Orígenes del Universo

1ª
Evaluación
“Los orígenes”
1
Índice:
1. Nuestro lugar en el universo
– Preguntas 1 a 7.
2. Nuestro planeta: la Tierra
– Preguntas 1 y 2.
3. Origen de la vida y Evolución
biológica
– Preguntas 1 a 6.
4. Bibliografía y páginas de
apoyo.
5. Anotaciones.
2
1. Nuestro lugar en el universo.
1. Teniendo en cuenta la edad de tus átomos y tus células, explica
razonadamente cuál es la edad de tu cuerpo.
Según la edad de nuestros átomos, tenemos la edad del Universo (es decir,
15.000 millones de años). Las células se regeneran cada X tiempo, pero al
estar formadas por átomos, también son tan antiguas como el Universo.
Esos átomos que ahora forman el Universo se formaron en el Big Bang, en el
interior de las estrellas (por esto la famosa frase: “somos polvo de estrellas”).
2. Los astrónomos consideran que el Universo se originó a partir de una gran
explosión inicial (Big Bang) porque las galaxias se alejan unas de otras en la
actualidad, como si toda la materia que hoy forma el Universo hubiera estado
inicialmente concentrada en un punto.
−
Explica los postulados fundamentales de esta hipótesis:
Los dos postulados que fundamentan esta hipótesis son el “corrimiento hacia el
rojo” y la “radiación de fondo cósmica”.
-
El corrimiento hacia el rojo: se ha medido la luz de las estrellas y ésta es
cada vez más roja, porque se van alejando, cuanto más lejos están, más
rápidas.
-
La radiación de fondo cósmica: es la energía remanente o radiación
residual del Big Bang (el eco del Big Bang) que se dio cuando el Big
Bang sucedió y la energía se transformó en materia, así, la energía en
forma de quarks emiten una radiación de tipo microondas. Las
microondas son unas radiaciones muy débiles, de muy baja
temperatura.
Penzias y Wilson en 1964 la detectaron con una antena comercial de
radio, notaron una radiación extraña que procedía del Universo. Satélite
Cobe Cansado (se usa la luz infrarroja para detectarlo).
−
Indica brevemente las etapas de la historia del Universo desde el Big
Bang hasta la formación de estrellas y galaxias.
En el Big Bang había una crítica densidad y temperatura que dio lugar a una
explosión de esta energía. Así, se dio la expansión de toda la materia, que
continua hasta el presente por la energía, el movimiento. La primera estrella se
dio 100 millones de años tras el Big Bang, la primera galaxia tras 200 millones
de años.
−
1º Expansión y enfriamiento: emergen las fuerzas naturales: gravedad,
interacción nuclear fuerte y débil, electromagnetismo. Los protones y
neutrones se empiezan a formar.
3
−
2º 102 a 1013 segundos: se sigue expandiendo, se forman los núcleos
de He y H. Más tarde se forman los
átomos, se separa la materia de la
energía, así los fotones no se dispersan y
siguen viajando (radiación de fondo
cósmica) quarks.
−
3º 100 millones de años después: primeras
estrellas -> 200 millones de años después:
primeras galaxias.
−
4º Cuasares: 3000 millones más tarde del
Big Bang, muchas galaxias se unen
formando galaxias más grandes. A veces
colapsaban estrellas en un centro común
formando así agujeros negros.
3. En la Tabla Periódica los elementos químicos están ordenados según el
número de protones de su núcleo, de forma que el Hidrógeno, que es el primer
elemento de la tabla tiene un protón, el Helio, que es el segundo, tiene dos, y
así sucesivamente. Explica cuando y en qué condiciones se han formado los
siguientes tipos de elementos:
−
Los elementos con el núcleo más simple: He y H:
El Hidrógeno (H -> 1 protón y 1 electrón) apareció tres minutos tras el Big
Bang. El conjunto de materia y energía formó las partículas subatómicas
(electrones, protones y neutrones), estas partículas se unieron al haber
colisiones entre átomos al descender la temperatura, formando así el H. La
gravedad favorece el choque entre partículas. Una colisión entre un protón y un
neutrón formó un deuterón, que unido a un protón libre formó el Helio -3 (He –>
2 protones, 2 electrones y 2 neutrones). Se dio una fusión nuclear entre
núcleos de átomos. Las estrellas pequeñas son capaces de crear átomos de
He.
−
Los elementos intermedios: desde el Litio hasta el Hierro:
Pasados muchos millones de años se formaron las primeras estrellas, y en
ellas, elementos más complejos por la fusión nuclear de átomos. En las
estrellas grandes hay posibilidades de reacciones nucleares ya que tienen más
masa, así en ellas se da la formación de elementos hasta el Hierro (Fe), el
átomo más estable.
−
Los restantes elementos naturales situados en la tabla periódica a partir
del Hierro:
Tras esto, en la estrella hay una elevada densidad por la formación de átomos
de elevado número cósmico, por lo cual la estrella explota (una supernova) y
4
puede formar así una nueva estrella o bien volver a fusionarse por reacciones
de fusión nuclear de los átomos y producir así átomos más pesados que el Fe.
Así, hay 3 etapas de aparición de los elementos: H y He / hasta el Fe / a partir
del Fe.
4. Sobre el origen del Sistema Solar:
−
Describe cómo se formó el Sistema Solar:
Hace unos
4650/5000 millones de años, una inmensa nube de
gas y polvo
(la nebulosa de Orión) se contrajo por la gravedad y
comenzó a
girar a gran velocidad, probablemente debido a la
explosión
de una supernova cercana. La mayor parte de la
materia se
acumuló en el centro, la presión y la temperatura
elevadas
hicieron que los átomos de H se comenzaran a
partir, liberando energía y formando así el Sol, nuestra estrella. Al mismo
tiempo, unos remolinos iban creciendo y aumentando su gravedad, recogiendo
materia al girar. Entre los remolinos había colisiones que en 100 millones de
años dieron lugar así a los planetas, por la acreción planetaria de los
fragmentos que se unen a los protoplanetas.
−
Explica por qué hay planetas rocosos y planetas gaseosos:
Los planetas rocosos son Mercurio, Venus, Tierra y Marte, los cuatro planetas
interiores más cercanos al Sol, nuestra estrella, que tienen un tamaño
relativamente similar y una estructura interna diferenciada. Son cuerpos de
elevada densidad, formados por materiales rocosos y metálicos, materiales con
altos puntos de fusión. Los planetas rocosos,
al estar cerca del Sol, están formados por
silicatos, ya que el calor del Sol expulsaba
materiales que no se evaporaban fácilmente y fueron captados por estos
planetas.
Sin embargo, en los planetas gaseosos encontramos densas atmósferas, un
rápido movimiento de rotación e inmensos campos magnéticos. Estos planetas
son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, que tienen muchos satélites y anillos. Al
estar más separados del Sol, las partículas originales de la nebulosa retenían
una capa de hielo, metano helado y amoniaco sólido, demasiado lejos del Sol
como para evaporarse. Estos planetas tienen materiales con puntos de fusión
más bajos, no tienen superficie sólida y están constituidos por gases, como el
H, He y agua en diversos estados. Los planetas gaseosos tienen atmósferas
primarias.
Así, los gases de la nebulosa original ligeros, como el H y He, habrían sido
dispersados y retenidos por planetas alejados del calor del Sol.
−
¿De dónde proceden los átomos que forman la Tierra?
Proceden de estrellas moribundas, muertas.
5
5. Explica qué son los exoplanetas y cómo pueden detectarse considerando
que no pueden observarse directamente con telescopios.
Los exoplanetas son planetas que orbitan una estrella diferente al Sol, y que,
por tanto no pertenecen al Sistema Solar. La mayoría de ellos son gigantes
gaseosos.
Los métodos de detección son: velocidades radiales, astrometría, tránsitos,
variación en el tiempo de tránsito, medida de pulsos de radio de un púlsar,
binaria eclipsante, microlentes gravitacionales, perturbaciones gravitacionales
en discos de polvo y detección visual directa.
Mediante la detección visual directa sólo se han encontrado aproximadamente
una decena de exoplanetas de gran tamaño. Este método es difícil debido a
que el exoplaneta puede estar muy cerca y que la luz se refleje por ser muy
intensa o porque está muy lejos y hay poca luz para detectarlo.
También se da la detección de las atmósferas de los planetas gracias a los
rayos infrarrojos.
6. Explica las condiciones que debe reunir un planeta para que pueda albergar
organismos vivos.
− Temperatura adecuada: para el desarrollo de vida (de especies no
microscópicas) generalmente se dice que puede haber vida en un
planeta si las temperaturas son las que hay en cualquier parte de
nuestra Tierra. La temperatura media es de 15ºC.
− Atmósfera y oxígeno: la atmósfera protege a un planeta de las
radiaciones (radiaciones tales como ultravioleta, x y gamma). En la
atmósfera es donde están los gases tales como el ozono (que forma la
"capa" con su nombre), CO2 que permite que haya efecto invernadero y
que por lo tanto, haya una temperatura viable. La Tierra es el único
planeta con atmósfera y oxígeno (aunque esto no determina que haya
vida o no, sólo favorece la evolución de especies biológicas).
− Campo magnético: existe un campo magnético en la Tierra debido a que
el núcleo interno es sólido y el externo es líquido. El campo magnético
hace que las radiaciones ionizantes (y el viento solar) se desvíen hacia
los polos (no los geográficos), además permite que la brújula marque el
norte o el sur. Está demostrado que sin un núcleo magnético, las
radiaciones de alta energía (conocidas como vientos solares) hubieran
barrido la atmósfera, arrastrándola fuera de la tierra, en cuanto se
hubiera creado.
Sin el escudo magnético de la Tierra (magnetosfera), la vida en ella no
sería posible, y nuestro planeta se habría convertido a otro planeta
similar a Marte (que en su pasado tuvo agua en abundancia en su
superficie), que tiene un núcleo magnético muy débil.
− Agua en estado líquido: el agua, debido a sus propiedades, es el
elemento más importante para los seres vivos. El agua del mar al
calentarse por acción del sol tarda tanto tiempo en cambiar su
temperatura que cuando empieza a estar algo caliente ya es de noche y
se empieza a enfriar y no varía apenas la temperatura del agua
6
−
−
−
−
−
−
−
−
permitiendo que haya vida en ella.
El agua debido a su capilaridad permite que la savia de los árboles
llegue a la cima incluso si el árbol mide 19 metros.
El agua en estado sólido tiene mayor volumen que el agua líquida, por lo
que al congelarse, se congela la superficie del agua y permite que haya
vida por debajo de esta capa helada (y por eso se desarrolló tanto la
vida en nuestro planeta).
Satélite: la Luna hace de escudo para la Tierra. Muchos cometas y otros
cuerpos se dieron contra ella (por eso está "mazada"). Además,
favorece a que la Tierra no se incline más, y “marca” el día y la noche.
Estrella adecuada: además de una estrella de tamaño adecuado, ésta
tiene que tener una vida lo suficientemente larga ya que el desarrollo de
la vida lleva millones de años; unos mil millones llevó en la tierra que
apareciera el primer Replicador, y unos 4.500 millones que apareciera el
ser humano y estar a una distancia adecuada.
Situación en la vía láctea: el sistema solar de nuestro planeta habitable
tiene que estar lejos del centro galáctico, donde hay agujeros negros y
explosiones de supernovas que emiten una gran cantidad de radiación
perjudicial para los seres vivos y la atmósfera son mucho más
frecuentes. Pero tampoco se puede formar demasiado lejos del centro
de la Galaxia, pues los metales pesados, necesarios para la formación
del núcleo (y de la dinamo magnética) no se encuentran en abundancia
en esa zona.
Cantidad de radiación solar recibida: dependiendo de la distancia a la
estrella del planeta y del tamaño del astro, la cantidad de energía
recibida por el planeta varía. Es lo que los científicos llaman "Zona
Habitable"; una franja estrecha en la que la energía recibida del sol sea
la justa para que la vida se origine y desarrolle.
Actividad volcánica y tectónica: un planeta sin actividad volcánica no
renovaría la corteza terrestre ni generaría suficientes gases necesarios
para la termorregulación de la temperatura de su superficie como el CO2
Además, como indican algunos científicos, es posible que el origen de la
vida tuviera lugar en las fuentes hidrotermales (o volcanes sumergidos),
al jugar un papel muy importante en la mezcla de las diferentes
elementos constituyentes de la vida en el agua por los numerosos
volcanes sumergidos de aquella joven Tierra (como el de El Hierro), y
que las radiaciones y electricidad procedentes de tormentas eléctricas
pudieran en último término unir las piezas necesarias (aminoácidos)
para crear el primer "replicador"; una arcaico ser (ADN primitivo) capaz
de reproducirse a sí mismo; la evolución habría empezado y la selección
natural a partir de ese momento haría el resto.
Rotación de la tierra sobre sí misma: al girar sobre sí misma a una
velocidad concreta con respecto al sol, mantiene temperaturas en un
rango donde la vida puede existir, al amortiguar las diferencias de
temperatura en períodos de 24 horas.
Efecto invernadero: que la atmósfera contenga suficientes gases de
efecto invernadero contribuye a la creación de un efecto invernadero que
impide que la energía que la tierra recibe no se pierda excesivamente
rápido, garantizando las temperaturas templadas del planeta.
Venus, La Tierra y Marte tienen este efecto en nuestro Sistema Solar.
Rodeado de planetas gaseosos: que hacen de “escudo” ante los
asteroides.
7
7. ¿Cuál es el lugar de la Tierra en el Universo que conocemos?
La Tierra es el tercer planeta más cercano al Sol, se encuentra en el Sistema
Solar, que está dentro de la Vía Láctea, a su vez dentro del Brazo de Orión y
del Brazo de Perseo.
2. Nuestro planeta: la Tierra.
1. Explica qué tipo de información proporciona el estudio de las ondas sísmicas
sobre las capas internas de la Tierra. Enumera dichas capas.
Las ondas sísmicas son un método indirecto de estudio, de detección y registro por
medio de sismógrafos de las vibraciones ocurridas en la corteza de la Tierra, es decir,
la geosfera, como los terremotos, que son choques de placas tectónicas que liberan
energía.
Los métodos directos de estudio de la geosfera son limitados, sólo se ha conseguido
profundizar 12 km. de 6370 km.
El estudio del interior de la tierra es una tarea difícil, el hombre ha podido estudiar
sólo los primeros km. Así, mediante sondeos, se ha podido determinar el interior de la
Tierra. El método sísmico consiste en estudiar en superficie las vibraciones que
atraviesan el interior de la Tierra.
Existen 3 tipos de ondas sísmicas:
Ondas P: son las ondas más rápidas, y sus partículas se desplazan en el mismo
sentido que la onda. Atraviesan sólidos y fluidos.
Ondas L: con las que más se propagan en los terremotos y las que más daños
producen.
Ondas S: son las más lentas y las partículas se desplazan de forma transversal a la
onda. Atraviesan sólidos pero no fluidos.
La velocidad de las ondas sísmicas depende de una serie de factores, como son:
8
Rigidez o Incomprensibilidad: a mayor velocidad de las ondas, mayor rigidez.
Densidad: a mayor velocidad de las ondas menor densidad.
Homogéneo: velocidad constante
Heterogéneo: no es constante la velocidad, varia
Tras el estudio de las ondas sísmicas se puede analizar la estructura interna de la
tierra dividiéndola en capas, según los factores anteriores.
El interior de la Tierra se puede dividir en 3 capas bien
aunque luego estas tengan otras subdivisiones.
definidas,
Así se daría:
−
Núcleo: la capa más interna porque las
ondas S no lo atraviesa, es denso y se
divide en núcleo interno (estado sólido) y
externo
(estado líquido), desde los 2900 km hasta los
6370 km, su
composición es metálica (hierro y níquel). La
separación
entre el núcleo interno y el externo se encuentra a los 5170 km.
−
Manto: es más uniforme y grueso, marca el límite con el núcleo en la
discontinuidad de Gutenberg). Desde los 30 km hasta los 2900 km, es
una capa sólida pastosa (plástico)
−
Corteza: es la capa más fina e irregular, menos densa y en estado
sólido, es rocosa. Se divide en corteza oceánica (fina y densa, formada
por basalto en su mayoría) y continental (de 30 km aproximadamente, es
gruesa y menos densa, formada por granito en su mayoría).
2. A mediados del siglo XX se enunció la hipótesis de la Tectónica de Placas,
consideradas válida en la actualidad por todos los geólogos. Teniendo en
cuenta los postulados de la teoría de la Tectónica de Placas, responde a las
siguientes preguntas:
−
Explica qué son las placas tectónicas:
Las placas tectónicas son un fragmento de litosfera (la capa sólida superficial
de la Tierra) que se mueven como un bloque rígido sin que ocurra deformación
interna sobre la zona superior del terrestre de la Tierra. Existen las placas
tectónicas oceánicas y las mixtas, y dividen a la Tierra en trozos, como si se
tratara de un puzle.
−
Explica por qué se mueven las placas litosféricas:
Las placas litosféricas se mueven debido al intenso calor del interior de la
Tierra, el cual hace que se mueva la roca fundida del manto. Las placas
litosféricas se encuentran sobre el manto sólido, “plástico flotando”. Las rocas
se mueven debido a las corrientes de convección (se produce por medio de
un fluido (líquido o gas) que transporta el calor entre zonas con
diferentes temperaturas. Además, las placas poseen zonas más delgadas y
zonas más gruesas, que debido a este choque por las corrientes de
convección, se van empujando hacia zonas de subducción.
9
Hay tres tipos de movimiento:
−
Separación de placas: coincide con las dorsales oceánicas (cordilleras
submarinas), que miden hasta 3000 km de altura, tienen
aproximadamente 3000 km de ancho y 75000 km de largo. Se encarga
de la construcción de nueva corteza oceánica. Por ejemplo, la dorsal del
océano Atlántico.
−
Movimiento de aproximación: coincide con las zonas de subducción,
como la del océano Pacífico (fosa de las Marianas). Se
encarga de la destrucción de corteza.
−
Movimiento de desplazamiento: son las placas pasivas,
no destruyen ni crean corteza sino que se desplazan
una sobre otra mediante un desplazamiento lateral,
como la falla de San Andrés de California. Causan
terremotos.
Zona de subducción
−
Los volcanes y los terremotos se concentran en determinadas zonas de
la Tierra, ¿en qué zonas se concentran y cómo explica este hecho la
teoría de la Tectónica de Placas?
Las erupciones volcánicas y los terremotos son procesos
geológicos internos, es decir, procesos originados por la
energía térmica del interior de la Tierra. Los límites de las
placas litosféricas son zonas de choque o separación
entre placas. Los movimientos son lentos y de pequeñas
cantidades, tan apenas unos centímetros al año, pero suficientes para que se
acumulen grandes tensiones, que se liberan en forma de terremotos, y
favorecer el ascenso de magma a través de estas grietas que se forman por los
movimientos de placas. Por esto, los volcanes, orógenos y terremotos suelen
surgir en dorsales oceánicas o en zonas de subducción.
De este modo se confirma la teoría de que hay unas placas tectónicas que
dividen toda la Tierra en trozos y que al mínimo movimiento bajo tierra, tiene
sus consecuencias en la superficie terrestre.
10
−
En relación con esta información explica el origen del destructivo
terremoto de Japón del año 2011.
La causa de este terremoto fue el movimiento de la placa Euroasiática
deslizándose por debajo de la placa Pacífica, debido a que es más densa
porque es más reciente. Japón se encuentra justo entre estas dos placas
tectónicas. El epicentro del terremoto se ubicó en el mar. El terremoto liberó
una cantidad de energía de magnitud 8,9. Japón está situado sobre un contexto
geológico de subducción activa. Tras el terremoto se generó una alerta
de tsunami para la costa pacífica de Japón y 19 países más.
−
Explica cómo se formaron los Andes y el Himalaya
Andes: esta cordillera es el resultado del movimiento de las placas
tectónicas, se formó al final de la era Secundaria, a finales del Cretácico tardío,
por el movimiento de subducción de la placa Pacífica (placa de Nazca) debajo
de la placa Sudamericana. La subducción de la placa Pacífica bajo la
Sudamericana ocasionó el plegamiento de materiales y ascenso de material
fundido.
Himalaya: es el resultado de la colisión de la placa
India y la placa de Eurasia (colisión de dos placas
continentales). El océano entre ellas desapareció.
Esta colisión se inició hace cerca de 70 millones de
años, la placa de la India, que se dirigía hacia el
norte, chocó con la placa euroasiática. La placa de
la India continúa moviéndose a una velocidad
constante de unos 5 centímetros por año,
subducciéndose bajo la placa euroasiática y
causando la continua elevación del Himalaya y de
la meseta tibetana. Esta intensa actividad tectónica
hace que la región sea muy activa desde el punto
de
vista
Formación de los Andes
sísmico.
3.
Origen de la vida y Evolución
biológica.
11
1. Los seres vivos realizan tres funciones: nutrición, relación y reproducción. La
función de nutrición sirve para obtener materia y energía:
−
Explica cómo obtienen la materia y energía que necesitan los
organismos autótrofos fotosintéticos y los heterótrofos.
Los organismos autótrofos y heterótrofos son tipos de nutrición.
Mediante la fotosíntesis, los organismos autótrofos son
capaces
de absorber y utilizar la energía luminosa. La luz solar es
la
principal fuente de energía de la biosfera, aunque cualquier
fuente de
luz visible sirve a estos organismos para realizar la fotosíntesis.
Las plantas son los únicos que asimilan la energía
radiante solar, por tanto, prácticamente toda cadena
trófica se sustenta de sistemas vegetales. Estos organismos
fotosintéticos transforman en biomasa la energía solar que
absorben. La energía acumulada en esta biomasa es
luego distribuida al resto de los organismos vivos. Por
ejemplo, las plantas, algas y bacterias son autótrofas. Dentro
de
los organismos autótrofos hay que distinguir entre quimiosintéticos (la energía
se obtiene de productos químicos) y los fotosintéticos (la energía procede del
sol).
Los organismos heterótrofos, al contrario que los organismos autótrofos, deben
alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos,
bien autótrofos o heterótrofos a su vez. Entre los organismos heterótrofos se
encuentran multitud de bacterias y los animales. Un organismo heterótrofo es
aquel que depende de otro, es
decir; de una fuente externa de
moléculas orgánicas, en
cuanto a su energía.
−
Explica de dónde
procede el carbono (c)
que forma parte del
seres vivos.
cuerpo de los
El carbono es el elemento químico que sustenta la vida en la Tierra. El 95% del
cuerpo de los seres vivos se compone por sólo cuatro elementos, entre ellos el
carbono, que es el más importante. Sin él, no podría formarse el ADN. Los
átomos de carbono se unen entre sí formando largas cadenas que sirven de
base para construir otras moléculas más complejas. Esta facilidad para enlazar
moléculas es lo que permitió la evolución hasta los organismos vivos. En la
tierra primitiva se dio una excelente combinación de grandes cantidades de
carbono y agua, que fueron determinantes para el origen de la vida. El carbono
es la base química de la vida.
Todo el carbono existente procede del interior de la Tierra, donde se acumuló
durante la formación de nuestro planeta. Mediante la fotosíntesis, las plantas
12
transforman la energía de la luz solar en hidratos de carbono. Incorporan el
carbono de la atmósfera en sus tejidos. Cuando los humanos las comen, lo
incorporan a la cadena alimenticia.
Nuestro carbono así, procede del dióxido de carbono (CO 2) atmosférico,
procedente a su vez de seres autótrofos.
2. Hace 3800 millones de años, cuando se originaron los primeros organismos
vivos, la atmósfera de la Tierra carecía de oxígeno. No obstante, la atmósfera
actual tiene un 21% de oxígeno. Explica cómo se ha formado el oxígeno de la
atmósfera actual.
La atmósfera actual está compuesta por un 21% de O 2, un 78% de N2 y un 1%
de otros gases. La antigua atmósfera surgió de las erupciones volcánicas que
expulsaban gases, era una atmósfera reductora, sin O 2, sólo existían bacterias
anaerobias.
Hace 3500 millones de
años, bacterias comenzaron a
producir oxígeno como un material de
desecho de su actividad. En un
principio, el oxígeno se combinó
con hierro disuelto en los océanos
para crear formaciones de hierro
bandeado. Los océanos comenzaron
a exhalar oxígeno no combinado
hace 2700 millones de años, alcanzando el 10 % de su nivel actual hace unos
1700 millones de años.
La presencia de grandes cantidades de oxígeno no combinado disuelto en los
océanos y la atmósfera pudo haber conducido a la extinción de la mayoría de
los organismos. Sin embargo, el uso de O 2 en la respiración celular permite
producir a los organismos aerobios mucho más ATP que los anaerobios,
ayudando a los primeros a dominar a biosfera de la Tierra. La fotosíntesis y la
respiración celular del O2 permitieron la evolución de las células eucariotas y,
finalmente, la aparición de organismos multicelulares complejos como plantas y
animales.
3. Sobre el origen de la vida:
−
Explica en qué consistió el experimento de Miller y qué conclusiones
podemos obtener de dicho experimento en relación con el origen de la
vida.
13
Se llamó “caldo primordial” a este experimento. Se usó agua, metano,
amoniaco e hidrógeno. Estas sustancias químicas fueron selladas dentro de un
conjunto de tubos y recipientes de cristal conectados entre sí en circuito
cerrado. Uno de los recipientes estaba medio lleno de agua líquida y el otro
contenía un par de electrodos. Se calentó el agua líquida para que se
evaporase, y los electrodos emitían descargas eléctricas a otros recipientes,
que atravesaban el vapor de agua y los gases de matraz, y que simulaban los
rayos que se producirían en una atmósfera de Tierra primitiva. Después, la
atmósfera del experimento se enfrió de modo
que el vapor de agua se condensó de nuevo
y las gotas volvieron al primer recipiente,
que se volvió a calentar en un ciclo
continuo.
El experimento realizado por Miller
indicó que la síntesis de compuestos
orgánicos, como los aminoácidos, fue fácil
en la Tierra primitiva, determinando
compuesta la atmósfera primitiva.
−
así de qué estaba
¿Cuáles son las principales hipótesis sobre el origen de la vida?
Explícalas brevemente.
Generación espontánea: es una antigua hipótesis
biológica que defiende que podía surgir vida compleja
de manera espontánea a partir de la materia
inorgánica. Louis Pasteur renegó de forma definitiva la
teoría de la generación espontánea por la ley de
la biogénesis, que establece que todo ser vivo
proviene de otro ser vivo ya existente.
Creacionismo: es el conjunto de creencias, inspiradas en doctrinas
religiosas, según las cuales la Tierra y cada ser vivo que
existe actualmente proviene de un acto de creación por uno o
varios seres divinos, cuyo acto de creación fue llevado a cabo
de acuerdo con un propósito divino.
Panspermia: esta hipótesis se basa en la idea de que la vida
no se originó en la Tierra, sino en cualquier otra parte del
Universo. Está probado que las bacterias son capaces de
sobrevivir en el espacio exterior, la teoría de la panspermia
supone que de esta manera, rocas, cometas, asteroides o
cualquier otro tipo de residuo que haya llegado a la Tierra,
millones de millones de años atrás, trajo la vida a nuestro planeta.
Principios simples: la vida en la Tierra comenzó a desarrollarse de formas
simples y no tan complejas como las del ARN. Así, la vida habría surgido a
partir de moléculas mucho más pequeñas que interactuaban entre ellas
mediante ciclos de reacción.
14
4. En relación con la evolución:
−
Define evolución biológica.
La evolución biológica es el conjunto de transformaciones a través del tiempo
que ha originado la diversidad de formas de vida existentes en la Tierra a partir
de un antepasado común. La evolución nos ayuda a comprender la historia de
la vida como un proceso que se inició hace millones de años. A través del
proceso evolutivo y del ancestro de todos los seres vivos terrestres, se produjo
una gran diversidad.
Las especies se han ido diversificando mientras iban derivando unas de otras.
Algunas se transforman y dan origen a varias especies nuevas; otras siguen
inalterables durante mucho tiempo y luego, de repente, desaparecen.
−
Explica tres pruebas a favor de la teoría de la evolución biológica.
Existe una evidencia por la biogeografía, que es el estudio de las áreas de
distribución de las especies, que muestra que cuanto más alejadas o aisladas
están dos áreas geográficas más diferentes son las especies que las ocupan,
aunque ambas áreas tengan condiciones similares.
El registro fósil nos proporciona una historia del pasado que muestra un cambio
evolutivo, puede contener lagunas, pero la evidencia fósil demuestra claramente que
la vida es muy vieja y ha cambiado a lo largo del tiempo. Hay numerosos ejemplos de
formas de transición en el registro fósil que proporcionan las evidencias más claras de
que hay un cambio a lo largo del tiempo.
Por último, por las homologías, la
teoría evolutiva predice que los
organismos emparentados comparten
similitudes heredadas de un pariente
común. Las homologías se descubren
comparando las diferentes anatomías de
los seres vivos, mirando las diferencias y
similitudes celulares, estudiando el
desarrollo embrionario o estudiando las
estructuras vestigiales dentro de los
organismos.
5. Define qué es una especie. ¿Todos los humanos pertenecemos a la misma
especie? Justifica tu respuesta.
El término “especie” se refiere a uno de los niveles de la clasificación biológica de
los organismos vivos de nuestro planeta. Una especie es el nivel más bajo, la unidad
básica de la clasificación biológica, son los grupos en los que se dividen los géneros.
15
Las especies tienen nombre científicos conocidos como nomenclatura binominal,
consiste en la combinación de dos palabras que deben tener una raíz en latín o
grecolatina. Los individuos de una misma especie comparten caracteres genéricos y
otros factores que les permiten
asemejarse entre sí y
distinguirse del resto de las
especies.
Nosotros, los humanos,
somos los Homo sapiens
(sapiens), Homo es
el género, y sapiens la
especie, todos
pertenecemos a la misma especie animal, aunque derivamos de una especie
anterior. Es decir, el humano actual pertenece a la misma especie Homo, pero
los primitivos no.
6. Explica las etapas de la evolución de los Homínidos.
ESTADIO EVOLUTIVO
PERIODO EVOLUTIVO
Australopithecus afarensis
4-2.000.000 AÑOS
Homo habilis
2,5-1.000.000 AÑOS
Homo erectus
1,8-300.000 AÑOS
Homo neanderthalensis
500-35.000 AÑOS
Homo sapiens arcaico
300-20.000 AÑOS
Homo sapiens sapiens
35.000-ACTUALIDAD
−
Australopithecus: fue el primer homínido que caminaba en dos patas y
podía correr en terreno llano. Poseía mandíbulas poderosas y fuertes
molares. Tenían largos miembros y pasaban gran parte de su vida
en los árboles. Su cerebro tenía un volumen inferior a los 400
centímetros cúbicos. Así, el andar erguido se produjo mucho antes
que la expansión del cerebro. Su talla no superaría el 1,20 m. de
altura y los 30 Kg. de peso.
−
Homo habilis: esta especie tuvo que adoptar una posición más erguida
por las variaciones climáticas, que hicieron crecer los pastizales y obligó
a que se pusieran de pie para divisar posibles peligros. Su cerebro tenía
alrededor de 750 centímetros cúbicos. Su característica más importante
16
es que ya no sólo comían frutas y vegetales sino también
animales. Tenía el cuerpo velludo.
−
Homo erectus: algunos lo consideraron el representante
directo del hombre, pero hoy se sabe que austratopithecus
anteriores poseían rasgos semejantes. Son los
primeros homínidos que se distribuyeron
ampliamente por la superficie del planeta, llegando
hasta el sudeste y este de Asia. Tenían el cuerpo
alto, espesa cejas y gran musculatura. Poseían un
cerebro de alrededor de 1.100 centímetros
cúbicos. Descubrieron el uso del fuego y
fabricaron la primera hacha de mano.
−
Homo neanderthalensis: habitó Europa y en
partes de Asiaoccidental. Vivía en grupos
sociales organizados, dominaban el fuego y podían fabricar
herramientas rústicas que incluían huesos y piedras. Los neandertales
fueron una especie bien adaptada al frío, además eran recolectorescazadores, existiendo pruebas de consumo de grandes animales, como
los mamuts. Según los investigadores eran capaces de hablar, y su oído
interno es idéntico al nuestro, y también enterraban a sus muertos.
−
Homo sapiens: vivió en Europa, en África y en Asia. Los hallazgos
arqueológicos reflejan cambios importantes en el comportamiento de
esta especie: utilizaban instrumentos de piedra y hueso más trabajados,
cambios en las formas de cazar, uso y dominio del fuego, empleo del
vestido, aumento en el tamaño de las poblaciones, y hubieron
manifestaciones rituales y artísticas.
−
Homo sapiens sapiens: sus características físicas son las mismas que
las del hombre actual. Su capacidad cerebral es de alrededor de 1.400
centímetros cúbicos. Se cree que apareció en Europa hace alrededor
de 40.000 años. Es el que protagonizó, a partir del año 10.000 a.C.,
cambios muy importantes en la organización económica y social, como
las primeras formas de agricultura y domesticación de animales, y la
vida en ciudades.
Bibliografía:
−
Periódicos: El Mundo, El País, ABC.
−
Microrrelatos: http://www.dosvecesbueno.com
Páginas de apoyo:
−
ESA kids
17
−
Madridmasd
−
Notiweb
−
Ciencias para el mundo contemporáneo – Gobierno de Canarias.
Apuntes, anotaciones:
Etimología “ciencia” del latín “scienta” = conocimiento, saber.
La ciencia se trata de investigar a través del método científico.
Método organizado planificado:
−
Observar
−
Hacerse preguntas: hipótesis
−
Experimentos: análisis
−
Resultados: comprobar más de una vez la hipótesis
−
Rechazar la teoría o verificarla (se convierte o no en teoría)
−
Comunicación
Una ley es un conjunto de teorías.
Las leyes penales o civiles son leyes impuestas por un individuo.
18
Una ley científica es una ley objetiva y demostrada.
El universo
Astronomía / cosmología (física)
−
Vida extraterrestre
−
Instrumentos de medida (sondas, telescopios, estaciones espaciales…)
−
Unidades de medida
−
Tamaño del Universo
−
Origen, evolución
−
Composición, organización
−
Agujeros negros, de gusano
−
Materia oscura
Galaxia (longitud = 100000 años luz) -> planetas – “somos polvo de estrellas”.
El Universo: observable (D = 1026 m) / todo aquello que existe.
El concepto de Universo cambia, se entiende que por tener medición es finito.
Ha cambiado hasta hace 100 años y de 100 años al presente. El cielo oscuro
en realidad no es oscuro, sino que son estrellas cuya luz aún no ha llegado a
nosotros debido a su lejanía. Sólo las estrellas emiten luz.
150.000.000 km
Tierra
Sol
Velocidad de la luz = 300.000 km/s =
9 minutos tarda la luz solar en llegar
Hasta hace 100 años, el Universo era estable. Actualmente ningún científico
niega la existencia extraterrestre. Materia y energía – no existe una sin la otra.
Materia = 25%
masa
4% materia normal (átomos), 21% materia oscura =
19
Energía = 75%
Para medir el Universo se utiliza la luz.
Las supernovas son estrellas (H y He) que:
−
“mueren silenciosamente” – estrellas pequeñas
−
“mueren explosivamente”
Materia -> masa -> tiempo -> espacio -> gravedad -> densidad.
Un cometa es un cuerpo opaco con la superficie helada. El hielo se sublima al
pasar cerca de una estrella y así aparece su estela.
Agujero negro: antes de que la materia sea engullida, se forman rayos X que
caracterizan y definen a los agujeros negros.
Todos los planetas tienen atmósfera menos Mercurio (dentro del Sistema
Solar). Los planetas exteriores tienen una atmósfera de H y He.
La energía no es igual a la gravedad.
Las estrellas son nubes de polvo cósmico e hidrógeno (dentro de fusionan
átomos de H).
El universo tiene 9.000/10.000 millones de años.
La Vía Láctea tiene entre 100.000 y 200.000 estrellas. El Sol tiene una
temperatura aproximada de 6000ºC.
La célula fósil más antigua tiene 3800 millones de años.
Hasta el siglo XIX se dio una teoría fijista respecto a las placas tectónicas.
A partir del siglo XX Alfred Wegener demostró que hay cambios de posición en
océanos y continentes, teoría movilista.
La estructura del interior terrestre se distingue mediante:
−
División por composición: corteza, manto y núcleo.
−
División dinámica: litosfera (hasta los 150 km, es sólida, rocosa y
fragmentada en placas litosféricas), mesosfera (de los 150 km a los
2900 km, también llamada manto), endosfera (núcleo externo líquido de
Fe y Ni, núcleo interno sólido por la elevada presión).
La astenosfera no existe como una capa aceptada, no es constante en toda la
superficie de la Tierra.
La densidad es una propiedad de la materia.
20
Hay más métodos para deducir el interior de la Tierra, como el geotérmico, los
sondeos… pero el que más información nos da es el método por las ondas
sísmicas.
En 1960 surge la Teoría Global de la Tectónica de Placas, habla de la geología
antigua y moderna.
El océano Atlántico crece 1 o 2 cm al año, desde el descubrimiento de América
ha crecido 5 m.
Hace 200.000 millones de años los continentes formaban la Pangea.
Los volcanes, terremotos y géiseres son manifestaciones de la dinámica
interna de la Tierra.
Tectónica significa deformación.
El origen del calor interno de la Tierra puede ser el calor primordial de la
formación de la Tierra o la desintegración de elementos radioactivos.
Los métodos de estudio del interior de la Tierra son por medio de sondeo y por
las ondas sísmicas, que es un sistema de ultrasonidos.
En los terremotos llamamos epicentro al origen del propio terremoto en la
superficie terrestre e hipocentro al origen en el interior de la Tierra del
terremoto.
Los terremotos en el sur de España son causados por el choque de la Placa
Euroasiática y la Placa Africana.
El Cinturón De Fuego son las islas de Japón.
La subducción es el proceso de hundimiento de la litosfera oceánica bajo otra
placa, así se va destruyendo por el rozamiento que produce calor. La Falla de
San Andrés es una zona pasiva, sólo ocurren terremotos.
Los Alpes eran el lecho de un océano.
Los virus se encuentran entre la vida y la no vida, ya que sólo cumplen la
función de reproducción.
Hay bacterias que pueden vivir en arsénico, pero éste es venenoso para los
seres humanos y algunos animales.
La reproducción no compromete al individuo sino a la especie.
Cada estructura viva está programada para vivir X tiempo.
La materia orgánica la obtenemos de los alimentos, hay que transformarlos.
21