ocasiona parálisis y atrofia muscular Rabia Rhabdovirus Fiebre, vómitos, confusión, agresividad, alucinaciones, convulsiones, parálisis, diplopía, hidrofobia, coma y muerte Resfriado común Rinovirus, Coronavirus, Ecovirus, Coxsackievirus Estornudos, secreción, congestión y picor nasal, dolor de garganta, tos, cefalea, malestar general Rubéola Rubivirus Fiebre, cefalea, erupciones en la piel, malestar general, enrojecimiento de los ojos, faringitis, inflamación dolorosa de ganglios alrededor de la nuca Sarampión Morbillivirus Fiebre, erupciones en la piel, tos, rinitis; diarrea, neumonía, encefalitis Varicela-zoster Fiebre, cefalea, malestar general, adelgazamiento, erupción cutánea en forma de ampollas Orthopoxvirus Fiebre alta, malestar, cefalea, fuerte erupción cutánea en forma de pústulas, que dejan graves cicatrices en la piel Varicela Viruela Infecciones por hongos (Micosis) Aspergilosis Candidiasis Cromomicosis Dermatofitosis Esporotricosis Histoplasmosis Otomicosis Pitiriasis versicolor Queratomicosis Cigomicosis Enfermedades infecciosas por protozoos (Protozoosis) Leishmaniosis Malaria Criptosporidiosis Amebiasis, etc. Enfermedades por priones Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob Encefalopatía espongiforme bovina ("Mal de la Vaca Loca") Scaprie (o tembleque) Insomnio familiar fatal Kuru Características generales de las enfermedades infecciosas Se caracterizan por la aparición de distintos síntomas entre los que podemos mencionar la fiebre, malestar general y decaimiento, toda enfermedad infecciosa pasa por 3 etapas: 1. Periodo de incubación. Tiempo comprendido entre la entrada del agente hasta la aparición de sus primeros síntomas. Aquí el patógeno se puede multiplicar y repartirse por sus zonas de ataque. Varia el tiempo dependiendo de la enfermedad. 2. Periodo de desarrollo. Aparecen los síntomas característicos. 3. Convalecencia. Se vence a la enfermedad y el organismo se recupera. Infestación Se denomina infestación a la invasión de un organismo vivo por agentes parásitos externos generalmente macroscópicos (piel), es decir, ectoparásitos. El término infección debe restringirse a la acción de bacterias , virus y parásitos internos (endoparásitos) mientras que infestación puede utilizarse para otros patógenos y especialmente para parásitos externos (ectoparásitos): Hongos, como las Tiñas o las Cándidas Artrópodos, como los piojos, las ladillas, los ácaros Nematelmintos, como Ascaris Platelmintos, como las Tenias En parasitología, el término infestación hace referencia a la presencia de parásitos superficiales, que no penetran en el hospedador. Debe recordarse que para que una infección ocurra, el parásito debe entrar en el hospedador, cosa que no ocurre en la infestación. 10.3 Adicciones: tabaquismo, alcoholismo y drogadicción Tabaquismo El tabaquismo es la adicción al tabaco provocada, principalmente, por uno de sus componentes activos, la nicotina; la acción de dicha sustancia acaba condicionando el abuso de su consumo. El tabaquismo es una enfermedad crónica sistémica perteneciente al grupo de las adicciones y está catalogada en el Manual diagnóstico y estadístico de los trastornos mentales DSM-IV de la American Psychiatric Association. Actualmente se cree la causa principal mundial de enfermedad y mortalidad evitable. Se considera una enfermedad adictiva crónica con posibilidades de tratamiento. El tabaco El tabaco tiene poder adictivo debido principalmente a su componente activo, la nicotina, que actúa sobre el sistema nervioso central. El fumador sufre una dependencia física y psicológica que genera un síndrome de abstinencia, denominado tabaquismo. La nicotina genera adicción, pero tiene efectos antidepresivos y de alivio sintomático de la ansiedad. No se utiliza en farmacia, porque en la segunda mitad del siglo XX se descubrieron antidepresivos más eficaces y que no crean adicción. Tampoco se emplea para el alivio sintomático de la ansiedad, salvo en casos excepcionales, porque las benzodiacepinas, que son el tipo de tranquilizantes más utilizado, también crean dependencia, pero se consideran más eficaces y menos nocivas. El tabaco es factor de riesgo en enfermedades respiratorias, cardiovasculares, distintos tipos de cáncer, y es especialmente perjudicial durante el embarazo. Además, no sólo perjudica a los fumadores, sino también a los que respiran el mismo aire (fumadores pasivos). El tabaquismo es la principal causa de morbimortalidad, en la mayoría de los países desarrollados. Composición físico-química del humo del tabaco Actualmente la forma de consumo más habitual es la inhalación de los productos de combustión del tabaco. En el extremo del cigarrillo que se está quemando se alcanzan temperaturas de hasta 1.0º C. Se han reconocido cerca de 5.000 compuestos químicos en las distintas fases (gaseosa, sólida o de partículas) del humo del tabaco. Se consideran ingredientes del tabaco (término aconsejado por la OMS) a todos los componentes del producto, mientras que emisiones de los productos del tabaco a lo que realmente capta el fumador siendo la principal causa de mortalidad y enfermedades atribuidas al tabaco, y exposición a la parte de de emisiones que realmente absorbe el fumador. Actualmente las emisiones son el punto principal de la regulación, aunque los ingredientes permisibles también están regulados. Tabaco y salud El fumar puede ser el causante de varias enfermedades, como el cáncer de pulmón, la bronquitis tipo R2, el enfisema pulmonar (perforación de los pulmones), y un tipo de gripe dañina por la cual el cerebro puede absorber el agua que ingerimos. El tabaquismo es reconocido desde hace varios años como un problema de salud pública, debido a que los daños a la salud asociados al consumo del tabaco causan más de medio millón de muertes en el continente americano. El fumar es la causa más frecuente de muertes que pueden evitarse. Según los últimos informes, cientos de miles de personas mueren anualmente de forma prematura debido al tabaco. Estudios recientes indican que la exposición al humo de los cigarrillos fumados por otra gente y otros productos del tabaco, producen al año la muerte de miles de personas que no fuman Pese a estas estadísticas y a numerosos avisos sobre los peligros de fumar, millones de adultos y adolescentes siguen fumando. De todos modos se están haciendo progresos: cada día son más las personas que dejan de fumar. En el año 2004, la Organización Mundial de la Salud estimaba en 4,9 millones el número de muertes anuales relacionadas con el consumo de tabaco. Pese a existir una probada relación entre tabaco y salud, esto no impide que sea uno de los productos de consumo legal que puede matar al consumidor asiduo. Fumar un sólo cigarrillo da lugar a una elevación del ritmo cardíaco, la frecuencia respiratoria y la tensión arterial. El humo produce una reacción irritante en las vías respiratorias. La producción de moco y la dificultad de eliminarlo es la causa de la tos. Debido a la inflamación continua se produce bronquitis crónica. También produce una disminución de la capacidad pulmonar, produciendo al fumador mayor cansancio y disminución de resistencia en relación a un ejercicio físico. El humo del tabaco se compone de una corriente primaria o principal, que es la que inhala directamente el fumador, y una corriente secundaria, generada mediante la combustión espontánea del cigarro. Se han identificado más de 4.000 sustancias nocivas en el humo del cigarrillo, de los cuales al menos 60 son probables carcinógenos humanos, como los 4-aminobifenoles, benceno, níquel, otras sustancias tóxicas son monóxido de carbono, dióxido de carbono, nitrosaminas, amoníaco, y otras están como partículas en suspensión (alquitranes y nicotina).2 Tabaco y cáncer El tabaco se ha relacionado con diferentes cánceres: cáncer de pulmón, laringe, orofaringe, esófago, estómago, páncreas, hígado, colon, recto, riñón, vejiga, mama, aparato genital, linfático. En el humo del tabaco se encuentran numerosos compuesto químicos cancerígenos que provienen de la combustión, como el benceno, el benzopireno, el óxido nítrico, los derivados fenólicos y nitrosaminas, además de ser una fuente importante de la nicotina, que se considera un fármaco psicoadictivo. Tabaco y patología vascular Las enfermedades del aparato circulatorio constituyen la primera causa de muerte en la sociedad occidental. Los dos componentes más importantes son las enfermedades cerebrovasculares y la enfermedad isquémica del corazón o enfermedad coronaria. Está demostrado que la mortalidad por enfermedades vasculares aumenta en los fumadores. El tabaco multiplica por cuatro la probabilidad de padecer una enfermedad coronaria o cerebrovascular. Entre las múltiples sustancias del humo del cigarrillo, las que presentan un mayor efecto adverso son la nicotina y el monóxido de carbono (CO). Tabaco y enfermedad respiratoria no tumoral Los efectos del tabaco sobre las vías respiratorias se han descrito tanto a nivel de estructuras (vías aéreas, alveolos y capilares) como en los mecanismos de defensa pulmonar. Provocando, en los fumadores, sintomatología respiratoria y deterioro de la función pulmonar. El tabaco causa hipersecreción, lo que da origen a tos y expectoración crónica en los fumadores Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica Síndrome de apnea obstructiva durante el sueño Se ha descrito otras enfermedades respiratorias en relación con el tabaco como la fibrosis pulmonar idiopática, bronquiolitis obliterante con neumonía organizativa (BONO), granuloma eosinófilo, hemorragia pulmonar y enfermedad pulmonar metastásica. Existe evidencia de que el tabaquismo es un factor predisponente importante en el neumotórax espontáneo. Es un factor constante en la Histiocitosis X. La neumonía intersticial descamativa también está asociada al consumo del tabaco. Tabaco y patología dermatológica Fundamentalmente con un efecto de envejecimiento precoz y aparición de arrugas faciales (rostro de fumador). Para evitar este problema los fumadores deben beber aproximadamente un 50% más de agua que los no fumadores, ya que el fumar produce un cierto grado de deshidratación. Igualmente un estudio detecto que el 42,2 por ciento de las adictas al tabaco desarrollaron acné no inflamatorio; dolencia caracterizada por presencia de poros cerrados, quistes y puntos blancos y negros.3 Tabaco y patología digestiva El consumo de tabaco se ha asociado con la gastritis, úlcera gastroduodenal, esofagitis por reflujo, hipertrofia de papilas gustativas con déficit del sentido del gusto, y los cánceres de boca, lengua, laringe, esófago y páncreas. Dependencia física de la nicotina No existe hoy día una opinión unánime acerca de la importancia de la dependencia física a la nicotina como mayor o único componente de la adicción. Allen Carr, creador de un conocido método para dejar de fumar, afirmaba que aunque la ansiedad provocada por la retirada de la nicotina es físicamente real, es mucho más leve de lo que aparenta. Por tanto, esta ansiedad, aunque existente, podría estar multiplicada en la mente del fumador por factores sociales, situaciones de estrés o sus propios temores, lo que, de ser cierto, agregaría un componente psicológico muy importante a la adicción física. Dependencia moderada-intensa: consumo de más de 20 cigarrillos al día, fuman el primer cigarrillo en la primera media hora después de levantarse. Dependencia leve: consumo de menos de 20 cigarrillos al día, fuman el primer cigarrillo después de media hora de levantarse. Alcoholismo El alcoholismo o dipsomanía es una dependencia con características de adicción a las bebidas alcohólicas. Su causa principal es la adicción provocada por la influencia psicosocial en el ambiente social en el que vive la persona. Se caracteriza por la necesidad de ingerir sustancias alcohólicas en forma relativamente frecuente, según cada caso, así como por la pérdida del autocontrol, dependencia física y síndrome de abstinencia. El alcoholismo supone un serio riesgo para la salud que a menudo conlleva el riesgo de una muerte prematura como consecuencia de afecciones de tipo hepática como la cirrosis hepática, hemorragias internas, intoxicación alcohólica, hepatocarcinoma, accidentes o suicidio. El alcoholismo no está fijado por la cantidad ingerida en un periodo determinado: personas afectadas por esta enfermedad pueden seguir patrones muy diferentes de comportamiento, existiendo tanto alcohólicos que consumen a diario, como alcohólicos que beben semanalmente, mensualmente, o sin una periodicidad fija. Si bien el proceso degenerativo tiende a acortar los plazos entre cada ingesta. El consumo excesivo y prolongado de esta sustancia va obligando al organismo a requerir cantidades crecientes para sentir los mismos efectos, a esto se le llama "tolerancia aumentada" y desencadena un mecanismo adaptativo del cuerpo hasta que llega a un límite en el que se invierte la supuesta resistencia y entonces “asimila menos”, por eso tolerar más alcohol es en sí un riesgo de alcoholización. Las defunciones por accidentes relacionados con el alcohol (choques, atropellamientos y suicidios) ocupan los primeros lugares entre las causas de muerte en muchos países. Tratamiento del Alcoholismo Los tratamientos contra el alcoholismo incluyen programas de desintoxicación realizados por instituciones médicas. Esto puede suponer la estancia del paciente durante un periodo indeterminado, (quizás varias semanas), bajo tutela en hospitales especializados donde puede que se utilicen determinados medicamentos para evitar el síndrome de abstinencia. Después del período de desintoxicación, puede someterse al paciente a diversos métodos de Terapia de grupo o psicoterapia para tratar problemas psicológicos de fondo que hayan podido llevar al paciente a la dependencia. Además, se puede apoyar el programa con terapias que inciten al paciente a repugnar el alcohol mediante fármacos como el Disulfiram, que provoca fuertes y repentinas resacas siempre que se consuma alcohol. La terapia nutricional es otro tratamiento. Muchos alcohólicos tienen síndrome de resistencia a la insulina, un desorden metabólico debido al cual el cuerpo no regula correctamente el azúcar causando un suministro inestable a la circulación sanguínea. Aunque este desorden se puede tratar con una dieta hipoglucémica, esto puede afectar a su comportamiento y su estado anímico. Estos síntomas son efectos secundarios que se observan a menudo en alcohólicos sometidos bajo tratamiento de desintoxicación. Los aspectos metabólicos del alcoholismo a menudo se pasan por alto dando como resultado tratamientos de dudosos resultados. Impacto social Los problemas sociales que se derivan del alcoholismo pueden incluir la pérdida del puesto de trabajo, problemas financieros, conflictos conyugales y divorcios, condenas por crímenes tales como conducción bajo la influencia del alcohol, desórdenes públicos o maltratos, marginación, falta de respeto de gente que llega a ver al alcoholismo como un mal que el alcohólico se inflige a sí mismo y que ven como fácilmente evitable. Estudios exhaustivos, muestran que el alcoholismo no sólo afecta a los alcohólicos sino que puede afectar profundamente a cualquier persona de su comunidad que este a su alrededor. En los colegios sobre todo a nivel de secundaria se presenta gravemente este problema, cada vez es más baja la edad en que se inician en el consumo del alcohol y muchos es sólo para mostrar "valor" ante sus amigos Cálculo del consumo excesivo de alcohol Existe una sencilla fórmula para averiguar si se está consumiendo una cantidad excesiva de alcohol con los perjuicios que ello supone, mediante el cálculo de los gramos de alcohol. Esta fórmula consiste en multiplicar la cantidad de bebida en ml o cc por el número de grados de alcohol y por 0,8, y este resultado se divide entre 100 para conocer los gramos de alcohol de la bebida en cuestión. Se considera un consumo excesivo diario, 40 gramos de alcohol en hombres, debido a su supuesta mayor tolerancia al alcohol, y 20 gramos de alcohol en mujeres. Un detalle que se puede mencionar también en la ingesta desmedida de alcohol son los patrones de personalidad de la personas adicta a tales sustancias. Muchos alcohólicos llegan al alcoholismo por beber para salir de un estado de dificultad para socializar, o por problemas de baja autoestima. En algunos casos también el mayor o menor efecto que produce en relación al tiempo de ingestión hasta el momento en que la tolerancia y procesamiento dejan de ser efectivos. Una persona con un complejo de inferioridad, entre otros ejemplos, es más propensa a la poca resistencia al alcohol, pero no es una regla general. Drogadicciòn Criterios diagnósticos El DSM-IV-TR (2002) "El Manual diagnóstico y estadístico de los trastornos mentales "refiere que para poder ser diagnosticada como tal, la dependencia a sustancias ha de conllevar un patrón desadaptivo de consumo que conlleva malestar o deterioro (físico, psicológico o social) y junto al que han de darse, al menos, tres de los siguientes criterios en algún momento de un período continuado de 12 meses: Tolerancia Abstinencia La sustancia es consumida en cantidades mayores o durante más tiempo de lo que se pretendía en un principio Existe un deseo persistente o esfuerzos infructuosos de interrumpir el consumo o de controlarlo Se emplea mucho tiempo en actividades relacionadas con la obtención de la sustancia, consumo o recuperación de sus efectos Se da una importante reducción de las actividades cotidianas del sujeto debido a la ingesta de la sustancia Se continúa consumiendo la sustancia a pesar de tener conciencia de sus potenciales riesgos El CIE-10 (Organización Mundial de la Salud, 2005) refiere que para poder hablar de dependencia han de presentarse tres o más de los siguientes criterios en un periodo de 12 meses: Fuerte deseo de consumir la sustancia (Craving). Dificultades para controlar dicho consumo Síndrome de abstinencia al interrumpir o reducir el consumo Tolerancia Abandono progresivo de intereses ajenos al consumo de la sustancia. Inversión cada vez mayor de tiempo en actividades relacionadas con la obtención de la sustancia o con la recuperación de sus efectos Persistencia en el uso de la sustancia a pesar de percibir de forma clara sus efectos perjudiciales Los anteriores criterios hacen referencia tanto a aspectos relacionados con la dependencia física como con la psicológica. Circuitos neurales implicados en la dependencia Área tegmental ventral Núcleo accumbens Aspectos relacionados con la drogodependencia Así, como veíamos, es necesario diferenciar entre diferentes elementos que entran a formar parte del proceso de la drogodependencia: Intoxicación: Hace referencia a los cambios fisiológicos, psicológicos o comportamentales provocados por el consumo de una sustancia Tolerancia: Necesidad de aumentar la dosis de la sustancia para conseguir los efectos que antes se conseguían a dosis inferiores o bien disminución de los efectos producidos por la sustancia al utilizarla de forma frecuente. No implica, necesariamente, dependencia Síndrome de abstinencia: Conjunto de reacciones físicas o corporales que ocurren cuando una persona dependiente de una sustancia deja de consumirla o reduce su consumo Dos vertientes de la dependencia a sustancias: Dependencia física La dependencia física es la que se crea en el organismo de una persona debido al consumo continuado de una sustancia, de manera que necesita dicha sustancia para funcionar con "normalidad". Dicha dependencia física también es creada por la sintomatia del sujeto, ya que al dejarla produce el sindrome de la abstinencia y eso provoca sudoración, vomitos, entre otros sintomas fisicos Dependencia psicológica La dependencia psicológica consiste en la necesidad de tomar alguna sustancia por placer o por un malestar. Las drogas que provocan ésta clase de dependencia son las que afectan al cerebro y al sistema nervioso central, se presenta reducción de la tensión, ansiedad, euforia, e incremento de la capacidad física y mental. HISTORIA UNIVERSAL El objeto de estudio de la historia La historia es la suma de todos los acontecimientos políticos, económicos, sociales y culturales que han caracterizado el paso de la humanidad a través del tiempo. La aplicación de la historia La historia se utiliza en todas las ramas del conocimiento humano. El saber histórico se debe al trabajo de incontables científicos e investigadores que al paso de los siglos han estudiado restos humanos, materiales y herramientas, con el fin de reconstruir el pasado. HISTORIA Historia Historia Ciencia que estudia el desarrollo del hombre en sociedad, desde su aparición hasta nuestros días. Hace posible la comprensión del pasado, y su repercusión en el presente y futuro. Prehistoria Historia Periodo que abarca desde la aparición del hombre hasta la creación de la escritura. Edad de piedra Periodo que va desde la invención de la escritura hasta nuestros días. Edad de los metales Edad de los metales Paleolítico Periodo del cobre Mesolítico Periodo del bronce Edad de los metales Periodo del hierro Neolítico Revolución neolítica Descubrimiento de la agricultura y la ganadería. El hombre se vuelve sedentario. Aparece la propiedad privada Edad de los metales Edad de los metales LAS CIVILIZACIONES AGRÍCOLAS Antecedentes, causas y consecuencias de la revolución agrícola. Hace aproximadamente 10 000 años, algunas comunidades de Asia y el norte de África aprendieron a cultivar plantas y criar animales; practicaron una agricultura primitiva. Probablemente las sequías y el empobrecimiento del suelo los obligaron a buscar lugares cerca de los ríos (cuencas fluviales), donde desarrollaron una agricultura de alto rendimiento. De esta manera, en las cuencas fluviales de Egipto, Mesopotamia, la India y China surgieron las civilizaciones más antiguas de la historia. Organización económica, política y social Organización económica La agricultura fue la base económica de los pobladores de Egipto, Mesopotamia, la India y China. La ganadería constituyó también una actividad importante de esas civilizaciones. Sus principales productos fueron: trigo, cebada, lino, vid, lenteja, ajonjolí, palmera datilera, arroz, caña de azúcar y árbol de morera. Organización política Egipto fundó una monarquía faraónica de carácter teocrático; su máximo representante era el faraón. Mesopotamia tenía por gobernante a un rey sacerdote llamado patesí. En la India se introdujo el sistema de castas, dirigido por un sacerdote llamado brahmán o raja. En China, Yu fundó la primera dinastía; la historia de la civilización china estuvo ligada a diversas familias de gobernantes, llamados emperadores. Organización social Hacia el año 3500 antes de nuestra era (a. de n. e.) comenzó a desarrollarse en Egipto una sociedad de clases gobernada por un consejo de ancianos. En este periodo el pueblo sumerio, en el sur de Mesopotamia, se agrupó en ciudades-estado con gobierno, leyes, dioses y costumbres propios; este pueblo construyó las primeras ciudades del mundo. Entre 1800 y 1700 a. de n. e., en la India, los arios introdujeron el sistema de castas, compuestas de la manera siguiente: los brahmanes o sacerdotes, los chatrias o nobles guerreros; los vaisias o labradores, artesanos y campesinos, y los sudras o siervos. En China se estableció una clase social ligada a diversas familias de gobernantes llamadas dinastías, destacando la figura del emperador. Las civilizaciones agrícolas y su forma de vida En Egipto, la mayoría de la población era agricultora. También había joyeros, canteros, boteros, carpinteros y constructores. Los integrantes de las familias aristócratas ejercían la medicina, la ingeniería, la administración, la legislación o el sacerdocio. A las mujeres se les instruía en las labores del hogar. Según su condición social, los pobladores de Egipto habitaban en chozas de barro, casas de ladrillo y yeso o en magníficos palacios. La alimentación básica del pueblo egipcio estaba integrada por panes de trigo, cerveza, pescado, frutas y legumbres, complementada con miel, aves, pasteles y vino. La indumentaria usual era de faldellines, túnicas y vestidos de calidad diversa. Para ellos el aseo personal era considerado como una protección contra las enfermedades. En Mesopotamia, el Código de Hammurabi definió los asuntos civiles, administrativos, religiosos y mercantiles. Las casas de los gobernantes y mercaderes de Mesopotamia eran de ladrillo cocido al sol y esmaltado, azulejos, cantera y madera, con muros gruesos y techos planos e inclinados. Todo el pueblo andaba a pie y descalzo, con excepción de los hombres ricos. La vestimenta más común consistía, probablemente, en una combinación de camisa y túnica. La población de la China antigua vivía tanto en el campo como en la ciudad. El emperador residía en la ciudad principal, acompañado de los ministros y servidores de su corte. Las áreas rurales estaban pobladas por campesinos y artesanos, dedicados a sus actividades tradicionales. Para los chinos, la organización social y el poder del Estado debían conservar un orden; pensaban que la familia dependía del padre y que la sociedad era responsabilidad del gobernante. La vida de los pueblos de la India se caracterizó por la estricta reglamentación del sistema de castas establecido por los dominadores indoarios. En una sociedad de este tipo, el matrimonio entre personas de distinta casta era considerado el pecado más grave. El pueblo indio era sumamente religioso, creía en la transmigración del alma. Veneraba a la vaca, al toro y al cebú. La población india edificó sus ciudades conforme a un plan establecido. Las casas se construían con ladrillos cocidos al sol. LAS CIVILIZACIONES DEL MEDITERRÁNEO El mar Mediterráneo representó el medio de transporte apropiado para los pueblos que habitaron en las costas de Europa meridional, en Asia occidental y en África del norte; los fenicios, los griegos, los cretenses y los romanos se distinguieron como pueblos navegantes. Organización económica, política y social Organización económica El mar representó para los fenicios el campo de subsistencia más fecundo, les proporcionó alimentos abundantes y otros recursos; constituyó una vía de comunicación para el intercambio de mercancías con los pueblos ubicados en las costas del Mediterráneo. El comercio fue su principal actividad económica. La cultura griega se estableció al sur de los Balcanes, así como en la costa occidental de Asia Menor; allí surgieron las polís, ciudades-estado independientes que fueron muy prósperas por su situación geográfica y la comercialización de artículos suntuarios, como aceites finos, vinos y cerámicas de lujo. La ubicación privilegiada de Roma, en el centro de la península itálica, rodeada por ríos navegables y fértiles valles, permitió que se convirtiera en la civilización más importante de la región del Lacio. Desarrolló la agricultura, el comercio y la metalurgia, gracias a los etruscos, que se las heredaron, y a las guerras de conquista, posteriormente. Organización política Los fenicios, de origen semita, llegaron a las costas de Siria hacia el año 3000 a. de n. e., procedentes de los desiertos de Arabia, y alcanzaron su mayor esplendor en el siglo XV a. de n. e. Doscientos años después, el territorio fenicio estaba dividido en ciudades que contaban con leyes y gobierno propios, entre ellas Biblos, Tiro y Sidón, gobernadas por monarcas considerados de naturaleza divina. En las ciudades griegas se constituyeron estados esclavistas cuya forma de organización política evolucionó; las polis adoptaron diversas formas de gobierno: monarquía, democracia, oligarquía y tiranía. Los reyes etruscos gobernaron Roma durante 250 años; en este periodo se sentaron las bases políticas "del pueblo romano, estableciéndose tres formas de gobierno: la monarquía, la república y el imperio. Organización social En las comunidades fenicias existió una marcada diferenciación social; la distribución de la riqueza y el desempeño tradicional de determinados oficios favorecieron la consolidación de la sociedad clasista. El monarca y su familia, los funcionarios mayores, comerciantes y propietarios de talleres constituyeron la clase privilegiada; los marinos, artesanos, agricultores y esclavos formaban la clase desfavorecida. En los primeros tiempos de los pueblos griegos, el rey ejercía el poder; con él colaboraba el consejo areópago, formado por los eupátridas, grandes terratenientes de la clase aristócrata, quienes adquirieron facultades para nombrar a los magistrados (arcontes). Los aristócratas controlaron las principales tareas del gobierno. La población libre de las polis, formada por los pastores y campesinos de las zonas montañosas, marinos, artesanos y comerciantes, no tenía derecho a participar en las actividades políticas; este grupo era denominado demos (el pueblo). La sociedad ateniense estaba compuesta por los ciudadanos y los metecos (extranjeros). La sociedad espartana estaba formada por los espartanos, los periecos y los ilotas, o esclavos. En el periodo monárquico, la sociedad romana se caracterizaba por una marcada división de clases: • Patricios. Descendían de los primeros pobladores de Roma y disfrutaban de grandes privilegios; sólo ellos podían gobernar, ejercer el sacerdocio y el mando militar. • Plebeyos. Descendían de quienes llegaron después de los primeros pobladores; integraron el sector de campesinos libres. • Clientes o extranjeros. Avecindados en Roma bajo la protección de algún patricio. • Esclavos. Personas de los pueblos vencidos en la guerra o quienes no podían pagar sus deudas. Las civilizaciones del Mediterráneo y su forma de vida Los grupos desfavorecidos realizaban las labores más agotadoras del servicio doméstico; cultivaban los viñedos y campos de cereales de los poderosos e integraban los ejércitos enviados a las campañas de conquista y colonización de nuevos territorios. Los fenicios desarrollaron la industria textil e inventaron el teñido de color púrpura, también practicaron la metalurgia para fabricar armas y lograron producir vidrio transparente; además, fueron grandes copistas de muebles egipcios que vendían como originales. Instalaron factorías que funcionaban como puestos militares amurallados, ubicándolas en puertos naturales estratégicos. Las ciudades más importantes fueron Cartago, Chipre, Roma, Creta, Sicilia y Gader (Cádiz). En la vida cotidiana, los griegos daban gran importancia a la familia; el padre era el jefe y el máximo sacerdote en las ceremonias del hogar, mediante las cuales se rendía culto a los antepasados. Los hijos varones asistían a la escuela desde los siete años de edad; ahí aprendían a leer, escribir y a cultivar la música y la literatura. En la pubertad acudían al gimnasio para fortalecer el cuerpo; entre los 1 3 y 20 años cumplían el servicio militar y de este modo se convertían en ciudadanos. Las mujeres recibían una educación de carácter doméstico y cuando contraían matrimonio cuidaban a los hijos. Ajenos a estas costumbres, los espartanos se preparaban desde niños para servir en el ejército. Los griegos habitaban en casas de una planta, construidas con ladrillos recocidos; el suelo era generalmente de tierra apisonada y la casa carecía de ventanas y agua corriente. Una casa típica constaba de pequeñas alcobas, comedor, sala y una cocina que daba al patio, rodeado por columnas, el cual permitía la entrada de luz solar. Los griegos usaban una vestimenta que consistía en una túnica de lino o lana, la cual se sujetaba en los hombros; las mujeres empleaban una blusa larga. Los griegos eran partidarios de los ejercicios físicos, así manifestaban la armonía entre el cuerpo y el espíritu. En la vida social de Roma se introdujeron algunas reformas: se condicionó el divorcio, se prohibió la vida disipada de los ricos y el lujo desmedido, se limitó el número de esclavos que podía tenerse, se premió a las familias numerosas y se revaloró el trabajo de la población. La familia fue la institución social más importante de los romanos; el padre era la máxima autoridad en el hogar, juez y sacerdote; su voluntad era ley. La madre realizaba dos tareas principales: educar a los hijos y dirigir las labores domésticas. Los patricios habitaban en grandes mansiones con bellos jardines y patios interiores. El pueblo, en cambio, vivía en pequeñas e incómodas construcciones, edificadas con materiales de escasa calidad, que exponían a sus moradores a derrumbes e incendios. Los ricos esclavistas gozaban de espléndidas comidas y fiestas; los campesinos pobres recorrían las calles pidiendo pan. Para calmar el descontento popular, el gobierno repartía alimentos y organizaba espectáculos; de ahí la famosa expresión: "al pueblo, pan y circo". LA CULTURA ISLÁMICA En las primeras décadas del siglo Vil, Mahoma comenzó a predicaren la ciudad de La Meca una nueva religión monoteísta. La palabra islam significa "entrega a la voluntad de Dios". Mahoma fue el profeta fundador del islam; vivió entre los años 570 y 632; en 613 comenzó a predicar en La Meca, su ciudad natal, y sus primeros seguidores fueron libertos (esclavos liberados), pastores y comerciantes pobres. En el año 622, fecha que marca la era islámica, Mahoma huyó de La Meca a la ciudad de Medina; la huida es conocida como la Hégira. Organización económica, política y social Organización económica La mayoría de los habitantes de la península de Arabia vivían como nómadas; se dedicaban al pastoreo y al comercio, y se desplazaban en caravanas a través del desierto. El resto de la población practicaba una agricultura sedentaria. Organización política En un principio, cada tribu se regía por un gobierno de tipo patriarcal y sostenía sus propias creencias e intereses. El islam fue una doctrina religiosa y, al mismo tiempo, una forma de organizar un estado teocrático cuyos aspectos jurídicos, administrativos y civiles se basaban en todos los preceptos establecidos en el libro sagrado de los musulmanes: El Corán. La doctrina de Mahoma transformó la mentalidad y la forma de vida de los árabes porque los unificó en una misma creencia y en un mismo gobierno. Organización social La historia de los musulmanes, desde la muerte de Mahoma hasta el siglo XIII, se divide en tres periodos llamados califatos porque en cada uno gobernó una dinastía de califas; los principales son: • Califato ortodoxo o perfecto. Los" califas de este periodo fueron parientes o amigos de Mahoma; situaron su capital en Medina, lograron la unificación de la península de Arabia y conquistaron Siria, Mesopotamia, Persia y Egipto. • Califato omeya. Con la dinastía de los omeyas, procedentes de La Meca, se expandió el imperio árabe desde el valle del Indo y el norte de África hasta la península Ibérica. Los omeyas establecieron su capital en Damasco. • Califato abasida. Cuando una rebelión acabó con casi todos los miembros de la dinastía omeya, el poder quedó en manos de los abasidas. Durante el siglo X, otras dinastías de califas constituyeron reinos independientes, como los de Córdoba y Egipto, los cuales también recibieron el nombre de califatos. La cultura islámica y su forma de vida La cultura islámica fue una síntesis de elementos orientales y occidentales a los que añadió un carácter propio. Los árabes rescataron muchas obras de autores griegos sobre filosofía, medicina, matemáticas, física, astronomía y geografía; la Escuela de Traductores de Toledo las tradujo al árabe y las conservó para el futuro. Los árabes introdujeron en Europa el uso de la pólvora, el papel y la brújula, que habían aprendido de los chinos; los alquimistas árabes descubrieron el alcohol, la potasa y el ácido sulfúrico. Aumento de la producción de alimentos Crecimiento de la población Primeros asentamientos humanos Especialización del trabajo Nuevas técnicas Comercio Desigualdad social Poder basado en la acumulación de bienes Civilizaciones Egipto Ubicación Noreste de Gobierno teocrático. África, a las orillas El faraón era el del río Nilo. gobernante, considerado hijo del Sol. Mesopotamia Oeste de Asia, entre tos ríos Tigris y Eufrates. India Características Políticas Actividades económicas Agricultura Aportaciones culturales Libro de los Muertos. Arquitectura monumental (pirámides). Calendario solar de 365 días. Escritura jeroglífica. Falta de continuidad Agricultura política, disputas entre sumerios, acadios, asirios, babilonios. Gobierno teocrático. Inventaron el: ladrillo, dominaron la metalurgia. Código de Hamumurabi. Semana de 7 días. Escritura cuneiforme. Agricultura Sur de Asia. Ríos , Gobierno Indo y Ganges. teocrático, dirigido por un emperador. Los Vedas. Código de Manú. Conocimientos de álgebra y trigonometría. Conocimientos de anatomía y herbolaria. Características sociales Sociedades divididas en clases. En la parte alta de la sociedad se encontraba la nobleza, integrada por monarcas, hombres ricos, sacerdotes, altos jefes principales funcionarios del gobierno. El sector medio estaba compuesto por la gran mayoría de la población, que se dedicaba a la agricultura, ganadería y oficios; existían oficiales menores, soldados, escribanos y comerciantes. Los China Este de Asia. Ríos Huang-Ho y Yang-Tse-Kiang. Agricultura Filósofos: Lao-Tse y Confucio. Gran Muralla. Raíces cuadradas y cúbicas. Inventaron el compás, la pólvora, la brújula, la imprenta. Escritura ideográfica. Fenicia Litoral oriental del mar Mediterráneo. Organizada en ciudades-estado o polis. Comercio Inventaron el dinero y el crédito. Grecia Península Balcánica en el oriente de Europa. Etapas: Monarquía, República e Imperio. Agricultura Ganadería Alfarería Filósofos: Sócrates, Platón, Aristóteles, Pitágoras (matemático), Herodoto (historiador). Literatura: Homero, Esquilo, Sófocles. Roma Península Itálica. Monarquía. Agricultura Ganadería Comercio Guerra Latín Derecho Romano Arquitectura Macedonia Norte de la Península Balcánica. Guerra Fusión de la cultura griega y la oriental; cultura helenística. Judía Palestina en Asia. Etapas: Patriarcas, Jueces y Monarquía. Pastoreo Ganadería Agricultura Comercio Crearon la primera religión monoteísta (judaísmo). Biblia. esclavos formaban la base de la sociedad y realizaban los trabajos más pesados. LA EDAD MEDÍA EN EUROPA Y EN EL ORIENTE Durante la Edad Media, en Europa occidental surgió y se desarrolló un sistema económico y social conocido como feudalismo, el cual se consolidó en algunos reinos que más tarde se convirtieron en naciones modernas. La Edad Media puede dividirse en dos periodos: la Alta Edad Media, que comprende los siglos V a XII, y la Baja Edad Media, que abarca del siglo XII a la primera mitad del siglo XV. Entre los siglos XIII y XV, los bizantinos sostuvieron largas luchas contra los otomanos de Asia Menor. Por la misma época, en la lejana China se desarrolló una brillante civilización, la cual quedó sometida al imperio mongol durante un siglo aproximadamente. Durante la Edad Media, los cristianos se relacionaron con los musulmanes y lucharon contra ellos por motivos religiosos y por el dominio de las rutas comerciales. Los enfrentamientos entre cristianos y musulmanes reciben el nombre de cruzadas. Organización económica, política y social Organización económica La economía feudal dependía principalmente de la explotación de la tierra y giraba en torno al feudo. La agricultura y la cría de ganado fueron las principales actividades económicas. Además de las tierras agrícolas, los feudos contaban con prados para el pastoreo, viñedos y bosques. Organización política Era como una pirámide en cuya cúspide se encontraba el rey, después de él y bajo su autoridad estaban los duques, condes y marqueses (alta nobleza). El señor feudal tenía poder absoluto en todos sus dominios; contaba con su propio ejército, imponía las leyes, administraba justicia, acuñaba moneda, cobraba impuestos y obligaba a los campesinos a entregarle gran parte de su cosecha. Organización social La sociedad feudal estaba constituida por tres estamentos o grupos sociales: • Nobles. Rendían pleitesía al rey y tenían bajo su autoridad a numerosos vasallos. • Clérigos. Se encargaban de los servicios religiosos en el feudo; con mucha frecuencia llegaban a convertirse en vasallos del rey o en señores feudales. • Campesinos. Vivían en aldeas dispersas en torno al castillo, se encargaban de producir los alimentos que consumían los nobles y clérigos y formaban dos grupos bien diferenciados: - Los villanos, que habitaban en las aldeas y en las villas y cultivaban sus tierras o las del señor feudal. - Los siervos, que trabajaban las tierras del señor y eran comprados y vendidos como parte de la tierra. EL RENACIMIENTO Durante el Renacimiento, Europa experimentó profundas transformaciones: se formaron las primeras naciones, se descubrieron nuevas tierras, renacieron el comercio, la vida urbana, las ciencias y las artes; llegó a su fin la Edad Media. También las ideas religiosas se transformaron, la burguesía cobró gran importancia y se consolidaron las bases económicas del capitalismo. Transformaciones económicas, políticas, sociales y culturales Transformaciones económicas En el Renacimiento la estructura social y política de las sociedades feudales europeas fue sustituida paulatinamente por un nuevo orden, basado en el comercio y en el desarrollo de las ciudades; esto propició la expansión de las actividades comerciales y un rápido desarrollo de la industria: se reorganizó el intercambio de productos, se formaron mercados locales y regionales, el comercio internacional creció rápidamente; las flotas mercantes europeas recolectaban los productos que llegaban de China, India, Siria y Egipto; la demanda crecía debido al aumento de la población, al mismo tiempo que la oferta con la introducción de nuevos productos. Transformaciones políticas En esta época de cambios surge una clase social llamada burguesía, que acumuló grandes fortunas gracias a la apertura de los nuevos mercados y las actividades financieras. Con el apoyo del rey, los burgueses llegaron a gobernar las ciudades y lograron tener representantes ante los monarcas, y a mediados del siglo XIII se presentó una situación de equilibrio entre el rey, la iglesia, la nobleza y la burguesía. Transformaciones sociales A comienzos del siglo XII se produjo una transformación social, dando origen a dos clases sociales: la burguesía, integrada por comerciantes, tenderos, artesanos; y el proletariado, constituido por muchos siervos y campesinos, que llegaron a escapar de los señores feudales, convirtiéndose en trabajadores de los talleres artesanales en los burgos o ciudades. Transformaciones culturales En los siglos XV y XVI los pensadores y artistas europeos difundieron la cultura clásica griega y latina. De esto se derivó el movimiento cultural denominado Renacimiento. Causas de los grandes descubrimientos geográficos Gracias a los descubrimientos científicos y a los recursos técnicos utilizados en la navegación se exploraron nuevas regiones, lo cual permitió comprobar la redondez de la Tierra. Consecuencias de la colonización europea en América Españoles y portugueses conquistaron grandes territorios de América y formaron imperios coloniales; por lo tanto, las sociedades indígenas fueron sometidas al dominio de los europeos. Edad media Invasiones bárbaras provocan la caída de Roma Inicio Características y sucesos Estancamiento cultural. La iglesia católica obtiene un gran poder económico y cultural. Sobrevive el Imperio Romano de Oriente con su capital en Bizancio o Constantinopla. En Asia, Mahoma funda la religión islámica que transforma la organización del pueblo árabe y su doctrina queda establecida en el libro sagrado El Corán. Se crea en Europa una nueva organización económica llamada feudalismo: su principal fuente de riqueza fue la posesión de la tierra que era trabajada por grandes grupos de siervos. Las clases sociales fundamentales eran el señor feudal y el siervo. Las Cruzadas: expediciones militares y religiosas realizadas por tos cristianos europeos de los siglos XI a XIII, con el pretexto de rescatar los lugares santos de la posesión de los turcos, pero en realidad deseaban: abrir una ruta comercial al oriente y tenían interés por adquirir tierras y riquezas. Intercambio con Oriente Relaciones entre las regiones de Europa Intensificaron el Ampliaron las Auge del comercio Aumentaron las Rutas terrestres, fluviales y marítimas Generalizaron el Propiciaron el Traslado de gente por varias regiones Uso de la moneda Renacimiento Periodo de transición Sé desarrolla el comercio y se restablece el sistema monetario. Surge la burguesía como nueva clase social. Se retoman aspectos de la cultura griega y romana, en las artes. Cambia la visión religiosa del mundo por una laica y humanista. Se busca la explicación científica de la naturaleza y la sociedad. Artistas y científicos: Leonardo Da Vinci, Galileo Galilei, Nicolás Copérnico. Grandes descubrimientos geográficos. Reforma protestante (Martín Lutero y Juan Calvino). LAS DIVISIONES DEL CRISTIANISMO Y LAS GUERRAS RELIGIOSAS Reforma: causas y consecuencias En Europa occidental hubo también conflictos religiosos —iniciados en Alemania por Martín Lutero— que trastocaron la unidad católica. Estos conflictos impulsaron las ideas renacentistas y el ascenso de los burgueses, que aspiraban a nuevas prácticas religiosas. A este movimiento se le conoce como reforma religiosa. Las consecuencias de la reforma religiosa fueron: • La división de Europa occidental en dos bloques religiosos antagónicos: católicos y protestantes. • La intolerancia de estos bloques, que perseguían y ejecutaban a sus antagonistas religiosos. • La pérdida de poder del papado y de la iglesia católica. • La independencia económica y religiosa de las iglesias que adoptaron la doctrina protestante. EL ABSOLUTISMO EUROPEO Antecedentes y características En el siglo XVII Inglaterra y Holanda tenían la superioridad marítima y comercial; la primera creó colonias unidas de Nueva Inglaterra, en la costa occidental de América del Norte, y controló su comercio por medio del Acta de Navegación. Esos países superaron a España y a Portugal, que en el siglo XVI habían controlado todo el comercio de la Colonia. Características del estado absolutista En el siglo XVII se creó una forma de gobierno absolutista que proclamaba que todo el poder debía estar en manos del rey. En Francia, Luis XIV creó esta idea y se propagó a los demás estados europeos. LA ILUSTRACIÓN Movimientos intelectuales y sociales En el siglo XVIII nació en Europa un movimiento ideológico llamado Ilustración, que tenía como base las ideas de intelectuales para transformar a la sociedad europea en los aspectos político y social, y que después pasaron a América. Es importante señalar que la Ilustración estaba considerada como una fuerza capaz de asegurar el progreso de la sociedad. La obra intelectual más importante de los filósofos ilustrados se conoce con el nombre de Enciclopedia o Diccionario de la ciencia, las artes y los oficios; dicha obra estaba formada por más de 20 tomos, los cuales fueron publicados en París, Francia; la obra fue escrita por muchos autores, entre ellos Diderot, D'Alembert, Voltaire, Rousseau, Montesquieu y Locke. John Locke y Juan Jacobo Rousseau aseguraron que todos los hombres son iguales y que en ellos reside la soberanía para gobernar; establecieron la idea del estado como contrato social entre los hombres, con la finalidad de ejercer el poder en beneficio de la sociedad y cuidar la vida, la seguridad, la propiedad, la libertad y la felicidad de todos. Por otra parte, el pensador francés Montesquieu desarrolló la doctrina política de la separación de los poderes. LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL En el siglo XVIII, en Inglaterra, se dio la revolución industrial, originando grandes transformaciones económicas y sociales. Tuvo como base la transformación de los sistemas de producción mediante el uso de máquinas que cambiaron totalmente las formas de vida de la sociedad inglesa. Causas de la revolución industrial Las causas de la revolución industrial fueron: • La invención de la máquina de vapor. • El desarrollo de la ciencia. • El aumento de la población. • El desarrollo de la técnica. • Fabricación de máquinas de metal. • La acumulación de capital, que dio lugar a una sociedad capitalista. • La revolución agropecuaria. Consecuencias, económicas, políticas y sociales Como consecuencia de las grandes transformaciones económicas derivadas de la revolución industrial, se produjeron también significativos cambios sociales, como la aparición de las fábricas y el crecimiento de las grandes ciudades. La industria doméstica y los talleres artesanales desaparecieron por la introducción de maquinaria y la instalación de numerosas fábricas; el desarrollo de la industria atrajo a miles de campesinos, los cuales emigraron del campo a las ciudades en busca de trabajo. Debido a la escasez de viviendas, las familias obreras, por lo general numerosas, vivían amontonadas en reducidas e insalubres casuchas. Surgen también dos clases sociales: la burguesía y el proletariado. Éste último era explotado y recibía salarios miserables por jornadas de trabajo de hasta 14 horas diarias. Los medios de comunicación, los transportes y la metalurgia también mostraron grandes avances como consecuencia de esta revolución tecnológica. La industria textil se desarrolló rápidamente. Proliferó el uso de la máquina de vapor inventada por James Watt, pues hasta entonces se había utilizado el carbón mineral como principal fuente de energía para mover máquinas. EL LIBERALISMO El liberalismo tiene como antecedentes las ideas de John Locke; en esencia, defiende la libertad de acción de los individuos y rechaza toda intervención del Estado en el aspecto económico. Propuestas políticas y económicas del liberalismo • Libertades personales: de conciencia, de religión e imprenta; igualdad de todos los hombres ante la ley. • División de poderes en cada Estado de acuerdo con los principios enunciados por Montesquieu. • Derecho de los ciudadanos a participar en las actividades políticas, directamente o por medio de representantes elegidos para integrar el parlamento. Está relacionado con el derecho de voto para elegir a sus representantes. • Libertad económica, rechazando el control del Estado en la economía. Sostiene que la prosperidad económica y el progreso social sólo se alcanzan por medio de la iniciativa privada y la libertad de comercio, dando origen a aquella frase de "dejad hacer, dejad pasar". La independencia de las trece colonias de Norteamérica Antecedentes y causas A mediados del siglo XVIII, gran parte del continente americano fue colonizado por cuatro potencias europeas: España, Portugal, Gran Bretaña y Francia. Las posesiones de Inglaterra se ubicaban en la costa oriental de América del Norte, donde se formaron trece colonias que más tarde dieron origen a Estados Unidos de América. Algunos colonos se dedicaban a la industria o al comercio, otros a la agricultura; pero todos querían liberarse del dominio inglés para construir un gobierno propio. El éxito de este asentamiento alentó la emigración de otros europeos, como: capitalistas, nobles arruinados, comerciantes, artesanos y un gran número de congregaciones religiosas perseguidas por sus creencias. Los colonos ingleses, a diferencia de los españoles, no se mezclaron con los indígenas, sino que sostuvieron constantes luchas con ellos hasta que los despojaron de sus territorios. Al empezar el siglo XVIII existían marcadas diferencias entre las colonias inglesas de América: la economía de los colonos del sur dependía de la producción de las plantaciones y cultivos de caña, tabaco, algodón y añil; los negros traídos como esclavos fueron la principal mano de obra en las plantaciones. La lucha por la independencia En 1763 la población de las trece colonias alcanzó la cifra de un millón y medio de habitantes. Las colonias del norte se caracterizaron por el desarrollo de varias actividades económicas: agricultura, ganadería y manufactura de productos. Algunos colonos, sobre todo los que participaban en la vida cultural de las colonias, aprovechaban las reuniones familiares y sociales para manifestarse en contra del dominio inglés; no ocultaban sus aspiraciones de elegir su propio gobierno. En aquellos años, Inglaterra participó en casi todas las guerras en Europa. Con el propósito de obtener recursos para financiar su intervención en dichas guerras, la corona británica incrementó los impuestos que pagaban los habitantes de sus po sesiones americanas, obstaculizó el comercio entre las colonias y las Antillas y prohibió a los colonos fabricar los productos que elaboraba la industria británica. Estas disposiciones causaron un gran malestar entre los colonos, cuya irritación aumentó cuando la corona dio a conocer el Acta de Papel Sellado. Las protestas ante el rey y el parlamento se intensificaron, y la rebelión comenzó en 1773, en el puerto de Boston, cuando un grupo de colonos arrojó al mar un cargamento de té que se encontraba a bordo de tres barcos ingleses. Las revueltas propiciaron la celebración del Primer Congreso Continental, en Filadelfia, en 1774, con la participación de las trece colonias, donde se elaboró una declaración en la que solicitaban a la corona la cancelación de todos los impuestos y reclamaban el derecho a gobernarse por sí solos. La corona no aceptó y envió tropas a combatir la rebelión, pero los colonos estaban armados y organizados. En abril de 1775 se reanudó la lucha por la independencia de las trece colonias y en junio del mismo año el Segundo Congreso Continental designó al coronel George Washington jefe de las fuerzas norteamericanas. En el curso de la guerra entre colonos y las tropas británicas, los representantes de doce de las trece colonias se reunieron y aprobaron la Declaración de Derechos del Buen Pueblo de Virginia, y el 4 de julio de 1776 se aprobó la Declaración de Indepen- dencia; el documento fue redactado por Thomas Jefferson. Consecuencias de la independencia En las primeras décadas de vida independiente, en Estados Unidos de América comenzaron a sentarse las bases para el desarrollo de la industria y el comercio, actividades que después permitieron el auge económico y el desarrollo de la economía capitalista. Los colonos iniciaron la expansión hacia el oeste mediante el despojo de tierras a las comunidades indígenas, fundando nuevos estados que se integraron a la federación. En 1800 se terminó de construir la ciudad de Washington, a orillas del río Doymac; esta ciudad fue nombrada capital de la república y desde entonces es la sede del congreso y del gobierno. LA REVOLUCIÓN FRANCESA Antecedentes La revolución francesa puede ser definida como un proceso de transformación dirigido por la burguesía contra el absolutismo. En el último cuarto del siglo XVIII, el antiguo régimen, sistema caracterizado por la monarquía y la sociedad absoluta estamental, entró en una profunda crisis con la existencia de grupos privilegiados. Eran tres grupos o estamentos los que componían la sociedad francesa: la nobleza, el clero y el tercer estado. Influida por las ideas de la Ilustración, la burguesía francesa estaba en contra del poder absoluto de los monarcas y los privilegios de la nobleza y el clero; consideraban injustos esos privilegios y defendían la idea de la soberanía nacional, por la cual, según ellos, el poder reside en el pueblo. Las ideas de los personajes ilustrados influyeron en el estallido de la revolución y sirvieron de base para denunciar la desigualdad social. Consecuencias La vida política, económica y cultural de la Francia de fines del siglo XVIII y principios del XIX fue modificada sustancialmente por la revolución francesa, con los siguientes cambios: • • • • • Abolió los privilegios feudales. Decretó la igualdad de todos los ciudadanos ante la ley. Estableció la supremacía de las leyes sobre la voluntad de los gobernantes. Impuso la libertad de industria y comercio. Propició movimientos sociales contra el absolutismo en otros países europeos y la instauración de gobiernos constitucionales. Los principios de la revolución francesa influyeron de manera decisiva en la vida social y política no sólo de las naciones europeas, sino también de las colonias americanas sometidas al dominio español. MOVIMIENTOS DE INDEPENDENCIA DE IBEROAMÉRICA Características Los movimientos de independencia de las colonias españolas y portuguesas de América estuvieron estrechamente vinculados con los sucesos ocurridos en Europa durante el siglo XVIII. Entre los hechos que más contribuyeron a la independencia de estas colonias se encuentran las siguientes: • La difusión de las ideas de la Ilustración, que propiciaron la crítica de los gobiernos autoritarios y alentaron los sentimientos de rebeldía de los pueblos dominados por las potencias coloniales. • El reconocimiento de la independencia de Estados Unidos de América. • La divulgación de las ideas de libertad, igualdad y fraternidad emanadas de la revolución francesa. • La invasión de España y Portugal por Napoleón Bonaparte en los primeros años del siglo XIX. Revoluciones burguesas Revolución Antecedentes y causas Principales dirigentes Revolución Industrial Descubrimientos James Watt geográficos. George Stephenson Desarrollo del comercio. Necesidad de aumentar la producción. Revolución Inglesa Aumento de impuestos. Conflictos internos. Oliverio Cromwell Independencia de las colonias inglesas de Norteamérica Formación de una burguesía colonial. Las colonias mantenían una gran autonomía política y económica. Restricciones comerciales y aumento de impuestos. Crisis económica, desigualdad social y miseria de la población. La ilustración. Independencia de E. U. A. George Washington Thomas Jefferson Benjamín Franklin Dominio español de las actividades económicas y administrativas. Malestar criollo. Marcadas diferencias sociales. Difusión de ideas liberales. Ilustración, Independencia de E. U. A. Revolución Francesa. Invasión de Napoleón a España. José María More los Simón Bolívar José de San Martín Revolución Francesa Independencia dé las colonias iberoamericanas. Robespierre Danton Napoleón Bonaparte Consecuencias Sustitución de la producción manufacturera por una producción maquinofacturera. Nace la producción en serie. Desarrollo del comercio y los bancos. Aumento de la población, migración del campo a la ciudad, explotación, desempleo, huelgas, contaminación ambiental. Primer país donde se establece una monarquía constitucional. Se establece el primer estado independiente de América: Estados Unidos de América. Toma del poder económico y político por parte de la burguesía. Se crea una sociedad de ciudadanos con obligaciones y derechos. Difusión de ideas liberales. Origen de las naciones latinoamericanas. Se establecen sistemas republicanos. Se inicia una penetración imperialista por parte de E. U. A. e Inglaterra. EL IMPERIALISMO Características El imperialismo surgió debido al gran desarrollo económico alcanzado por varios países de Europa y por Estados Unidos de América en la segunda mitad del siglo XIX. El imperialismo inglés En el siglo XIX, Inglaterra era la principal potencia marítima del mundo. Durante el largo reinado de Victoria I, o era victoriana, esta potencia formó el más extenso de los imperios coloniales. La expansión territorial de Inglaterra en Asia y África se basó en una poderosa flota naval, ya que al principio de ese siglo era considerada la primera potencia marítima del mundo. Los ingleses sometieron a la India desde 1850. Después de aplastar las rebeliones de los nativos se consolidó su dominio, y se apoderaron de Afganistán, Birmania y Malaca. Singapur era un punto estratégico, pues dominaba el estrecho de Malaca, de activo tráfico comercial. Inglaterra consiguió una importante área de influencia en territorio chino, provocando la guerra del opio, que concluyó en 1842 con el tratado de Nankin; además, tomó posesión de la isla de Hong Kong. En 1882, los ingleses invadieron Egipto, en África, y lo convirtieron en protectorado. Aseguraron su dominio sobre el canal de Suez y planearon unir Egipto con su colonia de El Cabo, en el sur. Se apoderaron de Sudán, Rhodesia, Uganda, Kenia, Nigeria, Somalia, Costa de Oro, Sierra Leona y Cambia. El imperialismo francés La expansión colonial francesa alcanzó su máxima expresión entre los años 1880 y 1900. En Asia, Francia ocupó la península de Indochina, integrada por Camboya, Viet Nam y Laos. En el continente africano comenzó con la conquista de Argelia. Se instaló en Senegal, Guinea, Costa de Marfil y Chad, y cuando finalizó el siglo XIX ocupó Madagascar. PRIMERA GUERRA MUNDIAL Causas Las causas de la primera guerra mundial fueron: • Los conflictos imperialistas entre las potencias europeas. • El enfrentamiento de bloques de países, unidos en un sistema de alianzas (Triple Entente y Triple Alianza). • La carrera armamentista, o sea, la fabricación y compra de material de guerra y la organización de ejércitos en un ambiente de conflictos entre potencias. • Las tensiones en Marruecos entre Alemania y Francia, apoyada por Inglaterra. • La crisis de los Balcanes con el enfrentamiento entre los imperios rusos y austrohúngaro. El desarrollo de la primera guerra mundial fue en dos etapas: En la primera de 1914 a 1916, Alemania lanzó sus tropas sobre Francia para vencerla rápidamente y dirigirse luego sobre Rusia. Los alemanes pensaban que la situación en Francia les era favorable y retiraron parte de su ejército para enviarlo al frente ruso; a partir de ese momento comenzó la guerra de trincheras, en la que se utilizó artillería pesada, la aviación, tanques y gases asfixiantes. Mientras la guerra de trincheras se desarrollaba en el occidente, en el oriente las tropas de Alemania y Austria-Hungría hicieron retroceder a los rusos y ocuparon Polonia. En la segunda etapa, en 1917, fueron dos hechos los que cambiaron el curso de la guerra: En el frente oriental, el régimen comunista surgido en la revolución rusa se retiró de la guerra y firmó la paz con Alemania. En el occidente, el equilibrio de fuerzas entre los bloques contendientes se rompió en 191 7, cuando Estados Unidos de América entró en la guerra para combatir junto a Francia, Inglaterra y Rusia, aportando un gran número de soldados, armas y otros recursos materiales. Consecuencias Las consecuencias de esta guerra sangrienta fueron: • La muerte de más de 10 000 000 de personas en los campos de batalla y en las poblaciones. • • • • • • • El descenso de la natalidad en los países involucrados en la guerra. La pérdida de enormes recursos materiales. Europa perdió el 30% de su potencial agrícola y el 40% de su potencial industrial. El agotamiento de la reserva de materias primas. La desorganización de los transportes y las comunicaciones. La escasez de mano de obra. La modificación del mapa político de Europa: los imperios austrohúngaro y turco-otomano se fragmentaron en nuevos estados. • El fin de las monarquías en algunos países, derrocadas por movimientos político-sociales. El endeudamiento de Europa. Los países de la Triple Entente y sus aliados recibieron cuantiosos préstamos de Estados Unidos de América; los que perdieron tuvieron que pagar enormes cantidades por reparación de daños causados en el conflicto. LA REVOLUCIÓN RUSA Causas La crisis económica del Imperio ruso y su intervención en la gran guerra provocaron la revolución de febrero de 1917, que propició la abdicación del zar y la creación de un gobierno provisional que realizó algunas reformas. Como el gobierno provisional no resolvió los problemas más urgentes, en octubre de 1917 se produjo otro movimiento revolucionario: los bolcheviques triunfaron e integraron un gobierno de obreros y campesinos. Desarrollo La situación económica y social del imperio ruso se agravó debido a la decisión del zar de intervenir en la primera guerra mundial. Esta situación originó un gran malestar entre obreros y campesinos, que comenzaron a formar agrupaciones para la defensa de sus intereses. Las ideas socialistas de Marx y Engels tuvieron como principal impulsor a Vladimir Ilich Ulianov (Lenin). Los soviets se opusieron a la participación rusa en el conflicto, pues consideraban que sólo servía a los intereses del imperialismo y no beneficiaba a la clase trabajadora, que se levantó en armas contra el gobierno zarista. El movimiento revolucionario estalló en la ciudad de Retrogrado en febrero de 1917; la revuelta, protagonizada principalmente por los obreros, se extendió por varias ciudades rusas, entre ellas Moscú. A este movimiento se aliaron burgueses, liberales y otros grupos. En octubre de 1917 se produjo el movimiento revolucionario que llevó a cabo Lenin y los bolcheviques, que lograron controlar los más importantes regimientos militares de Retrogrado; esto les permitió tomar por asalto las oficinas públicas y derrotar a Kerenski, controlando toda Rusia. Consecuencias La revolución rusa fue un acontecimiento decisivo del siglo XX, pues dividió el mundo en dos bloques opuestos: el capitalista y el socialista. Por primera vez en la historia se establecía un Estado regido por los principios de la teoría de Carlos Marx y Federico Engels. La revolución rusa ejerció una gran influencia a nivel mundial, y en diversos países estallaron movimientos socialistas que tomaron como ejemplo la revolución de octubre. SEGUNDA GUERRA MUNDIAL Causas Causas económicas: caída de la producción y una crisis económica mundial que sólo se resolvió con la producción de armas. Causas políticas: armamentismo a nivel mundial; un nacionalismo exaltado que buscaba ampliar su territorio. Causas sociales: desempleo, inestabilidad y movimientos de protesta. Formación de bloques: países aliados: Francia, Inglaterra, URSS y EUA, y eje Berlín-Roma-Tokio, que se enfrentaron de 1939 a 1945. Desarrollo En los primeros años del conflicto, las tropas alemanas desarrollaron la denominada guerra relámpago, ofensiva caracterizada por la rapidez del ataque y el avance militar. En este ataque se usaron las divisiones blindadas y la aviación, que logró vencer la resistencia en varias ciudades europeas. Entre 1939 y 1941, los alemanes organizaron diversas acciones bélicas, invadieron Dinamarca y Noruega, desataron una ofensiva contra Holanda y Bélgica y se apoderaron del norte y occidente de Francia. Tras esta ocupación, Italia entró en la guerra como aliada de Alemania, que centró su interés en Inglaterra, el oriente de Europa, Rusia y el norte de África. Entre las batallas más importantes destacan la de Inglaterra, la de Rusia, la del norte de África y la guerra del Pacífico. En diciembre de 1941, aviones de guerra japoneses bombardearon la base naval de Pearl Harbor, ocupada por Estados Unidos, provocando que éste le declarara la guerra a Japón. El 6 de agosto de 1945, Estados Unidos de América lanzó una bomba atómica sobre la ciudad de Hiroshima, y tres días después otra sobre Nagasaki. Con estos ataques Japón solicitó la paz y el 2 de septiembre de 1945 firmó su rendición. Consecuencias La guerra ocasionó más de 50 millones de víctimas, pérdidas materiales incalculables y la destrucción de gran parte de Europa: • Las principales ciudades europeas quedaron en ruinas por los bombardeos; muchas tierras de cultivo fueron arrasadas. • Los ferrocarriles, puertos, puentes, fábricas y vías de comunicación quedaron convertidos en chatarra y escombros. • Europa perdió la supremacía mundial y quedó dividida en dos áreas de influencia: la de Estados Unidos de América, en Europa occidental, y la de Rusia, en Europa oriental. • Los imperios coloniales comenzaron a desintegrase y se modificó el mapa político de Europa. Guerras mundiales Primera Guerra Mundial 19 14-191 9 Antecedentes y causas Expansión colonial. Consolidación de las naciones europeas. Insatisfacción por el reparto colonial. Intenso desarrollo de Alemania. Política armamentista; "Paz armada". Conformación de la Triple Alianza (Alemania, Italia y Austria - Hungría) y la Triple Entente (Inglaterra, Francia y Rusia): Asesinato del archiduque Francisco Fernando en Sarajevo el 28 de junio de 1914. Grupos contrarios Imperios centrales: Alemania, Italia y Austria-Hungría Aliados: Inglaterra, Francia, Rusia y E. U. A. Consecuencias Depresión económica en Europa. E. U. A. se consolida como potencia mundial. Surgen nuevos países: Yugoslavia, Checoslovaquia, Austria, Hungría, Finlandia, Polonia, Estonia, Lituania y Letón ¡a. Se crea la Sociedad de Naciones. Triunfa la Revolución socialista en Rusia, creándose la U. R. S. S. Segunda Guerra Mundial 1939-1945 Antecedentes y causas Crisis económica de 1929. Disputas que no se resolvieron con la Primera Guerra Mundial. Inconformidad de Alemania por el Tratado de Versalles. La política de expansión territorial implementada por los regímenes totalitarios de Alemania (nazismo), Italia (fascismo) y Japón. Grupos contrarios Eje Berlín - Roma- Tokio: Alemania, Italia y japón. Aliados: Francia, Inglaterra, Unión de Repúblicas Socialistas Soviéticas (U. R. S. S.) y E. U. A. Consecuencias Creación de la Organización de Naciones Unidas (ONU). Surgimiento dé dos bloques contrarios encabezados por E. U. A. y por la U. R. S. S., dando origen a la Guerra Fría. División de Alemania. Se crean organismos militares como la Organización del Tratado del Atlántico Norte (OTAN) y el Pacto de Varsovia. ACUERDOS Y ORGANISMOS INTERNACIONALES Organización de las Naciones Unidas Durante la conferencia de Yalta, EDA, la URSS e Inglaterra trazaron las bases para organizar la paz en el mundo. En 1945 se realizó la conferencia de San Francisco, la cual culminó con la fundación de la ONU. El nuevo organismo internacional sustituyó a la Sociedad de Naciones. Cinco Estados, denominados los cinco grandes (EUA, URSS, Inglaterra, Francia y China) obtuvieron el derecho de oponerse a las decisiones del organismo e influyeron de manera decisiva en su funcionamiento; sin embargo, la ONU no ha alcanzado los fines para los que fue creada: conservar la paz. Organización del Tratado del Atlántico Norte En Occidente se creó la OTAN, la cual formalizó un acuerdo de apoyo militar entre los estados capitalistas. La integraban EUA, Canadá, Inglaterra, Francia, Noruega, Dinamarca, Bélgica, Italia, Portugal, Islan-dia, Luxemburgo, Países Bajos y Grecia; después se unieron Turquía y la República Federal Alemana. Pacto de Varsovia En 1955, el bloque socialista formó el Pacto de Varsovia, alianza militar entre países como la URSS, Polonia, Rumania, Checoslovaquia, Hungría, Yugoslavia, Bulgaria, Albania y la República Democrática Alemana. La integración de estas alianzas militares estableció los límites y el poderío de cada uno de los bloques. SEGUNDA MITAD DEL SIGLO XX La evolución demográfica, el deterioro y agotamiento de los recursos naturales, la desigualdad económica entre las naciones, los vertiginosos cambios tecnológicos, el fenómeno de la comunicación y la cultura de masas, la influencia del cine, la radio y la televisión en las sociedades modernas y los cambios políticos de finales del siglo XX son los factores que caracterizan al mundo. Diferencias políticas, económicas y sociales entre países Los países industrializados presentan un elevado ingreso por persona, así como un crecimiento económico sostenido, una industria tecnológicamente avanzada y un alto nivel de vida. Los países en vías de desarrollo, por el contrario, muestran un bajo ingreso percápita, poseen una industria poco desarrollada y dependen económica y técnicamente de las naciones desarrolladas. Muchos de ellos enfrentan graves problemas sociales. HISTORIA DE MÉXICO MÉXICO PREHISPÁNICO, CULTURAS MESOAMERICANAS América es un continente donde se han desarrollado diferentes culturas, distribuidas desde el Ártico hasta el Antártico; existen varias teorías del origen del hombre americano, dos de las cuales son: La teoría del origen único, planteada por el antropólogo Ales Hrdlicka, establece que el hombre americano proviene de Asia y que pasó por el estrecho de Bering durante la última glaciación, hace aproximadamente 40 000 o 50 000 años. • La teoría del origen múltiple, sostenida por Paul Rivet, que plantea que el hombre americano procede de la Polinesia. Los hombres que llegaron a América eran nómadas, dedicados a la caza, la pesca y la recolección; usaban utensilios de piedra y ya conocían el fuego. En Mesoamérica se desarrollaron grandes civilizaciones, como la olmeca, maya, teotihuacana, zapoteca, mixteca, tolteca y mexica. Éstas florecieron en varias áreas: • • • • • La olmeca en la costa del golfo de México. La maya en los actuales estados de Chiapas, Campeche, Yucatán y Quintana Roo, así como en Guatemala, Belice y Honduras. La teotihuacana, la tolteca y la mexica en el Altiplano Central. La zapoteca en Oaxaca. La mixteca en Oaxaca, Puebla y Guerrero. Ubicación temporal de los horizontes preclásico, clásico y postclásico • El término horizonte cultural se utiliza para designar un periodo de desarrollo histórico en Mesoamérica durante el cual predominaron en dicha región características, usos y costumbres, formas de vida, cerámica y arquitectura. • La duración de cada horizonte cultural es la siguiente: • Horizonte preclásico: de 2000 a. de n. e., a 300 de n. e. • Horizonte clásico: de 300 a 900 de n. e. • Horizonte postclásico: de 900 a 1521 de n. e. Organización social, económica, política y religiosa de las civilizaciones mesoamericanas A lo largo de los diversos horizontes culturales, las civilizaciones de Mesoamérica crearon centros políticos, económicos, religiosos y administrativos. Las culturas más sobresalientes de Mesoamérica fueron: olmeca, zapoteca, mixteca, maya, mexica, totonaca, purépecha, teotihuacana y tolteca. La cultura olmeca (1300 a 100 a. de n. e.) se estableció en el sur de Veracruz y norte de Tabasco. Sus ciudades principales fueron: San Lorenzo, Tres Zapotes, La Venta, entre otras. Se le conoce como la cultura madre. Las esculturas que los identifican son las cabezas colosales, las cuales presentan rasgos atigrados. Los teotihuacanos establecieron el centro urbano más importante de Mesoamérica, en el periodo clásico. El nombre de su ciudad significa "lugar donde moran los dioses". Su actividad más importante fue el comercio de obsidiana. Los zapotecas se establecieron en el valle de Oaxaca; su ciudad principal fue Monte Albán, y posteriormente fundaron Zaachila y Mitla. Los mixtéeos se establecieron en la región noroccidental de Oaxaca y parte de Guerrero y Puebla y dominaron a los zapotecas. Se caracterizaron por ser notables orfebres; elaboraron códices, que ahora llevan los nombres de Verdobenense, Bodley y Borgia. Los mayas abarcaron desde la península de Yucatán, parte de Tabasco y Chiapas, en México, hasta Guatemala, Belice, Honduras y El Salvador. Destacaron en arquitectura, astronomía y matemáticas; las obras literarias de esta cultura son el Popol Vuh y el Chilam Balam. Los toltecas eran un pueblo de lengua náhuatl. Fueron los primeros en establecer un sistema de correos; esculpieron los llamados atlantes de Tula. Fueron reconocidos como hombres cultos. Los mexicas provenían de Aztlán. En 1325 fundaron la ciudad de Tenochtitlan. Sus gobernantes eran denominados tlatoanis. Sus dominios abarcaban desde el río Panuco hasta El Salvador y del río Balsas hasta Veracruz. En 1521 fueron derrotados por los españoles, aliados con una multitud de pueblos indígenas, los cuales temían a los mexicas o estaban cansados del dominio de éstos. • Los aspectos comunes de las culturas mesoamericanas son: • • • • • • La religión politeísta. La alimentación, basada en maíz, frijol, chile y calabaza. Utilización del sistema de roza para sembrar. La arquitectura monumental. Los calendarios civil y religioso. Las clases sociales bien definidas y diferenciadas. Forma de vida de las civilizaciones mesoamericanas En el seno de la sociedad, la gente se conducía de acuerdo con los valores del trabajo, el respeto a los mayores, el culto a la guerra, la disciplina, la resistencia al dolor, la moderación en la comida y el sentimiento religioso. El varón era el jefe de la familia, pues se vivía en un ambiente patriarcal. La vida de las personas dependía de la clase social a la que pertenecían y de la actividad económica que desempeñaban. La familia inculcaba en los niños y jóvenes buenos modales, humildad, culto a la verdad, obediencia completa a los superiores y resistencia al dolor. Condenaban la presunción, la soberbia, la desobediencia, la descortesía, la embriaguez y la rebeldía. Mesoamérica Características comunes Economía basada en la agricultura (maíz, frijol y calabaza). Construcción de basamentos con fines ceremoniales. Existencia de sacerdotes. La división de la sociedad en clases. Mercados y mercaderes. Práctica del juego de pelota. Religión politeísta. Principales civilizaciones Ciudades principales Olmeca Sur de Veracruz y Tabasco Tres Zapotes. La Venta Maya Tikal, Copan, Uxmal, Kabah, Palenque, Chichén-ltzá Teotihuacana Península de Yucatán, Campeche, Chiapas y Centroamérica Estado de México Zapoteca Oaxaca Monte Albán Oaxaca Mitla, Monte Albán Hidalgo Tula Distrito Federal Tenochtitlan Mixteca Práctica de sacrificios humanos. Escritura ideográfica y numeración Tolteca vigésima. Sistema de doble calendario. Ubicación Mexica Teotihuacan LA CONQUISTA Y LA COLONIA La propiedad territorial constituyó la base del sistema de explotación colonial. Había una clara distinción y una situación privilegiada de las clases dominantes, integradas por la burocracia virreinal, la Iglesia, los comerciantes, los terratenientes, los mineros y los dueños de talleres artesanales y de obrajes, y por otro lado estaban las clases trabajadoras. La división social en la Nueva España En la Nueva España se estableció una clara diferencia entre los principales grupos sociales. La desigualdad original entre conquistadores y conquistados se transformó en una desigualdad étnica. En la sociedad novohispana había peninsulares, criollos, indios, negros y castas. Cada grupo se subdividía de acuerdo con el nivel económico y social de los individuos y las familias. Organización económica La población de la Nueva España se dedicó a las labores relacionadas con la minería, el comercio, la agricultura, la ganadería y los productos manufacturados, que proporcionaron grandes ganancias y permitieron la acumulación de enormes capitales, los cuales fueron a parar a manos de los grupos financieros, mercantiles y manufactureros de las metrópolis europeas. En las primeras décadas de la colonización española se descubrieron ricas minas de plata en varias regiones, y la explotación de las minas aceleró la colonización de esas regiones. Los españoles acapararon las mejores tierras de cultivo, y la agricultura indígena conservó su importancia económica mediante la producción de maíz, frijol, chile y maguey. Educación y religión en la Nueva España Durante la época colonial, la Iglesia tuvo un papel importantísimo y se convirtió en la institución más poderosa de la Nueva España. Con el apoyo de la corona española, la Iglesia novohispana acumuló grandes capitales y se apoderó de diversos bienes, fincas y tierras de cultivo, huertas, edificios y tierras aledañas a las construcciones destinadas a la administración o al culto religioso. Los miembros de las órdenes religiosas tuvieron la misión de evangelizar a los indios. Quienes se encargaron de esta tarea fueron los franciscanos, los dominicos y los agustinos. La cultura estuvo en manos del clero y fue patrimonio casi exclusivo de españoles y criollos, mientras los sectores más pobres de la población se mantuvieron al margen de ella. Lo esencial de esta cultura fue el aspecto religioso. La cultura que surgió de la colonia fue mestiza, dando lugar a grandes aportaciones en los campos de la poesía, la música, las artes plásticas, la arquitectura y la ciencia. En septiembre de 1551 se fundó la Real y Pontificia Universidad. Un documento expedido por el papa Clemente VIII el 7 de octubre de 1597 la convirtió en Universidad Pontificia. El establecimiento de la Universidad fue una demanda del grupo criollo, para dar educación superior a sus hijos. LA GUERRA DE INDEPENDENCIA Antecedentes internos y externos Las causas internas que dieron lugar a la Independencia de México fueron: • Descontento de los criollos por no tener el poder político. • La explotación de los indígenas, los negros y las castas. • El estancamiento económico que provocó la corona con sus prohibiciones. Las causas externas fueron: • La influencia de las ideas de la Ilustración, el enciclopedismo. • La independencia de las 1 3 colonias de Norteamérica. • La revolución francesa. • La invasión de Francia a España. La participación de los caudillos La Independencia se inició con el levantamiento en armas de Miguel Hidalgo y Costilla, Ignacio Allende y Juan Aldama, y la continuó Morelos, quien destacó como estratega y llevó la lucha a su mejor nivel. A su muerte, quedó Vicente Guerrero, que se dedicó a la guerra de guerrillas; a esta etapa se le conoce como etapa de resistencia. Posteriormente, se une a la lucha el español Francisco Javier Mina. El 27 de septiembre de 1821 se dio por consumada la Independencia de México. Se formó la junta provisional, integrada por representantes del alto clero y del partido realista. El Congreso proclamó emperador a Iturbide, quien gobernó despóticamente y disolvió el Congreso. Se efectuaron levantamientos en su contra por parte de Santa Anna, Nicolás Bravo y Vicente Guerrero, hasta que Iturbide abdicó y salió del país. Ideario político de Hidalgo Fue un representante del criollo culto y politizado de su época; su evolución ideológica es muestra de la madurez que había logrado en este aspecto. Para un buen número de mexicanos, era políticamente normal exaltar a Fernando Vil como legítimo gobernante español y desconocer al usurpador francés; así lo planteó Hidalgo en septiembre de 1810. Había pasado poco más de un mes y en Valladolid da a conocer el primer bando para abolir la esclavitud. A principios de diciembre ratifica y amplía esta decisión en Guadalajara, al incluir medidas agrarias en favor de los campesinos y la supresión del pago de tributos por parte de indígenas y mestizos. El iniciador insurgente llegó a considerar la formación de un Congreso cuyas leyes eliminaran la pobreza, fomentaran la industria y protegieran las artes, para que se utilizara la riqueza del país; la prisión y su fusilamiento impidieron realizar este proyecto. Ideario político de Morelos José María Morelos y Pavón logró el más alto nivel como reformador político y social en el tiempo que le tocó actuar en la insurgencia. Define claramente que la lucha es por una absoluta independencia de la nación mexicana, ataca el pago de tributos y la existencia de toda forma de esclavitud para los americanos (indios, mulatos y castas); declara la abolición de los estancos y todo impedimento para el desarrollo de la industria y el comercio. Destaca la importancia de que las comunidades indígenas recobren la propiedad y el uso de sus tierras, liquidando los latifundios y repartiendo los bienes y las riquezas de españoles y criollos españolizados en beneficio de la agricultura. En Chilpancingo presenta el valioso documento político conocido como Sentimientos de la nación. Guerrero, Iturbide y la consumación de la Independencia Dos personas fueron muy importantes para la consumación de la Independencia: Vicente Guerrero Saldaña y Agustín de Iturbide Arámburo. Coincidieron en el momento de concluir la guerra, aunque representaban ideologías diferentes: Iturbide era un representante del criollo españolizado, recibió preparación militar y demostró desde su juventud una amplia capacidad política, que con toda habilidad supo desarrollar. Guerrero, surgido de un grupo criollo modesto, mediante el trabajo y la honestidad adquirió la capacidad para comprender los valores de sus semejantes. Guerrero acudió al llamado de Morelos y fue un buen insurgente. En las ocasiones en que se enfrentó a Iturbide durante la guerra, la balanza se inclinó a favor de Guerrero; éste coincidió en que había llegado el momento de poner fin a la contienda. La Independencia se había logrado, pero no fue el impulso de Hidalgo y Morelos el que triunfó, sino que salió adelante la conciliación de los intereses políticos en la lucha. Etapas de la independencia Etapa Dirigentes Inicio 1810-1811 Miguel Hidalgo Ignacio Allende Juan Aldama Mariano Abasólo José María Morelos Hermenegildo Galeana Mariano Matamoros Vicente Guerrero Guadalupe Victoria Pedro Moreno Vicente Guerrero Agustín de Iturbide Organización 1811 -1815 Resistencia 18151820 Consumación 18201821 Consecuencias Inestabilidad política Enfrentamiento entre liberales y conservadores Estancamiento económico Fuga de capitales PROPUESTAS PARA ORGANIZAR EL MÉXICO INDEPENDIENTE Las propuestas y las luchas de federalistas y centralistas En 1824 se estableció la República con tres poderes: Ejecutivo, Legislativo y judicial; se eligió a Guadalupe Victoria como presidente y a Nicolás Bravo como vicepresidente. Los principales problemas que tuvo el México independiente fueron: El ejército y el clero siguieron conservando sus privilegios. La crisis entre centralistas y federalistas. La crisis económica debido a la falta de técnicas de trabajo, así como a la gran cantidad de tierras en "manos muertas". La minería se encontraba abandonada y no se quería invertir en ella; se carecía de infraestructura. El comercio se vio afectado por la ausencia de un mercado integrado, por la producción de tipo consuntivo, el escaso poder adquisitivo de la población, etcétera. El despoblamiento de las fronteras sur y norte provocó que se separaran del país algunos territorios. CONFLICTOS INTERNACIONALES EN LA PRIMERA MITAD DEL SIGLO XIX El 21 de marzo de 1838, Francia invadió Veracruz exigiendo el pago de 600 000 pesos por haber sido afectadas propiedades francesas, así como trato preferencial en aspectos económicos y diplomáticos. A esta confrontación se le conoce como la "guerra de los pasteles". El 9 de marzo de 1839 se firmó el tratado de paz, por el cual México se comprometió a pagar los 600 000 pesos. Separación de Texas El México independiente se enfrentó a deudas contraídas en años anteriores con Estados Unidos e Inglaterra; la separación de Texas se dio por la política expansionista de Estados Unidos y porque los colonos estaban descontentos por el abandono en el que los tenía el gobierno mexicano. El gobierno mexicano se negó a vender Nuevo México y Alta California y dar por consumada la independencia de Texas, lo que originó que el gobierno norteamericano declarara la guerra a nuestro país el 13 de mayo de 1846. El 2 de febrero de 1848 se firmó el tratado de Guadalupe Hidalgo, en el que se estableció que Estados Unidos obtenía los territorios que equivalían a 2.4 millones de kilómetros cuadrados. En 1853, Estados Unidos compró el territorio de La Mesilla, durante el gobierno de Santa Anna. El conflicto entre liberales y conservadores se originó por la visión antagónica que tenían acerca de cómo organizar el país. La Reforma Liberal Los liberales pretendían establecer una república federal y democrática y separar la Iglesia y el Estado. Los conservadores pretendían un gobierno de tipo monárquico con privilegios para el ejército y la Iglesia. El 1a de marzo de 1854 se redactó el Plan de Ayutla, que establecía el derrocamiento de Santa Anna y la convocatoria a un congreso constituyente. Durante el gobierno de Juan Álvarez se expidió la Ley Juárez, que limitó el poder de la Iglesia y el ejército, el 23 de noviembre de 1855. Las modificaciones hechas en las Leyes de Reforma Durante el gobierno de Comonfort se promulgaron las siguientes leyes: Ley Lerdo, que establecía la desamortización de bienes y corporaciones eclesiásticas y civiles. Ley de Registro Civil, el 27 de enero de 1857. Ley Iglesias, el 11 de abril de 1857, que prohibía el cobro de servicios parroquiales. Ley Lafragua, el 20 de diciembre de 1855, que permitió la libertad de prensa. Constitución de 1857 Algunas leyes liberales se incorporaron a la Constitución de 1857; se convocó a elecciones, quedando como presidente Comonfort, y Benito Juárez como presidente de la Suprema Corte de Justicia. El 17 de diciembre, Félix Zuloaga proclamó el Plan de Tacubaya, que exigía la anulación de la Constitución de 1857. Ignacio Comonfort aceptó el plan, pero Benito Juárez lo rechazó, dando inicio la guerra de Reforma, durante la cual se expidieron leyes más radicales, denominadas Leyes de Reforma. Entre dichas leyes sobresalen la Ley de Nacionalización de Bienes y Corporaciones Civiles y Eclesiásticas; Ley del Registro Civil; Ley de Matrimonio Civil; Ley sobre la Libertad de Cultos. La guerra de Reforma terminó con el triunfo de los liberales. La intervención francesa y la restauración de la República Después de la guerra el país estaba en crisis, lo que obligó a Juárez a suspender el pago de la deuda externa a los gobiernos de España, Francia e Inglaterra. Éstos rompieron relaciones con México y querían cobrar la deuda administrando las aduanas. Todo esto lo discutieron en la Convención de Londres. Cuando llegaron las flotas militares de estos tres países a Veracruz, acordaron con el gobierno de Juárez, en el Tratado de La Soledad, no invadir a México y reconocer el gobierno de Juárez. Francia no respetó el tratado y decidió invadir México. El 5 de mayo de 1862 los franceses fueron derrotados en Puebla; aun así, llegaron a la ciudad de México y Juárez salió hacia San Luis Potosí, donde estableció su gobierno. El gobierno de México fue ofrecido por la junta de Notables a Fernando Maximiliano de Habsburgo, quien aceptó y llegó a Veracruz el 12 de junio de 1864. El ejército republicano derrotó a las fuerzas conservadoras y Miramón, Mejía y Maximiliano fueron fusilados en el cerro de las Campanas el 19 de junio de 1867. Juárez restauró la república en julio de 1867. Durante el gobierno juarista se dieron revueltas agrarias, debido a que aún se seguía trabajando en las haciendas como en la época colonial, existían pocas vías de comunicación y las que había estaban en mal estado, pues el transporte tampoco se había modernizado. México independiente Principales acontecimientos Causas Imperio de Iturbide Ambición de los criollos de controlar el país. Primera República Federal Constitución de 1824. Dictadura de Santa Anna Lucha interna entre liberales por el poder político. Lucha entre liberales y conservadores. Centralismo. Permiso de colonización a estadounidenses. Expansión territorial de E. U. A. El gobierno centralista establecido en México en 1835. Ambición territorial de E. U. A. Reclamo de E. U. A. sobre la frontera de Texas. El descuido de México de los territorios del norte Malestar de la población por la dictadura de Santa Anna. Aumento de impuestos. Miseria de la población. Venta de La Mesilla Independencia de Texas La guerra contra E. U. A. Revolución de Ayutla Consecuencias Descontento popular y movimientos armados. Constitución de 1824. Presidencia de Guadalupe Victoria. Lucha entre liberales por el poder político. Asesinato de Vicente Guerrero. Llegada de Santa Anna a la presidencia. Separación de Texas. Dictadura de Santa Anna. Texas se anexa a E. U. A. en 1845. La guerra de 1847. Se firman los tratados de Guadalupe-Hidalgo. México perdió más de 2 millones de km2 (Nuevo México, Alta California). Santa Anna renuncia a la presidencia. Juan Álvarez es elegido presidente interino. Problemas del México independiente La comunicación de la independencia Despertó de la ambición de los caudillos, llevando al país al periodo llamado Imperio de Iturbide Que fracasó y sirvió de prólogo a la Constitución de 1824 Que originó como sistema de gobierno la República Federal Que no logró resolver los grandes problemas nacionales, permitiendo que sugiera La dictadura de Santa Anna Que ocasionó la separación de Texas y la Guerra de 1847, en la etapa conocida como La Reforma la intervención francesa IntervenciónyNorteamericana Principales acontecimientos Causas Consecuencias Guerra de Reforma o de 3 años Constitución de 1857. Enfrentamiento entre conservadores y liberales. Expedición de las Leyes de Reforma: nacionalización de los bienes eclesiásticos, ley de registro civil, ley sobre el matrimonio civil, ley de libertad de cultos. Segunda intervención francesa Crisis económica y gran deuda externa. Conflictos entre liberales y conservadores, Intereses imperialistas de Francia. Fusilamiento de Maximiliano. Reestablecimiento de la República como forma de gobierno. Economía en crisis. Suspensión del pago de la deuda externa. Levantamientos armados. Reelección presidencial de Juárez. La Reforma y la Intervención francesa La Reforma Fue la lucha entre los liberales y conservadores por guiar los destinos del país, provocando la Revolución de Ayutla Que desconoció el centralismo y sirvió para la organización de la Constitución de 1857 Que provocó el descontento de los conservadores, desencadenando la Guerra de Reforma Que culminó con la división política del país y el Triunfo liberar Que llevó a Juárez a la presidencia enfrentando a la Intervención francesa Que logró el apoyo de un sector de los conservadores, instaurándose el Imperio de Maximiliano Que fue derrotado por la resistencia política y militar liberal al mando de Benito Juárez EL PORFIRIATO Antecedentes El porfiriato comprende de 1876 a 1911; durante este periodo hubo crecimiento económico, con inversiones de Estados Unidos e Inglaterra, principalmente, pero también limitaciones en la participación política y en la libertad de expresión, además de desigualdad social (los campesinos sujetos a las haciendas y tiendas de raya y los obreros padeciendo largas jornadas de trabajo a cambio de bajos salarios). En esta época se creó la Universidad Nacional por iniciativa de Justo Sierra; se realizaron excavaciones arqueológicas; el Museo Nacional desarrolló actividades académicas importantes y congresos pedagógicos. La cultura beneficiaba sólo a unos cuantos. Se desarrolló ampliamente la comunicación por ferrocarril. Destacaron en la poesía Amado Ñervo, Luis G. Urbina y Salvador Díaz Mirón, entre otros. LA REVOLUCIÓN MEXICANA Propuestas políticas, económicas y sociales de la revolución mexicana Las principales causas externas que influyeron en el estallido de la revolución mexicana fueron: La baja en el precio mundial de minerales como plata y cobre, entre otros. El descontento de Estados Unidos por la introducción de productos europeos a México. Las causas internas fueron: Despido de trabajadores. Disminución de la producción. Carestía. Hambre y pobreza. Se debilitó la demanda de producción y se restringió el crédito, lo cual afectó a hacendados, empresarios y comerciantes. La explotación de obreros y campesinos. La falta de libertad expresión. El Magonismo En 1900 se fundó el periódico Regeneración, dirigido por los hermanos Flores Magón, el cual denunciaba las injusticias del régimen porfirista. En 1906 se realizó la huelga de Cananea, en el estado de Sonora. En 1907 estalló la huelga de Río Blanco, en Veracruz, y la de los ferrocarrileros. Francisco I. Madero La entrevista Díaz-Creelman marcó la pauta para luchar por el poder en 1909, cuando Díaz afirmó que México estaba listo para la democracia. Francisco I. Madero publicó el libro La sucesión presidencial de 1910. En 1910 se fundó el Partido Nacional Antirreelec-cionista, que postuló a Madero y a Francisco Vázquez Gómez como candidatos a la presidencia y vicepresidencia, respectivamente; su lema fue: Sufragio efectivo, no reelección. Madero lanzó el plan de San Luis el 5 de octubre de 1910, después de haber escapado de la cárcel de San Luis Potosí. Este documento establecía, entre otras cosas: • • • • Anular las elecciones. Desconocimiento del gobierno de Porfirio Díaz. Convocaba al levantamiento de armas. Se comprometía a devolver las tierras a los campesinos. A este llamado se levantaron en armas: • La familia Serdán en Puebla. • Francisco Villa y Pascual Orozco en Chihuahua. • Emiliano Zapata en Morelos. En mayo de 1911 se firmaron los tratados de Ciudad Juárez, en donde se acordaba la renuncia de Porfirio Díaz y el licenciamiento del ejército revolucionario, entre otros puntos, quedando como presidente interino Francisco León de la Barra. Emiliano Zapata Se convocó a elecciones y quedó Madero como presidente y José María Pino Suárez como vicepresidente. Durante su gestión, Madero designa un gabinete compuesto en su mayoría por porfiristas. Zapata considera esto como una traición y da a conocer el Plan de Ayala, donde se desconoce a Francisco I. Madero como presidente, se elige a Pascual Orozco como jefe del movimiento revolucionario y se exige la devolución de tierras a los campesinos. A este plan se unen varios caudillos. Pero los porfiristas se levantan en armas contra Madero en la ciudad de México, donde se da una terrible lucha que dura 10 días, conocida como la "decena trágica". En el Pacto de la Embajada, en el que participaron el embajador de Estados Unidos, Henry Lañe Wilson, Victoriano Huerta y Félix Díaz, se estipula el derrocamiento de Madero y el ascenso de Huerta a la presidencia. Venustiano Carranza El Plan de Guadalupe, lanzado el 26 de marzo de 1913 por Venustiano Carranza, desconocía a Victoriano Huerta como presidente. Carranza se designaba como primer jefe del ejército constitucionalista. Se llevó a cabo la Convención de Aguascalientes para llegar a un acuerdo entre los ejércitos revolucionarios. En él se acordó cesar de sus funciones a Huerta, designar a Eulalio Gutiérrez como presidente provisional y restituir los ejidos a los pueblos, entre otras medidas. Carranza convocó a un congreso constituyente en Querétaro para elaborar las leyes; y de ahí surgió la Constitución de 1917, siendo los artículos más importantes el 27 (sobre la tenencia de la tierra), el 123 (de los trabajadores), el 3S (sobre la laicicidad de la educación) y el 130 (que separa a la Iglesia del Estado). El 9 de abril de 1914, las fuerzas de Estados Unidos llegan al puerto de Veracruz en un intento de invasión, pero las gestiones de Carranza y el inicio de la primera guerra mundial obligan a Estados Unidos a abandonar el país. Carranza ocupa la presidencia en 1917, y en 1920 se promulga el Plan de Agua Prieta, que lo desconoce. Poco después, Carranza es asesinado. Álvaro Obregón Queda como presidente interino Adolfo de la Huerta y más tarde Alvaro Obregón es elegido presidente. Obregón se ganó la confianza de los campesinos y trabajadores. En la Conferencia de Bucareli, Estados Unidos reconoce el gobierno de Obregón y México cede a las compañías petroleras norteamericanas el subsuelo para garantizar el pago de la deuda que tenía con la banca internacional. Cuatro años después surge el enfrentamiento entre seguidores de Adolfo de la Huerta y Plutarco Elias Calles por la presidencia, siendo reprimidos los primeros. Durante el gobierno de Calles se crea el Banco de México, se impulsa la inversión privada y se desarrolla la rebelión cristera (en la que la Iglesia pedía la derogación de los artículos de la Constitución que la afectaban). México durante el Porfiriato Antecedentes Intervención francesa Muerte de Juárez Inestabilidad política Inseguridad Deuda externa Analfabetismo Despojo de tierras a campesinos e indígenas Consecuencias Dictadura militar Represión de toda fuerza opositora Crecimiento económico Explotación y miseria de los peones en las haciendas Cultura elitista Construcción de vías de ferrocarril en todo el país. El Porfiriato La República restaurada Después de la invasión francesa, Juárez logró reelegirse hasta su muerte en 1872; fue sustituido por Sebastián Lerdo de Tejada Que desunió al país, fomentando la inseguridad y los conflictos armados, lo que favoreció que Porfirio Díaz llegara al poder y estableciera una Dictadura Que después de 30 años dejó de ser efectiva y propició el descontento popular que desencadenó la Revolución Mexicana La Revolución Mexicana Facciones principales Maderismo Acciones Francisco I. Madero escribió "La sucesión presidencial de 1910" y fundó el Partido Antirreeleccionista. Da a conocer el Plan de San Luis que llevaba al pueblo a tomar las armas el 20 de noviembre de 1910 y desconoce el gobierno de Porfirio Díaz. Carrancismo Es la corriente liderada por Venustiano Carranza. Una vez que Villa se separó del constitucionalismo, el carrancismo se conviertió en la facción triunfante de la Revolución Mexicana. Villismo Grupo formado por rancheros (pequeños propietarios y peones) comandados por Francisco Villa. Los villistas no tenían estrategia política para tomar el poder. Zapatismo Movimiento típicamente campesino que se desarrolló en el Estado de Morelos; Emiliano Zapata fue su principal dirigente. Zapata promulgó el Plan de Ayala. Luchaba por el reparto agrario. La Revolución Mexicana La dictadura porfirista se sustentó en la antidemocracia, provocando el Movimiento antireeleccionista de Francisco I. Madero Apoyado por los campesinos, gobernadores y militares inconformes, que propició La renuncia de Porfirio Díaz Que llevó a Madero a la presidencia, cuyo gobierno terminó con la Decena trágica Que fue un golpe de Estado de Adolfo Huerta, cuyo gobierno terminó con la Revolución constitucionalista Que llevó al cabo al poder a Venustiano Carranza, quién convocó a la promulgación de la Constitución de 1917 Constitución de 1917 Artículo Contenido 3° Establece la educación laica y gratuita. 27 Determina la Propiedad de la nación de los recursos naturales, tanto del suelo como del subsuelo. 123 Normaba las relaciones entre obreros y patrones, estableciendo una serie de derechos laborales México después de la Revolución La Revolución Mexicana No logró resolver los problemas agrarios y políticos con el Presidente Carranza, que fue desconocido mediante el Plan de Agua Prieta Organizado por Álvaro Obregón y Plutarco Elías Calles, que sentaron las bases del Maximato Sustentando en la fuerza de las armas y el caudillismo político de los seguidores de Calles, que fundaron el Partido Nacional Revolucionario Que ganó las elecciones presidenciales en 1929 con Pascual Ortiz Rubio y en 1934 con Lázaro Cárdenas, quien organizó su periodo de gobierno mediante el Plan Sexenal Planificando la política económica, agraria, educativa y resolviendo el conflicto obrero de las industrias petroleras mediante Constitución de 1917 Presidentes del México posrevolucionario Venustiano Carranza 1916 – 1920 Adolfo de la Huerta 1920 Álvaro Obregón 1920 – 1924 Plutarco Elías Calles 1924 – 1928 Emilio Portes Gil 1928 – 1930 Pascual Ortiz Rubio 1930 – 1932 Abelardo L. Rodríguez 1932 – 1934 Lázaro Cárdenas 1934 – 1940 Manuel Ávila Camacho 1940 – 1946 Miguel Alemán Valdés 1946 – 1952 Adolfo Ruiz Cortines 1952 – 1958 Adolfo López Mateos 1958 – 1964 Gustavo Díaz Ordaz Luis Echeverría Álvarez José López Portillo Miguel de la Madrid Hurtado 1964 - 1970 1970 – 1976 1976 – 1982 1982 – 1988 Carlos Salinas de Gortari Ernesto Zedillo Ponce de León Vicente Fox Quezada Felipe Calderón Hinojosa 1988 – 1994 1994 – 2000 2000 – 2006 2006 – MÉXICO CONTEMPORÁNEO Las transformaciones políticas, económicas, sociales y culturales de Obregón a Cárdenas En 1928, Obregón es electo presidente una vez más, pero es asesinado en el restaurante "La Bombilla". En 1929 se funda el Partido Nacional Revolucionario; asimismo surge el "maximato", correspondiente a los periodos de Emilio Portes Gil, Pascual Ortiz Rubio y Abelardo L. Rodríguez. Calles, el "jefe máximo", seguía interviniendo en las decisiones más importantes para el país. En el gobierno de Emilio Portes Gil (1928-1930) se da la crisis de 1929 y se otorga autonomía a la Universidad; en ese año se inicia el movimiento vasconcelista. Durante el gobierno de Pascual Ortiz Rubio, de 1930 a 1932, se presenta una crisis política del PNR y se establece la Doctrina Estrada, base de la política exterior mexicana. Los hechos más importantes del gobierno de Abelardo L. Rodríguez fueron el establecimiento del salario mínimo por entidad, la fundación de Nacional Financiera y el Banco Nacional Hipotecario Urbano. En la presidencia de Lázaro Cárdenas del Río se llevó a cabo la reforma agraria: se repartieron tierras, se otorgaron créditos y se formó la Confederación Nacional Campesina. Cárdenas nacionalizó la industria petrolera el 18 de marzo de 1938. Los principales sucesos políticos, económicos, sociales, tecnológicos y culturales de 1940 a la fecha De 1940 a 1970 surge lo que en el extranjero se llamó el "milagro mexicano", época de crecimiento económico y de paz en el país, pero que provocó la desigualdad social más profunda por la distribución inequitativa de la riqueza y el control de los derechos de los trabajadores a través de sus sindicatos. Durante la segunda guerra mundial México dependió tecnológicamente de Estados Unidos. En 1968, durante el régimen de Gustavo Díaz Ordaz, se dio un movimiento estudiantil que fue reprimido por el gobierno. Durante el gobierno de Luis Echeverría (1970-1976), el país acrecentó su deuda económica, lo que aceleró la inflación. Asimismo, se dio una apertura de libertades civiles y laborales. José López Portillo (1976-1982) devaluó el peso y la inflación se disparó. López Portillo decretó la nacionalización de la banca. Durante la década de 1980 se presentó una gran crisis económica y social. Miguel de la Madrid Hurtado y Carlos Salinas de Gortari iniciaron una reforma de Estado. Después de la revolución sobresalen en la cultura personajes como Carlos Pellicer, Octavio Paz, José Vasconcelos y Alfonso Reyes, en la literatura; en la pintura tenemos a Diego Rivera, José Clemente Orozco, David Alfaro Siqueiros y Rufino Tamayo. En la actualidad, debido a la destrucción de la vida natural, se hace necesaria una industria avanzada que recicle sus desechos y que no contamine. La población en México se ha modificado sustancialmente en comparación con los años anteriores, han disminuido la tasa de mortalidad y la de natalidad; se ha ampliado la asistencia en el rubro de la salud y ésta ha llegado a la mayor parte de la población. El México contemporáneo El Partido Revolucionario Institucional Ganó las elecciones presidenciales desde 1929 hasta 1994, basando su poder en el Presidencialismo Que controló a los obreros y campesinos mediante el coorporativismo, hasta que en el año de 2000 ganó la elección presidencial el Partido Acción Nacional Terminando con el sistema presidencialista, respetándose el voto popular a los poderes legislativo, ejecutivo y judicial GEOGRAFIA DEFINICIÓN DE GEOGRAFÍA Y SUS CIENCIAS AUXILIARES La geografía es una ciencia cuyo objeto es la localización, sobre la superficie terrestre de los hechos y fenómenos físicos, biológicos y humanos, las causas que los originan y sus relaciones mutuas. Emmanuel de Martonne PRINCIPIOS FUNDAMENTALES 1. 2. 3. 4. LOCALIZACIÓN. Determina donde están situados los hechos o fenómenos geográficos y cual es su distribución y extensión. CAUSALIDAD. Establece las causas que los produce, para dar una explicación razonada del porqué de los hechos y fenómenos. RELACIÓN. Busca la relación reciproca que existe entre los acontecimientos naturales, humanos y económicos. SINTÉSIS. La geografía proporciona una explicación razonada e integral de las interrelaciones del hombre con la naturaleza a nivel local, regional o mundial. HECHO GEOGRÁFICO: Es un acontecimiento de larga duración en el tiempo, como una cordillera, el clima, los bosques y el doblamiento de America, que son de carácter físico, biológico y humano. FENÓMENO GEOGRÁFICO: Es un acontecimiento de corta duración por ejemplo un sismo, un ciclón, la deforestación y las migraciones de trabajadores. RAMAS DE LA GEOGRAFÍA La geografía se divide en las siguientes ramas: Geografía Matemática, comprende la cosmografía y la cartografía. Estudia la forma de la Tierra vista a través de mapas. Geografía Física, se divide en geomorfología, hidrología y climatología. Estudia el relieve, los océanos y la forma de la corteza. Geografía Biológica, comprende la fitogeografía y la zoogeografía. Estudia la distribución de plantas y animales Geografía Humana, se divide en etnogeografía, Geografía Política y Geografía Económica. Estudia la distribución política y económica de las sociedades humanas Geografía Histórica, tiene como ramas la Geografía Histórico-económica, la ortología y la topocetea. Estudia de manera espacial a la Historia ORIGEN DEL UNIVERSO Teoría de la gran explosión (teoría del big-bang). Esta teoría, la más aceptada por la mayoría de los científicos actuales, indica que toda la materia del universo era muy diferente a como la conocemos hoy, ya que estaba concen trada en un volumen infinitamente pequeño denominado "huevo cósmico". Por alguna causa no explicada por esta misma teoría, este "huevo cósmico" explotó hace unos 15 mil millones de años; a esta explosión se le llama gran explosión o big-bang, en inglés. Esa explosión dio origen al universo, porque la materia tal y como se encuentra en la actualidad se formó en ese momento, y comenzó a expandirse para, posteriormente, originar a las estrellas y las galaxias ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR Teoría de la acrecion. Es la más aceptada en la actualidad por los científicos, y tiene su base en las teorías anteriores que explican el origen a partir de una nebulosa. Explica que una nube de gas y polvo comenzó a concentrarse por acción de la gravedad, conformando una parte central más densa que originó al sol. Alrededor de este núcleo central comenzó a rotar la parte externa de polvo y gases, una vez formado el sol, el disco comenzó a fragmentarse. Los fragmentos más grandes fueron capaces de atraer partículas más pequeñas por acción de la gravedad, originándose así los planetas. Características del sistema solar • • • • Está formado por planetas, satélites, asteroides, meteoritos y cometas. Los planetas giran alrededor del sol (teoría heliocéntrica) en una órbita elíptica. La distancia entre el sol y los planetas es constante. El sol y los planetas ejercen una fuerza de atracción mutua (fuerza de gravedad). El sol posee 98 % de la masa total del sistema solar. INSERTAR IMAGEN Planetas Interiores: Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Exteriores: Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL SOL En el sol se distinguen varias capas cuyas características pueden observarse en el siguiente cuadro. Parte no visible Núcleo 670 000 km Parte visible Fotosfera 400 km Cromosfera 10 000 km Corona 1 000 000 km Es la parte interna del Sol. Su temperatura se calcula en 15 000 000 °C, y se debe a la fusión nuclear del hidrógeno. Incluye las zonas radiactiva y conectiva. Es la superficie del Sol. Su temperatura es de 6000 °C Ahí se observan las manchas solares, que son torbellinos de gases que alteran el campo magnético de la Tierra. Es la atmósfera solar formada de gases de color rosado. De ella se elevan y descienden columnas de gases como llamaradas, llamadas protuberancias. Es un halo de gases luminosos que rodea al Sol. CARÁCTERISTICAS FÍSICAS DE LA LUNA DIAMÉTRO DISTANCIA MEDIA ROTACIÓN=DÍA LUNAR TRASLACIÓN=MES LUNAR TEMPERATURA 3 476 km 380 000 km 27 DÍAS 7 H 48 MIN 29 DÍAS 12 H 44 MIN DÍA 120 °c NOCHE -110 °C Movimientos de la Tierra Movimientos Descripción Consecuencias Rotación Movimiento sobre su eje de oeste a este; una vuelta se completa en 23 horas, 56 minutos y 4 segundos. Traslación Movimiento alrededor del Sol, siguiendo una trayectoria elíptica. El tiempo que tarda en recorrer una órbita completa es de 365.26 días. Ensanchamiento del ecuador y achatamiento de los polos. Desviación de los cuerpos en su caída libre. Diferencia de horarios en la Tierra. Desviación de los vientos y corrientes marinas. Cambios de temperatura en la superficie terrestre durante el año, que caracterizan cada una de las diferentes estaciones (primavera, verano, otoño e invierno). Equinoccios (días más cortos) y solsticios (días más largos). Variación de duración entre el día y la noche. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA TIERRA La Tierra es el quinto planeta del Sistema Solar por su tamaño, contiene una atmósfera compuesta de nitrógeno y oxígeno, la cual le proporciona una temperatura media de 15° C. Las tres cuartas partes de la superficie terrestre están cubiertas por agua, posee un satélite llamado la Luna. La composición de la estructura interna de la Tierra es la siguiente: Núcleo, está compuesto de hierro y níquel, su espesor es de 3470 Km. y tiene una temperatura de 6000° C. Manto, se encuentra entre el núcleo y la superficie terrestre, tiene un espesor de 2840 Km. y está compuesto por magnesio, silicio y aluminio, representa el 84% del volumen total de la Tierra. Corteza Terrestre, es la capa externa de la Tierra en donde se desarrolla la vida, tiene 10 km de espesor. Sus elementos más comunes son silicio, oxigeno, aluminio y magnesio, tiene dos regiones la continental y la oceánica. Entre el núcleo y el manto se encuentra la discontinuidad de Gutemberg y entre el manto y la corteza está la discontinuidad de Mohorovicic. Corteza. Es la capa exterior. Está formada p los suelos y rocas compuestas por silicio y aluminio Las tierras emergidas representan sólo el 29% i la superficie terrestre, el otro 71% está cubierto por las aguas. Existen tres grandes masas llamadas continentes: americano, euroasiaticoafncano y antártico, pero convencionalmente se dividen en América, Europa, Asia, África, Antártida y Oceanía. Wegener fue el autor que postuló la teoría de existencia de un solo continente llamado Pangea del que posteriormente se desprendieron porciones que forman los continentes actuales. ACTIVIDAD DE LA CORTEZA TERRESTRE Manifestada por Movimiento s orogénicos Vulcanismo Movimiento s epirogénico s En sentido horizontal provocan Se manifiestan en volcanes Compresión de la corteza terrestre originan Separación de la corteza terrestre originan aguas Son aberturas en la superficie terrestre causan expulsa Montañas o cordilleras géiseres En sentido vertical produce fallas lava Ocasionan sismos de origen tectónico gases Pedazo s de roca sismos Levantamiento o hundimiento de las zonas continentales Dinámica de la corteza terrestre La superficie de la Tierra está constituida por grandes placas tectónicas potras de menores dimensiones que se desplazan y en ocasiones chocan; México forma parte de la placa norteamericana y limita con la placa de Cocos. En el centro del océano Atlántico y en extensas porciones del océano Pacífico y del océano índico se localizan cordilleras llamadas dorsales. En los límites de las placas se localizan las zonas de subducción, que son fallas por las que el magma regresa al manto. En los límites de las placas se origina la mayoría de los sismos y volcanes. Al punto donde se origina un sismo o un temblor se le llama foco o epicentro. Los temblores son registrados por los sismógrafos. Los volcanes son aberturas de la corteza por donde brota al exterior, en estado fluido, el magma de la astenósfera FACTORES QUE CAMBIAN EL RELIEVE TERRESTRE Los factores que modifican el relieve en la Tierra son dos, los factores internos y los factores externos: Los factores internos son, el tectonismo, vulcanismo y la sismicidad. El tectonismo es todo movimiento que afecta a la corteza terrestre, haciendo que las capas rocosas se rompan, deformen o acomoden. El vulcanismo se da cuando emerge magma del interior de la superficie terrestre, provocando la aparición de volcanes. La sismicidad son movimientos oscilatorios de la superficie terrestre y se originan por el tectonismo y el vulcanismo. La magnitud de un sismo se mide en la escala de Richter. Los factores externos son los fenómenos climatológicos como la temperatura, el agua, rayos solares, viento y los seres vivos. Estos cambios provocan que la superficie de la Tierra tenga transformaciones en su composición química, cambios de lugar y tamaño de las rocas. Los factores externos que modifican la composición de la corteza terrestre son dos, el intemperismo y la erosión. El intemperismo es un cambio en la composición del suelo, sin que se genere una transportación o cambio del lugar de rocas o materiales, puede haber de los siguientes tipos: Intemperismo químico: altera la estructura química de los minerales y provoca que las rocas se fragmenten, esto es ocasionado por la lluvia, vapor de agua o dióxido de carbono. Intemperismo biológico: Se da cuando por acción de los seres vivos, se producen cambios en la composición química de los minerales que componen a las rocas. Intemperismo físico: Se produce por cambios de temperatura, que ocasiona la destrucción de las rocas. La erosión es un proceso de transporte de materiales, llevados por viento, agua o lluvia. Los tipos de erosión más comunes son los siguientes: Erosión pluvial: se da cuando la lluvia golpea las rocas. Erosión fluvial: se da por el paso de arroyos y ríos, que transportan materiales rocosos de un lugar a otros. Erosión marina: se da por el movimiento de las olas sobre las costas. Erosión glaciar: se da cuando se derrite el hielo de los glaciales, el escurrimiento arrastra los materiales hacia otros lugares. Erosión Kárstica: se da cuando el agua se filtra por la superficie formando grutas. Erosión Eólica: se da en zonas desérticas, en donde el viento arrastra materiales de un lugar a otro. Erosión antrópica: es el resultado de la actividad humana, como la deforestación. LAS PLACAS TECTÓNICAS Según Morgan, la corteza terrestre está constituida por grandes placas que las llamó placas tectónicas, las cuales se desplazan sobre la astenósfera. Cuando las placas se separan forman dorsales oceánicos y cuando se juntan forman cordilleras como los Alpes o los Himalayas, también pueden provocar zonas conocidas como cinturones de fuego, donde la sismicidad y el vulcanismo son muy intensos. TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL La teoría de la Deriva Continental fue enunciada por Alfred Wegener, en ella se postula que todos los continentes que hoy están separados, formaron hace millones de años un solo continente llamado Pangea, el cual a lo largo del tiempo, se fue fragmentando hasta llegar a la configuración continental actual. Esta teoría se basa en que los continentes forman una especie de rompecabezas, así Sudamérica embona perfectamente en África, además de que los mismos fósiles aparecen en uno y otro continente. Los continentes fueron separados por el movimiento de la corteza terrestre y las placas continentales se fueron separando unas con otras. En un principio Pangea, tenía dos regiones, al norte se encontraba Laurasia, que abarcaba Europa, Norteamérica, Groenlandia y Asia; al sur estaba Gondwana que estaba compuesto por Antártida, África. Oceanía, India y Sud América Vulcanismo 1. 2. Vulcanismo submarino: corresponde a las dorsales oceánicas en donde el magma emerge impulsado por las corrientes ascendentes del manto superior. Vulcanismo continental: los volcanes continentales generalmente se forman en las zonas de subducción debido a que la presión entre as placas, a al mismo tiempo que pliega la corteza origina fracturas y por estas fisuras encuentra fácil salida al exterior Fenómeno del vulcanismo: volcán activo (1); volcán dormido (2); cámara magmática (3); cráter o chimenea (4); cráteres laterales secundarios (5); grietas (6); cono principal (7); erupción de fisura (8); caldera (9); filtración de agua de lluvia hasta el magma (10), y lacolito(11). ORIGEN DE LOS SISMOS 1. TECTÓNICO: se producen en las zonas de subducción donde hay reacomodo o deslizamiento de las placas son de gran intensidad. 2. VOLCÁNICO: se producen en las dorsales y en zonas volcánicas debido a la presión de la lava y los gases, son de carácter local y de poca intensidad. Escala Grados Otras características Mercalli 1 a 12 La escala no es muy indicativa, porque los daños dependen de los tipos de construcción y de sí el área es urbana o rural Richter 1a9 Es más indicativa, que permite conocer la aceleración máxima de propagación de las ondas sísmicas en el terreno CARTOGRAFÍA Los mapas de La Tierra, océanos Y continentes Los mapas son representaciones convencionales de la superficie terrestre; en su elaboración intervienen cuatro elementos. * Un sistema de coordenadas geográficas * Un sistema de proyecciones * Una escala * Una simbología En la actualidad se elaboran mapas más precisos con el uso de la fotografía aérea. Para fijar la situación de un punto sobre la Tierra se utilizan las coordenadas geográficas, que son: • Latitud. Es la distancia a la que se encuentra un punto cualquiera respecto al ecuador, medida en grados . La latitud se mide a partir de 0° , que corresponde al ecuador , en dirección Norte o Sur , usando los paralelos . La máxima latitud es de 90°, y corresponde a los polos • Longitud. Es la distancia, medida en grados, a la que se encuentra un punto cualquiera respecto al meridiano 0°. La longitud se mide a partir del meridiano 0° hacia el Este o hacia el Oeste usando meridianos. La máxima longitud es de 180° entre un punto de la Tierra con relación al meridiano de Greenwich. • Altitud. Es la altura de un Lugar medida en a partir del nivel del mar . Generalmente se mide en metros ; 0 metros corresponde al nivel del mar. La esfera es la mejor representación de la Tierra. Sin embargo, su uso tiene inconvenientes, como el hecho de no poder observar simultáneamente los dos hemisferios. Las proyecciones son formas de representar a la Tierra sobre una superficie terrestre debido a la dificultad para describir la curvatura terrestre en un plano. El uso de las distintas cartas geográficas está directamente relacionado con la necesidad que el hombre tiene de ubicarse. Para el estudio de los accidentes geográficos de la Tierra empleamos mapas que identifican: • ríos • penínsulas • continentes • mesetas • islas • montañas • océanos En la elaboración de las cartas topográficas se emplea la fotometría. Por medio de los mapas topográficos conocemos las medidas y configuraciones de los países. Los símbolos son signos convencionales que representan hechos y fenómenos geográficos. Las escalas en los mapas nos permiten conocer la proporción de representaciones geográficas con relación a de sus dimensiones reales. Los satélites de observación lanzados hasta ahora han tenido diversos propósitos, como investigar los fenómenos meteorológicos y los recursos naturales, además de desarrollar las comunicaciones. Para recibir la información que transmiten los satélites meteorológicos y de comunicación se han instalado en ambos hemisferios múltiples estaciones terrestres dotadas de complicados aparatos de recepción y computadoras. Se han puesto en órbita satélites estacionarios, como los lanzados y colocados en órbita ecuatorial por Estados Unidos. México cuenta con sus propios satélites, que son Morelos II, Solidaridad I y Solidaridad II. Los dos últimos tienen como finalidad sustituir al Morelos I y complementar al Morelos II. Los satélites artificiales se usan para recibir señales y retransmitirlas a la Tierra. Las proyecciones de los mapas son: Proyección cilíndrica. Se utiliza principalmente para representar toda la superficie terrestre en un mismo mapa. Proyección cónica. Se usa para representar ciertas regiones de la Tierra, en espacial las áreas cíe latitudes medias (cercanas al ecuador). Proyección azimutal. Se representa una parte de la superficie terrestre en un plano. Se usa principalmente para regiones polares y ecuatoriales LÍNEAS, PUNTOS Y CÍRCULOS IMAGINARIOS DE LA TIERRA La Tierra posee dos puntos que corresponden a los extremos del eje y son el Polo Sur y Norte. 66°33’ Eje Terrestre, línea imaginaria sobre la cual gira la Tierra. 23°27´ Radio Terrestre, línea que va del centro del planeta a cualquier punto de la superficie terrestre. La línea vertical, es una línea imaginaría que por efecto de la gravedad, señala hacia el centro • del Sol. Los círculos de la Tierra son: El Ecuador, es el círculo que divide (a Tierra en los hemisferios Norte y Sur. Paralelos, son círculos equivalentes al Ecuador, hay dos el Trópico de Cáncer y Capricornio. Círculos polares, hay dos el Ártico y el Antártico. Los meridianos son semicírculos que van de polo a polo, el más importante es el de Greenwich y su antimeridiano, los cuales dividen a la Tierra en hemisferios Occidental y Oriental. Trópicos 23°27’ HUSOS HORARIOS Los Husos Horarios. Se crearon para organizar el tiempo en el mundo, consisten en dividir <* la Tierra en 24 segmentos de 15° de amplitud cada uno. A partir del meridiano de Greenwich por cada huso horario hacía el este se aumenta una hora y hacia el oeste se disminuye. En el meridiano 180° se localiza la línea internacional del tiempo, si se atraviesa hacia el oeste, el calendario se adelanta un día y sí se atraviesa hacia el este se atrasa un día. Los mapas de La Tierra, océanos Y continentes Los mapas son representaciones convencionales de la superficie terrestre; en su elaboración intervienen cuatro elementos. * Un sistema de coordenadas geográficas * Un sistema de proyecciones * Una escala * Una simbología HIDRÓSFERA Y ATMÓSFERA Aguas oceánicas: dinámica e importancia La hidrosfera de nuestro mundo tiene una extensión de 361 millones de kilómetros cuadrados, que equivalen a 71% de la superficie del planeta. Los grandes océanos son cinco: Pacífico Atlántico Índico Ártico Antártico La composición química del agua es hidrógeno, oxígeno y sales disueltas. La densidad de las aguas oceánicas es más alta que la de las aguas continentales debido a la mayor cantidad de sales que tienen disueltas. Su transparencia depende de varios factores: La presencia de materiales orgánicos e inorgánicos disueltos o en suspensión El grado de salinidad Las características de los materiales que conforman el fondo marino La profundidad La absorción de los rayos solares Movimientos de las aguas oceánicas Las olas se producen por la acción del viento. Se clasifican en olas de oscilación y olas de traslación. Las primeras no transportan agua, sólo transmiten el movimiento; son las olas que vemos en alta mar. Cuando las olas de oscilación se acercan a la costa, la parte inferior de la ola choca con la plataforma continental. Esto provoca que la parte superior aumente su tamaño hasta doblarse llevando el agua sobre la arena de la playa. Éstas son las olas de traslación. Las corrientes marinas son masas de agua que se desplazan siguiendo una trayectoria definida. Se clasifican en frías y cálidas; las más importantes son las corrientes planetarias, que se originan por la acción de los vientos alisios y del oeste. Las mareas son causadas por las fuerzas de atracción del Sol y de la Luna: Relieve submarino El origen del relieve submarino está asociado con la formación de los continentes; las principales macroformas submarinas son: • La plataforma continental • La llanura pelágica • La fosa abisal El conocimiento que tenemos de los fondos marinos se debe a las investigaciones efectuadas por las compañías petroleras. El relieve submarino está sujeto a cambios permanentes. Evoluciona por efecto de las fuerzas constructivas y es alterado y degradado a consecuencia de los procesos erosivos que rigen el mundo submarino. Los fondos submarinos son depósitos de enormes riquezas y concentran una variada clase de elementos y compuestos químicos que son importantes para la vida marina. Aguas continentales: dinámica e importancia Las aguas situadas sobre la plataforma continental son las más ricas en especies pesqueras. De acuerdo con su origen, las aguas continentales se clasifican en: Pluviales. Nivosas v Mixtas Los ríos son líneas naturales de drenaje. El que está integrado por varias corrientes se denomina red fluvial, y el área de captación de los escurrimientos de una red se llama cuenca hidrológica. Las corrientes subterráneas son producto de la infiltración de las aguas superficiales. Los ríos, lagos y corrientes subterráneas contribuyen al bienestar humano El agua es un líquido fundamental para la vida en el planeta. A pesar de ser considerada como un recurso inagotable, su utilización irracional puede llegar a producir escasez. El descuido, la toma de decisiones erróneas con respecto a su manejo y la falta de precaución en el tratamiento de los desechos industriales han provocado la contaminación del agua. Climas Símbolo Época de lluvia f Lluvias todo el año x’ Escasas todo el año w Durante el verano (seco en invierno) s Durante el invierno (seco en verano) m De monzón (muy intensas en verano) Tipo de clima Af Am Aw Cf Cx Cw Cs Df Significado Tropical con lluvias todo el año Tropical con lluvias dde monzón Tropical con lluvias en verano Templado con lluvias todo el año Templado con lluvias escasas todo el año Templado con lluvias en verano Templado con lluvias en invierno Frío con lluvias todo el año Símbolo BW BS ET Significado Desértico Estepario Tundra EF EB Hielos perpetuos Polar de montaña Los continentes Las tierras emergidas se agrupan en tres grandes masas continentales: • Continente americano • Continente euroasiticoafricano • Continente antártico Región Natural Selva Bosque topical Sabana Bosque Mixto Pradera Bosque mediterráneo Bosque de coniferas Bosque de coniferas Vegetación Xerófitas Herbáceas Musgos Líquenes, coníferas, enanas Ninguna Según la altura Los continentes están rodeados por ¡as aguas de los cinco océano: Pacífico Atlántico Índico Ártico Antártico Una característica común de todos los continentes es la existencia de notables cordilleras junto a las costas. El continente americano ocupa el 28% de las tierras emergidas del planeta. Está rodeado por los océanos Pacífico y Atlántico, que lo separan del continente euroasiaticoafricano. La mayor separación entre éstos se localiza por el lado del Pacífico. Los límites tradicionales entre Europa y Asia son los montes Urales y el Cáucaso. Australia, la mayor isla del mundo, integra, junto con numerosas islas, ei continente denominado Oceanía. La Antártida está cubierta de hielo y nieve en 95% de su territorio. Aumento de la población Los factores que han influido en el crecimiento de la población en el mundo se relacionan principal mente con las medidas de salubridad, el mejoramiento económico y el desarrollo científico logrados en las diferentes partes del mundo. Los espacios de mayor densidad de población en el mundo son las áreas de gran desarrollo industrial de las tierras europeas y americanas, y las áreas agrícolas del sureste asiático. Actividades productivas y recursos naturales Los cereales como el trigo, el arroz y el maíz cubren extensas áreas del globo, en las que el agricultor trata de obtener cada vez mejores cosechas con las que habrá de cubrir la gran demanda de la población. El algodón continúa siendo la fibra textil de mayor utilidad, no obstante el intenso aprovechamiento de las llamadas fibras sintéticas. La ganadería que se practica a gran escala puede ser extensiva (desarrollada en grandes espacios poco aptos para el cultivo) o intensiva (en la que los animales permanecen en establos y su producción y desarrollo se organizan científicamente). Desarrollo industrial La industria requiere de condiciones especiales para su desarrollo como: • Materias primas • Tecnología básica • Condiciones geográficas favorables Las regiones industriales más importantes son: • La región de! noroeste y centro del continente europeo, en las áreas siderúrgica, textil, química, etcétera. • Las regiones del noroeste y centro de Esta dos Unidos, en las que destaca el área de los grandes lagos con sus ciudades industriales. • La que comprende Japón, que se ha desarrollado principalmente alrededor de los grandes puertos de esta zona asiática. AMÉRICA Relieve, hidrografía y climas Relieve Entre las cordilleras de América, las más importantes son: • La Cadena Costera y las Rocallosas de Norteamérica. • La Sierra Madre Oriental y la Sierra Madre Occidental de México. • La cordillera de los Andes, en Sudamérica, interrumpida por numerosos altiplanos que con tienen elevados lagos y mesetas. Otras montañas igualmente importantes se ubican en la región este del continente, como el sistema de los Apalaches. Hidrografía Los ríos de América con vertientes hacia el océano Pacífico son corrientes generalmente breves debido a la proximidad de las cadenas montañosas con litoral. En cambio, las vías fluviales que llegan al océano Atlántico son de mayor extensión. Entre éstas destacan los ríos: • San Lorenzo (Estados Unidos y Canadá) • Mississippi (Estados Unidos) • Bravo (México) • Orinoco (Venezuela) • Amazonas (Brasil) • Paraná (Paraguay) Los lagos en América han tenido diferentes orígenes. Algunos se han formado por depósitos glaciares, como los grandes lagos de Canadá y Estados Unidos. Otros son de origen tectónico y volcánico, como el lago de Chápala, en México. Los del centro y sur de América son importantes porque en ellos se practica la pesca y la navegación, algunos sirven de límite con otros países. Entre los lagos de América destacan: • • • • • • • • • • • • • • • Del Oso (Canadá) Del Esclavo (Canadá) Atabasca (Canadá) Winnipeg (Canadá) Superior (EUA-Canadá) Michigan (EUA) Hurón (Canadá) Ontario (Canadá) Erie (Canadá-EUA) Chápala (México) Pátzcuaro (México) Nicaragua (Nicaragua) Maracaibo (Venezuela) Titicaca (Perú-Bolivia) Poopó (Bolivia) Algunos países de Sudamérica son cruzados por extensos y caudalosos ríos. Climas La gran variedad de climas con que cuenta ei continente americano origina regiones naturales con vegetación y fauna diversas. En la zona templada de Norteamérica sr cultivan los siguientes cereales: • Trigo • Cebada • Maíz En México, Centroamérica y los países de América del Sur encontramos productos tropicales en mayores volúmenes. Los países americanos con un gran desarrollo ganadero son: • • • • De EUA, la zona centro y suroeste. De Argentina, la Pampa. De Brasil, la Sabana. De Colombia y Venezuela, los Llanos. Los grandes criaderos de bovinos y porcinos que se encuentran en las áreas de América han impulsado el desarrollo de la industria de la transformación en importantes centros como: Estados Unidos de América, Brasil y Argentina. En América del Norte se aprovechan las maderas de los extensos bosques templados y fríos. Las grandes zonas boscosas y de coníferas (formadas por pinos y abetos) y los bosques de hojas caducas o mixtos (que están formados por robles, nogales, hayas y fresnos) constituyen parte de los recursos madereros de países como Estados Unidos de América y Canadá. En las zonas americanas de bosque tropical se aprovechan especies como el árbol de caucho, quebrancho, cedro, palisandro y caoba. Actividades económicas Pesca. En Norteamérica existen dos zonas con mayor volumen en la captura de peces: la costa oriental de América del Norte y la costa del Pacífico. Industria. En el continente americano, el país que más destaca en el aspecto del desarrollo industria! es Estados Unidos, después tenemos a Canadá, México, Brasil, Argentina y Perú. Crecimiento de la población Las zonas del continente americano donde existe una mayor densidad de población se encuentran en: • • • • La cuenca de los grandes lagos Las costas del Pacífico La meseta central de México El sureste de Estados EUROPA Europa está formada por 46 países soberanos y algunos territorios que desean su soberanía. Su extensión es de unos 10 millones de kilómetros cuadrados. Relieve, hidrografía y climas Relieve En el continente europeo destacan las penínsulas: Escandinava, Ibérica, Itálica, Balcánica. De acuerdo con sus características geográficas, Europa está dividida en cuatro regiones, que son: Noroeste (el Báltico), Norte (predominan las llanuras y mesetas), Centro (los macizos antiguos), Meridional (los plegamientos modernos, como: los Alpes escandinavos, las cordilleras Bélicas, los Pirineos, los montes Cantábricos, los Alpes, los Apeninos, los Cárpatos, la cordillera del Caucase y los montes Urales). Hidrografía En Europa los ríos más importantes son: Rin. Es uno de los ríos más grandes de Europa; nace en Suiza y atraviesa Alemania. Danubio. Es el segundo más largo de Europa; empieza en Alemania y atraviesa casi toda Europa central; desemboca en el mar Negro. Dniéster, Dniéper y Don. Volga, el más largo de los ríos europeos, y Ural, que desembocan en el mar Caspio. Vístula y Oder; desembocan en el mar Báltico. Elba (Alemania); Carona, Loira y Sena (Francia); Guadalquivir (España); Guadiana, Tajo y Duero (España y Portugal). Ebro (España); Ródano (Francia); Po, líber y Arno (Italia). Las zonas lacustres más importantes de Europa se encuentran en Finlandia, Suiza, Italia y Rusia. Climas Europa tiene cinco grandes regiones climáticas: • ET. Clima frío polar de tundra y de alta montaña, en el extremo septentrional. La flora de esta región se compone de musgos y líquenes; la fauna está compuesta por renos. • DF. Clima frío de taiga con lluvias en verano; inviernos largos muy fríos y veranos cortos en las porciones del centro y oriente. La flora está compuesta por pinos, abetos y abedules; al sur existen fresnos, robles y olmos; la fauna está formada por visón, armiño, nutrias, ciervos, alces, osos, conejos, ardillas y liebres. • Cf. Clima templado con lluvias todo el año, en la parte occidental. La flora está compuesta por hayas, robles, encinos y fresnos; la fauna la componen carnívoros, roedores, alces, ciervos y especies domésticas. • Cs. Clima mediterráneo con lluvias en invierno, en los países que rodean ei Mediterráneo; su flora la componen olivo, limón, vid y trigo; su fauna está formada por especies domésticas. • Bs. Clima estepario, semiseco, cerca del norte del mar Negro. La vegetación está compuesta por pastizales, trigo, cebada, girasol; la fauna: ganado vacuno, bovino y ovino. Actividades económicas Región septentrional En la región septentrional se encuentran Noruega, Suecia, Dinamarca, Islandia, Finlandia, Estonia, Letonia y Lituania. La población es escasa. Sus principales actividades productivas son: pesca, ganadería, silvicultura, industria. El nivel de vida de los habitantes es elevado. Región occidental Los países del occidente europeo tienen un gran desarrollo: agrícola, pesquero, ganadero, industrial. Su población es una de las más numerosas sobre la Tierra. En esta región se ubican: Reino Unido de la Gran Bretaña, Irlanda, Francia, Bélgica, Holanda, Luxemburgo. Los puertos del occidente europeo con mayor actividad son: Londres, Havre, Ámsterdam. Región meridional Los países de esta región son: España, Italia, Grecia, Albania, Yugoslavia, Eslovenia, Croacia, Turquía europea, Bosnia y Herzegovina, Portugal, Andorra, San Marino, El Vaticano, Mónaco, Malta. Entre estos países hay una gran desigualdad social y económica; mientras algunos han alcanzado un desarrollo industrial, otros practican la agricultura y el pastoreo. Región centro y oriente Los países del centro y oriente de Europa son: Alemania, República Checa, Rumania, Belarús, Polonia, República Eslovaca, Rusia, Estonia, Suiza, Austria, Ucrania, Letonia, Liechtenstein, Hungría, Moldova, Lituania. En algunos países de esta zona predominan los bosques; en otros las praderas y estepas. El país más industrializado es Alemania. El territorio de Europa equivale sólo al 7% de las tierras emergidas; en él hay una séptima parte de la población mundial. Las ciudades más pobladas son: París, Moscú, Londres ASIA Relieve, hidrografía y climas Relieve El continente más extenso es Asia; en su relieve destacan las penínsulas de Anatolia, Arábiga, de Indochina, Malaya, Coreana, y en su extremo oriental la de Kamchatka. Entre las islas asiáticas se encuentran Japón, Filipinas, Sumatra, java, Borneo y Sri Lanka. Los sistemas montañosos más importantes son Karakorum, Hindu-Kush, Himalaya, Kuenlun. En estos dos últimos encontramos la región del Tíbet. En esta zona existen las montañas más altas del mundo. Hidrografía Entre los ríos del continente asiático se hallan algunos que fueron y son importantes para las civilizaciones, por ejemplo: • • • • Tigris y Eufrates Indo y Ganges Brahmaputra Mekong, uno de los más largos de indochina Climas Este continente cuenta con una variedad de clima: debido a su relieve y extensión. Las zonas clima ticas se distribuyen como se muestra en el siguiente cuadro: Climas del continente asiático Climas Características Ubicación Flora Fauna ET Seminival de tundra Región norte de Siberia (Rusia). Musgos, liqúenes, abedules y sauces. Renos, lobos, osos, focas. Df BS Frío con lluvias todo el año Seco estepario Amplia región de Siberia (Rusia). Sur de Siberia. Pinos, abedules, fresnos, robles, oírnos. Coniferas, pastos bajos, plantas espinosas y gramíneas. Osos, ciervos, conejos, ardillas. Roedores, antílopes, gacelas. BW Seco desértico Región central del desierto de Gobi entre China y Mongolia, Arabia, Irán, Pakistán y parte noreste de la India. Plantas xerófitas y escasos arbustos espinosos. Hoi migas, arañas, escorpiones, reptiles y algunos asnos, gacelas y camellos. Cs Templado con lluvias en invierno Regiones pequeñas del Mediterráneo, parte costera de Turquía, Siria, Líbano e Israel. Encinos, olivos, zarzas, algarrobos, rosales, enebros, romeros y gramíneas. Conejos, zorros, ardillas, liebres, ciervos, gamos y gato montes. EB Polar de alta montaña En elevadas regiones del Himalaya, Caucase, Pamir y Altai. Cambia gradualmente de bosque de coniferas a tundra. Cw Templado con lluvias en verano Región este de China, llanuras del Hoang Ho y Yang Tse Kiang. Aw Tropical con lluvias Indochina y parte central en verano y de la India. monzón Bosque tropical y sabana (maderas preciosas). Gíbón, orangután, tarsio, cebú, rinoceronte, tigre, pitón, cobra, elefante. Af Tropical con lluvias todo el año Maderas preciosas. Insectos, anfibios, reptiles, aves, monos y jaguares. Región sur de India y la zona insular. Zonas de cultivo y zonas urbanas (la flora y fauna han desaparecido). Población Además de ser el continente más extenso, Asia es el más poblado. Especialmente su clima es un factor que condiciona el establecimiento de la población, la cual se concentra mayormente en la región monzónica, donde se dedica sobre todo al cultivo de arroz, base de la alimentación en Asia. Países y capitales. Su localización El continente cuenta con 43 países sobresalen, algunos territorios en conflicto por su soberanía las islas Kuriles, Taiwán y Cachemira El mapa que aparece abajo ilustra la d, política de este continente. ÁFRICA Relieve, hidrografía y climas El continente africano representa el 20.4% de las tierras emergidas. Es el tercer continente con mayor superficie de la Tierra, después de Asia y América. El ecuador cruza la parte media del continente, por lo que se ubica en la zona intertropical. Todas las costas de África son rectilíneas y no hay penínsulas; entre sus islas más importantes tenemos: Cabo Verde, Santo Tomás y Príncipe, Seychelles, Comoras, Mauricio y Madagascar. Relieve En la mayor parte de la superficie africana predominan las mesetas y las montañas. Las más significativas son: • Montes Atlas, cerca de la costa noroeste de África. • Montes Dragones, en las costas atlánticas de Sudáfrica, al sur del continente. • Monte Kilimanjaro, al oriente de África. • Monte Kenya, también al oriente. • Monte Elgon, en Uganda. • Monte Ruwenzori, en Tanzania. • Meseta del Camerún, en el centro-occidente del continente. • Montes Tibesti y Ahaggar, en el Sahara. • Meseta de Etiopía, al este de África. Hidrografía En lo que corresponde a los ríos, en África se localiza el Nilo, que es el más largo del mundo, y desemboca en el mar Mediterráneo, donde forma un amplio delta. También sobresale el río Congo, cuyo nacimiento se ubica entre los lagos Tanganyca y Nyasa; el río Níger nace en las montañas que limitan con Sierra Leona. En la vertiente de océano Índico se encuentra el río Zambeze, el cual en su recorrido, forma las cataratas Victoria y Limpopo. África tiene aproximadamente 25 ríos, pero muy pocos de ellos destacan per su extensión y volumen de agua. Regiones de África África se divide en cinco -regiones norte occidental central oriental meridional África del norte Tiene una superficie de siete millones de kilómetros cuadrados. Sus características son: a) Presenta una importante concentración urbana en la región costera. b) Existe gran influencia de las civilizaciones europeas y asiáticas, principalmente en la costa mediterránea. c) Cuenta con un alto porcentaje de población europea. d) Las actividades productivas son la agricultura, la ganadería, la industria, la pesca y la explotación del petróleo. e) El nivel de ingreso por habitante es elevado; su promedio de vida es mediano y la densidad de población es mayor. África occidental Se encuentra frente al océano Atlántico, con una superficie de cinco misiones de kilómetros cuadrados, aproximadamente sus características son: a) El relieve está formado por una penillanura ligeramente elevada. b) Cuenta con un sistema hidrológico con abundantes y caudalosos ríos. Lago Los lagos más importantes de África Extensión (km2 ) Localización Victoria 68000 Kenya, Tanzania y Uganda Tanganyca 32000 Tanzania Nyasa 28400 Malawi-Mozambique Chad 16300 Chad-Nigeria-Níger Rodolfo 9000 Kenya Climas Clima Característica Flora Fauna Af Tropical, COTÍ lluvias todo el año Tipo selva, árboles de gran altura, bejucos, plantas herbáceas y epífitas Puerco espín, chimpancé, gorila, aves, mariposas y otros insectos BS Estepario semiseco Pastos cortos y arbustos espinosos Avestruz y camellos Cw Templado, con lluvias predominantes en verano Bosque mixto con árboles caducifolios, coniferas, praderas De tipo doméstico Aw Tropical, con lluvias en verano Acacias, baobas y palmeras, pastos altos, árboles dispersos Jirafa, elefante, león, guepardo, gacela, hipopótamo BW Desértico extremoso, lluvias escasas y esporádicas Plantas xerófitas Reptiles, roedores, insectos Cs Mediterráneo templado, con lluvias en invierno Pastos cortos, arbustos, matorrales Tipo doméstico c) Predomina la raza negra, la cual está con centrada principalmente en Nigeria y la zona costera, d) Sus actividades económicas se basan en la agricultura, la ganadería, la explotación forestal, la industria, etcétera. e) Sus habitantes tienen un nivel cultural alto en comparación con ¡os pueblos del desierto y la selva. África central Está cruzada por la línea ecuatorial; su superficie es de siete millones de kilómetros cuadrados. Sus características son: a) Cuenta con un sistema hidrológico, en el que destaca el río Congo. b) La vegetación es tropical. c) Su población es negra, con una distribución irregular y un alto índice de mortandad. d) Las actividades económicas se basan en cultivos, ganadería y la explotación de su gran diversidad de minerales y de sus recursos petroleros. La región central de África es rica en oro, diamantes y bauxita. África Oriental Tiene una extensión de seis millones de kilómetros cuadrados, aproximadamente. Sus características son: a) Tiene un relieve afectado por fenómenos volcánicos. b) También cuenta con una región central alta, fresca y húmeda, además de una región baja y cálida. c) La población es principalmente negra, con un índice de analfabetismo muy alto. d) Las actividades económicas del continente son de autoconsumo. En la región existen recursos minerales, pero se carece de tecnología para su explotación. Actividades económicas El desarrollo económico se inició tardíamente en este continente debido al dominio que ejercieron las potencias europeas sobre sus recursos y su población. Entre las principales actividades se encuentran: • Agricultura. Por lo común es de temporal, algunos de los principales cultivos son: trigo, cacao, café, cacahuate/ vid y caña de azúcar. • Ganadería. Es de tipo extensivo, se usa para satisfacer las necesidades de alimentación de la comunidad. • Explotación forestal. Se aprovecha de manera irracional. • Pesca. No tiene gran importancia debido a la insuficiencia de recursos del continente y a la falta de tecnología para su explotación. • Explotación minera. Cuenta con una de las reservas más importantes del mundo en productos como uranio, bauxita, cobre y magnesio. La minería proporciona el mayor volumen de ingresos por exportaciones del continente africano. • Industria. Más del 50% de la producción industrial se concentra en Sudáfrica. Es de tipo ligero y poco desarrollada, aunque una pequeña parte se dedica a la fabricación de maquinaria y transportes. La influencia del hombre sobre el ambiente ha originado una gran deforestación de extensas áreas, generando un proceso de erosión en algunas regiones del continente africano. Población La población africana representa el 12% de la mundial. Está integrada por cuatro grupos étnicos: a) Bosquimanos, pigmeos y hotentotes. b) Sudaneses, mantúes y nilóticos. c) Gamitas y semitas. d) Población de origen asiático En lo que respecta a la esperanza de vida, es de 43 años, aproximadamente, ya que su mortalidad es muy elevada. Actualmente, África es e! país que tiene !a mayor cantidad de países independientes. Países y capitales. Su localización La mayoría de los países son repúblicas, con excepción de Marruecos, Lesotho y Mauricio, que son monarquías. OCEANÍA Relieve, hidrografía y climas Oceanía se compone de una gran cantidad de islas distribuidas en el centro y sur del océano Pacífico. Para su estudio se divide en cuatro zonas: • Australasia. Está formada por las islas más gran des de Oceanía, como Australia (cuya superficie es de 7 millones de kilómetros cuadrados) Nueva Zelanda, Tasmania y Nueva Guinea. • Melanesia. En donde se localiza la isla de Negros, que está ubicada entre el ecuador y el trópico de Cáncer. • Polinesia. Conocida también como región de muchas islas, entre las cuales encontramos las islas Hawai. • Micronesia. Conocida como región de pequeñas islas; entre las más importantes están las Marianas, las Carolinas y las Marshall. Relieve En Australia hay tres regiones naturales: la gran cordillera, las llanuras centrales y la meseta desértica del oeste. El resto de las islas tiene elevaciones de origen volcánico muy variado: los montes Tongariro (Nueva Zelanda del norte), los Alpes neozelandeses, en el sur, las cordillera central (en Papua Nueva Guinea) y los montes Hawai. Hidrografía Las pocas precipitaciones pluviales son la causa de que en Australia casi no haya ríos ni lagos, y los que hay son cortos; éstos se aprovechan en la agricultura y la industria. Los principales depósitos de agua son: • Murray-Darling (ubicado en Australia), tiene 3 751 kilómetros de longitud y forma una cuenca de 1 035 000 kilómetros cuadrados. Es el más extenso del continente. • Waikato (en Nueva Zelanda). • Fly (en Papua Nueva Guinea). Debido a la escasez de precipitaciones, el ríe Murray es el único permanente en Australia. Nueva Zelanda tiene numerosas cuencas hidrográficas, pero los ríos son caudalosos y de extensión reducida, por lo cual son poco navegables. Actividades económicas Las islas que más destacan por su producción ganadera e industrial son Australia y Nueva Zelanda. Aunque los cultivos ocupan sólo una pequeña parte de la extensión total de Australia, tienen una gran importancia económica. El trigo es el cultive más desarrollado, pero también se produce avena, cebada, centeno, maíz, tabaco, arroz, caña de azúcar y frutas. Nueva Zelanda es importante por su producción de trigo, maíz, cítricos y hortalizas. Por falta de recursos económicos, en la mayor parte de las islas de Polinesia, Melanesia y Micronesia los productos agrícolas se destinan al consumo interno. En muchas de ellas se produce copra (pulpa de coco) para la fabricación de jabón y aceites. La población de Oceanía es muy diversa. En Australia y Nueva Zelanda la mayoría es de origen europeo, con tan sólo 120000 aborígenes, aproximadamente. Climas Flora Clima Características Fauna Af Tropical, con lluvias todo el año Selvas Ornitorrinco, koala BS Seco estepario Eucaliptos y acacias Canguros, aves lira BW Seco desértico Con las mismas características que el anterior Cs Templado, con lluvias en invierno (mediterráneo) Cereales Aw Tropical, con lluvias en verano Bosque tropical y sabana Am Tropical, con lluvias de monzón Bosques mixtos Ganado ovino Países y capitales. Su localización Oceanía cuenta con 13 países y miles de islas deshabitadas o en poder de naciones de otros continentes. GEOGRAFÍA DE MÉXICO Localización geográfica México se encuentra en los hemisferios norte y occidente, en América del Norte; oficialmente recibe el nombre de Estados Unidos Mexicanos. México limita con tres países: • Estados Unidos de América, al norte. • Guatemala y Belize, al sureste. Al este se localiza el océano Atlántico y al oeste el océano Pacífico. Limites, ríos, mares colindantes y países fronterizos De acuerdo con la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos, el territorio mexicano está formado por 31 estados y un Distrito Federal, así como las islas, los cayos, los arrecifes de mares adyacentes, la plataforma continental y los zócalos submarinos, el mar territorial y el espacio aéreo sobre el territorio. La superficie de las 32 entidades federativas es de 1 967 183 kilómetros cuadrados. Por su extensión, ocupa el lugar decimotercero en el mundo y el quinto en el continente americano. De acuerdo con las estadísticas, el territorio mexicano tiene una superficie de 4 233 313 kilómetro; cuadrados, aproximadamente, considerando la par te continental, las islas y el mar patrimonial. Fronteras de México A lo largo de 3 1 07 kilómetros, la frontera de México con Estados Unidos cuenta con diez ciudades importantes, en ambos lados. Por el sureste, las ciudades fronterizas de México son Chetumal, Ciudad Cuauhtémoc y Ciudad Hidalgo. División política La división política del territorio ha sufrido grandes, cambios a través de su historia. Antes de la llegada de los españoles estaba dividido en reinos y señoríos; durante la Colonia se integró en provincias e intendencias; con la consumación de la Independencia nació su primera división política, que era, muy parecida a la actual. Las entidades federativas o estados están divididas en municipios, y el Distrito Federal en 16 delegaciones. Las 31 entidades federativas están organizadas políticamente por un gobernador, que es elegido por el voto popular, y en uno de sus municipios queda establecida su capital; cada uno de ellos tiene sus propias características físicas, naturales, de población, sus tradiciones y sus actividades económicas. Los estados con mayor territorio, en orden decreciente, son Chihuahua, Sonora y Coahuila. La entidad más pequeña es el Distrito Federal, pero en ella se encuentran concentrados los tres poderes de la nación: • El Poder Ejecutivo, representado por el Presidente de la República. • El Poder Legislativo, formado por las cámaras de diputados y de senadores. • El Poder judicial, representado por la Suprema Corte de Justicia, los tribunales de circuito y los juzgados de distrito. El Distrito Federal es gobernado por un jefe de gobierno y una Asamblea Legislativa, cuyos integrantes colaboran con él para encontrar la solución a los problemas de la ciudad de México. Aspectos físicos El territorio mexicano está formado por placas tectónicas, las cuales emergieron a fines de la era Cenozoica; las más importantes son la de Norteamérica, la del Pacífico y la de Cocos. La unión de las placas de Norteamérica y de Cocos creó una zona de sismicidad y vulcanismo en el sur de nuestro país, por lo cual se formó el Cinturón de Fuego. Los estados con mayor actividad sísmica son Oaxaca y Guerrero. La actividad volcánica más intensa del país se origina por la falla de Clarión, a lo largo del paralelo 19°, donde se localiza la mayoría de los volcanes. En México se presentan otros fenómenos naturales, como: • Inundaciones • Sequías • Ciclones Éstos son los plegamientos más importantes de nuestro país: • Sierra Madre Occidental • Sierra Madre Oriental • Sierra Madre del Sur • Sierra Madre de Chiapas • Sistema Zacatecano • Sierra Volcánica Transversal Las montañas que se encuentran en la zona del Pacífico cuentan con recursos minerales como oro, plata, cobre y petróleo, además de riquezas forestales y gran variedad de especies animales. Regiones tipográficas México cuenta con cuatro regiones fisíográficas: • Macizo continental, compuesta por sierras, altiplanos, llanuras y la depresión del Balsas. Se le puede dividir en altiplanicie septentrional y altiplanicie meridional. • Zona ístmica, que es la parte más angosta de nuestro territorio, comprende los estados de Veracruz, Oaxaca, Chiapas y Tabasco. El relieve más importante es la sierra atravesada. • Regiones peninsulares, que son las de Yucatán y Baja California. • Zona insular, formada por las islas del Pacífico, del Caribe y del golfo de México. Ríos, lagos, mares y climas El litoral mexicano está formado por: • El golfo de México y el mar Caribe, en el océano Atlántico. • El borde continental, en el océano Pacífico. Estos litorales (zonas de contacto entre tierra y mar) también forman diversos accidentes geográficos, como bahías, cabos, puntas, canales, ensenadas, lagunas, esteros y acantilados. El litoral del océano Pacífico es el más largo; tiene una llanura costera muy angosta por la altura de la plataforma continental. Sus bahías permiten la construcción de puertos, como los de Acapulco, Mazatlán y Guaymas. El litoral del golfo de México es menos largo y la plataforma continental es extensa. De sus puertos salen productos mexicanos al extranjero, es decir, exportaciones. Por las características de las corrientes marinas del Pacífico y el golfo de México encontramos muchas especies marinas, como atún, camarón, cazón y tiburón, entre otras. Otros recursos de nuestros océanos son el petróleo, que se extrae básicamente de la sonda de Campeche, y el cloruro de sodio, que se obtiene en Guerrero Negro, Baja California Sur. Hidrografía de México Los recursos hidráulicos del país están constituidos por ríos, lagos, lagunas y aguas subterráneas. Si se distribuyera equitativamente en todo el territorio, se guardara en depósitos y no se contaminara el agua que llueve en México sería suficiente para satisfacer las demandas de la población, de las plantas y de las actividades productivas Entre los ríos más importantes del país se encuentran los siguientes: • • • • • • • • • • a) En la vertiente del Pacífico, los ríos: Verde Fuerte Balsas Culiacán Papagayo Colorado Lerma-Santiago Ometepec Yaqui Ameca b) En la vertiente del Atlántico, los ríos: • Bravo • Tecolutla • Coatzacoalcos • Papaloapan • Panuco • Tonalá • Grijalva-Usumacinta El agua de estas corrientes se emplea en obras de riego, la industria y la producción de energía eléctrica, que es enviada al centro y sur del país. Entre los lagos y lagunas más importantes del país destacan: • • • • • • • • • • Lago Chápala (jalisco) Lago Pátzcuaro (Michoacán) Lago Cuitzeo (entre Guanajuato y Michoacán) Lago Zirahuén (Michoacán) La cuna de Tamiahua (Veracruz) Laguna de Catemaco (Veracruz) Laguna de Guzmán (Chihuahua) Laguna de Santa María (Chihuahua) Laguna de Patos (Chihuahua) Laguna de Tlahualilo y Bolsón de Mapimí (entre Chihuahua y Coahuila) • Laguna de Palomas (Durango) • Laguna de Mayrán (Durango) El uso irracional del agua disminuye considerablemente las reservas de este vital líquido. Algunas corrientes subterráneas que se forman al futrarse por la lluvia llegan a formar pequeños lagos llamados cenotes, como los que existen en Yucatán. El grado de contaminación de ríos, lagos y mares se encuentra asociado con los desechos domésticos, sustancias nocivas y desechos industriales que arrojamos día con día a través de drenajes. Esta contaminación daña las especies marinas, así como la salud y la economía de los habitantes instalados en las costas, Para evitar la contaminación de este recurso es necesario construir plantas de tratamiento de aguas residuales y hacer conciencia sobre la importancia de emplear adecuadamente el agua. Por la situación geográfica y la extensión territorial de México, los factores que determinan el clima son: • La latitud • El relieve • La continentalidad • Las corrientes marinas Los diversos climas del país originan regiones con diferente fauna y vegetación. Las principales son: Regiones tropicales (Af y Aw) Selva alta mediana Flora: está compuesta por caoba, cedro, zapote, árbol de hule, cacao, ceiba. Fauna: jaguar, mono araña, saraguato y aves de vistosos plumajes. Localización: sureste de Veracruz y parte de Campeche, Tabasco, Quintana Roo y Chiapas. (Aw) Selva baja Flora: plantas herbáceas, bosque en galería. Fauna: venado, iguana, codorniz. Localización: en la mayor parte de la península de Yucatán. Llanuras de Veracruz, parte de la costa del Pacífico y cuenca del Balsas. Regiones secas (BS y BW) Estepario y desértico Flora: huizaches, cactus, magueyes, yucas. Fauna: cacomixtle, liebres, aves, reptiles, insectos. Localización: península de Baja California, noroeste de Parrales, Sonora, gran parte del centro y norte del país. (Cf, Cw y Cs) Bosque templado y pastizal En el primero su flora se caracteriza por coniferas y árboles de hojas caducas. La fauna característica es lobo y venado; se localiza en las sierras madres y el eje volcánico. En el segundo, la flora característica es caña, pastos, zacatón y otate; la fauna: reptiles, tejón y ardilla; se localiza en el sur de la altiplanicie mexicana, Sierra Madre del Sur, sur de Tamaulipas y sierras de Chiapas. Por su ubicación geográfica y las características de su clima, México ocupa el 2° lugar en biodi-versidad en América Latina y el 4° en el mundo. El excesivo crecimiento de la población, así como el mal uso de los recursos naturales, ponen en peligro las regiones naturales del país. Aspectos socioeconómicos Las actividades económicas que se realizan en cada una de las regiones naturales deben hacer el menor daño posible a los ecosistemas. El gobierno de México ha protegido diversas áreas para preservar la biodiversidad del país. La educación ecológica es otro factor que contribuye al cuidado de nuestros recursos naturales. EL INDIVIDUO Y LA SOCIEDAD MEXICANA Convivencia social y democracia La vida en sociedad nos permite alcanzar logros que de forma individual no podríamos obtener. La sociedad nos permite vivir con comodidad gracias a que se ha organizado y a que sus miembros se han ido especializando en un trabajo. Además de abastecernos de lo necesario, en sociedad nos sentimos acompañados y protegidos, ya que en todo momento estamos conviviendo con otras personas y contando con mecanismos que protegen a los más débiles (niños, niñas, ancianos, discapacitados, etcétera). Esa serie de mecanismos ayuda a que todos los que vivimos en sociedad podamos satisfacer nuestras necesidades fundamentales a través de los servicios públicos, como agua potable, alumbrado, drenaje, alcantarillado y mercados. A lo largo de la historia todas las sociedades han creado una gran cantidad de cosas para hacernos la vida más fácil. Está claro que no sólo para sobrevivir, sino para vivir bien y cada día mejor. Para mejorar la vida humana es necesario contar con una organización en la que todos participemos. El derecho a la libertad del individuo y a la igualdad de todos los hombres entre sisón básicos para que una sociedad funcione bien, y en esto se basa la democracia, cuyo principio es: El poder del Estado emana del pueblo y en él radica su soberanía. En todas las constituciones democráticas se consagran las libertades y derechos del hombre. La palabra democracia proviene de las voces griegas demos, que significa "pueblo", y kratia, que significa "gobierno", lo cual significa, en consecuencia, el gobierno del pueblo o gobierno popular. Como la democracia implica un gobierno del pueblo, debemos entender que es éste quien gobierna u organiza el poder político, y por lo tanto es el único soberano, contra lo que sucedía en las monarquías y lo que sucede en las dictaduras, formas de gobierno en las que sólo unas cuantas personas gobiernan imponiendo no sólo su voluntad, sino cuidando y protegiendo únicamente sus propios intereses. Valores Los valores son ideales que guían nuestros actos y de los que estamos plenamente convencidos porque pensamos que son correctos; orientan nuestras acciones, dan sentido a nuestra vida y nos motivan a realizar, perseguir o lograr algo. Justicia Es uno de los valores que fundamentan la democracia y significa dar a cada una de las personas lo que necesita, merece o le pertenece de acuerdo con sus derechos o su razón. Para ser justo se debe tomar en cuenta que nadie está por encima de la ley y que las leyes no se deben cambiar o modificar para favorecer a una persona por su sexo, creencia religiosa, posición social, etcétera. Conducirse con justicia también significa respetar, en todo momento, la dignidad e integridad personales y actuar con rectitud, honestidad, conciencia o razón con respecto a los demás. Una actitud justa no sólo debe reflejarse en la aplicación de las leyes, sino también en el trato cotidiano. La justicia es un valor y un principio humano que, a través de la experiencia, se regula con la intención de que cada quien tenga lo que le corresponde. Libertad Es la facultad, ya sea física o mental, o cualidad natural que tenemos los seres humanos para actuar, pensar o sentir como nos guste o queramos, o hasta para no hacerlo, sin presiones, interferencia o amenazas de nadie. Es decir, es una cualidad que contribuye a que cada ciudadano desarrolle plenamente sus capacidades, al decidir sus actos, pensamientos, expresiones y su manera de conducirse en la vida. La libertad es un valor insustituible que está directamente ligado a nuestra vida personal, cívica, y en particular a la democracia. Debido a que los valores adquieren sentido a través de la interacción con nuestros semejantes, la libertad requiere límites bien establecidos de modo que no afecte los derechos de los demás. Igualdad Se define como igualdad al valor que reconoce que todo ser humano, por el solo hecho de serlo, tiene los mismos derechos y por tanto puede gozar ce todos los beneficios creados dentro de la sociedad, sin importar origen, sexo o condición social o económica. La igualdad reconoce, en los seres humane capacidad de actuar con responsabilidad y respete hacia los demás, y con apego a los derechos y deberes por los cuales nos regimos. Solidaridad Es un sentimiento de compromiso hacia los demás que adquirimos a medida que maduramos como personas, y lo expresamos con actitudes que unen, consolidan, estrechan y fortalecen nuestras relaciones personales. Vivir, sentir y expresar solidaridad significa sentirnos unidos o identificados con los intereses, las necesidades o alegrías de los demás, y también apreciar a las personas como seres iguales a nosotros. Por esta razón tenemos la tendencia de ayudarlas o apoyarlas en su crecimiento y en la resolución de sus problemas. Al ser solidarios no sólo beneficiamos y fortalecemos a la sociedad, sino que también nos beneficiamos en lo individual. La solidaridad se puede expresar aun mediante acciones que puedan parecer insignificantes, en la casa, la escuela o la calle. Tolerancia La tolerancia es uno de los valores que sustentan a la democracia y reconoce que como individuos somos únicos e irrepetibles y por tanto existe una inmensa variedad de formas de ser y de pensar que deben respetarse y protegerse porque son parte de la dignidad e integridad de cada uno de nosotros. A través de la práctica de la tolerancia no sólo se evitan conflictos, sino también se mejora la convivencia con los demás y se favorece la formación de cada persona como miembro de la organización política de un país. Respeto a la diversidad Actuar con respeto es valorar lo que somos y tenemos, así como lo que podemos alcanzar; es aceptar que entre los seres humanos existe una enorme diversidad en las formas de pensar, sentir o actuar. Es un valor cívico sin el cual sería imposible comprender que la libertad implica no dañar a los demás, es decir, respetar su derecho a ser libres. Respeto significa tener o sentir amor y consideración hacia nosotros mismos y hacia los demás, y reconocer que como personas tenemos dignidad e integridad, que debemos cuidar y cultivar. Pluralidad La pluralidad es la existencia de diferentes opiniones y puntos de vista. Derechos, obligaciones y responsabilidades de los seres humanos De acuerdo con los Cuadernos de Población (específicamente el dedicado a la familia) que edita el Consejo Nacional de Población (Conapo), la familia es una institución social con funciones propias; es aquella en cuyo espacio las personas desarrollamos relaciones personales íntimas que nos enriquecen y nos dan satisfacción y en el que se preserva la especie. La familia es, además, la célula en la que las personas de todas las edades resolvemos nuestras necesidades de protección, compañía, alimento y cuidado de la salud. Según la misma fuente, las funciones de la familia son: • Transmitir a sus descendientes los valores y las costumbres de la sociedad. • Llevar a cabo la socialización de los niños y las niñas que en ella se originen. • Ser un espacio donde sus integrantes construyan su identidad. En México, la familia ha sido un grupo social muy sólido, y pertenecer a ella implica que cada uno de sus integrantes reciba beneficios, pero al mismo tiempo asuma responsabilidades, derechos y deberes que están reconocidos y protegidos por la ley. En algunos puntos del artículo cuarto constitucional se habla sobre los derechos y deberes de la familia, por ejemplo: "(...) El varón y la mujer son iguales ante la ley. Ésta protegerá la organización y el desarrollo de la familia. Toda persona tiene derecho a decidir de manera libre, responsable e informada sobre el número y el espaciamiento de sus hijos (...). Toda familia tiene derecho a disfrutar de vivienda digna y decorosa (...). Es deber de los padres preservar el derecho de los menores a la satisfacción de sus necesidades y a la salud física y mental. La ley determinará los apoyos a la protección de los menores, a cargo de las instituciones públicas". Por otro lado, el Código Civil dice: Art. 323 bis. Los integrantes de la familia tienen derecho a que los demás miembros respeten su integridad física y psíquica con objeto de contribuir a su sano desarrollo para su plena incorporación y participación en el núcleo social. Art. 323 ter. Los integrantes de la familia están obligados a evitar conductas que generen violencia. El funcionamiento adecuado de cualquier familia depende de que sus integrantes tengan muy claras sus responsabilidades y se esfuercen por cumplir con ellas de la mejor manera posible. Es importante definir y asignar los roles de cada integrante. En este punto no debemos perder de vista que, a pesar de que la cultura social influye mucho en la asignación de roles, no tiene que ser tan rígida, pues para que éstos sean mejor desempeñados se deben tomar en cuenta las aptitudes de cada persona y procurar que esto genere satisfacción. El pertenecer a una sociedad implica convivir y relacionarse con otras personas, lo cual hace indispensable ponerse de acuerdo con los demás para determinar las actitudes, preferencias y acciones que nos permitan vivir en armonía y participar en la comunidad de que formamos parte. Pero lo anterior no siempre es fácil porque en una sociedad pueden existir tantos conflictos como personas, lo que ha hecho necesario establecer normas o elaborar leyes que permitan ajustar los intereses individuales con el bien común. La sociedad beneficia al ser humano, entre otras cosas porque: • • • • • • Lo hace ser parte de un grupo. Lo define como humano. Dentro de ella tiene seguridad y protección. Ayuda a satisfacer necesidades. Le transmite una cultura, un idioma, costumbres, tradiciones, etcétera. Le da valores, reglas y leyes. Las leyes Los derechos y los deberes del individuo como miembro de una sociedad se encuentran asentados en las leyes que rigen dicha sociedad y en los valores que promueve. Cuando ciertas normas de conducta son aceptadas por toda la sociedad, su violación implica consecuencias graves; entonces surge la necesidad de reglamentar esas conductas en disposiciones escritas, obligatorias, precisas y uniformes para evitar interpretaciones personales; es decir, se establecen normas jurídicas o leyes que han de regir como reglas permanentes de conducta, de observancia general y obligatoria, implantadas por el poder público. Las leyes implican derechos y obligaciones para todos. Los derechos son el resultado del desarrollo de la humanidad durante miles de años, pues no siempre se han reconocido. El hombre es un ser social, tiene necesidades de alimentación, educativas, culturales, políticas, sociales, etcétera, y para satisfacerlas necesita vivir en sociedad. La sociedad es una agrupación de individuos que se integra para satisfacer sus necesidades o para cumplir todas o algunas finalidades de la vida. De la convivencia en sociedad surge la necesidad de establecer reglas o normas que regulen las relaciones entre los individuos. Se entiende por norma una forma de conducta aceptada por un grupo social, que prevalece como lo que se debe hacer. Existen diferentes tipos de normas: familiares, sociales, escolares, religiosas, económicas, artísticas, jurídicas, morales, ecológicas. Ya que la violación de algunas normas provoca graves consecuencias para la sociedad, surge la necesidad de reglamentar las relaciones sociales en forma jurídica, dando lugar a las leyes. Las normas jurídicas se agrupan en diversas leyes formando la estructura jurídica del país. Estas normas se encuentran plasmadas en la Constitución, las constituciones estatales, las leyes federales, los decretos, reglamentos, circulares y oficios de diversas instituciones, etcétera. La ciencia que tiene por objeto el estudio y aplicación de las leyes es el Derecho. Instituciones y organizaciones encargadas del cumplimiento de las leyes El cumplimiento de las normas legales de la sociedad es encomendado al gobierno, el cual procura su aplicación para mantener la estabilidad política, económica y social de la nación. La Constitución es la máxima norma del país; por esta razón, todas las autoridades, cualquiera que sea su jerarquía, deben regir y ejercer su actividad de acuerdo con los mandatos establecidos en ella. Prácticamente toda la estructura gubernamental está constituida para garantizar y vigilar el cumplimiento de los derechos humanos y para castigar sus transgresiones. Por ejemplo, para cumplir con el derecho a la educación, el gobierno cuenta con la Secretaría de Educación Pública, a través de la cual sostiene miles de escuelas; el derecho al trabajo y la seguridad social son vigilados por la Secretaría del Trabajo y Previsión Social, la Procuraduría Federal de la Defensa del Trabajo, etcétera. Toda la estructura jurídica se encarga de administrar la justicia y sancionar las violaciones a los derechos humanos. CONSTITUCIÓN POLÍTICA DE LOS ESTADOS UNIDOS MEXICANOS Características Fue firmada el 5 de febrero de 1917 por los dos constituyentes y el primer jefe del Ejército Constitucionalista, Venustiano Carranza. Es el instrumento jurídico que fundamenta la existencia del Estado. También recibe el nombre de Carta Magna. Sus principales características son: • • • • • Es la más importante de las leyes en nuestro país. Es el resultado del desarrollo histórico del pueblo. En ella se precisan: la forma de gobierno, el territorio del Estado, los derechos de los ciudadanos. Fomenta la paz, la libertad, la justicia social y la estabilidad política. Las leyes de carácter secundario deben ajustares a ella y no contradecir sus disposiciones. Nuestra Constitución contiene 136 artículos en nueve títulos, los cuales están organizados en capítulos. Garantías individuales y sociales En México, los derechos están garantizados por la Constitución en las llamadas garantías sociales y las garantías individuales. Las garantías sociales reconocen los derechos económicos, políticos y sociales de amplios sectores de la población con necesidades y características especiales (por ejemplo los niños, los obreros y los campesinos, entre otros). La Constitución mexicana fue la primera, anterior incluso a la de la Unión Soviética, en incluir en su texto las garantías sociales como instrumentos de justicia e igualdad que regulan las relaciones entre las distintas clases sociales y entre éstas y el gobierno. Por su parte, las garantías individuales son derechos humanos que se refieren a las personas, concebidas en forma individual. Muchas de las garantías individuales se transforman en sociales al aplicarse colectivamente. De igual manera, muchos artículos constitucionales establecen garantías individuales y sociales a la vez porque protegen tanto a individuos como a grupos o a la sociedad entera. En la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos las garantías individuales están consideradas en los artículos 1° al 29; cabe mencionar que algunas garantías individuales pueden ser consideradas sociales si se aplican en forma colectiva. El cuadro de la siguiente página muestra en forma sintetizada las garantías individuales y sociales plasmadas en nuestra Carta Magna. Organización de nuestra Carta Magna Título Capítulos Artículos Primero I. De las garantías individuales II. De los mexicanos III. De los extranjeros IV. De los ciudadanos mexicanos 1°al29 30 a 32 33 34 a 38 Segundo I. De la soberanía nacional y de la forma de gobierno II. De las partes integrantes de la Federación y del territorio nacional 39 a 41 42 a 48 Tercero I. De la división de poderes II. Del Poder Legislativo III. Del Poder Ejecutivo IV. Del Poder Judicial 49 50 a 79 80 a 93 94 a 107 Cuarto De las responsabilidades de los funcionarios públicos 108a114 Quinto De los estados de la Federación 115a122 Sexto Del trabajo y de la previsión social 123 Séptimo Prevenciones generales 124 a 134 Octavo De las reformas de la Constitución 135 Noveno De la inviolabilidad de la Constitución 136 GARANTÍAS CONSTITUCIONALES Garantías individuales Garantías sociales De igualdad Educación 1° Todo individuo las goza 2° Se prohíbe la esclavitud 4° Igualdad del hombre y la mujer 12 Se prohíben títulos de nobleza 13 Igualdad ante la ley; prohíbe fueros De libertad 1° De trabajo y profesión 6° De ideas 7° De escribir y publicar escritos 8° De petición 9° De asociarse y reunirse 10 De poseer armas en su domicilio 11 De viajar y residir en cualquier parte del país 16 De correspondencia 24 De religión 28 De comercio; prohíbe monopolios De propiedad 27. Territorial 27. Privada 27. Concesiones 27. Pequeña propiedad De garantía jurídica 14. Sanción previo juicio 14. No retroactividad 15. Reos extranjeros 16. Mandato escrito para detener o registrar domicilio 16. No alojamiento del Ejército en casa particular, en tiempo de paz 17. Administración de justicia 18. Menores infractores 18. Prisión preventiva 19. Detención de tres días y auto de formal prisión. No maltrato 20. Garantía en juicios 21. Las penas sólo las impone la autoridad judicial 22. Prohíbe la tortura. Condiciona la pena de muerte 23. Tres instancias para juicios criminales 3° Integral, democrática, obligatoria, gratuita, nacionalista, laica, científica 3° Busca la justicia, la solidaridad, la independencia económica y política Protección familiar 4°. Libertad para definir el número de hijos 4°. Cultura indígena 4°. Paternidad responsable Regulación económica 22. Rectoría del Estado 25. Sectores público, social y privado 25. Equidad social 26. Planeación 28. Servicios públicos Derecho agrario 27. Ejidos de parcela individual 27. Ejidos colectivos 27. Comunidades indígenas Derecho laboral 123. Sindicatos 123. Huelga 123. Relaciones obrero-patronales 123. Salario suficiente 123. Seguridad social 123. Jornada laboral Religión 123. Vacaciones 123. Descanso obligatorio 123.Libertad Trabajo de de menores 24. credo 123. Trabajo mujeres 130. Respetode a todas las religiones 123. Otras prestaciones 130. Separación Iglesia-Estado Derecho laboral 123. Sindicatos 123. Huelga 123. Relaciones obrero-patronales 123. Salario suficiente 123. Seguridad social Aspectos fundamentales de los artículos 3° y 123 Artículo 3° La Constitución de 1 91 7 (que nos rige actualmente) consagra el artículo 3° a la educación. Características de la educación pública Según el artículo 3° constitucional, la educación que imparta el Estado deberá ser: a) Gratuita. En las escuelas públicas no se paga colegiatura. Los gastos (construcción de escuelas, sueldos de profesores, gastos administrativos, etcétera) los cubre el gobierno con los impuestos que paga la población. b) Obligatoria. Los padres (o tutores) tienen como obligación enviar a la escuela primaria y secundaria a los menores. Esto se complementa con el artículo 3 de la Ley General de Educación, que establece la obligación del Estado a prestar servicios educativos para que la población pueda cursar la educación básica. c) Laica. Una de las garantías constitucionales es la libertad de creencias; así, el carácter laico de la educación se refiere a que ésta debe ser ajena a cualquier doctrina religiosa. El artículo 3° constitucional establece: "La educación primaria y secundaria será obligatoria (...) garantizada por el artículo 24 que establece la libertad de creencias, dicha educación será laica y, por tanto, se mantendrá por completo ajena a cualquier doctrina religiosa (...). Toda educación que el Estado imparta será gratuita". Valores que promueve el artículo 3° constitucional: a) Democracia. El criterio que orienta a la educación "será democrático, considerando a la democracia no sólo como una estructura jurídica y un régimen político, sino como un sistema de vida fundado en el constante mejoramiento económico, social y cultural del pueblo". b) Igualdad y fraternidad. La educación "contribuirá a la mejor convivencia humana, tanto por los elementos que aporte a fin de robustecer en el educando, junto con el aprecio para la dignidad de la persona y la integridad de la familia, la convicción del interés general de la sociedad, cuanto por el cuidado que pongan en sustentar los ideales de fraternidad e igualdad de derechos de todos los hombres evitando los privilegios de razas, religión, grupos, sexo o individuos". c) Justicia. "La educación que imparta el Estado tenderá a desarrollar armónicamente todas las facultades del ser humano y fomentará en él, a la vez, el amor a la patria y a conciencia de la solidaridad internacional, en la independencia y en la justicia." d) Libertad. La educación debe promover que los individuos conozcan las libertades que otorga la Constitución, es decir, libertad: • • • • De trabajo y profesión De ideas De asociarse y reunirse De viajar y residir en cualquier parte del país • De correspondencia • De religión Artículo 123 Por trabajo se entiende el esfuerzo físico y mental de una persona que tiene como objetivo conseguir bienes y servicios para satisfacer sus necesidades. El artículo 123 constitucional establece: "Toda persona tiene derecho al trabajo digno y socialmente útil..." Este artículo reglamenta las relaciones laborales; algunas de las disposiciones establecidas en él son: • • • • • • • • • • La duración de la jornada máxima será de ocho horas. La jornada máxima de trabajo nocturno será de siete horas. Por cada seis días de trabajo deberá disfrutar el operario de un día de descanso, cuando menos. Las mujeres durante el embarazo no realizarán trabajos que exijan un esfuerzo considerable y que signifiquen un peligro para su salud en relación con la gestación; gozarán forzosamente de un descanso de seis semanas antesny después del parto. Los salarios mínimos deberán ser suficientes para satisfacer las necesidades normales de un jefe de familia, en el orden material, social, cultural y educativo de sus hijos. Para trabajo igual debe corresponder salario igual, sin tener en cuenta sexo ni nacionalidad. El salario mínimo queda exceptuado de embargo, compensación o descuento. Los trabajadores tendrán derecho a una participación en las utilidades de la empresa. Las empresas, cualquiera que sea su actividad, estarán obligadas a proporcionar a sus trabajadores capacitación o adiestramiento para el trabajo. Los empresarios serán responsables de los accidentes de trabajo y de las enfermedades profesionales de los trabajadores, sufridos con motivo o en ejercicio de la profesión o trabajo que ejecuten. Tanto los obreros como los empresarios tendrán derecho a coaligarse en defensa de sus respectivos intereses, formando sindicatos, asociaciones profesionales, etcétera. Las leyes reconocerán como un derecho de los obreros y de los patronos las huelgas y los paros. Las huelgas serán lícitas cuando tengan por objeto conseguir el equilibrio entre los diversos factores de la producción, armonizando los derechos del trabajo con los del capital. El patrón que despida a un obrero sin causa justificada estará obligado, a elección del trabajador, a cumplir el contrato o a indemnizarlo con el importe de tres meses de salario. Constitución y la organización política de México En la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos están asentadas las bases jurídicas que regulan la organización política de nuestro país. A lo largo del siguiente apartado se detallan algunas de las características de esta organización y se mencionan los artículos constitucionales que las sustentan. LA ORGANIZACIÓN POLÍTICA DE MÉXICO Elementos que conforman el Estado El Estado es la organización soberana de una nación, con territorio geográfico reconocido internacionalmente y con un gobierno y una estructura jurídica definidos por su propia población. El Estado representa los intereses de la sociedad, fortalece la convivencia entre las personas, ejerce la autoridad y garantiza el respeto de los derechos de las personas conforme a la ley. El Estado-nación es una forma de organización política conformada por grupos de personas que tienen un pasado histórico y cultura comunes y que hablan la misma lengua. Los elementos que conforman el Estado son territorio, población y gobierno. Territorio De acuerdo con el artículo 42 constitucional, el territorio nacional comprende: I. II. III. IV. V. El de las partes integrantes de la Federación; El de las islas, incluyendo los arrecifes y cayos en los mares adyacentes; El de las islas Guadalupe y las de Revillagigedo, situadas en el océano Pacífico; La plataforma continental y los zócalos submarinos de las islas, cayos y arrecifes; Las aguas de los mares territoriales en la extensión y términos que fija el derecho internacional, y las marítimas interiores; y VI. El espacio situado sobre el territorio nacional, con la extensión y modalidades que establezca el propio derecho internacional. La superficie de las 32 entidades federativas es de 1 953 128 kilómetros cuadrados, y la de las islas es de 5 073 kilómetros cuadrados. Población El artículo 30 constitucional establece: "La nacionalidad mexicana se adquiere por nacimiento o por naturalización. a) Son mexicanos por nacimiento: I. Los que nazcan en territorio de la República, sea cual fuere la nacionalidad de sus padres; II. Los que nazcan en el extranjero de padres mexicanos; de padre mexicano o madre mexicana; III. Los que nazcan a bordo de embarcaciones o aeronaves mexicanas, sean de guerra o mercantes. Componentes del Estado-nación Territorio Espacio geográfico donde el Estado ejerce su poder público. Población Integrada por todas las personas o habitantes pertenecientes al Estado. Gobierno Estructura política del Estado. Instituciones o personas cuya responsabilidad es dirigir las acciones del Estado b) Son mexicanos por naturalización: I. Los extranjeros que obtengan de la Secretaría de Relaciones carta de naturalización; y II. La mujer o el varón extranjeros que contraigan matrimonio con varón o mujer mexicanos y tengan o establezcan su domicilio dentro de territorio nacional". Gobierno La forma de gobierno de nuestro país se establece en el artículo 40 constitucional: "Es voluntad del pueblo mexicano constituirse en una república representativa, democrática, federal, compuesta de estados libres y soberanos en todo lo concerniente a su régimen interior pero unidos en una federación establecida según los principios de esta ley fundamental." Características de la República: representativa, democrática, federal y soberana El artículo 39 de nuestra Carta Magna establece que la soberanía nacional reside en el pueblo y que éste tiene, en todo tiempo, el inalienable derecho de alterar o modificar la forma de su gobierno. El artículo 40 constitucional establece como características de la República que ésta sea representativa, democrática y Federal. División de poderes: Legislativo, Ejecutivo y Judicial El absolutismo y el liberalismo El absolutismo • • • • Es un sistema de gobierno de autoridad ilimitada Es la centralización o concentración del poder El poder absoluto recae en una sola persona La ley no es igual para todos El liberalismo Doctrina que es partidaria de los ciudadanos Se opone al absolutismo Sistema político que proclama la independencia del Estado Se basa en la supremacía de las leyes sobre los gobernantes Está a favor de la democracia Como ejemplos de gobiernos absolutistas podemos mencionar el de Isabel I de Inglaterra (1558-1603), quien implantó durante su reinado una monarquía absoluta, aunque después tuvo que aceptar algunas limitaciones en el poder. En el siglo XVII los reinados de Jacobo I y Carlos I implantaron también el absolutismo, pero fracasaron en sus intentos de gobernar prescindiendo del parlamento. En Francia, uno de los monarcas que ejerció su poder de manera absolutista y tiránica fue Luis XIV, quien gobernó de 1643 a 1715. Durante el Siglo de las Luces (XVIII) surgió el pensamiento liberal. Destacaron filósofos y economistas (Locke, Montesquieu, Voltaire, Rousseau, Diderot, etcétera), quienes hicieron una dura crítica de las instituciones existentes y propusieron sistemas de mayor libertad. Fue en ese siglo cuando estalló la revolución francesa y se independizaron los Estados Unidos de Norteamérica que fue el primer país en adoptar el régimen federalista. Los tres poderes de la Federación Fue Montesquieu quien en el siglo XVIII propuso la división de poderes. En nuestro país, el artículo 49 de nuestra Carta Magna establece: "El Supremo Poder de la Federación se divide, para su ejercicio, en Legislativo, Ejecutivo y Judicial. No podrán reunirse dos o más de estos poderes en una sola persona o corporación, ni depositarse el Legislativo en un individuo..." México es una República Representativa Democrática Las leyes las elaboran representantes de tos ciudadanos. Los órganos del gobierno son representantes de la sociedad Presidentes, gobernantes, diputados, senadores, etcétera. Los ciudadanos ejercen libremente sus derechos políticos. Federal Está formada por estados libres y soberanos, que no obstante que tienen su propio gobierno, reconocen un gobierno que rige todo el país: el gobierno federal. Poder Legislativo El capítulo II (artículos 50 a 79) del título tercero de la Constitución se refiere al Poder Legislativo; sus puntos más importantes son: • El Poder Legislativo se deposita en un Congreso General, que se dividirá en dos Cámaras, una de Diputados y otra de Senadores. • La Cámara de Diputados se compondrá de representantes de la nación, electos en su totalidad cada tres años. • Esta Cámara estará integrada por 300 diputados electos según el principio de votación mayoritaria relativa y 200 diputados electos según el principio de representación proporcional. • Para ser diputado se requiere: - Ser ciudadano mexicano por nacimiento, en el ejercicio de sus facultades. - Tener por lo menos 21 años cumplidos el día de la elección. - Ser originario del estado en que se haga la elección o vecino de él con residencia efectiva de más de seis meses anteriores a la fecha de ella. - No estar en servicio activo en el ejército. - No tener mando en la policía o gendarmería rural cuando menos 90 días antes de la elección. - No ser secretario o subsecretario de Estado. - No ser magistrado de la Suprema Corte de Justicia (90 días antes de la elección). • Para integrar la Cámara de Senadores, en cada estado y en el Distrito Federal se elegirán cuatro senadores, de los cuales tres serán electos según el principio de votación mayoritaria relativa y uno será asignado a la primera minoría. • La Cámara de Senadores se renovará en su totalidad, en elección directa, cada seis años. • Para ser senador se requieren los mismos requisitos que para ser diputado, excepto el de la edad, que será de cuando menos 30 años cumplidos al día de la elección. El Poder Legislativo elabora leyes o modifica las ya existentes. Poder Ejecutivo El capítulo III (artículos 80 a 93) del título tercero se refiere al Poder Ejecutivo y, entre otras cosas, establece: • Se deposita el ejercicio del Supremo Poder Ejecutivo de la Unión en un solo individuo, que se denominará "presidente de los Estados Unidos Mexicanos". • La elección del presidente será directa y en los términos que disponga la ley electoral. • Los requisitos para ser presidente son: - Ser ciudadano mexicano por nacimiento, en pleno goce de sus derechos. - Tener 35 años cumplidos al tiempo de la elección. - Haber residido en el país durante todo el año anterior al día de la elección. - No pertenecer al estado eclesiástico ni ser ministro de algún culto. - No estar en servicio activo en el ejército (seis meses antes del día de la elección). - No ser secretario o subsecretario de Estado, jefe o secretario general de departamento administrativo, procurador general de la República, ni gobernador de estado, a menos que se separe del cargo seis meses antes del día de la elección. • Tomará su cargo el 1 de diciembre y durará seis años. • Algunas obligaciones son: - Promulgar y ejecutar leyes. - Nombrar y remover libremente a los secretarios de despacho, al procurador general de la República, agentes diplomáticos y empleados superiores de Hacienda, con aprobación del Senado. - Declarar la guerra en nombre de México, previa ley del Congreso de la Unión. - Convocar al Congreso a sesiones extraordinarias cuando así se requiera. Poder Judicial El Poder Judicial es tratado en el capítulo IV (artículos 94 a 107) del título tercero de la Constitución: • Se deposita el ejercicio del Poder judicial de la Federación en una Suprema Corte de Justicia, en tribunales colegiados y unitarios de circuitos y en juzgados de distrito. • La Suprema Corte de Justicia se compondrá de 21 ministros numerarios y funcionará en pleno o en salas. Se podrán nombrar hasta cinco ministros supernumerarios. • Los requisitos para ser ministro de la Suprema Corte de Justicia son: - Ser ciudadano mexicano por nacimiento en pleno ejercicio de sus derechos políticos y civiles. - No tener más de 65 años ni menos de 35 al día de la elección. - Tener una antigüedad mínima de cinco años con el título profesional de abogado. - Gozar de buena reputación. - No haber sido condenado por delito que amerite pena corporal de más de un año de prisión. - Haber residido en el país durante los últimos cinco años. El papel del municipio La unidad básica de la organización política de los Estados Unidos Mexicanos es el municipio. Un municipio es la organización político-administrativa que sirve de base a la división territorial y organización política de los estados miembros de la federación. El órgano de gobierno municipal recibe el nombre de ayuntamiento. La palabra municipio se refiere a la parte territorial, pero en muchas ocasiones es usada como sinónimo de ayuntamiento. En la antigua Roma se daba el nombre de municipio a la ciudad gobernada con sus propias leyes, a la vez que sus habitantes gozaban de los mismos derechos que los habitantes de la ciudad capital. En México, Hernán Cortés estableció el primer municipio (22 de abril de 1519) en la Villa Rica de la Vera Cruz. Durante la época colonial se implantó el municipio como la forma de organización social. En el periodo comprendido entre la guerra de Independencia y la Revolución, el municipio funcionó como base de la organización política pero de manera irregular, incluso en la Constitución de 1857 no se hace referencia a él. No es sino hasta la Constitución de 1917 cuando se reconoce al municipio como la célula de la organización política de la nación. Organización municipal El artículo "U 5 constitucional regula lo referente a los municipios. A continuación se presentan algunos fragmentos de este artículo: Los estados adoptarán, para su régimen interior, la forma de gobierno republicano, representativo, popular, teniendo como base de su división territorial y de su organización política y administrativa el municipio libre, conforme a las bases siguientes: • Cada municipio será administrado por un ayuntamiento de elección popular directa y no habrá autoridad intermedia entre éste y el gobierno del estado. • Los presidentes municipales, regidores y síndicos de los ayuntamientos, electos popularmente por elección directa, no podrán ser reelectos para el periodo inmediato. • Los municipios estarán investidos de personalidad jurídica y manejarán su patrimonio conforme a la ley. • Los ayuntamientos poseerán facultades para expedir, de acuerdo con las bases normativas que deberán establecer las legislaturas de los estados, los bandos de policía y buen gobierno, los reglamentos, las circulares y las disposiciones administrativas de observancia general dentro de sus respectivas jurisdicciones. • Los municipios, con el concurso de los estados cuando así fuere necesario y lo determinen las leyes, tendrán a su cargo los siguientes servicios públicos: a) Agua potable y alcantarillado b) Alumbrado público c) Limpia d) Mercados y centrales de abasto e) Panteones f) Rastros g) Calles, parques y jardines h) Seguridad pública y tránsito i) Los demás que las legislaturas locales determinen según las condiciones territoriales y socioeconómicas de los municipios, así como su capacidad administrativa y financiera Los municipios de un mismo estado, previo acuerdo entre sus ayuntamientos y con sujeción a la ley, podrán coordinarse y asociarse para la más eficaz prestación de los servicios públicos que les corresponda. • Los municipios administrarán libremente su hacienda, la cual se formará de los rendimientos de los bienes que les pertenezcan, así como de las contribuciones y otros ingresos que las legislaturas establezcan a su favor. • Los municipios podrán celebrar convenios con el estado para que éste se haga cargo de algunas de las funciones relacionadas con la administración de esas contribuciones. • Los municipios estarán facultados para formular, aprobar y administrar la zonificación y planes de desarrollo urbano municipal; participar en la creación y administración de sus reservas territoriales; controlar y vigilar la utilización del suelo en sus jurisdicciones territoriales; intervenir en la regularización de la tenencia de la tierra urbana; otorgar licencias y permisos para construcciones y participar en la creación y administración de zonas A Y U N T A M I E N T O Presidente municipal Síndico municipal Regidor Ejecuta las disposiciones y acuerdos del ayuntamiento. Es la autoridad máxima. Preside y dirige sesiones del municipio. Supervisa la administración del ayuntamiento. Propone mejoras a los sistemas y procedimientos de trabajo Responde ante el ayuntamiento sobre la defensa de los intereses municipales. Atiende cuestiones jurídicas. Cuida asuntos de la hacienda pública. de reservas ecológicas. Autoridades municipales El órgano de gobierno del municipio es el ayuntamiento, que está integrado por las autoridades siguientes, a las cuales se elige por medio del voto cada tres años: Participación política: diferentes tipos de organizaciones y partidos políticos La pluralidad es la existencia y participación de diversas opiniones en la vida política del país. El voto Votar es un derecho y una obligación, como lo establece nuestra Carta magna en el artículo 35; del cual se ha seleccionado el siguiente fragmento: "Son prerrogativas del ciudadano: I. Votar en las elecciones populares. II. Poder ser votado para todos los cargos de elección popular y nombrado para cualquier otro empleo o comisión teniendo las calidades que establezca la ley". III. Y el artículo 36 establece: Presidente Gobernador estatal Presidente municipal Diputados Senadores "Son obligaci ones del ciudadano de la República: I. Votar en las elecciones populares en el distrito electoral que le corresponda; II. Desempeñar los cargos de elección popular de la Federación o de los estados, que en ningún caso serán gratuitos, y III. Desempeñar los cargos concejiles del municipio donde resida, las funciones electorales y las del jurado". En el siguiente cuadro se muestra a las autoridades y representantes que deben ser electos democráticamente por medio del sufragio, así como las funciones que deben desempeñar. • Promulgar y ejecutar las leyes que expida el Congreso de la Unión. • Nombrar a secretarios y procurador general. • Nombrar ministros, agentes diplomáticos, cónsules. • Nombrar coroneles. • Disponer de la Fuerza Aérea y el Ejército. • Disponer de la guardia nacional. • Declarar la guerra en nombre de los Estados Unidos Mexicanos. • Dirigir la política exterior. • Promulgar y ejecutar las leyes que expida el Congreso local. • Nombrar a funcionarios del Ejecutivo estatal y al procurador general del estado. • Dirigir la política interior. • Convocar al Congreso estatal a sesiones extraordinarias. • Nombrar a los ministros de la Corte estatal de justicia. • Formular el presupuesto anual de ingresos y egresos. • Impartir servicio de educación, salud, etc. • Hacer cumplir las leyes federales y estatales, así como los reglamentos internos del municipio. • Acuerdos de la junta de Cabildos. • Erigirse en colegio electoral. • Vigilar funciones de la Contaduría Mayor. • Examinar, discutir y aprobar anualmente el presupuesto. • Conocer las acusaciones a funcionarios públicos. • Analizar la política exterior para su posible aprobación. • Ratificar los nombramientos que haga el presidente. • Autorizar la salida de tropas • Dar su consentimiento para que el presidente pueda disponer de la guardia nacional Presidente de la República Gobierno Federal Cámara de Diputados Congreso de la Unión Cámara de Senadores Gobernador Gobierno Estatal Cámara de Diputados Congreso de la Unión Gobierno Municipal Ayuntamiento Congreso de la Unión Congreso de la Unión Las características del voto son: universal, libre y secreto. Universal: Todos los ciudadanos tienen el derecho y la obligación de votar; por cada persona debe haber un voto. Libre: Cada ciudadano es libre de votar por quien desee, sin que se le condicione o amenace bajo ninguna circunstancia. Secreto: Nadie está obligado a decir a otra persona por quién votó. Las elecciones El organismo encargado del proceso electoral en nuestro país es el IFE (Instituto Federal Electoral), y el documento donde se detalla todo lo referente a las casillas electorales es el Cofipe (Código Federal de Instituciones y Procedimientos Electorales). En México existen 300 distritos electorales divididos en secciones. En cada sección se instala una casilla electoral. Las funciones de las casillas son: recibir, analizar y computar los votos de los ciudadanos. Por otro lado, los integrantes de la mesa directiva de las casillas deben cumplir con los siguientes requisitos: Ser residente de la sección donde está ubicada la casilla. Estar inscrito en el Registro Federal de Electores. Tener credencial para votar. Tener un modo honesto de vivir. Tomar un curso de capacitación electoral. No tener cargo de dirección de un partido político. No ser empleado público de confianza. Ser menor de 70 años. Saber leer y escribir. La Constitución garantiza la existencia de un Tribunal Federal Electoral, que será un órgano autónomo y máxima autoridad jurisdiccional electoral. Partidos políticos Es importante recalcar que la existencia de diferentes partidos políticos fortalece la democracia. Por ello, la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos, en su artículo 41, establece entre otras cosas que: Los partidos políticos son entidades de interés público; la ley determinará las formas específicas de su intervención en el proceso electoral. Los partidos políticos tienen como fin promover la participación del pueblo en la vida democrática, contribuir a la integración de la representación nacional y, como organizaciones de ciudadanos, hacer posible el acceso de éstos al ejercicio del poder público, de acuerdo con los programas, principios e ideas que postulan y mediante el sufragio universal, libre, secreto y directo. Los partidos políticos tendrán derecho al uso en forma permanente de los medios de comunicación social, de acuerdo con las formas y procedimientos que establezca la ley. En los procesos electorales federales los partidos políticos deberán contar, en forma equitativa, con un mínimo de elementos para sus actividades tendientes a la obtención del sufragio popular. La ley establecerá las reglas a que se sujetarán el financiamiento de los partidos políticos y sus campañas electorales. Los partidos políticos tendrán derecho a participar en las elecciones estatales y municipales. Otras formas de participación política se dan en las organizaciones de la sociedad civil. Sus objetivos pueden ser de diversa índole, pero básicamente promueven o están relacionadas con los derechos humanos; tal es el caso de los sindicatos, coordinadoras de lucha, organizaciones indígenas, grupos para orientar a los enfermos de SIDA, etcétera. LA NACIÓN MEXICANA Símbolos patrios: Bandera, escudo e himno Bandera Al consumarse la independencia, el Ejército Trigarante portó la primera bandera que representó a la nación mexicana; consistía en un rectángulo dividido en tres partes en forma diagonal con los colores blanco, verde y rojo, que representaban las tres garantías: religión, independencia y unión. Actualmente nuestra bandera es un rectángulo dividido en tres franjas verticales iguales, con los colores verde, blanco y rojo. En el centro (franja blanca) tiene el escudo nacional, el cual debe tener un diámetro equivalente a las tres cuartas partes del ancho de la franja. Escudo nacional Su origen está relacionado con una leyenda de los mexicas, quienes^ peregrinaron del norte del país hacia el sur, y, según esta leyenda, uno de sus dioses les ordenó que fundaran su ciudad en el lugar donde hallasen un águila devorando una serpiente. De esta forma, el escudo nacional consiste en un águila (parada sobre un nopal) de perfil izquierdo cuyas alas están ligeramente despegadas. Con su garra derecha y con su pico sujeta a una serpiente (como si la fuese a devorar). Himno nacional Es un canto cívico que consolida la nacionalidad mexicana. Consta de ocho estrofas y un coro, aunque se autoriza entonar únicamente dos estrofas (la primera y la última). Su letra fue escrita por Francisco González Bocanegra y la música fue compuesta por Jaime Nunó. Se cantó por primera vez el 15 de septiembre de 1854. Elementos de identidad nacional: historia, lengua y cultura Los elementos que conforman la identidad cultural de los mexicanos son: Historia Nuestro pasado nos une como mexicanos. La historia de México comienza cuando los primeros pobladores llegaron a nuestro país (se calcula que fue hace 22 000 años), y ha pasado, en forma muy general, por las siguientes épocas: • • • • • • Prehispánica Colonial Lucha por la Independencia México independiente en el siglo XIX Revolución mexicana Gobiernos posrevolucionarios (siglo XX) Lengua Nuestro país es el resultado de la fusión de los pueblos mesoamericanos y los españoles, por ello, además del español, que es la lengua principal, una parte de la población mexicana habla alguna lengua indígena como náhuatl, maya, zapoteco, mixteco, otomí, etcétera. Cultura Se refiere a todo aquello (material o intelectual) que el ser humano ha creado durante su proceso de interrelación social. La cultura de México es una de las más ricas a nivel mundial. Abarca arte popular mexicano, creación literaria y musical; fiestas y tradiciones; comida típica, costumbres, etcétera ESPAÑOL TEMA: COMUNICACIÓN LENGUA.-Conjunto de signos lingüísticos que sirven a una comunidad de hablantes para comunicarse COMUNICACIÓN.- es la acción y efecto de comunicar o comunicarse y se basa en la transmisión de mensajes entre interlocutores: un emisor que envía un mensaje a un receptor El hablante o emisor envía un mensaje cifrado en CODIGO: La Lengua El oyente descifra e interpreta el MENSAJE, puede ser de manera pasiva, si solo recibe, o activa, si lo percibe y lo almacena. El mensaje se transmite mediante un CANAL, que puede ser oral o escrito INTENCIÓN COMUNICATIVA.- Esto se presenta cuando la intención del emisor es dar a conocer a los receptores: conocimientos, sensaciones, órdenes, con la intención de recibir a cambio lo mismo que ofreció. Dentro de toda comunicación debe de existir coherencia al comunicarse, ya que uno no puede estar hablando de zapatos y la otra de football. Por la intención del hablante, las oraciones se pueden clasificar en: a) Interrogativas.- Se utilizan para preguntar o pedir información, es necesario usar los signos de interrogación ¿? b) Exclamativas.- Las usamos para expresar estados de ánimo, es necesario utilizar los signos de admiración ¡! c) Declarativas.- Sirven para transmitir un mensaje, proporcionar una información o hacer un comentario d) Imperativas.- Se emplean para dar una orden o transmitir un mandato. ESTRUCTURA DE UN TEXTO Es la manera como está formado, es decir, su esqueleto, sus partes son: a) Planteamiento.- Es donde se da a conocer los personajes, el lugar, el tiempo y las primeras oraciones b) Nudo o desarrollo.- Son los hechos importantes, es la parte central de la narración; en ella se desarrollan los problemas o las aventuras de los personajes c) Desenlace o conclusión.- Es el final de la narración, donde se encuentran las soluciones a los problemas de los personajes. FORMAS DE EXPRESIÓN DE LA LENGUA a) Narración.- Consiste en relatar acontecimientos reales o imaginarios con un orden para despertar el interés, conocer el nudo y llegar al desenlace: Los elementos de la narración son: El narrador.- Es quien cuenta la historia puede ser un personaje o una voz anónima Los personajes.- Son los que participan en la historia El lugar.- donde ocurren las acciones El tiempo.- en que sucede la historia b) La Descripción.- Consiste en explicar de forma detallada y ordenada las características físicas y psicológicas de una persona, animal, cosa y paisaje. c) El Dialogo.- Es una conversación o plática entre dos o más personas. El inicio de lo que dice cada personaje se indica con un guión largo o raya. RECREACIÓN LITERARIA Aquí encontraras algunas de las manifestaciones literarias más importantes: CUENTO.-Composición literaria breve que narra un hecho real o imaginario y cuyo desenlace es rápido. FÁBULA.-Composición literaria breve en la que intervienen generalmente animales como personajes, los cuales muestran y critican la conducta de los seres humanos por medio de una enseñanza o moraleja. LEYENDA.-Composición literaria breve que narra las historias, costumbres y tradiciones de los pueblos. Sus personajes son seres humanos excepcionales. MITO.- Tiene elementos relacionados con la divinidad. Sus temas son el origen de las cosas, el cosmos y los fenómenos naturales. Sus personajes son dioses y héroes POEMA.- Esta formado por versos que se componen de un número determinado de sílabas (métrica) y de palabras cuya disposición produce un determinado efecto rítmico (ritmo) Existen tres géneros de poesía: LÍRICO.- En el que se reflejan los sentimientos del autor ÉPICO.- En el que se narran hechos ajenos DRAMÁTICO.- Cuya obra ha sido creada para ser representada ante un público. Versos.- Son líneas de un poema y generalmente se agrupan en estrofas. La cantidad de sílabas en cada verso se llama METRO. La semejanza de sonido entre las últimas palabras de cada verso se llama RIMA. Cuando los versos no se corresponden ni en vocales ni en consonantes es porque forman los llamados VERSOS LIBRES. VICIOS DEL LENGUAJE ARCAÍSMO.- Palabra o frase anticuada, es decir, que ya no se usa. BARBARISMO.- Falta contra la recta pronunciación, los accidentes o de la escritura de las palabras. CACOFONÍA.- Disonancia que resulta de la inarmónica combinación de los elementos acústicos de la palabra. Ej. Atroz zozobra. EXTRANJERISMO.- Vocablo, frase o giro de un idioma extranjero empleado en español. IMPROPIEDAD.- Empleo de las palabras con significado distinto del que tienen. Ej. Mortandad p0or mortalidad MONOTONÍA Y POBREZA.- Frecuente empleo de unos mismos vocablos o giros. Ej. Trae tu bolsa, tu bata,tus zapatos… PLEONASMO.- Empleo en la oración de uno o más vocablos innecesarios para la perfecta comprensión del sentido de la frase. Lo dijo en público de la gente VULGARISMO.- Dicho o frase especialmente usado por el vulgo. Ej. Nadien por nadie TEMA: ORACIONES SIMPLES Y COMPUESTAS ENUNCIADO UNIMEMBRE.- Es el que tiene un solo elemento o miembro (frase), no tienen verbo conjugado. ENUNCIADO BIMEMBRE U ORACION.- Es la mínima de comunicación que tiene sentido completo ORACION SIMPLE.- Se compone de sujeto y predicado y contiene verbo. La oración simple puede ser: ACTIVA.- Cuando el sujeto realiza la acción del verbo; (el abuelo trajo flores) PASIVA.- Cuando el sujeto recibe la acción del verbo. (las flores fueron traídas por el abuelo) ORACIÓN COMPUESTA.- Es el conjunto de dos o más oraciones simples que se unen por medio de nexos (conjunciones o preposiciones) o signos de puntuación ( yuxtapuestas esto es, unidas por coma, o dos puntos). ORACIÓN COMPUESTA COORDINADA.- Están formadas por dos oraciones simples unidas por un nexo. Las oraciones simples son independientes entre sí. Ej. Leeré la novela porque tengo la tarde libre. Mírame a los ojos y dime la verdad. ORACIÓN COMPUESTA SUBORDINADA.- Están formadas por dos oraciones simples, una de ellas sin sentido propio, lo que la obliga a subordinarse a la oración principal. Ej. Ayer vi al muchacho, cuyas cualidades admiras. PARTES DE LA ORACIÓN Oración.- Está formada por dos partes principales: Sujeto.- Es la persona animal o cosa de quien se dice algo, o bien, es la palabra o grupo de palabras que realizan la acción del verbo, puede aparecer al principio, en medio o al final de la oración sin que altere el significado de ésta. Existen varios tipos de sujeto: SUJETO EXPRESO SUJETO TÁCITO O MORFOLÓGICO El sujeto expreso aparece escrito en la oración, Es aquel que no aparece en la oración pero está formado por una o varias palabras la terminación verbal es la que nos va indicar el número y la persona. SUJETO SIMPLE Está formado por una o varias palabras SUJETO COMPUESTO Es aquel que se forma por dos o más sustantivos unidos por una conjunción La palabra más importante del sujeto es el sustantivo, pronombre o verbo en infinitivo ya que este es el núcleo del sujeto. El núcleo del sujeto puede estar acompañado de modificadores directos (Artículos, adjetivos) o indirectos (se caracterizan por emplear preposiciones de, con, para, sobre, sin) Predicado.- Es todo aquello que se dice del sujeto, la palabra más importante del predicado es el verbo ya que este es el núcleo del predicado. Tipos de predicado: PREDICADO NOMINAL PREDICADO VERBAL Es cuando en la oración, el predicado expresa Expresa la acción del sujeto sin señalar una cualidad o atributo del sujeto apoyado en cualidades o atributos. los verbos SER, ESTAR, LUCIR, QUEDAR, LLEGAR, Y APARECER, seguido de un adjetivo. MODIFICADORES DEL PREDICADO El verbo como núcleo del predicado puede estar acompañado por otras palabras, que se llaman complementos. Modificador Directo ú Objeto directo.- Es la persona animal o cosa en la que recae la acción verbal. Se localiza de dos formas: la primera es sustituyendo el OD por alguno de los pronombres lo, la, los, las. Y la segunda es preguntando ¿QUE? + verbo, ¿A QUIEN? + verbo, ¿A QUIENES? + verbo. Objeto indirecto.- Indica la finalidad de dicha acción. Se localiza preguntando ¿A QUIEN?, ¿PARA QUE? ¿PARA QUIEN? + verbo, O BIEN, se sustituye por los pronombres le, les, nos, me, te, se. Complemento Circunstancial.- Expresa las circunstancias de modo (COMO), tiempo (CUANDO), lugar (DONDE), finalidad (PARA QUE), causa (POR QUE) instrumento (CON QUE) en que se realiza la acción del verbo. EL VERBO El verbo nos indica la existencia, estado, acción o pasión de personas, cosas o animales. CLASIFICACIÓN DEL LOS VERBOS VERBOS TRANSITIVOS CARACTERÍSTICAS Cuando la acción del sujeto recae en alguien distinto al sujeto. Cuando la acción del sujeto recae sobre el mismo sujeto Cuando la acción del verbo recae en la misma persona, pero conjugado con dos pronombres. Son aquellos que expresan acción entre dos sustantivos Son acciones que realizan los fenómenos de la naturaleza. Son los sonidos que emiten los animales. INTRANSITIVOS REFLEXIVOS RECÍPROCOS IMPERSONALES UNIPERSONALES EJEMPLOS Cerrar, vender, planchar, escribir. Nacer, hablar, dormir, cantar. Yo me peino, tú te vas, él se mete. Él y tu son amigos, Juan y Lisa van al cine Llover, nevar, helar Relinchar, maullar. FORMAS IMPERSONALES DEL VERBO: También llamados verboides a) INFINITIVO.- Son los verbos terminados en AR, ER, IR. b) GERUNDIO.- Son los verbos terminados en ANDO,IENDO c) PARTICIPIO.- Son los verbos terminados en ADO, IDO, TO, SO, CHO ACCIDENTES DEL VERBO DE PERSONA Del Singular 1° YO 2° TU 3° ÉL, ELLA Del Plural 1° NOSOTROS 2° USTEDES 3° ELLOS DE VOZ ACTIVA: Cuando el sujeto ejecuta. Leticia juega dominó. PASIVA: Cuando el sujeto activo queda en segundo término. El dominó es jugado por Leticia. DE MODO Los verbos se pueden emplear de dos modos personales e impersonales. PERSONALES: MODO IMPERATIVO.- Solo tiene un tiempo: el presente y una persona, la segunda del singular o segunda del plural, porque solo se puede mandar, exhortar y rogar en forma directa a la persona que escucha. MODO SUBJUNTIVO.- Indica Posibilidad o condición, expresa un deseo, posibilidad o duda PRONOMBRE PERSONAL YO TU EL NOSOTROS USTEDES ELLOS PRONOMBRE PERSONAL YO TU EL NOSOTROS USTEDES ELLOS TIEMPOS SIMPLES DEL MODO SUBJUNTIVO PRESENTE PRETERITO O PASADO VIVA VIVAS VIVA VIVAMOS VIVAN VIVAN FUTURO ESTUDIARA O ESTUDIASE ESTUDIARAS O ESTUDIASES ESTUDIARA O ESTUDIASE ESTUDIARAMOS O ESTUDIASEMOS ESTUDIARAN O ESTUDIASEN ESTUDIARAN O ESTUDIASEN JUGARE JUGARES JUGARE JUGAREMOS JUGAREN JUGAREN TIEMPOS COMPUESTOS DEL MODO SUBJUNTIVO ANTEPRESENTE ANTEPASADO ANTEFUTURO HAYA COMPRADO HAYAS COMPRADO HAYA COMPRADO HAYAMOS COMPRADO HAYAN COMPRADO HAYAN COMPRADO HUBIERA O HUBIESE COMPRADO HUBIERAS O HUBIESES COMPRADO HUBIERA O HUBIESE COMPRADO HUBIERAMOS O HUBIESEMOS COMPRADO HUBIERAN O HUBIESEN COMPRADO HUBIERAN O HUBIESEN COMPRADO HUBIERE COMPRADO HUBIERES COMPRADO HUBIERE COMPRADO HUBIEREMOS COMPRADO HUBIEREN COMPRADO HUBIEREN COMPRADO MODO INDICATIVO.- Indica quien realiza la acción y cuando se realiza PRONOMBRES PERSONALES YO TU EL NOSOTROS USTEDES ELLOS TIEMPOS SIMPLES DEL MODO INDICATIVO PRESENTE PRETERITO O FUTURO COPRETERITO PASADO ABA- IA ESCRIBO ESCRIBES ESCRIBE ESCRIBIMOS ESCRIBEN ESCRIBEN ESCRIBÍ ESCRIBISTE ESCRIBIÓ ESCRIBIMOS ESCRIBIERON ESCRIBIERON ESCRIBIRÉ ESCRIBIRÁS ESCRIBIRÁ ESCRIBIREMOS ESCRIBIRÁN ESCRIBIRAN ESCRIBÍA ESCRIBÍAS ESCRIBÍA ESCRBÍAMOS ESCRIBÍAN ESCRIBÍAN POSPRETÉRITO RIA ESCRIBIRÍA ESCRIBIRÍAS ESCRIBIRÍA ESCRIBIRÍAMOS ESCRIBIRÍAN ESCRIBIRÍAMOS LOS TIEMPOS COMPUESTOS DEL MODO INDICATIVO SE FORMAN CON EL SIMPLE DEL AUXILIAR HABER Y EL PARTICIPIO PASIVO DEL VERBO QUE SE CONJUGA. PRONOMBRES PERSONALES YO TU EL NOSOTROS USTEDES ELLOS ANTEPRESENTE ANTEPASADO ANTEFUTURO HE AMADO HAS AMADO HA AMADO HEMOS AMADO HAN AMADO HAN AMADO HUBE AMADO HUBISTE AMADO HUBO AMADO HUBIMOS AMADO HUBIERON AMADO HUBIERON AMADO HABRÉ AMADO HABRÁS AMADO HABRÁ AMADO HABREMOS AMADO HABRÁN AMADO HABRÁN AMADO ANTE COPRETERITO HABÍA AMADO HABÍAS AMADO HABÍA AMADO HABÍAMOS AMADO HABÍAN AMADO HABÍAN AMADO ANTE POSTPRETERITO HABRÍA AMADO HABRÍAS AMADO HABRÍA AMADO HABRÍAMOS AMADO HABRÍAN AMADO HABRÍAN AMADO TEMA: CLASES DE PALABRAS SUSTANTIVO.- Es la parte de la oración que puede funcionar (con o sin artículo) como núcleo del sujeto de la oración. Los sustantivos son variables en género y número, sirven para nombrar personas animales, cosas, platas, cualidades, fenómenos. Se clasifican en : SUSTANTIVOS CARCTERÍSTICAS EJEMPLOS ABSTRACTOS Expresan los nombres de las cualidades y los fenómenos Valor, amor, talento, CONCRETOS Son los nombres de las plantas, animales y cosas Plato, puerta, mesa, rosa PROPIOS Los nombres exclusivos de personas, animales, lugares, Instituciones, etc. Comienzan siempre con mayúscula Carlos Rodríguez, Acapulco, Misisipi COMUNES Nombres genéricos aplicables indistintamente a todas las personas, animales o cosas de la misma clase Gato, niño, melón, caballo INDIVIDUALES Son nombres de personas Karla, Pedro, Andrea ARTÍCULO.- Es la palabra que está antes del sustantivo y es igual en género y número Artículos Determinados Singular Plural Artículos Indeterminados Masculino Femenino Neutro Masculino Femenino El los La las Lo Un unos Una unas Escribe el artículo determinado que corresponda: _________lápidas _________desvelos _________privilegios _________abuela _________verano _________páginas _________mundo _________cuerno _________escritorio Escribe el artículo indeterminado que corresponda: _________minutos _________bostezos _________esclavos _________navaja _________trayecto _________correa _________penumbra _________fuentes _________antena ADJETIVO.- Es la palabra que modifica al sustantivo, calificándolo o determinándolo. Adjetivo Calificativo.- Es una palabra que expresa una cualidad o defecto, tiene el mismo género y número que el sustantivo al que acompaña Adjetivo Determinativos.- Limitan o marcan de alguna manera al sustantivo: DEMOSTRATIVOS Señalan al sustantivo POSSESIVOS Determinan posesión NUMERALES Expresan un número o sirven para contar Este, ese, aquel, estas, Mi, tu, su, nuestro, Cinco, medio, doble, esas, aquellas sus, mis, tus, ets. segundo, etc. INTERROGATIVOS EXCLAMATIVOS GENTILICIOS Indican interrogación Expresan admiración o Indican el lugar de sorpresa. procedencia, ense, ano, es, ino, eño Qué, cuál, cuánto, Son los mismos que Canadiense, cómo, dónde, por qué, los interrogativos Mexicano, escoses, quién. latino, brasileño INDEFINIDOS Señalan de manera vaga al sustantivo Otro, varios, algunos etc. DISTRIBUTIVOS Indican reparto . El más usado es sendos. Otro distributivo es ambos Completa con adjetivos calificativos las siguientes oraciones El niño _______y________ bailó muy bonito El pueblo_______ y ________ se ve desde el cerro Sandra es una joven _________ e ________ que canta muy bonito La mañana ________ y _________ indica que será un bello día ADVERBIOS.- Es la palabra que modifica al verbo, al adjetivo o a otro adverbio. Estos pueden ser calificativos, determinativos, relativos, interrogativos y apócope. CALIFICATIVOS.- Son los que se derivan de adjetivos pero su función es modificar a un verbo o a otro adverbio. Por ejemplo duro modifica al verbo trabaja. También se pueden formar adverbios agregándoles la terminación MENTE, duramente. DETERMINATIVOS.- Estos se clasifican de la siguiente forma ADVERBIO De tiempo EJEMPLO Hoy, ayer, mañana, anoche, temprano, tarde, ahora, antes, luego, después, entonces, todavía, tarde, temprano, mientras, cuando, recién. De lugar Aquí, allí, ahí, acá, cerca, lejos, alrededor, (a) fuera, (a) dentro, (en) frente, (a) delante, junto, arriba, (a) bajo, encima, debajo, donde, en medio a lado De modo Bien, mal, regular, despacio, aprisa, así, apenas, quedo, adrede, como, rápido, lento, regular. De cantidad Mucho, muy, poco, bastante, algo, nada, más, menos, demasiado, casi, solo, excepto, tanto, cuanto. De comparación Mejor, peor, igual, tan, como De orden Últimamente, primeramente De afirmación Sí, seguro, también, cierto, siempre. De negación Nunca, no, tampoco, jamás De duda Tal vez, quizás, probablemente, acaso RELATIVOS.- Se refieren al sustantivo o nombre: Donde, cuando, cuanto, como. El año pasado fue CUANDO te caíste. México es DONDE vivo. INTERROGATIVOS.- Son los mismos que los relativos pero llevan acento para diferenciarlos. ¿Dónde estás? ¿Cómo era? APÓCOPE.-Es la suspensión de algunas letras al final de un vocablo. Tanto-tan, mucho-muy, cuanto-cuan. Subraya los adverbios de las siguientes oraciones: 1. El fio se intensificó terriblemente 2. Oyó que la lluvia empezaba a caer fuertemente 3. Vestido de esa manera se sintió mortalmente bello 4. Fernando llegara mañana 5. Ellos están muy tristes 6. Comió demasiado PRONOMBRE.- Es una palabra que sustituye al nombre o a otras que ya se han nombrado, pueden ser entre otros: PRONOMBRE Personales: Indican la persona gramatical EJEMPLO Yo, tú, él, nosotros, ustedes, ellos Posesivos: Indican propiedad o pertenencia Mío, tuyo, suyo, nuestro Demostrativos: Tienen función de sustantivo Este, ese, aquel, estos, esos, aquellos, eso, esto, aquello Indefinidos: Sustituyen al sustantivo sin determinar Interrogativos: Indican duda Alguien, nadie, algo, nada, cualquiera, alguno, ninguno, todos, muchos, pocos, varios, demasiados, otros, bastantes, unos Qué, Quién, Cómo, Cuántos, Cuáles Relativos: Unen al antecedente con el consecuente De las siguientes oraciones anota lo que se te pide La joven estudia para su examen de matemáticas de mañana. SUJETO NÚCLEO DEL SUJETO PREDICADO NÚCLEO DEL PREDICADO (VERBO) OBJETO DIRECTO OBJETO INDIRECTO C.CIRCUNSTANCIAL Mi mamá me hizo una comida deliciosa por la tarde Que, quien, cual, cuyo SUJETO NÚCLEO DEL SUJETO PREDICADO NÚCLEO DEL PREDICADO (VERBO) OBJETO DIRECTO OBJETO INDIRECTO C.CIRCUNSTANCIAL Elena envió a sus hermanos postales desde Oaxaca SUJETO NÚCLEO DEL SUJETO PREDICADO NÚCLEO DEL PREDICADO (VERBO) OBJETO DIRECTO OBJETO INDIRECTO C.CIRCUNSTANCIAL Aquella muchacha escribió una poesía muy bella para sus compañeros SUJETO NÚCLEO DEL SUJETO PREDICADO NÚCLEO DEL PREDICADO (VERBO) OBJETO DIRECTO OBJETO INDIRECTO C.CIRCUNSTANCIAL Las alumnas de sexto elaboraron un trabajo manual para sus mamás este 10 de mayo SUJETO NÚCLEO DEL SUJETO PREDICADO NÚCLEO DEL PREDICADO (VERBO) OBJETO DIRECTO OBJETO INDIRECTO C.CIRCUNSTANCIAL Los alumnos inteligentes hicieron un experimento en el laboratorio SUJETO NÚCLEO DEL SUJETO PREDICADO NÚCLEO DEL PREDICADO (VERBO) OBJETO DIRECTO OBJETO INDIRECTO C.CIRCUNSTANCIAL El licenciado comió rápidamente en el restaurante SUJETO NÚCLEO DEL SUJETO PREDICADO NÚCLEO DEL PREDICADO (VERBO) OBJETO DIRECTO OBJETO INDIRECTO C.CIRCUNSTANCIAL TEMA: NEXOS PREPOSICIONES.- Sirven para unir o enlazar palabras e introducir complementos. Las preposiciones son a, ante, bajo, cabe, con, contra, de, desde, en, entre, hacia, asta, para, por, según, sin, so, sobre, tras. Con las preposiciones a y de más el artículo el se forman las contracciones al y del. A: dirección, situación, beneficiario ANTE: antes, delante o en presenta de. BAJO: abajo, situación inferior. CON: compañía, medio (RESURSO) CONTRA: oposición DE: propiedad, origen, materia DESDE: principio, inicio EN: lugar, modo o manera, tiempo ENTRE: situación intermedia, cooperación HACIA: dirección, objetivo HASTA: límite, término PARA: destino, fin, dirección uso POR: causa, motivo, cambio, a favor. SEGÚN: adaptación, conformidad SIN: carencia, falta SOBRE: situación superior, asunto, aproximación TRAS: orden, detrás ¿Qué preposición corresponde a cada caso? Vengo Quiero Juego Llegó lejos mi hermana ellos temprano Me dirijo Venimos Llegamos Arroz la escuela trabajar Monterrey leche Cambia las preposiciones para modificar el sentido de las oraciones. Comió sin apetito El libro está junto al cuaderno Desapareció con la niebla Caminemos hasta el parque Comió El libro está Desapareció Caminemos apetito el cuaderno la niebla el parque CONJUNCIONES.-Su función es enlazar o coordinar dos o más oraciones. Las conjunciones pueden ser de varias clases: Copulativas.- y, e, ni, que Disyuntivas.- o, u, ya, bien Adversativas.- pero, mas, sino, sin embargo, no obstante Consecutivas.- luego, así que, por tanto. Causales.- pues, por, porque, que, puesto que, ya que. Condicionales: si, como, con tal que, siempre que Comparativas: Así, así como, lo mismo, del mismo modo Continuativas: Así que, así es que, además de Llativas: Luego, aunque, a veces Finales: Porque, para que, a fin de que Escribe una oración donde ejemplifiques algunas clases de conjunciones Copulativa___________________________________________________ Disyuntiva___________________________________________________ Adversativa__________________________________________________ Consecutiva__________________________________________________ Causal_______________________________________________________ S Y C L U E G O F Q J M E A I P E P A O M O I U A Y A A L P E O X A S P A V E E C C N X U O S R T Ñ Í O S N O O B S T A N T E T O O O U Q U R U X S O B A P I E L R N O S I G U E J O E O L A N R N E M B I E N U I N I O N A T S I N E M B A R G O O A R I R O ¿Dónde están las conjunciones? SIGNOS DE PUNTUACIÓN.- Se utilizan en la escritura para dar mayor claridad a lo que se lee. Los signos como la coma ( , ) los dos puntos ( : ) los signos de interrogación ( ¿? ) el guión largo ( - ) no tienen un sonido especial como las letras, pero sirven para leer de cierta manera. Si se cambian se modifica la entonación y, por tanto, el sentido de lo que se comunica. COMA: Nos sirve para: Separar palabras en las enumeraciones de nombres, adjetivos y de verbos. Para separar oraciones breves que van seguidas Para separar un vocativo del resto del mensaje En oraciones explicativas En intercalaciones en donde se, menciona el autor de una obra o del pensamiento que se cita Cuando se omite un verbo Antes de las conjunciones adversativas pero, aunque, sino, a pesar de. En las expresiones: o sea, no obstante, es decir, en efecto, esto es (entre comas) Al final de las oraciones formadas por un participio o un gerundio Entre el lugar y la fecha cuando se hace una carta PUNTO Y COMA: Indica una pausa menor que el punto, pero mayor que la coma. Se utiliza punto y coma: Para separa oraciones consecutivas que se refieren al mismo asunto Para oraciones consecutivas que pertenecen a una misma cláusula y contienen palabras separadas por comas Antes de las conjunciones adversativas: pero, más, aunque, que hay en una cláusula larga EL PUNTO.- Indica cierta pausa en un escrito y se usa al final de una cláusula o de un periodo PUNTO Y SEGUIDO.- Se emplea cuando el enunciado anterior se relaciona con el siguiente PUNTO Y APARTE.- Se usa cuando se comienza en el siguiente renglón. Su utilización depende también de la mayor o menor relación que tenga un periodo con otro PUNTO FINAL.- Se utiliza para concluir lo escrito. Al final de cada escrito LOS DOS PUNTOS.- Indican una pausa larga a la que sigue una aclaración. Después de expresiones de cortesía y saludo Antes de citar palabras textuales de una persona Antes de una enumeración, después de las palabras: son, por ejemplo, los siguientes, como sigue. LOS PUNTOS SUSPENSIVOS Se utilizan cuando se deja incompleta una oración, es decir, en suspenso Cuando se quiere expresar duda, incertidumbre o temor Cuando se desea expresar una frase inesperada Para interrumpir una oración por considerarla no necesaria LAS COMILLAS Se utilizan para indicar que una palabra es impropia o vulgar En títulos, apodos, citas textuales o frases célebres EL PARÉNTESIS Sirven para intercalar frases o datos aclaratorios en un texto LA DIERESIS Se usa en las sílabas gue, gui, sobre la U, para que esta vocal tenga sonido SIGNOS DE INTERROGACIÓN Se utilizan al principio y al final de las palabras interrogatorias o preguntas SIGNOS DE ADMIRACIÓN Se utilizan al principio y al final de las palabras de carácter exclamativos En las interjecciones. Ej. ¡Hay! ¡Hola! GUIÓN CORTO Se utiliza para marcar separación entre palabras GUIÓN LARGO Se utiliza en los diálogos El siguiente texto requiere de signos de puntuación, Anótalos donde corresponde. Unos hombres recorrían el mundo en busca de riquezas y desembarcaron en una isla__ rica en piedras preciosas__ Apenas llegados a tierra__ se pusieron a buscar y recoger todos los tesoros que podían hasta que no les bastaban los bolsillos ni los baúles ni las cajas que había en el barco __ Llevados de su ambición__ trabajaban sin descanso y comían y dormían muy poco hasta caer enfermos__ Uno de ellos__ en cambio__ casi ni se movía de su sitio__ comía__ bebía__ dormía y añoraba su partida__ los países visitados__ las cosas vistas y pensaba en lo que vería más adelante__ Cuando los demás __ ya satisfechos__ decidieron abandonar la isla__ le preguntaron si no pensaba llevar algo a casa__ no respondió__ Cogió un puñado de tierra__ lo guardo en su bolsa y se embarcó alegremente__ Cuando regresaron a su hogar__ el hombre volcó sobre una mesa aquel puñado de tierra y apareció un magnífico diamante__ que valía mucho más que todas las piedras preciosas recogidas por sus compañeros__ __ Se merece la fortuna quien no la ha buscado __