Ciencias Naturales 8º

Todos los días ocurren cambios en la materia que nos rodea. Algunos hacen cambiar el aspecto, la forma, el estado. A estos cambios los llamaremos cambios físicos de la materia.

Entre los cambios físicos más importantes tenemos los cambios de estado, que son aquellos que se producen por acción del calor.

Podemos distinguir dos tipos de cambios de estado según sea la influencia del calor: cambios progresivos y cambios regresivos.

Cambios progresivos son los que se producen al aplicar calor.

Estos son: sublimación progresiva, fusión y evaporación.

Sublimación progresiva.
Es la transformación directa, sin pasar por otro estado intermedio, de una materia en estado sólido a estado gaseoso al aplicarle calor.

Ejemplo:

Hielo (agua en estado sólido) + temperatura = vapor (agua en estado gaseoso)

Sublimación progresiva.
Es la transformación directa, sin pasar por otro estado intermedio, de una materia en estado sólido a estado gaseoso al aplicarle calor.

Ejemplo:

Hielo (agua en estado sólido) + temperatura = vapor (agua en estado gaseoso)

Fusión.
Es la transformación de un sólido en líquido al aplicarle calor.
Es importante hacer la diferencia con el punto de fusión, que es la temperatura a la cual ocurre la fusión. Esta temperatura es específica para cada sustancia que se funde.
Ejemplos:

Cobre sólido + temperatura = cobre líquido.

Cubo de hielo (sólido) + temperatura = agua (líquida).

El calor acelera el movimiento de las partículas del hielo, se derrite y se convierte en agua líquida.



Evaporación.
Es la transformación de las partículas de superficie de un líquido, en gas, por la acción del calor.
Este cambio ocurre en forma normal, a temperatura ambiente, en algunas sustancias líquidas como agua, alcohol y otras.
Ejemplo. Cuando te lavas las manos y las pones bajo la máquina que tira aire caliente, éstas se secan.

Sin embargo si le aplicamos mayor temperatura la evaporación se transforma en ebullición.

El estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir , que las moléculas del gas están separadas unas de otras por distancias mucho mayores del tamaño del diámetro real de las moléculas. Resuelta entonces, que el volumen ocupado por el gas (V) depende de la presión (P), la temperatura (T) y de la cantidad o numero de moles ( n).

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son:



1. Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene. Un gas, al cambiar de recipiente, se expande o se comprime, de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente.

2. Se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios intermoleculares, las moléculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando aplicamos una presión.

3. Se difunden fácilmente. Al no existir fuerza de atracción intermolecular entre sus partículas, los gases se esparcen en forma espontánea.

4. Se dilatan, la energía cinética promedio de sus moléculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada.


Variables que afectan el comportamiento de los gases

1. PRESIÓN
Es la fuerza ejercida por unidad de área. En los gases esta fuerza actúa en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente.

La presión atmosférica es la fuerza ejercida por la atmósfera sobre los cuerpos que están en la superficie terrestre. Se origina del peso del aire que la forma. Mientras más alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de él, por consiguiente la presión sobre él será menor.

2. TEMPERATURA


Es una medida de la intensidad del calor, y el calor a su vez es una forma de energía que podemos medir en unidades de calorías. Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno frío, el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo frío.

La temperatura de un gas es proporcional a la energía cinética media de las moléculas del gas. A mayor energía cinética mayor temperatura y viceversa.

La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin.

3. CANTIDAD

La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa, usualmente en gramos. De acuerdo con el sistema de unidades SI, la cantidad también se expresa mediante el número de moles de sustancia, esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular.

4. VOLUMEN

Es el espacio ocupado por un cuerpo.
5. DENSIDAD
Es la relación que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros.

El líquido es uno de los cuatro estados de agregación de la materia. Un líquido es un fluido cuyo volumen es constante en condiciones de temperatura y presión constantes y su forma es esférica. Sin embargo, debido es un liquido fuerte que no ayuda en nada a la gravedad ésta queda definida por su contenedor. Un líquido ejerce presión en el contenedor con igual magnitud hacia todos los lados.

Las moléculas en el estado líquido ocupan posiciones al azar que varían con el tiempo. Las distancias intermoleculares son constantes dentro de un estrecho margen.

Cuando un líquido sobrepasa su punto de ebullición cambia su estado a gaseoso, y cuando alcanza su punto de congelación cambia a sólido.

Sus propiedades son:

FORMA Y VOLUMEN

En un liquido, las fuerzas de atracción son aun suficientemente intensa para limitar a las moléculas en su movimiento dentro de un volumen definido, pero no son tan poderosas como para hacer que las moléculas guarden una posición precisa dentro del liquido. De hecho las moléculas, dentro de los limites del volumen del liquido están en libertad de moverse unas alrededor de otras, y de esa manera permite que fluyan los líquidos. Por lo tanto, los líquidos conservan un volumen definido, pero, debido a su capacidad para fluir, su forma dependen del contorno del recipiente que los contiene.

COMPRESIÓN Y EXPANSION

Las fuerzas de atracción en un liquido causan que las moléculas permanezcan juntas, y el aumento de la presión casi no produce efectos sobre el volumen, debido a que hay poco espacio libre dentro del cual se puedan aglomerar las moléculas. Por tanto, los líquidos son prácticamente incompresibles. De manera semejante, los cambios en la temperatura solo ocasiona pequeños cambios en el volumen. El aumento del movimiento molecular va acompañado de una elevación de la temperatura y tiende a aumentar la distancia intermolecular, pero a esto se opone las poderosas fuerzas de atracción.

DIFUSIÓN

Cuando se mezclan dos líquidos, las moléculas de uno de ellos se difunde en todas las moléculas del otro liquido de a mucho menor velocidad que cuando se mezclan dos gases. La difusión de dos líquidos se puede observarse dejando caer una pequeña cantidad de tinta en un poco de agua. Sin embargo, como las moléculas en ambos líquidos están tan cercas, cada molécula sufre miles de millones de choques antes de alejarse. La distancia promedio entre los choques se le llama trayectoria libre media y es mucho mas corta en los líquidos que en los gases, donde las moléculas están bastantemente separadas. Debido a las constantes interrupciones en sus trayectorias moleculares, los líquidos se difunden mucho mas lentamente que los gases.

VISCOSIDAD

Algunos líquidos, literalmente fluyen al igual que la maleza, mientras que otros fluyen con facilidad, la resistencia a fluir se conoce con el nombre de viscosidad. Entre mayor es la viscosidad, el liquido fluye mas lentamente. Los líquidos como la maleza o el aceite de los motores son relativamente viscosos; el agua y los líquidos orgánicos como el tetracloruro de carbono no lo son. La viscosidad puede medirse tomando en cuenta el tiempo que transcurre cuando cierta cantidad de un liquido fluye a través de un delgado tubo, bajo la fuerza de la gravedad. En otro método, se utilizan esferas de acero que caen a través de un liquido y se mide la velocidad de caída.

Un cuerpo sólido,es uno de los cuatro estados de agregación de la materia, se caracteriza porque opone resistencia a cambios de forma y de volumen. Existen varias disciplinas que estudian los sólidos:

La física del estado sólido estudia cómo emergen las propiedades físicas de los sólidos a partir de su estructura de la materia condensada.


La ciencia de los materiales se ocupa principalmente de propiedades de los sólidos como estructura y transformaciones de fase.
La química del estado sólido se especializa en la síntesis de nuevos materiales.
Manteniendo constante la presión a baja temperatura los cuerpos se presentan en forma sólida y encontrándose entrelazados formando generalmente estructuras cristalinas. Esto confiere al cuerpo la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Son, por tanto, agregados generalmente rígidos, incompresibles (que no pueden ser comprimidos), duros y resistentes. Poseen volumen constante y no se difunden, ya que no pueden desplazarse.

Los sólidos presentan propiedades específicas:

Elasticidad: Un sólido recupera su forma original cuando es deformado. Un resorte es un objeto en que podemos observar esta propiedad.
Fragilidad: Un sólido puede romperse en muchos pedazos (quebradizo).
Dureza: hay solidos que no pueden ser rayado por otro más blando. El diamante es un sólido con dureza elevada.
Forma definida: Tienen forma definida, son relativamente rígidos y no fluyen como lo hacen los gases y los líquidos, excepto a bajas presiones extremas.
Volumen definido: Debido a que tienen una forma definida, su volumen también es constante.
Alta densidad: Los sólidos tienen densidades relativamente altas debido a la cercanía de sus moléculas por eso se dice que son más “pesados”
Flotación: Algunos sólidos cumplen con esta propiedad, solo si su densidad es menor a la del liquido en el cual se coloca.
Inercia: es la dificultad o resistencia que opone un sistema físico o un sistema social a posibles cambios, en el caso de los sólidos pone resistencia a cambiar su estado de reposo.
Tenacidad: En ciencia de los Materiales la tenacidad es la resistencia que opone un material a que se propaguen fisuras o grietas.
Maleabilidad: Es la propiedad de la materia, que presentan los cuerpos a ser labrados por deformación. La maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa, teniendo en común que no existe ningún método para cuantificarlas.
Ductilidad: La ductilidad se refiere a la propiedad de los sólidos de poder obtener hilos de ellos.

El plasma es un gas ionizado, es decir, los átomos que lo componen se han separado de algunos de sus electrones o de todos ellos. De esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por electrones y cationes (iones con carga positiva), separados entre sí y libres, por eso es un excelente conductor. Un ejemplo muy claro es el Sol.

Incrementando aún más la temperatura se alcanza el estado gaseoso. Las moléculas del gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos.

El estado gaseoso presenta las siguientes características:

Cohesión casi nula.
Sin forma definida.
Su volumen sólo existe en recipientes que lo contengan.
Pueden comprimirse fácilmente.
Ejercen presión sobre las paredes del recipiente contenedor.
Las moléculas que lo componen se mueven con libertad.
Ejercen movimiento ultra dinámico.

Si se incrementa la temperatura el sólido va "descomponiéndose" hasta desaparecer la estructura cristalina, alcanzando el estado líquido. Característica principal: la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. En este caso, aún existe cierta unión entre los átomos del cuerpo, aunque mucho menos intensa que en los sólidos. El estado líquido presenta las siguientes características:

Cohesión menor
Movimiento energía cinética.
No poseen forma definida.
Toma la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene.
En el frío se comprime, excepto el agua.
Posee fluidez a través de pequeños orificios.
Puede presentar difusión.
No tiene forma fija pero si volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.

A bajas temperaturas, los materiales se presentan como cuerpos de forma compacta y precisa; y sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras cristalinas definidas, lo que les confiere la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Los sólidos son calificados generalmente como duros y resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción son mayores que las de repulsión. La presencia de pequeños espacios intermoleculares caracteriza a los sólidos dando paso a la intervención de las fuerzas de enlace que ubican a las celdillas en una forma geométrica.

Las sustancias en estado sólido presentan las siguientes características:

Forma definida
Volumen constante
Cohesión (atracción)
Vibración
Rigidez
Incompresibilidad (no pueden comprimirse)
Resistencia a la fragmentación
Fluidez muy baja o nula
Algunos de ellos se subliman (yodo)

La tierra se formó conjuntamente con el Sol a una cierta distancia de este. Así, los pequeños cuerpos y gránulos, elementos pesados que no fueron arrastrados por el viento solar, se acumularon para originar planetesimales, los que fueron agregando por efecto de la fuerza de gravedad y dieron paso a un protoplaneta. el que después de un proceso de diferenciación daría origen a la Tierra.Este proceso provocó que los materiales que se reunían por impacto sobre la futura Tierra, aumentaran la temperatura de este protoplaneta,ocasionando posteriormente que la temperatura de la Tierra fuera mayor en su interior y disminuyera hacia la superficie.

Al mismo tiempo, la Tierra sufrió un proceso de diferenciación que consistió en la formación de capas concéntricas. Esto se produjo dado que al chocar los planetesimales se fueron agregando y por los impactos continuos que iban recibiendo , generaron un material fundido que se ubicó en el interior del protoplaneta.La energía del movimiento de los planetesimales al chocar se transformó en calor que provocó el aumento de la temperatura al interior del planeta.

En el proceso de formación de la Tierra se crearon varias capas:núcleo, manto y corteza, que presentan diferentes propiedades físicas y químicas.

La corteza terrestre se formó por una separación de elementos químicos del manto superior que se inició hace unos 3.800 millones de años. En la zona superior, se producen corrientes convección, semejantes al agua que hierve en una olla, donde al gua más caliente de la zona inferior sube a la superior, más fría. Estas corrientes son el motor que mueve la corteza terrestre.

La teoría más aceptada en la actualidad respecto del origen del Sistema Solar rescata las ideas propuestas por el filosofo alemán Immanuel Kant (1724-1804) y Laplace (1749-1827), que postulan que el Sol y los planetas se formaron al mismo tiempo a partir de una única nube de gas y polvo llamada nebulosa.Por este motivo a esta explicación sobre la formación del Sistema Solar se le denomina hipótesis nebular.

Después de miles de millones de años, nuestro Sistema Solar quedó conformado por ocho planetas que giran en órbitas elípticas en torno al Sol, su estrella central, además de muchos otros cuerpos.

Los planetas del Sistema Solar se clasifican en interiores, que son sólidos y exteriores , aquellos que son gaseosos.Los interiores son:Mercurio,Venus, Tierra y Marte, y los exteriores son:Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Esta clasificación se relaciona con las órbitas de los planetas, ya que los interiores se ubican entre el Sol y el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, y los exteriores se ubican más allá de este cinturón.

Aunque es muy difícil indicar el momento exacto en que se formó nuestro Sistema Solar, se estima que se originó hace unos 4.600 millones de años aproximadamente.

La formación del Sistema Solar comenzó cuando una gran nube de gas y polvo interestelar, constituida principalmente por hidrógeno y helio, inició un proceso de contracción, por el efecto de la gravedad, hacia un punto central. En ese lugar, la formación de una protoestrella, estrella primitiva que posteriormente sería nuestro Sol.

Durante este proceso el Sol adquiere una rotación que permitiría la formación de un disco que gira a su alrededor. En las regiones del disco cercanas al Sol, donde el calor era mayor, los elementos más livianos fueron expulsados por los vientos solares quedando solo material pesado suficiente para formar los planetas interiores,compuestos de metales, silicatos, esto debido a la acumulación gravitacional de pequeños cuerpos sólidos de poca densidad similares a los cometas actuales; y estos al chocar y unirse entre sí formaron los planetesimales y otros cuerpos, tales como los grandes asteroides y algunos satélites, que al unirse dieron origen a protoplanetas más grandes.

Estos grandes planetas, con su mayor fuerza gravitacional, atraían a los cuerpos pequeños que orbitaban el disco planetario, formando así cada uno de los planetas actuales.Finalmente , el viento solar ocasionó que en una zona del disco más alejada del Sol se formaran planetas gigantes y gaseosos a una distancia donde el material nebular pudo contraerse por efecto de la gravedad, mientras nuestro Sol terminaba de formarse.

Nuestro Sistema Solar se ubica en la Vía Láctea, una de las innumerables galaxias que existen en el Universo.El Sistema Solar está constituido por el Sol, los ochos planetas conocidos, varios planetas enanos, satélites naturales, varios miles de planetoides, meteoritos y numerosos cometas.

Existen muchas teorías acerca de la formación del Sistema Solar; así para el filósofo René Descartes (1596 - 1650)el Universo está lleno de torbellinos y los planetas se encuentran en uno de ellos y giran alrededor del Sol, el cual lo arrastra como si fueran corchos sobre un remolino de agua.El erudito sueco Emanuel Swendenborg (1688-1772) consideraba que el Sol era un enorme torbellino que había formado una corteza sólida, la que posteriormente se expandió y dividió para formar los planetas, pero los análisis matemáticos demuestran la invalidez de esta teoría.

Por otra parte , el matematico francés Pierre Simón de Laplace (1749- 1827) postuló que el Sol era un principio una gran nube de materia que giraba sobre si misma, y por efecto de la gravedad comenzó a encogerse y separarse de la región exterior formando un anillo que posteriormente condensó en un planeta. Este encogimiento continuó y se siguieron formando nuevos anillos hasta que se formó el sistema planetario actual.El material de residuo de la nube original permitió la formación del Sol. Sin embargo, esta tesis tampoco puede ser sostenida por los análisis metemáticos.

Un telescopio cumple tres funciones:captar la luz, ampliar las imágenes recibidas y seguir el cuerpo celeste, es decir, observarlo sin perderlo de vista, compensando , mediante un sistema mecánico, el movimiento de la Tierra.

Lo importante de un telescopio es su diámetro: mientras mayor sea este, mejor alcancé tendrá.Existen dos tipos de telescopio.


Telescopios refractores: Poseen una lente llamada objetivo, que recibe y enfoca la luz para obtener una imagen.Esta imagen es observada a través de otra lente, llamada ocular que aumenta su tamaño.

Los telescopios desarrollados y utilizados por Galileo Galilei eran de este tipo.

Telescopios reflectores: Estos telescopios utilizan un espejo principal cóncavo para focalizar la luz de los cuerpos celestes y formar una imagen delante o detrás de un espejo secundario.

En las mediciones de distancias astronómicas , se debe utilizar medidas de medida distintas a las que habitualmente usamos, como el centímetro, el metro o el kilómetro, dada la lejanía existente entre nuestro planeta y los cuerpos existentes tanto en el Sistema Solar como en las afueras de él.

Los científicos han establecido otras unidades de medida, como el año luz, que equivale a la distancia recorrida por la luz en un año.

Para que entiendas cómo se obtiene un año luz, primero calcula los segundos que hay en un año:


Segundos de un año = 365 x 24 x 360
días de horas segundos
un año de un día de una hora


Segundos de un año = 31.536.000 segundos


Luego, para conocer a cuánto equivale un año luz, multiplica el resultado por el valor de la velocidad de la luz:


1 año luz = 31.536.000 s x 300.000 km/s
segundos velocidad
de un año de la luz


1 año luz equivale a = 9.460.000.000.000 km

Entonces , un año luz son 9.460.000.000.000 km, lo que equivale a 9,46 billones de kilómetros. Como ves, estas cifras son enormes, por esto es necesario utilizar notación científica , que permite expresar los valores en potencias de 10.

Algunas teorías del origen del Universo son:

La teoría del estado estacionario:Fue postulada en 1948 por los británicos sir Hermann Bondi y sir Fred Hoyle, y por el norteamericano Thomas Gold.Esta teoría plantea que el Universo no tuvo un comienzo en el tiempo, ni tampoco tendrá un fin, y que presenta el mismo aspecto, es decir, que no ha cambiado ni cambiará en el futuro.
La teoría del Universo Cíclico: Considera y acepta la teoría de la gran explosión inicial, y además establece que el Universo no se expandirá infinitamente, ya que en algún momento se producirá un colapso gravicional o big crunch, ocasionando la detención del movimiento de expansión del Universo, como consecuencia de la fuerza de atracción de la materia que constituye, hasta convertirse en una singularidad diminuta (un punto de infinita densidad y temperatura).

Las evidencias que apoyan la teoría de la gran explosión formulada por Lemaitre son:


La ley de Hubble: Según Hubble, las distancias y velocidades de las galaxias, presentan una relación muy sencilla:mayor distancia de nosotros hay una mayor velocidad de alejanmiento, esto indica que las galaxias muy remotas se alejan hasta unos 60.00 kilometros cada segundo.

La radiación de fondo o eco cósmico del Universo:En 1965, los fisicos Arno Penzias y Robert Wilson probaron un detector de microondas muy sensible y descubrieron accidentalmente una radiación de microondas provenientes de todas las regiones del cielo.


La paradoja de Olbers: Esta paradoja señala que si el Universo tuviera una extensión infinitiva y estuviese ocupado de manera uniforme por estrellas, el cielo nocturno debería resplandecer con una luminosidad semejante al sol.En otras palabras , el Universo no tienen tanta tanta energía para producir un cielo brillante.

Tycho Brahe (1546-1601): En la misma época de Galileo Galilei , y utilizando instrumentos de medición, recopiló gran cantidad de información sobre las posiciones de los planetas en el firmamento.Posteriormente, y con la contratación de un ayudante, el matemático y astrónomo alemán Johannes Kepler, logró calcular con exactitud la posición de los planetas.


Johannes Kepler (1571 -1630): A partir de los datos recopilados , estableció tres leyes fundamentales sobre el movimiento de los planetas:

1.-Los planetas giran alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas.

2.-La velocidad con la que los planetas giran en torno al Sol varía a lo largo de su órbita.

3.- El tiempo que demora un planeta en recorrer su órbita está en directa relación con la distancia media que lo separa del Sol.

Isaac Newton(1643-1727): Aportó con nuevos descubrimientos sobre la ley de gravitación universal, publicada en 1687, que explicaba por qué los planetas giraban alrededor del Sol.Hasta este momento aún se pensaba en un Universo que terminaba en una frontera o borde llamada esfera celeste.

Edwin Hubble (1889 -1953): Astrónomo norteamericano que observo en 1929 que el Universo se encuentra en expansión y que las galaxias se van distanciando una de otras.

Albert Einstein (1879-1955): En el Universo no hay ningún punto fijo o inmóvil, sino que todo está en movimiento y , por lo tanto, no existen velocidades ni medidas absolutas.

Desde tiempos prehistóricos el ser humano ha contemplado el cielo y utilizado los puntos luminosos como sistema de referencia.Posteriormente, distintas civilizaciones antiguas se preocuparon de estudiar el universo dejando de lado, en parte , las ideas mitológicas.

Los Babilonios decían que el Universo era una gran sala con firmamento de techo y la tierra como el piso.Ideas similares tuvieron los egipcios, pero ubicaban a Egipto en el centro del piso y cuatro columnas sostenian el techo, cuyas lamparas eran las estrellas. El filosofo , matemático y astrónomo griego Thales de Mileto, perfecciono estos modelos estableciendo que la tierra flotaba en agua y que la estrellas estaban adheridas a una gran esfera, en cuyo centro se ubicaba la tierra flotando en el espacio.También , predijo el eclipse solar del año 585 a.c por lo que es considerado como uno de los primeros astrónomos.
Posteriormente , muchos filósofos y astrónomos postularon teorías más elaboradas, acerca de la estructura del Universo y la ubicación de la Tierra en él , estos modelos se conocen como las teorías geocéntrica y heliocéntrica.

Teoría geocéntrica: Establece que la Tierra es el centro del Universo.Uno de los precursores de esta teoría fue Aristóteles (384-322 a.C), filosofo y científico griego, que postuló que todos los astros giraban entorno a la Tierra, en esferas concéntricas a ella. Basado en las ideas recopiladas de Aristóteles y otros astrónomos , Claudio Ptolomeo (85- 165 A. C) publicó un libro conocido hoy en día como Almagesto, donde planteó que la Tierra está en reposo y se ubica en el centro del Universo y que la Luna, el Sol, los planetas para entonces conocidos y todas las estrellas giran alrededor de ella describiendo órbitas , al interior de las esferas.
Teoría Heliocéntrica: Establece que el Sol es el centro del Universo.El primero en proponer un modelo heliocéntrico, realizando deducciones por métodos matemáticos fue Aristarco de Samos (310-230 a.c), pero sus ideas no pudieron mantenerse, ya que se oponían al pensamiento aristotélico.
Durante el Renacimiento, época de auge en las artes y en la ciencia, el astrónomo Nicolás Copérnico (1473-1543) planteó la idea de que el Sol se encuentra inmóvil en el centro del Universo y que la Tierra gira a su alrededor , lo que explicó más fácilmente el movimiento irregular de los planetas en el firmamento.Esta teoría fue desarrollada en los primeros años de la década de 1500, pero divulgada años más tarde, ya que Copérnico dudó en publicar sus hallazgos , por temor a la comunidad científica y religiosa que castigaba cualquier postulado que no estuviera dentro del pensamiento aristotélico y religioso de la época.

La frase de Darwin "supervivencia del más apto" es muy popular al hablar de evolución. Actualmente se define la adaptabilidad evolutiva como la contribución que hace un individuo al pool de genes de la siguiente generación, respecto a la contribución de otros individuos. Así, los individuos "aptos" son aquellos que pasan el mayor número de genes a la siguiente generación.
Sin embargo, es el fenotipo , y no el genotipo, lo que se expone al ambiente. Por fenotipo no solo debemos entender la apariencia externa de un individuo, también su metabolismo o por ej.: la capacidad de que una enzima actúe a una determinada temperatura son características fenotípicas sobre las que actúa la selección natural.
Debemos recordar además que el fenotipo es la expresión de muchos genes diferentes, y también es el producto de las interacciones del genotipo con el ambiente. Un ejemplo es el caso de gemelos idénticos con diferente peso al momento del nacimiento.

A partir del origen de los primeros seres vivos se produjo una amplia diversificacion de especies, debido a que los organismos fueron cambiando a través de las generaciones y se formaron nuevas especies a partir de especies preexistentes. A kas especies nuevas se les denomina "especies modernas"o especies actuales;en cambio, a las especies de las cuales descienden se les denomina especies ancestrales.El proceso general por el cual los seres vivos , o poblaciones de organismos, cambian a través de las generaciones, y que puede dar origen a la formación de nuevas especies, se denomina evolución.




En la corteza terrestre se pueden distinguir capas o estratos horizontales, los cuales se producen por acumulación de sedimentos a lo largo del tiempo , de modo que los estratos mas profundos son mas antiguos que los superficiales,Los hallazgos de fósil en estratos de diferentes profundidad aportaron mucha evidencia a favor de la evolución,debido a que al comparar fósiles de diferente antiguedad de los seres vivos actuales, pertenecientes a la misma especie o a especies del mismo grupo, los científicos fueron capaces de explicar parte de las transformaciones ocurridas en los organismos a través de extensos periodos de tiempo.Además, los restos fosiles constituyeron evidencias de que en el pasado, y en diferentes periodos, existieron especies que no están presentes hoy, las cuales se denominan especies extintas.

El químico sueco Svante Arrhenius propuso , en 1903, la teoría de la panspermia (semilla en todas partes), según la cual la vida no se origino en la Tierra sino que provino desde el espacio exterior en forma de esporas que viajaban impulsadas por la presión ejercida producto de la radiación proveniente de estrellas. Muchos científicos han objetado esta idea, argumentando que los organismos unicelulares no soportan condiciones de tan baja temperatura y radiación solar.




Entre las evidencias que apoyan la panspermia , son importantes los planteamientos de dos científicos , Chandra Wickramasinghe y Fred Hoyle, quienes en 1974 propusieron que el polvo interestelar estaba compuesto por partículas orgánicas.Por otra parte, estos científicos concluyeron que cuando un cometa se acerca a la Tierra deja un rastro de polvo que al ser analizado quimicamente parecer ser orgánico, similar a las moléculas que forman una bacteria.Sobre esta base y con estudios posteriores, hipotetizaron que la vida en la Tierra se formo a parte de microorganismos de origen extraterrestres.

El bioquímico ruso Alexander Oparin y el biólogo ingles John Haldane propusieron, en forma independiente, en la década de 1920, una hipótesis con mayor fundamento que sus predecesores.esta planteaba básicamente que el surgimiento de la vida en la Tierra ocurría después de un largo periodo de devolución molecular abiogénesica.



Durante este periodo existían en la tierra condiciones ambientales muy diferentes a las actuales, que posibilitaron que moléculas inorgánicas simples presentes en un caldo primordial.La hipótesis de Oparin y Haldane fue puesta a prueba y apoyada por un experimento efectuado por los bioquímicos estadounidenses Stanley Miller y Harold Urey, en la década de 1950.Ellos produje ron moléculas orgánicas a partir de una mezcla de moléculas inorgánicas que se suponía eran constituyentes de la atmósfera primitiva, las que se sometieron periódicamente a descargas eléctricas.Los resultados obtenidos por Miller y Urey avalaron la hipótesis sobre el origen químico de la vida.

El origen de la vida a partir de materia inerte se conoce como abiogénesis.Esta linea de pensamiento científico intenta explicar el origen de los seres vivos en el presente, así como el surgimiento de los primeros organismos en el planeta.Este planteamiento dominaba el pensamiento desde la epoca de los pensadores griegos.Aristoteles sostenía que animales y plantas se originaban por generación espontánea, es decir, espontáneamente a partir de materia inerte.Por ejemplo, era habitual encontrar gusanos en la carne que se exponía al aire libre después de cierto tiempo.



La hipótesis de generación espontánea fue rechazada por Francesco Rei (1626-1697), quien en 1665 demostró que los gusanos se producían en la carne eran las larvas de moscas, que no aparecían si se protegía la carne con una gasa, Sin embargo , la aparición espontánea de microorganismos que descomponían la materia orgánica, proveniente de otros seres vivos, fue mas difícil de refrutar, ya que los microorganismos eran muy pequeños y se podía ver claramente si procedían de otros antecesores o aparecían de la materia inerte.El científico J.T Needhan (1713-1781), propuso que las moléculas inertes podrían reagruparse para dar lugar a la aparición de microorganismo.Lazzaro Spallanzani (1729 -1799)) era contrario a esta idea y realizo una serie de experimentos que demostraron que a presencia de microorganismos en los extractos, sustancias que permiten el crecimiento de microorganismos, puede evitarse si se hierven y se mantienen luego herméticamente.Finalmente ,Louis Pasteur (1822- 1895), alrededor de 1860, demostró que en el aire hay gran cantidad de microorganismos, los que son responsables de la descomposición de la materia orgánica.

Se desarrollan teorías científicas como no científicas sobre el origen de la vida en la Tierra..Entre estas ultimas se encuentran las ideas de índole teológica sobre la creación de la vida, desarrolladas en las culturas antiguas como la egipcia y la azteca, que creen en la existencia eterna de la materia que se mantiene en un estado de reposo y es activada por el espíritu divino.



Las culturas occidentales religiosa cristiana, postulan que a vida, junto con toda la diversidad de organismos existentes, ha sido creada por Dios; corriente denominada creacionismo.En épocas mas recientes surgió una linea creacionista de pensamiento denominada diseño inteligente, a partir de la siguiente analogía atribuida al teólogo William Paley (1743-1805):Los organismos vivientes son mas complejos que relojes.... Solo un diseñador inteligente pudo haberlos creado, como un relojero inteligente puede fabricar un reloj".



Entre las teorías que han intentado explicar el origen de la vida, tres se destacan por la gran discusión científica que han generado, respaldadas con evidencia que surge de la observación y también de la experimentación.Algunas de estas teorías científicas han predominado durante extensos periodos y otras han sido muy controversia les, debido a la evidencia científica en contra portada por el estudio de los científicos.Estas teorías son la abiogenesis . dentro de la cual se encuentra la generación espontánea -, el origen químico de la vida - que también tiene elementos de la abiogenesis- y la panspermia origen a partir de partículas extraterrestres.

Los primeros seres vivos en nuestro planeta se originaron en el mar y fueron organismos unicelulares procariontes y anaeróbicos, pues no necesitaban oxígeno para vivir. Parte de ellos habrían dado origen a los primeros organismos unicelulares eucariontes, a partir de los cuales surgieron algunos que tenían la capacidad de realizar fotosíntesis y , por lo tanto, de liberar oxígeno al ambiente.De esta manera, parte del mar y la atmósfera fueron lentamente transformándose en ambientes con oxígeno, es decir, ambientes aeróbicos.

A partir de organismos unicelulares eucariontes se originaron los precursores de las algas, que más tarde darían origen a especies representantes del reino vegetal en ambientes terrestres.Algunos organismos unicelulares eucariontes se asociaron formando colonias,constituyendo así los primeros organismos pluricelulares en el mar. A partir de estos surgieron las primeras especies de animales invertebrados.Posteriormente, surgieron los primeros organismos aeróbicos terrestres, a partir de los cuales se han originado diferentes, incluyendo la especie humana.

El sistema respiratorio , el oxígeno ingresa para que las células utilicen enerhgía contenida en los nutrientes.El sistema respiratorio a está formado por las vías respiratorias y los pulmones donde se oxigena la sangre.

El aire ingrea por las fosaas nsales, a través de la inspiración y sigue su recorrido por las vías respiratorias(faringe, laringe, tráquea y bronquios), hasta llegar a los pulmones.

En los pulmones, el aire llega hasta unos sacos membranosos llamados alvéolos, los que están rodeados por una red de capilares.Aquí se realiza el intercambio de gases entre el aire que ingrea a los alvéolos y la sangre que circula por los capilares.Esto se produce por difusión , asi el CO2 sale de la sangre e ingresa al espacio de los alvéolos : de la misma forma, el oxígeno que está presente en los alvéolos abandon a el espacio alveolar e ingresa a la sangre.

ocurrido el intercambio gaseoso, el CO2 se elimina hacia el exterior a través de la espiración y la sangre rica en oxígeno fluye hacia el corazón y desde ahí a todos los tejidos.

La orina es un líquido de color amarillento, formado por agua y sustancias dedesecho(urea, ácido úrico, cretinina, entre otras).Se forma en el nefrón a través de tres procesos:

• Filtración glomerular: Consiste en el paso del afua y diversas sustancias disueltas en el plasma sanguíneo desde los capilares glomerulares hacia la cápsula de Bowman.

• Reabsorción tubular:El filtrado que se encuentra en la cápusla de Bowman avanza a través de los túbulos de nefrón .En cada segmento tubular el filtrado va cambiando su posición, debido a que todas las moléculas útiles para el organismo que han sido filtradas son reabsorbidas , es decir, se reincorporan a la sangre.

• Secreción tubular: Este proceso se lleva a cabo a lo largo de los túbulos renales y es similar a la reabsorción , pero ocurre en sentido, contrario, es decir, desde la sangre pasan hacia la orina sustancias tóxicas que aún no han sido eliminadas y que puede ser perjudiciales para el organismo

En cada célula se produce diariamente una gran cantidad de sustancias que es necesario eliminar pues no se utilizan o son perjudiciales.

Los desechos metabólicos originados a partir de las reacciones químicas que ocurren en la célula , son eliminados del organismo mediante la excreción , que se realiza principalmente a través del sistema renal, además de la piel y los pulmones.

El sistema renal está formado por los riñones, uréteres, vejiga urinaria y la uretra.En el riñón , la sangre que transporta las sustancias de desecho proveniente de los tejidos, es filtrada.La filtración ocurre en unas estructuras con forma de ovilo, llamadas glómerulos de Malghi, que se encuentran rodeados por una estructura en forma de copa, denominada cápsula de Bowman.

Las sustancias , como la urea , sales minerales, amoniaco y agua, entre otras, son reiteradas de la sangre por los riñones a través de los uréteres y es almacenada en la vejiga.Ahí se acumula lentamente hasta que el volumen sea el suficiente para estirar las elásticas paredes de la vejiga provocando la micción , es decir, la eliminación voluntaria de la orina.

El aparato circulatorio es el encargado de transportar nutrientes y gases absorbidos en el aparato digestivo y en el respiratorio hasta cada una de nuestras células. El medio de transporte más importante es la sangre y las vías por las que viaja, los vasos sanguíneos.

Después de ser absorbidos en el intestino delgado, los monosacáridos y los aminoácidos son transportados por la vena porta hacia el hígado , donde son almacenados y liberados a la sangre en la medida que son requeridos por el organismos.


Las grasas ingresan al quilífero central y son transportadas hacia la sangre a través de la linfa.

Los nutrientes pasan desde la sangre hasta las células que forman los tejidos a través del espacio ocupado por el liquido intersticial .El paso del agua ocurre por ósmosis.Sin embargo, las sustancias como el sodio, monosacáridos y aminoácidos pasan a través de poros membrana o con gasto de energía.

La digestión bucal

La digestión se inicia en la boca con la trituración mecánica del alimento (masticación), con su humedecimiento por la saliva (insalivación) y con el comienzo de la digestión química de los glúcidos presentes en el alimento. Esta digestión química se debe a que la saliva contiene una enzima, amilasa salival, que ataca esos compuestos. El bocado de alimento se convierte en una masa uniforme y húmeda, llamada bolo alimenticio, que es desplazada por la lengua hacia la faringe en el proceso de deglución.





La digestión gástrica

El bolo alimenticio recorre el esófago impulsado por movimientos peristálticos y llega al estómago, impidiéndose su retroceso por una válvula llamada cardias. En el estómago, las musculosas paredes del mismo mezclan el alimento con los jugos gástricos, ricos en ácido clorhídrico y enzimas digestivas, que degradan el alimento en componentes cada vez más pequeños, hasta formar una papilla blanquecina, llamada quimo.





La digestión intestinal

El quimo va pasando poco a poco del estómago al primer tramo del intestino delgado, el duodeno, a través de otra válvula, llamada píloro. El alimento, ya bastante degradado, es atacado por los jugos intestinales (producidos en las paredes del duodeno), ricos en enzimas, por el jugo pancreático (producido en el páncreas), también rico en enzimas, y por la bilis (producida por el hígado), que contienen sales biliares, unas moléculas que hacen que las grasas se emulsionen, de modo que las enzimas pueden actuar sobre ellas. La digestión química que se realiza en el primer tramo del intestino (llamado duodeno) completa la digestión de todas las moléculas orgánicas de los alimentos. Se forma una papilla llamada quilo, en la que ya están todas las unidades básicas que serán absorbidas.





La absorción

La absorción es la incorporación de los nutrientes, las unidades químicas básicas que forman los alimentos, a la sangre. La absorción se produce mayoritariamente en los tramos del intestino delgado, llamados yeyuno e íleon. Las paredes del intestino aquí están muy replegadas (tienen vellosidades) para aumentar la superficie de intercambio y así absorber la mayor cantidad posible de nutrientes. Cada vellosidad intestinal presenta internamente una red de capilares sanguíneos y vasos quilíferos (capilares linfáticos) que recogen los nutrientes para incorporarlos al torrente sanguíneo.



La egestión

La egestión es el acto que finaliza la acción del aparato digestivo. Consiste en concentrar y expulsar los restos no digeridos. Los residuos de la digestión, procedentes del íleon, llegan al intestino grueso (al tramo llamado ciego), en el que se producen las heces fecales. En primer lugar, los restos no digeridos suben por el colon ascendente (parte derecha), donde tiene lugar la reabsorción de agua y de algunos elementos, como el sodio. Los restos continúan por el colon transverso (de derecha a izquierda de la cavidad abdominal) y bajan por el colon descendente (parte izquierda), donde se almacenan en forma de heces fecales. Finalmente, para ser expulsadas, estas llegan al recto, que se abre al exterior por el ano. El acto de expulsión de las heces se denomina defecación.

Cada vez que se hace una actividad, incluso al estar en reposo, las células no paran de trabajar.En ellas se producen miles de reacciones químicas, de formación y degradación , que les permiten desarrollar todas sus funciones vitales, como mantener su estructura y producir nuevas células, proceso conocido como metabolismo.Esta reacciones tienen como consecuencia la descomposición y formación de moléculas útiles también sustancias inútiles , incluso tóxicas.

Para obtener los nutrientes y que estos lleguen a las células , es necesario que trabajen en conjunto en una serie de sistemas.Estas son las siguientes:

Sistema digestivo, Su función es incorporar y digerir los alimentos, absorber los nutrientes y eliminar lo que no se alcanzó a digerir a través de las heces fecales.

EL sistema circulatorio se encarga de mantener la sangre fluyendo en los vasos sanguíneos a través de todo el cuerpo .En la sangre son transportados los nutrientes y el oxígeno hasta cada célula del cuerpo y también las sustancias de desecho, como el dióxido de carbono y moléculas eliminadas por las células.

A través del sistema respiratorio se incorpora al organismos el oxígeno tomado desde el aire y se elimina dióxido de carbono hacia el entorno.El oxigeno es esencial para que las células aprovechen la energía de los nutrientes.

A través del sistema excretor se eliminan las moléculas de desecho, que ya no son útiles producidas durante el funcionamiento de las células.

Las células se han clasificado, de acuerdo a la presencia o ausencia de núcleo verdadero, en dos grandes grupos: células procariontes y células eucariontes.

Células procariontes: son aquellas en las que el núcleo se encuentra difuso en el citoplasma, es decir, son las que no poseen un núcleo celular rodeado por una membrana.


Células eucariontes: son aquellas que poseen un núcleo celular delimitado por una doble membrana.

Las células eucariotas son generalmente mayores y con una estructura más compleja que las células procariotas. La morfología de estos organismos puede incluir apéndices, pared celular, membrana y varias estructuras internas.

Tanto la célula vegetal como la animal poseen membrana celular, pero la célula vegetal cuenta, además, con una pared celular de celulosa, que le da rigidez.

La célula vegetal contiene cloroplastos: organelos capaces de sintetizar azúcares a partir de dióxido de carbono, agua y luz solar (fotosínteis) lo cual los hace autótrofos (producen su propio alimento) , y la célula animal no los posee por lo tanto no puede realizar el proceso de fotosíntesis.

Pared celular: la célula vegetal presenta esta pared que está formada por celulosa rígida, en cambio la célula animal no la posee, sólo tiene la membrana citoplasmática que la separa del medio.

Una vacuola única llena de líquido que ocupa casi todo el interior de la célula vegetal, en cambio, la célula animal, tiene varias vacuolas y son más pequeñas.

Las células vegetales pueden reproducirse mediante un proceso que da por resultado células iguales a las progenitoras, este tipo de reproducción se llama reproducción asexual.

Las células animales pueden realizar un tipo de reproducción llamado reproducción sexual, en el cual, los descendientes presentan características de los progenitores pero no son idénticos a él.

Las células son la porción más pequeña de materia viva capaz de realizar todas las funciones de los seres vivos, es decir, reproducirse, respirar, crecer, producir energía, etc.

Existen dos tipos de células con respecto a su origen, células animales y células vegetales:

En ambos casos presentan un alto grado de organización con numerosas estructuras internas delimitadas por membranas.

La membrana nuclear establece una barrera entre el material genético y el citoplasma.

Las mitocondrias, de interior sinuoso, convierten los nutrientes en energía que utiliza la planta.

Los conceptos de materia viva y célula están estrechamente ligados. La materia viva se distingue de la no viva por su capacidad para metabolizar y autoperpetuarse, además de contar con las estructuras que hacen posible la ocurrencia de estas dos funciones.

En la célula ocurren todas las reacciones químicas que nos ayudan a mantenernos como individuos y como especie. Estas reacciones hacen posible la fabricación de nuevos materiales para crecer, reproducirse, repararse y autorregularse; asimismo, produce la energía necesaria para que esto suceda.

Los seres vivos estan formados por unidades minimas llamadas celulas .Todas las funciones quimicas y fisiologica basicas por ejemplo, la reparacion, el crecimiento, el movimiento, la inmunidad, la comunicación y la digestion ocurren al interior de la celula.


Los hombres de ciencia, solo pueden realizar investigaciones en relacion a ellas despues del descubrimiento del microscopio.

Zacharias Jaseen --> 1950 descubrio el microscopio.

Robert Hooke --> 1665 descubrio la celula en un corcho.

Anton Van leeuvenhock ---> 1675 descubrio la celula en la sangre.

Matthias scheleiden ---> 1837 descubrio las celulas en los vegetales.

Theodor Schwann --> 1839 descubrió las células de los animales.