¿Qué es la vida? y mi intento de explicaros la entropía (tema 2, ej1)

¿Qué es la vida?

Voy a intentar responder a esta pregunta, pero desde un punto de vista totalmente científico.

La vida es un complejo proceso físico-químico en el que están implicadas miles de reacciones diferentes que se llevan a cabo de un modo organizado.

Estas reacciones se llaman reacciones metabólicas y al conjunto de ellas metabolismo (la palabra griega de la que deriva (metabolé) significa cambio o intercambio). Todo esto viene referido a una serie de aportes o pérdidas de energía.

Con esto podemos estar de acuerdo todos, pero el problema llega cuando interviene el concepto de la entropía.

Todo lo que pasa en la Naturaleza, significa un aumento de la entropía de aquella parte del mundo donde ocurre. Por lo tanto, un organismo vivo aumentará continuamente su entropía. La entropía puede definirse coloquialmente, como el grado de desorden de un sistema, es decir, su grado de homogeneidad.

La variación de entropía nos muestra la variación del orden molecular ocurrido en una reacción química. Si el incremento de entropía es positivo, los productos presentan un mayor desorden molecular (mayor entropía). En cambio, cuando el incremento es negativo, los productos son más ordenados.

Debemos saber que los sistemas naturales dirigen sus cambios a una situación de equilibrio, y se puede mostrar que dicha situación corresponde al máximo de entropía. Por ello tiende a aproximarse al peligroso estado de entropía máxima que, en el caso de los organismos, es la muerte. El completo estado de equilibrio con el medio que te rodea.

Podemos considerar que un organismo vivo produce entropía positiva extrayendo continuamente entropía negativa de su medio ambiente.

La entropía es una cantidad física medible. En el cero absoluto de temperatura (–273ºC), la entropía de cualquier sustancia es cero. Cuando se lleva a esa sustancia a cualquier otro estado, la entropía aumenta en una cantidad que se calcula dividiendo el calor que tenía que suministrarse en este procedimiento por la temperatura absoluta a la que fue suministrado. La unidad con que se mide la entropía es cal/ºC. Con este cálculo, en termodinámica, la entropía determina la parte que no puede utilizarse para producir trabajo.

La ecuación de Bolztmann aporta una relación cuantitativa para expresar estadísticamente el concepto de orden y desorden:

entropía = k log D

donde k es la constante de Boltzmann (= 3,2983 x 10–24 cal/ºC) y D es una medida cuantitativa del desorden atómico del cuerpo en cuestión.

Entonces, su recíproco, 1/D, puede considerarse como una medida directa del orden.

Como log (1/D) = – log D, podemos escribir la ecuación de Boltzmann (entropía = k log D) así: 

–(entropía) = k log (1/D)

De este modo, la entropía negativa, es una medida de orden.

El concepto de entropía fue desarrollado en respuesta a la observación de que una cierta cantidad de energía liberada de reacciones de combustión siempre se pierde debido a la disipación o la fricción y por lo tanto no se transforma en trabajo útil.

Los primeros motores de calor eran ineficientes, la conversión de menos de dos por ciento de la energía de entrada en producción de trabajo útil; una gran cantidad de energía útil se disipa o se pierde en lo que parecía un estado de aleatoriedad inconmensurable.

Durante los próximos dos siglos, los físicos investigaron este enigma de la energía perdida, el resultado fue el concepto de entropía.

 Pero…

¿Por qué ocurren los sucesos en la Naturaleza de una manera determinada y no de otra manera?, es decir, ¿cuál es el sentido de los sucesos?

Y lo más importante, ¿qué tiene que ver todo esto con la vida?

En la Naturaleza, en las máquinas (estas intentan imitar a la naturaleza) y en los organismos, la entropía aumenta sin que hagamos nada especial, el desorden aparece continuamente.

Como ya he dicho antes, cuando los organismos vivos consiguen aumentar su entropía al máximo, es decir, hasta llegar a un equilibrio con el exterior, ha llegado su muerte.

En el caso de las máquinas, para su funcionamiento.

Por si no somos capaces de imaginarnos la entropía, aquí tenemos dos ejemplos cotidianos, que afirmarían lo que antes se ha explicado:

Tenemos dos envases de un litro de capacidad que contienen, respectivamente, pintura blanca y pintura negra; con una cucharita, tomamos pintura blanca, la vertemos en el recipiente de pintura negra y mezclamos; luego tomamos con la misma cucharita pintura negra, la vertemos en el recipiente de pintura blanca y mezclamos; repetimos el proceso hasta que tenemos dos litros de pintura gris, que no podremos reconvertir en un litro de pintura blanca y otro de pintura negra; la entropía del conjunto ha ido en aumento hasta llegar a un máximo cuando los colores de ambos recipientes son sensiblemente iguales.

Si se ponen en contacto dos trozos de metal con distinta temperatura, el trozo caliente se enfriará, y el trozo frío se calentará, finalizando en equilibro térmico.

El proceso inverso, el calentamiento del trozo caliente y el enfriamiento del trozo frío no se presenta, a pesar de conservar la energía.

Como conclusión, podemos sacar que el universo tiende a distribuir la energía uniformemente; es decir, a maximizar la entropía.

Pensemos en lo que diferencia a la materia viva de la no viva. ¿Cuál es el rasgo característico de la vida?

Podemos hablar de vida cuando el organismo sigue haciendo algo.

Un organismo vivo evita la degradación al estado inerte de equilibrio o de máxima entropía. ¿Cómo? Con los procesos que realiza, come, bebe, respira… Es decir, a través del metabolismo.

 

Puede que parezca difícil la pregunta de ¿Qué es la vida? Pero es más difícil de responder esta:

¿Qué es la entropía?

Espero que os hayáis enterado de esto, lo he intentado explicar de manera que se entienda, pero aún así no sé si alguien puede ser capaz de tener todos estos conceptos claros.

Para más información y una total comprensión os recomiendo estos videos (seguidos) en el que se explica la entropía:

http://www.youtube.com/watch?v=veFLTN13PGo

http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=dHTSbgjJUCM

http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=_r-IxlgqBxY

http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=urz7PcM4ANY

Haber investigado sobre este tema me ha parecido súper interesante.

Me gustaría poder estudiarlo más a fondo…

Quizá estas preferencias sean las que me guían a la hora de elegir una carrera.

Y antes de finalizar con la entrada, quiero citar:

"De mi cuerpo descompuestos nacerán flores: eso es eternidad".

P.D. Si lo has leído me gustaría que me dejases un comentario con tu opinión, gracias.

Di no a la evolución! (tema 2, ej.7)

Darwin, al elaborar su teoría, iba contra todo lo establecido.

En su libro, El origen de las especies, a la vez que se apoya la teoría, Darwin admite que hay unos puntos concretos que no es capaz de explicar. Éste espera que los futuros descubrimientos científicos puedan validarla totalmente.

Pero hasta ahora, después de más de 150 años de que fuese enunciada, seguimos hablando de teoría.

Las teorías creacionistas son las que chocan totalmente con la evolución propuesta por Darwin. Los creacionistan creen en la intervención de un ser superior o una fuerza sobrenatural. Además creen que cada especie fue creada individualmente, rechazando cualquier posible modificación a lo largo del tiempo. Para ellos todo tiene un orden, un objetivo, todo es una obra divina llena de belleza en la que no entra a jugar el azar.

Pero no todos piensan igual, hay personas que aceptan la evolución hasta un punto, o que están de acuerdo en unas cosas y en otras no.

Lo curioso es que los creacionistas, aunque no tengan pruebas físicas para demostrar su teoría, las tienen para echar abajo el Darwinismo.

Antes de enumerar estas pruebas quiero aclarar que podemos tener una imagen sobre los creacionistas un poco distorsionada, pero estas personas que se atreven a enfrentarse a la teoría de la evolución, están bastante informadas sobre el tema que tratan, no son meros ignorantes fanáticos de una religión.  Por ejemplo, existen médicos que no apoyan a Darwin. Y hay que admitir que no dicen tonterías o cosas sin sentido, sino que ponen bastante en duda esta teoría.

Se basan en puntos que Darwin no aclara en su obra, que son los siguientes: 

La teoría de Darwin no puede explicar como se originó la vida sobre la Tierra. La teoría de que todos los organismos provienen de una única célula que existió hace 3800 millones de años, y que de esta se derivan todos los millones y millones y millones de organismos vivos no puede ser cierta. Además no hay fósiles, ni ninguna otra prueba física de esa célula.

Y si preguntamos de donde proviene esa célula, los evolucionistas hablarían de la casualidad de una serie de condiciones. Ésta sería el resultado de una serie de leyes que no tienen ningún orden, porque se rechaza la creación.

Los creacionistas no creen en una teoría que ni si quiera puede explicar el origen de la vida, porque todos los experimentos que tenían como objetivo crear vida, han fracasado. Miller, consiguió crear aminoácidos en un laboratorio, pero no vida. No podemos llamar vida a unos aminoácidos.

Es decir, fisicoquímicamente, esta teoría no está demostrada porque si fuese como piensan los evolucionistas se podría haber creado vida en un laboratorio.

Los evolucionistas, se basan es una teoría que explica el origen de la vida de manera paradójica. Ellos dicen que en los mares primitivos, aparece, por casualidad una cadena de ARN, pero el ARN necesita proteínas para activarse, sino no tiene ninguna función biológica. El problema viene cuando las proteínas están codificadas en el ARN. Entonces este "origen de la vida" no sería válido.

Los evolucionistas afirman que los seres u organismos más complejos, venimos de los más sencillos. Pero la complejidad de la vida es tal, que en los seres humanos nuestro código genético (lo que nos define como especie y nuestras características) contiene tres mil millones de nucleóticos. Supuestamente, estos se han ordenado casualmente así por el azar y el tiempo. Pero hay que tener en cuenta todas las posibilidades que tienen los nucleotidos de ordenarse para ser la nuestra una de muchísimas, y parece casi imposible aceptar que sea casualidad.

No existen hallazgos científicos que muestren que los mecanismos evolutivos propuestos por la teoría de Darwin tengan algún poder para probar la evolución.

Los restos fósiles no pueden aprobar esta teoría, debido a que no es válido extraer  una serie de fósiles, ordenarlos cronológicamente  y presentarlo como un linaje de antepasados  y descendientes porque nunca podremos saber con seguridad si estas relaciones son verdaderas.

 Según Darwin las especies fueron cambiando y evolucionando, entonces los peces se transformaron en anfibios y los reptiles en aves. Este proceso debería tener registros fósiles alguno, como semipeces o semiarañas. En cambio, lo que los registros fósiles nos demuestran, es que hace millones de años existían organismos idénticos a los descendientes que existen hoy en día, sin que hayan sufrido ningún cambio en ninguna de sus características. No existió evolución alguna, por lo que podría decirse que tuvieron que ser creados.

También se sabe, que antes de que la teoría de Darwin se aceptase, a nivel científico estaba aceptada la teoría de la generación espontánea, que defendía que de objetos inmateriales nacían los organismos vivos. Por ejemplo, se creía que los gusanos aparecían de la carne, esto se descubrió que era falso, esos gusanos aparecen por los huevos que dejan las moscas en la carne. Pero lo que puede parecernos una tontería, era aceptado a nivel científico, así que, qué valor puede tener que la ciencia apruebe algo.

Los creacionistas no creen en un teoría que no puede dar toda las respuestas, ni a como se ha originado la vida o a como han cambiado esas especies... Además algunos sostienen que aplicando el método científico esa hipótesis enunciada por Darwin es falsa.

Hay personas, que niegan ser creacionistas, pero que aseguran que con los conocimientos actuales la teoría evolucionista de Darwin no se sostiene.

Los materialistas, adoptaron esta teoría como válida y así se difundió, además de que la ciencia estaba empezando cuando fue aceptada.

Los medios de comunicación y los académicos, debido a la contrariedad que expresan ante la religión, sostienen la teoría evolucionista como totalmente cierta y lo imponen a la sociedad. De tal manera que si alguien rechaza el evolucionismo, parece que se opone a lo científico, aunque haya errores que los propios darwinistas reconocen.

En El atlas de la cración, libro escrito por Harun Yahya, éste defiende el creacionismo y tira por tierra la teoría de Darwin aportando pruebas, "la teoría de la evolución es el mayor engaño y burla en la historia de la ciencia."

Espero que os hayan entrado dudas acerca de la que parecía tan perfecta teoría de Darwin. Si os han entrado me alegro, porque no hay nada completamente cierto y hay que tener la mente abierta a cualquier otra posibilidad. Es decir, escuchar las dos versiones.

Para los que ahora, después de haber leído esto, hayáis decidido ser creacionistas, os ofrezco que le echéis un vistazo a este link: http://textosciencia.blogspot.com/2011/07/la-resbaladiza-anguila-de-harun-yahya.html

No se puede confiar totalmente en nada.

Por último, quiero recordaros que las dos son teorías válidas, así que hay que respetar lo que piense cada uno.

 P.D. Si lo has leído me gustaría que me dejases un comentario con tu opinión, gracias.

Gracias Charles Darwin (tema 2 ej.4)

Actualmente se conocen en el planeta más de dos millones de especies distintas.

¿Puede existir alguna relación entre ellas? ¿Pueden haber sido originadas de una misma especie?

Se creía que un ser superior había creado cada especie de manera individual. Ahora algunos creemos en un término denominado EVOLUCIÓN. 

La RAE define la palabra evolución como el desarrollo de las cosas o de los organismos, por medio del cual pasan gradualmente de un estado a otro.

Quizá ahora nos parezca obvio, nos han enseñado desde pequeños que el hombre viene del mono, pero la evolución fue un gran impacto en la biología, en la sistemática... con todo lo establecido y una amenaza a las creencias de entonces.

La base de todo esto se lo debemos a Charles Darwin, el naturalista inglés que enunció esta hipótesis y la defendió en su libro: El origen de las especies.

En 1831, Darwin, con 22 años, realizó un viaje alrededor de todo el mundo abordo de un barco llamado Beagle. Mientras viajaba recogió miles de animales y plantas que eran diferentes a las que había conocido. Cada una estaba adaptada a su distinta forma de vida.

Al volver a Inglaterra, empieza su incertidumbre cuando quiso identificar un grupo de pájaros, a la vista heterogéneo, de las islas Galápagos. Al pedir ayuda le dijeron que todas esas aves eran pinzones. Pero cada una de ellas tenía un aspecto diferente, aún viviendo en islas cercanas. ¿Cómo era posible que en los pinzones haya aparecido tanta variabilidad?

Él descubrió que cada tipo de pico era fruto de la alimentación que tenía cada pájaro. Y razonó de la siguiente manera:

Los pájaros de una isla se tenían que alimentar de grandes semillas de plantas. Algunos tenían un pico pequeño y otros un pico más grande. Al cabo del tiempo los pájaros con el pico pequeño habían ido desapareciendo, porque los del pico grande podían alimentarse con más facilidad y a su vez reproducirse. Los del pico pequeño tenían más posibilidades de morir sin descendencia. Así en las nuevas generaciones existían más pájaros con el pico grande y cada vez menos con el pico pequeño.

Esto lo denominó como selección natural o supervivencia de los más aptos. Los organismos que tengan mejores caracteres para su estilo de vida y su adaptación al medio, serán los que tengan descendencia. Por lo tanto, las variaciones que sean provechosas para los organismos se conservarán, y las demás irán desapareciendo. Esto da paso a la evolución de una especie.

El problema de Darwin, fue aclarar como aparecían esos caracteres distintos y como se trasmitían de padres a hijos. Más tarde, gracias a Mendel, nace la genética que refuerza la teoría de Darwin. Sabemos que las mutaciones del ADN generan nuevas características y que el ADN tiene el papel de transmitir los caracteres de padres a hijos.

Otro ejemplo sería el de las polillas. Las polillas eran blancas y en la época de la revolución idustrial, es decir, por culpa de la mano del hombre, las cortezas de los árboles se tiñeron de negro. Ahora las polillas estaban expuestas al peligro como un blanco fácil. Da la casualidad de que aparecen polillas negras, es decir, nace un nuevo caracter. Estas polillas negras podían camuflarse en los árboles, por lo que tenían más probabilidad de sobrevivir y así enjendrar a más polillas negras. El color blanco de las polillas era un caracter que impedía la adaptación de estas al medio, así que iban muriendo y con ellas este caracter.

Con este ejemplo, también podemos destacar la influencia que tienen los humanos en la selección natural, podiendo ser esta en ocasiones una selección artificial.

Actualmente esta selección humana puede ser aposta (ejemplo: animales domésticos) y otras, como consecuencia de nuestras vidas o leyendas (ejemplo: los cangrejos Heike).

Los otros factores en los que se basó Darwin, a parte de la variabilidad individual de las especies, fueron en el tiempo y en la superpoblación:

En la época de Darwin los geólogos iban descubriendo la antigüedad de la Tierra, hasta afirmar algunos que ésta había sido sometida a millones de años. Darwin agarró estas nuevas ideas para apoyar su teoría.

Respecto al otro punto, Darwin se basó en un ensayo de Malthus, que trataba la superpoblación y la escasez de recursos. Es decir, los organismos aumentan en número, pero los recursos naturales no son suficientes, por lo que aparece una lucha hacia estos recursos, siendo el ganador el más fuerte (el mejor adaptado al medio), lucha por la supervivencia.

Tras el trabajo realizado por Darwin, el reto ha sido la elaboración de nuestro árbol genealógico, un árbol que acoja a todas las especies, partiendo de una sola. 

Pero existen los llamados eslabones perdidos, es decir, el paso de los peces en convertirse en anfibios, o de los anfibios en convertirse en mamíferos, etc.

Debido a que las especies, a la vez que evolucionan se van extinguiendo, este árbol utiliza los fósiles como "conectores". Aunque hay que tener en cuenta que los fósiles nunca nos podrán dar una información completa de las especies que ya no existen.

Gracias a todo esto podemos relacionar todas las especies en una gran árbol, con muchas ramas, y con muchas ramificaciones; y hablar de evolución.

Darwin provocó tanto una revolución científica como social con su teoría. Y fue muy machacado, pero como siempre, gracias a gente que sabe ver más allá, podemos avanzar.

Caricatura de Darwin en la revista Hornet. Darwin es representado con las características propias de un primate, como burla a su supuesta observación de la evolución del simio al hombre actual.

Os quiero recomendar este sitioweb, una animación del viaje de Darwin con tramos de su diario:

http://estaticos.elmundo.es/especiales/2009/02/ciencia/darwin/graficos/beagle.swf (Darwin, el viaje del Beagle)

Y deciros que viajéis, que conozcáis nuevas culturas y lugares, y que no seáis nada conformistas con lo que os rodea. Viajar es aprender.

(De paso aprovecho y dejo una entrada de otro blog, muy bonita, sobre viajar: http://b-welcometomylife.blogspot.com/2011/07/viajar-es-vivir.html )

Por último, deciros que todo esto es una teoría, aunque sobre ella avance una buena parte de la Biología. De todas las existentes es la más completa y por esto la elegida por la ciencia.

Es un tema muy apasionante, sobre todo cuando descubrimos que nuestros antepasados eran peces. 

Aquí os dejo un vídeo en el que vemos el cambio de unos organismos en otros, desde el principio de los tiempos:

http://youtu.be/zXnITm5xWzw

P.D. Si lo has leído me gustaría que me dejases un comentario con tu opinión, gracias.

El origen de la... VIDA (tema 2 ej. 3)

El origen de la vida.

Una de esas preguntas que muchos se hacen, una pregunta que no tiene una solución, si no diferentes teorías que creen responderlas.

Para los creacionistas, el origen de la vida la llevó a cabo un creador, un dios, un ser superior. Esta idea suele estar asociadas a religiones. Estas personas se basan en la fe y en lo difícil que es rebatir esta idea. Muchos años ha estado en pie, pues los científicos no encontraban una explicación completa para el origen de la vida en la Tierra. El fanatismo religioso sigue negando que haya otra explicación. Tiempo atrás los científicos que avanzaban en este tema eran perseguidos, pues la religión y la idea de que Dios era el creador de la vida, se veía amenazada.

Actualmente, la teoría científica más aceptada, es la de Oparin y Haldane a principios del siglo XX. Estos dos científicos publicaron por separado la misma hipótesis sobre el origen de la vida, excepto en algunos detalles.

Podemos explicar esta teoría en las siguientes fases:

1. Hace 4000 millones de años, tuvieron lugar una serie de reacciones químicas espontáneas entre los componentes de la atmósfera (metano, amoníaco, hidrógeno, vapor de agua).

2. Para originar las reacciones, fue necesaria una gran cantidad de energía que pudo obtenerse de las descargas eléctricas procedentes de las tormentas, de las intensas radiaciones ultravioletas procedentes del Sol y de las continuas erupciones volcánicas. De esta forma, se sintetizaron moléculas orgánicas simples.

3. El vapor de agua de la atmósfera se condensó al bajar la temperatura, y se produjeron lluvias intensas y continuas que formaron los mares primitivos. Las moléculas orgánicas formadas llegaron a ellos.

4. Las moléculas biológicas obtenidas por la unión de otras más simples, se aislaron del medio acuático en el interior de estructuras formadas por una capa de lípidos, denominadas coacervados.


5. Algunos de los coacervados estables se dividieron y originaron otros semejantes. En su interior se habían sintetizados moléculas con capacidad de autoduplicarse, ácidos nucleicos. Desde esta síntesis ya podemos hablar hablar de un organismo, un progenota.

En conclusión, podemos decir que toda la vida existente nació de una primera célula. Desde un gusano a un ser humano, pasando por un árbol, tenemos la misma estructura celular, por dentro funcionamos igual. Algo inquietante porque en qué nos podemos parecer a una planta.

Podríamos decir que todos los organismos vivos del planeta somos hermanos, porque nacimos de la misma célula, aunque ésta haya ido evolucionando por muchos caminos distintos, dando lugar a la gran biodiversidad actual.

Muchos pueden creer que esta teoría tiene la misma validez que la de los creacionistas, porque quién me demuestra a mi que eso pasó así, si fue hace miles y miles de millones de años.

Puede que incluso de un punto de vista práctico veamos más aceptable la idea creacionista, es más sencilla.

Pero la ciencia es la ciencia, y si puede llamarse teoría es por algo. Con esto quiero decir que existe un experimento que demuestra, sobre todo las primeras fases de la teoría anterior explicada. No es mi intención que os la creáis porque la dijo Oparin, ni que depositéis confianza en mi. Aquí va la demostración:

Este experimento fue realizado en un primer momento por Miller, pero ha sido repetido más veces.

Hacia 1950, Miller introdujo en un recipiente una mezcla de los gases que existían en la atmósfera primitiva y aplicó descargar eléctricas de alto voltaje. Como resultado obtuvo varios compuestos orgánicos, entre ellos, aminoácidos. (Animación sobre el experimento: http://cienciasnaturales.es/MILLER.swf)

Es decir, este experimento es una representación a pequeña escala de lo que sería nuestra tierra hace millones de años y las fuerzas que la afectaban. Teniendo como resultado proteínas y otros ácidos nucleicos, se confirma la hipótesis de Oparin y Haldane.

Podemos despejar así una de las incógnitas de nuestra existencia, aunque todavía queda mucho por descubrir y por explicar.

Hay otras muchas teorías que hablan sobre el origen de la vida, una de ellas, que tiene muchos seguidores es la de la Panspermia. Ésta atribuye el comienzo de la vida en nuestro planeta a la llegada de esporas o de otras formas de resistencia de microorganismos, en el interior de meteoritos.

Esta y otras semejantes, creen en el origen extraterrestre.

¿Por qué no es tan disparatado pensar en otra vida fuera de nuestro planeta?

Basándonos en la teoría de Oparin y Haldane, y en los experimentos posteriormente realizados, podemos observar que no hay nada específico de la Tierra. Tanto los gases, como las fuentes de energía que utilizamos son comunes en el resto del universo. Las reacciones fisicoquímicas producidas en la Tierra por casualidad, han podido producirse en muchos de los otros planetas que recorren todo el cosmos, formando así materia orgánica y vida, tal y como la conocemos; o a causa del azar de mil maneras diferentes.

Si te sigue pareciendo algo inexplicable que hayamos evolucionado desde un aminoácido, te comprendo, pero piensa que la naturaleza nos lleva más de 4000 millones de años de ventaja en esto de la evolución.

Espero que os haya gustado aprender sobre nuestro origen, me parece un tema muy apasionante y útil.
¿Te imaginas el día en el que seamos capaces de crear vida...?

P.D. Si lo has leído me gustaría que me dejases un comentario con tu opinión, gracias.