biologia v

BIOLOGIA V
GUIA
5° PARCIAL
INSTRUCCIONES: Estudia cada uno de los siguientes temas.
DERIVA GENICA
Las poblaciones son grupos finitos de individuos de una misma especie que comparten un espacio y un tiempo. En cada generación, los genes se mezclan (por
reproducción sexual) para formar individuos nuevos. Esta característica implica que las frecuencias génicas pueden cambiar por el azar, según se encuentren unos
genes con otros. A este proceso se le denomina deriva génica.
Cuando mayor sea el número de individuos de una población, menor va a ser el error de muestreo, es decir, la fuerza con la que actúa la deriva génica va a estar
más aminorada. Pensemos en el siguiente ejemplo. Al lanzar una moneda al aire tenemos una probabilidad del 50% de que salga cara y el otro 50% restante de
que salga cruz. , por lo que al realizar 10 lanzamientos lo esperado es que 5 lanzamientos resulten cara y 5 cruz. Sin embargo, como el resultado de cada
lanzamiento es independiente a los del resto, puede ocurrir que estos valores se desvíen hacia una u otra posibilidad. De este modo, cuanto mayor sea el número
de tiradas, menor será la desviación con respecto a lo esperado.
El efecto de este mecanismo consiste en una pérdida de biodiversidad, pues si durante el reparto, llega un momento en que ningún individuo de la población tiene
un determinado gen, éste se pierde; al contrario ocurre si todos los individuos portan la misma variable para el mismo gen.
A pesar de todo, los componentes de una población no tienen la misma importancia con respecto a la reproducción, al menos, en las especies dioicas (con sexos
separados en diferentes individuos). Por regla general, las hembras tienen una capacidad de reproducción menor que los machos, porque tienen un número de
gametos que pueden poner a disposición de la reproducción es muy limitado y energéticamente costoso, además en algunos casos (mamíferos, aves, reptiles,…)
tienen que acarrear con los periodos de gestación del embrión durante los cuales no pueden reproducirse y destinan mucha energía. Por esto, acuñamos el término
de tamaño efectivo de la población, para designar el tamaño de una población ideal que sufre los mismos efectos de deriva que la población de estudio. Así una
población con 70 machos y 30 hembras tendrá un tamaño efectivo menor que una de 30 machos y 70 hembras.
Por otro lado, existen dos situaciones muy frecuentes en las poblaciones donde la deriva génica se pone de
manifiesto de manera más clara. Una de ellas es el llamado cuello de botella, una reducción drástica del
tamaño poblacional auspiciada por unas condiciones desfavorables (como fue, por ejemplo, la peste negra para
el hombre de la Edad Media). La otra es el efecto fundador, el surgimiento de una nueva población a partir de
individuos que pertenecían a otra (como ocurre con en la agrupación religiosa de los Amish).
Tenemos muy interiorizada la idea de que cualquier rasgo que muestra un organismo mejora su adaptación al
medio, cosa que no es cierta. La deriva génica es un mecanismo importante que cambio las frecuencias alélicas
de un modo aleatorio, no necesariamente adaptativo. Este efecto se está acrecentando actualmente, ya que
como consecuencia del cambio global que sufre nuestro entorno, las poblaciones están cada vez más aisladas y
con un tamaño menor.
INSTRUCCIONES: Estudia cuidadosamente cada uno de los siguientes conceptos y temas desarrollados.
Las Energías Renovables y No Renovables se derivan de Energías Naturales.
La Agricultura es un campo de aplicación del Desarrollo Sostenible.
El principal objetivo de la Ecotecnología es mejorar la vida humana.
El Consumismo ha generado una disminución en los residuos ya que, a mayor
producción, mayor será la atención al medio ambiente.
La Ecotecnología es un proyecto de última generación diseñado a mediados
de los 90’s.
Menos del 70% de la energía consumida por humanos proviene de Recursos
No Renovables.
Las fuentes de energías renovables se dividen en limpias y contaminantes.
El ámbito del Desarrollo Sostenible se divide en ambiental, económica y
social.
Es una condición del Desarrollo Sostenible: “Ningún recurso renovable deberá
utilizarse a un ritmo superior al de su generación.”
Greenpeace creó Comisión para el Desarrollo Sostenible en 1992.
La llegada de masas de agua dulce a masas de agua salada se conoce
como energía azul.
El ámbito del Desarrollo Sostenible se divide en ambiental, financiero y
gubernamental.
La energía hidráulica es obtenida de los mares y océanos.
La educación para el Desarrollo Sostenible tiene que ver con un cambio de
valores, conductas y estilos de vida.
No es necesaria la especial implicación de los gobiernos y de agentes
nacionales y locales.
Los contaminantes primarios son aquellos que permanecen en la atmosfera tal y
como fueron emitidos por la fuente.
Los contaminantes secundarios son aquellos que han estado sujetos a cambios
químicos.
La contaminación del agua es la incorporación al agua de materias extrañas como microorganismos, productos químicos, residuos industriales
y de otros tipos, o aguas residuales.
Los sedimentos son partículas de suelo o sólidos de basura que se
acumulan en el fondo de depósitos o corrientes de agua.
La desertificación y perdida de suelo es la degradación de las tierras áridas, semiáridas y
zonas subhúmedas secas.
El impacto ambiental es el cambio que produce una determinada acción humana
sobre el ambiente ya sea negativo o positivo.
Las acciones humanas provocan efectos colaterales sobre el medio natural o
social.
El aire puro es una mezcla gaseosa compuesta por un 78% de
nitrógeno, un 21% de oxigeno y un 1% de diferentes
compuestos como el argón, el dióxido de carbono y el
ozono.
La contaminación atmosférica es cualquier cambio que altera las propiedades físicas y
químicas del aire.
PRINCIPALES PROBLEMAS AMBIENTALES
Entre los principales problemas ambientales destacan los siguientes:
-El cambio climático: Se trata de una de las tantas consecuencias que trae consigo el efecto invernadero y, como indica el nombre, se trata de un desbalance en
el clima del planeta.
-Adelgazamiento de la capa de ozono: Existe un adelgazamiento de esta capa que trae consecuencias similares a las del agujero, las cuales incluyen cáncer de
piel, de cataratas oculares y otras enfermedades; los cultivos se ven afectados por la radiación ultravioleta y los glaciares se derriten rápidamente. Recordemos,
como ya dijimos antes, que para evitar problemas con la capa de ozono “hay que reducir a cero el uso de clorofluorocarbonos y de fungicidas de suelo”.
-Pérdida de biodiversidad: nuestro planeta es muy rico en biodiversidad. Existen millones de especies de animales y plantas, pero muchas de estas especies se
han extinguido y otras tantas van por el mismo camino. Se trata, probablemente, del único problema ambiental que no es reversible, ya que cuando una especie se
extingue no hay nada que se pueda hacer al respecto, al menos que exista algún proceso de ingeniera genética para clonar los miembros de dicha especie, pero de
momento no se sabe nada al respecto. Algún consejos útiles para proteger la biodiversidad incluyen el no comprar animales en miras de extinción (o en peligro),
comprar mascotas comunes como perros o gatos, ahorrar tanto en electricidad como en agua, mantener el ambiente lo más limpio y posible y sobretodo informar al
resto de la gente para colaborar entre todos.
LA IMPORTANCIA DE LA BIOLOGIA EN LA ACTUALIDAD
La biología (del griego bio, vida, y logos, tratado) es la ciencia que se ocupa de estudiar la vida: sus orígenes y su evolución. La biología comenzó a forjarse como
ciencia autónoma en base a dos apoyos esenciales: el evolucionismo y el genetismo.
Hace algunos años los científicos se dieron cuenta de que los parásitos son una pieza fundamental para estudiar la diversidad biológica de la tierra; es por eso que
en los últimos años se han realizados estudios acerca de la evolución de los parásitos a lo largo de los años. Gracias a los estudios realizados por la universidad de
Yale, Estados Unidos, hoy sabemos que los parásitos y bacterias son el mayor número de formas de vida en la Tierra. Al conocer más acerca de la información
genética de los parásitos y bacterias, averiguamos más sobre nosotros mismos como especie. La evolución de estas formas de vida, se esta dando tan
rápidamente, que ha puesto en riesgo a la humanidad, ya que esto implica nuevas epidemias, ocasionadas entre tantos factores, como la globalización y el
calentamiento global.
Por otra parte, otra rama importante de la biología en la actualidad es la genética. Según investigaciones recientes el camino hacia la perfección humana no esta en
la evolución natural, si no en la ingeniería genética.
Una de las armas mas importantes que poseen las especies para evolucionar son las mutaciones, este término fue utilizado por el botánico Hugo Vries por primera
vez, quien lo tomo del latín mutare, que se refiere a la variación en la información genética de un ser vivo o de un virus. El ser humano a nivel genético sigue
mutando y evolucionando; las mutaciones que surgen a lo largo del tiempo en el ADN de los individuos son las que les ayudan a sobrevivir al ambiente, a resistir y
adaptarse de forma satisfactoria. Los científicos explican que gracias al polimorfismo que se ha suscitado a lo largo de cientos de miles de años ha generado
nuevas especies.
Todos los campos de la Biología implican una gran importancia para el bienestar de la especie humana y de las otras especies vivientes.
El conocimiento de la variedad de la vida, su explotación y conservación es de gran importancia en nuestro diario vivir. ¿Usted se ha enfermado? Bien, todos hemos
enfermado alguna vez, y para que el médico pudiera obtener un diagnóstico correcto de nuestra enfermedad, él tuvo que conocer las funciones orgánicas normales,
o sea, las funciones que consideramos dentro de los parámetros homeostáticos. Este estado normal y el estado anormal son analizados, precisamente, por la
Biología.
El estudio del origen de las enfermedades es también responsabilidad de la Biología, por ejemplo la etiología del cáncer, las infecciones, los problemas funcionales,
etc.
Los recursos alimenticios y su calidad, los factores que causan las enfermedades, las plagas, la explotación sostenible de los recursos naturales, el mejoramiento de
las especies productivas, el descubrimiento y la producción de medicinas, el estudio de las funciones de los seres vivientes, la herencia, etc., son campos de
investigación en Biología.
El estudio de los alimentos que consumimos, de los materiales producidos por los organismos vivientes, de los organismos y de los procesos implicados en la
producción de las substancias nutritivas corren a cargo de la Biología. Además, por medio de la Biotecnología, los Biólogos buscamos métodos para hacer que los
productores sean más eficientes en la elaboración de alimentos y de otros de nuestros suministros.
La Biología estudia también los factores de entorno que rodean a los seres vivientes; y por medio de la rama conservacionista busca las maneras más efectivas
para reducir los inconvenientes del ambiente preservando así la existencia de todos los seres vivientes que habitan el planeta.
AMBIENTE Y CALIDAD DE VIDA
Hoy en día, la humanidad contemporánea comprueba cómo se desarrollan la técnica y el progreso; pero, también alrededor de ella, existen preocupaciones por el
progresivo deterioro del ambiente. El problema ambiental esta profundamente relacionado con el vínculo que tienen los hombres con su entorno y depende también
de la relación de los hombres entre sí. El factor demográfico y el uso y consumo de todos los recursos naturales e industrializados que utilizamos los humanos a
todo lo largo de nuestra vida, además de la infraestructura social, económica y cultural que esto implica, son factores determinantes en la emisión de contaminantes,
afectación del ambiente y la salud del hombre.
La salud ambiental es el área de la ciencia que estudia cómo el medio ambiente afecta a la salud y la enfermedad humanas.
En este contexto ambiente se refiere a los componentes del ambiente natural, como el aire, el agua, el suelo y los seres vivos, como animales y vegetales, teniendo
en cuenta a todas las características físicas, químicas y sociales de nuestro entorno. El medio ambiente construido por el hombre incluye a las estructuras físicas
donde la gente vive y trabaja, como las casas, oficinas, escuelas, granjas y fábricas, así como también a los sistemas comunitarios como las carreteras y los
sistemas de transporte, prácticas de uso de la tierra y manejo de los desechos. Las consecuencias de la alteración del ambiente natural, también son parte del
ambiente provocado por el hombre.
La Salud Ambiental constituye uno de los pilares fundamentales de la medicina para el Siglo XXI. La Salud Ambiental es mucho más que el saneamiento ambiental
o la lucha contra la contaminación, es una supra-especialidad aceptada y reconocida por la Organización Mundial de la Salud y la Comunidad Científica
Internacional. Es sabido que la posibilidad de los niños de desarrollarse y convertirse en adultos productivos el día de mañana está fuertemente determinada por la
calidad de su salud y educación.
Los riesgos ambientales representan un tercio de la carga global de enfermedades en niños. Cerca del 40% de esta carga recae sobre niños menores de 5 años,
quienes constituyen un 10% de la población mundial.
Esta supra-especialidad engloba los aspectos de salubridad pública, ocupacional, comunitaria y asistencial en un conjunto armónico en beneficio de todos los seres
vivos y su entorno; teniendo en cuenta especialmente las vulnerabilidades o determinantes sociales como la pobreza, la violencia, la nutrición adecuada, el empleo
adecuado, las diferencias interculturales y el pensamiento tradicional, que influyen sobre el estado de salud individual y social.
La Salud no puede separarse de una serie de elementos ambientales, como el aire, el agua, el hacinamiento urbano, los productos químicos, los vectores de
enfermedades o el exceso de consumo. La creación de un ambiente adecuado o favorable para la salud depende de todos; no sólo en términos de acciones
contributivas, sino de acciones cooperativas inter e intrasectoriales e incluso transectoriales.
La relación entre la salud humana y el medio ambiente es muy compleja. Cada uno de los peligros tradicionales y modernos se asocia a distintos aspectos del
desarrollo social y económico. Los riesgos ambientales pueden producir un amplio abanico de efectos sobre la salud, que varían en tipo, intensidad y magnitud,
según el nivel de exposición y el número de afectados. Las enfermedades más importantes se asocian a más de un tipo de exposición y los peligros ambientales
actúan junto a los factores genéticos, la nutrición o los riesgos del estilo de vida. Si tomamos en cuenta los factores genéticos la interacción del ambiente con el
material genético de una persona puede alterar el balance entre salud y enfermedad. Los científicos han aprendido que si bien la genética juega un papel
importante, a menudo un factor presente en el ambiente desencadena el desarrollo de una enfermedad. Esta interacción entre la genética y el ambiente también es
afectada por la edad y el género de una persona. Por ejemplo, varios genes se asocian con la enfermedad de Parkinson. Estudios de investigación apoyados por el
Instituto Nacional de las Ciencias de la Salud Ambiental (NIEHS, por sus siglas en inglés) muestran que el efecto del ambiente es más significativo entre aquellos
adultos mayores que desarrollan la enfermedad después de los 50 años de edad. Estudios realizados en gemelos sugieren que, en personas genéticamente
susceptibles a la enfermedad de Parkinson, factores presentes en el ambiente podrían desencadenar la enfermedad. En un estudio realizado con 14.000 hermanos
gemelos, se encontró que en 325 pares de gemelos uno de los hermanos tenía signos de enfermedad de Parkinson, mientras que en sólo 7 pares de hermanos
ambos gemelos padecían de la enfermedad
Por el carácter transversal de la salud ambiental a todos los aspectos del desarrollo, los procesos en torno al mantenimiento de la salud humana y el ambiente,
constituyen espacios clave para facilitar el diálogo y la concertación intersectoriales.
Definimos Riesgo Ambiental como la posibilidad o contingencia de que se produzcan efectos adversos o daños a la salud y al ambiente a causa del quehacer del
hombre y sus actividades, dependiendo de las características inherentes a las mismas o la circunstancia o grados de exposición. Los principales riesgos
ambientales son:
 RIESGOS TRADICIONALES: Son los vinculados con la pobreza y el insuficiente desarrollo: No acceso a los servicios de abastecimiento de agua potable y
alcantarillado, servicios de limpieza urbana, vivienda, contaminación intra-domiciliaria por combustión de carbón o petróleo, infecciones trasmitidas por animales y
déficit e insalubridad de las viviendas. Dichos riesgos ejercen gran influencia en la salud de las poblaciones menos desarrolladas en el país. Estos riesgos pueden
asimilarse como problemas de salud ambiental acumulados a través de nuestro devenir histórico.
 RIESGOS MODERNOS: Son aquellos relacionados con el desarrollo pero que carecen de salvaguardas en cuanto a los peligros del ambiente para la salud:
Contaminación del agua, industria intensiva, agricultura intensiva, contaminación atmosférica vehicular e industrial, exposición a sustancias químicas, contaminación
radiactiva, accidentes de tráfico. Estos problemas pueden ser considerados como emergentes y agravados por la inacción y poca o ninguna prioridad dadas por el
Estado y la población a la Salud y al Medio Ambiente.
 RIESGO TRANSICIONAL o transición del riesgo: Los países en vías de desarrollo presentan una combinación más o menos sesgada de ambos tipos de riesgo
de acuerdo a su nivel de desarrollo, este perfil es el que se ha denominado de transición.
La promoción de la Salud Ambiental, de los Espacios Saludables y la Vigilancia, Control y Prevención de Enfermedades, son conceptos eje sobre los que giran los
objetivos de mejora de calidad de vida, equidad e inclusión, perseguidos a nivel mundial y que en una u otra forma, representan las necesidades locales. Es
necesario que las comunidades trabajen sobre planes de acción simples y diseñados a medida de su realidad local. Esto es lo que permite valorar el estado de su
comunidad con respecto a ítems clave para su Salud y Calidad de Vida.
BIOMATERIALES
El uso de materiales para la elaboración de utensilios se asocia a la historia de la humanidad desde tiempos remotos y dio lugar al desarrollo de
tecnologias, las que en muchos casos, definieron el avance de las grandes civilizaciones.
El paso inicial del desarrollo de las nuevas disciplinas de la ciencia e ingeniería de matenales sucedió en la década del 50, con el uso de procedimientos
empiricos para adaptar materiales convencionales a aplicaciones biomédicas. Esto fue generando respuestas a los desafíos planteados por la necesidad de
producir dispositivos biomédicos de alto rendimiento.
El uso de materiales no biológicos en medicina es, sin embargo, muy anterior a la década del 50. Sus primeros antecedentes documentables se
remontan 3000 años a.C., en el antiguo Egipto. También durante las civilizaciones clásicas de Grecia y Roma (siglo VII a.C. a siglo IV d.c.) se usaron materiales no
biológicos, en particular, metales y otros materiales naturales para el tratamiento de heridas y de algunas enfermedades.
Ya en la era moderna, en la Europa del siglo XVI se empleó el oro y la plata para la reparación dental y, más tarde, hilos de hierro para la inmovilización
de fracturas óseas. Los avances tecnológicos de fines del siglo XIX, en particular el desarrollo de la anestesia, de la cirugía en condiciones estériles y de los rayos
X, dieron un fuerte impulso a la búsqueda de metales que pudieran ser utilizados en el interior del cuerpo. Pero a poco tiempo de la aplicación de metales a este fin,
aparecieron inconvenientes causados por la corrosión o porque los metales carecían de las propiedades mecánicas necesarias para que el dispositivo cumpliera
adecuadamente la función para la que fue diseñado. Para superar estos inconvenientes se investigaron nuevas aleaciones metálicas, entre las que cabe mencionar
las de cromo-cobalto y los aceros inoxidables.
Hacia 1940 se mejoró la resistencia a la corrosión de los aceros mediante el agregado de 2-4% de molibdeno. Hacia 1960 se redujo la cantidad de
carbono en estos aceros inoxidables a menos del 0,03% (tipo 316L), por lo que se logró una importante mejoría adicional. Posteriormente, la introducción del titanio
y de sus aleaciones con niobio y tantalio, extendió el campo de aplicación de los metales.
La aplicación de biomateriales no metálicos comenzó también tempranamente. Durante la Edad Media fueron utilizados en ligaduras destinadas a
detener hemorragias y en algunos de los procedimientos quirúrgicos. Su desarrollo se aceleró a principios de este siglo con el descubrimiento de materiales para
fabricar hilos de sutura capaces de ser degradados y absorbidos por el organismo. Sin embargo, la investigación sistemática y planificada de los materiales útiles
para la fabricación de prótesis e implantes sólo surge después de la segunda Guerra Mundial como consecuencia del avance del conocimiento en ciencia y
tecnología de materiales.
Un factor que impulsó fuertemente el desarrollo de materiales implantables durante este siglo fue el enorme aumento de su demanda producida por la
necesidad de rehabilitar a millones de inválidos de guerra. Este aumento corrió en paralelo con avances en otros terrenos que crearon condiciones favorables para
obtener soluciones eficaces. Entre ellas cabe mencionar a la investigación y desarrollo en general de nuevos materiales, es especial de los poliméricos, la
disminución del riesgo de infecciones causada por la aparición de los antibióticos eficaces y los adelantos en el conocimiento de los procesos biológicos
desencadenados como consecuencia del contacto de la materia viva con el biomaterial.
La observación clínica de que la inclusión de partículas metálicas en los cuerpos de los soldados heridos era bien tolerada, otorgó a los médicos un
criterio empírico que justificó el uso de implantes metálicos para corregir daños en el cráneo o para la fijación interna de fracturas. La comprobación de que los
pilotos de guerra no sufrieron alteraciones en la funcionalidad del ojo frente a inclusiones oculares de astillas de poli(metilmetacrilato), polímero vítreo empleado en
las ventanillas de los aviones, condujo al desarrollo de las lentes intraoculares fabricadas con este material. Estas son consideradas aún hoy en día como uno de los
implantes más exitosos. El poli(metilmetacrilato) también se usa con éxito en cirugía ortopédica como cemento para la fijación de prótesis.
Durante la década del 60 se publicaron los primeros estudios sobre las lesiones provocadas por la presencia de un implante, e hizo su aparición el
término biocompatibilidad para definir el grado de tolerancia del material por parte de la materia viva. La determinación de la biocompatibilidad para cada aplicación
específica y para cada sistema formado por material y el medio biológico con el que estará en contacto, requiere la realización de una serie de ensayos de acuerdo
con protocolos preestablecidos y del posterior análisis estadístico de los resultados obtenidos.
La influencia del ingreso de la ingeniería durante la década de los 60 al campo de los biomateriales se evidenció en la aplicación de técnicas para
caracterizar la estructura y la superfíce de los materiales, a los efectos de correlacionarlos con las respuestas biológicas observadas. También, con la incorporación
de los materiales cerámicos para el reemplazo de partes óseas y con el desarrollo de materiales compuestos.