Origen del Universo: La Teoría del Big Bang

En 1948, George Gamow propuso que el universo se formó a partir de una gran explosión conocida como el Big Bang. Según esta teoría, hace aproximadamente 13.700 millones de años, toda la materia estaba concentrada en una zona muy pequeña y, al explotar, salió impulsada en todas las direcciones. Así se formaron las primeras estrellas y galaxias, y a medida que se expandían, se habrían producido el tiempo y el espacio. Desde ese momento, el universo sigue en constante evolución.

Galaxias: Componentes y Tipos

Las galaxias están constituidas por materia visible, materia oscura y energía oscura, unidas gravitatoriamente. Existen más de cien mil millones de galaxias observables en el universo, y cada una de ellas contiene miles de millones de estrellas. Están compuestas principalmente por cúmulos estelares, nebulosas y sistemas estelares múltiples. Existen tres tipos principales de galaxias: elípticas, espirales e irregulares.

Estrellas: Energía y Formación

Las estrellas son cuerpos que generan energía, ya que en su interior se producen reacciones termonucleares. Emiten esta energía al espacio en forma de radiación electromagnética, neutrinos y viento estelar.

Formación de una Estrella

Cuando una nube de nebulosa se contrae y comienza a girar, el gas y el polvo se van concentrando en el centro hasta que colapsa y forma un núcleo muy caliente llamado protoestrella. La presión que ejercen los materiales de la nube hace que aumenten la densidad y la temperatura. Cuando comienzan a darse reacciones de fusión nuclear y a emitir radiaciones, ya se considera una estrella.

Cuerpos Celestes: Cometas, Asteroides y Meteoritos

• Cometas: Cuerpos celestes que se ven muy raramente en nuestro firmamento, ya que tienen una órbita muy excéntrica y solo son visibles cuando se acercan al Sol.
• Asteroides: Cuerpos rocosos más pequeños que los satélites.
• Meteoritos: Fragmentos de asteroides o restos de cometas que viajan por el espacio a enormes velocidades. Cuando llegan a la Tierra, si son pequeños, se queman en la atmósfera y emiten una luz que cruza el cielo, conocida como estrellas fugaces.

Formación y Estructura de la Tierra

La Tierra se formó a partir del gas y el polvo del disco y material que giraba alrededor del núcleo de condensación que dio lugar al Sol. Las partículas comenzaron a agregarse y a adicionarse, formando cuerpos mayores, los planetesimales, que a su vez colisionaban entre sí formando los cuerpos planetarios.

Capas de la Tierra

• Corteza: La capa más superficial y delgada de la Tierra. Se divide en corteza continental (gruesa y ligera, aunque se está formando continuamente, puede ser muy antigua) y corteza oceánica (más delgada y densa que la continental, es muy joven).
• Manto: La capa intermedia de la Tierra. Su temperatura alcanza entre los 1000 y 3700 grados. La región superficial del manto se conoce como litosfera. El manto se divide en manto superior (hasta los 670 km de profundidad) y manto inferior (más denso, hasta los 2900 km).
• Núcleo: Se extiende desde los 2900 km hasta el centro de la Tierra. Es una capa muy densa y se encuentra a una presión y temperatura muy elevadas. Está constituida principalmente por hierro. Se diferencian dos capas: el núcleo externo (fluido, donde se genera el magnetismo terrestre) y el núcleo interno (sólido).

Origen de la Vida: Hipótesis de Oparin y Experimento de Miller

La hipótesis coherente acerca del origen de la vida la propuso el bioquímico Aleksandr Oparin en 1922. Según Oparin, la aparición de la vida fue precedida por un largo periodo de evolución química.

Experimento de Miller

Stanley Miller, en un aparato que reproducía las condiciones de la atmósfera primitiva, hizo hervir agua con metano, amoníaco e hidrógeno, sometiendo la mezcla a descargas eléctricas que simulaban las radiaciones solares. Al cabo de unos días, analizó el líquido y encontró numerosas moléculas orgánicas, entre ellas varios aminoácidos. Modificando las condiciones experimentales y la mezcla de gases, se han obtenido también nucleótidos, componentes de la estructura de los ácidos nucleicos (ADN y ARN).

Teorías de la Evolución: Lamarck, Darwin y Neodarwinismo

Teoría de Lamarck

Se fundamenta en los siguientes principios:

• Los seres vivos tienen una tendencia innata al perfeccionamiento que les permite adaptarse a los ambientes.
• Ley del uso y del desuso de los órganos: los órganos más usados tienden a desarrollarse y los menos usados a atrofiarse, de forma que los organismos se modifican.
• La función crea el órgano.
• Herencia de los caracteres adquiridos.

Teoría de Darwin

Darwin extrajo las siguientes conclusiones:

• En condiciones naturales, se produce una descendencia mucho más que suficiente.
• Los organismos con peculiaridades en su constitución o comportamiento que les confieran mayor capacidad para sobrevivir en ese determinado ambiente se verán favorecidos frente al resto.
• Sobreviven los más aptos o mejor adaptados a un ambiente en particular.
• Los supervivientes son los progenitores de las siguientes generaciones, a las que transmiten los rasgos adaptativos favorables, y así sucesivamente.

Neodarwinismo

A la idea darwinista de la selección natural se unieron las aportaciones de la genética y otras ciencias biológicas. Considera que las mutaciones espontáneas y la recombinación genética son la fuente de la variabilidad hereditaria en la población. La selección natural actuaría posteriormente sobre ellas, haciendo que aumentara o disminuyera la proporción de individuos que las manifiestan. Las mutaciones son heredables y siempre se producen al azar. Los organismos no tienen forma alguna de modificar la información que contienen sus genes.

Biología Molecular: ADN, Genes, Transcripción y Traducción

• ADN: Es la biomolécula encargada de almacenar la información genética de la célula. Se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y está formada por la unión de pequeñas unidades denominadas nucleótidos.
• Genes: Son unidades que contienen la información genética necesaria para que se manifieste un carácter heredable de un ser vivo. El conjunto de todos los genes de un individuo se denomina genoma.
• Transcripción: Proceso en el que un determinado gen del ADN se copia en una molécula de ARN mensajero.
• Traducción: Proceso en el que el ARN mensajero viaja al citoplasma, donde sirve de molde para que los ribosomas sinteticen la proteína.
• Código Genético: Conjunto de reglas que relacionan la secuencia de nucleótidos del ADN con la secuencia de aminoácidos de una proteína.
• Enzimas: Son proteínas que controlan las reacciones químicas que ocurren en los seres vivos. Se les llama biocatalizadores, ya que aceleran dichas reacciones químicas, que en ausencia de enzimas serían demasiado lentas. Son moléculas específicas, porque cada una solo interviene en una determinada reacción.

Biotecnología: Aplicaciones y Modificaciones Genéticas

La biotecnología es el conjunto de tecnologías que permiten la modificación de los organismos y la obtención de productos útiles para las personas.