Un vistazo a la vida. Objetivos del capítulo 8/18/2008. Biología: el estudio de la vida

Transcripción

1 Un vistazo a la vida Objetivos del capítulo Al terminar de discutir este capítulo podrás entender y aplicar los siguientes conceptos: Características de los organismos vivientes Organización de los sistemas vivientes Organización natural Clasificación de los organismos El método científico y la experimentación Capítulo 1 Robert J. Mayer Ph.D. Biología: el estudio de la vida Alto Las grado características de organización de los seres vivientes Características de los organismos vivos Todos los seres vivientes son altamente organizados crecen, se desarrollan y se reproducen La organización - directamente proporcional a la energía que el organismo invierte Poseen células (uni o multicelulares) La biología se beneficia de otras disciplinas La biología molecular moderna y la bioquímica han contribuído mucho a mejorar la calidad de vida humana Teoría celular Todos los organismos estan compuestos de células Las células provienen de otras células Todas las células estan rodeadas por una membrana 1

2 Las células poseen material genético y algunas estan compartimentalizadas Ácidos nucléicos Todas las células eucarióticas poseen orgánulos Poseen ADN (ácido deoxiribonucléico) y ARN (ácido ribonucléico) instrucciones genéticas y transmisión de información Algunas células poseen compartimientos Eucariótica núcleo y orgánulos rodeados por membranas Procariótica carecen de núcleo rodeado por membrana y de orgánulos Compartimientos especializados para llevar a cabo distintas funciones Algunas otras características de los organismos vivos Desarrollo Crecimiento biológico Aumento en el tamaño y número de células o ambos Desarrollo Cambios que ocurren durante la vida de los organismos Metabolismo La suma de todas las reacciones químicas que se ocurren dentro de un organismo 2

3 Los procesos metabólicos son regulados continuamente Todos los seres vivientes responden al estímulo Los procesos metabólicos utilizan energía para mantener un balance intracelular interno llamado homeostasis Los procesos auto-regulatorios son conocidos como mecanismos homeostáticos Casi todos los organismos vivientes responden a estímulos físicos y químicos en su ambiente La naturaleza del estímulo, tanto como el de la respuesta, puede ser muy variada Los organismos se reproducen Todos los organismos provienen de otro organismo Reproducción asexual y sexual Las poblaciones evolucionan y se adaptan al ambiente La capacidad de una población de organismos para adaptarse a su ambiente = sobrevivir en un ambiente cambiante Las adaptaciones pueden ser Fisiológicas Variabilidad? Adaptaciones Estructurales Comportamiento Una combinación de las tres 3

4 Grupos de adaptaciones coordinadas d = producto de la evolución Ecología Organización biológica La función y estructura estan coordinadas a cada nivel Se estudia cada nivel examinando sus componentes Reduccionismo estudio de una estructura mediante el estudio de sus partes Propiedades emergentes cada nivel tiene características que no tenía el nivel anterior. Individuo - poblaciones Átomos de H molécula de agua Qué es ecología y que es un ecosistema? Ecosistema Una comunidad y su ambiente no - viviente Ecología El estudio de los organismos y las interacciones con el ambiente Biosfera Todos los ecosistemas de la tierra; atmósfera, hidrosfera, y la litosfera 4

5 Todos los organismos tienen un sistema de información El ADN es el material genético de todos los seres vivientes La información esta codificada en unidades llamadas genes, que son regiones especializadas del ADN El código de los ácidos nucléicos es virtualmente idéntico en todas las especies Los organismos necesitan instrucciones para llevar a cabo las funciones relacionadas con la vida estímulos eléctricos o compuestos químicos El grupo de todos los genes de un organismo = genotipo El genotipo actúa como una colección de recetas para producir proteínas Los organismos pasan su ADN a la próxima generación Las características de cada generación dependen del ADN Importancia de algunas proteínas Proteínas Moléculas grandes muy importantes en la determinación de la estructura y función de las células y tejidos Algunas proteínas son importantes en la comunicación entre células Cell signaling Las células utilizan proteínas y otros tipos de moléculas para comunicarse unas con las otras (secuencias bioquímicas complejas) Las hormonas son moléculas que funcionan como mensajeros químicos que transmiten información de una parte de un organismo a otro El sistema nervioso de algunos organismos utiliza impulsos eléctricos o compuestos químicos (neurotransmisores) para transmitir información de una parte a otra del organismo 5

6 Cuál es el concepto que unifica la biología? Alfred Russel Wallace Teoría de la evolución (1859) La importancia de la evolución Selección natural actua sobre el individuo Evolución = Cambio en una población a través del tiempo Gene pool todos los genes en una población Evolución explica como las poblaciones de organismos han cambiado con el tiempo Perspectivas evolutivas Estructura Función Comportamiento Sir Charles Darwin 6

7 Teoría del origen de las especies mediante selección natural Darwin baso su teoría de la evoluciónen cuatro observaciones: 1) Los individuos de una especie son diferentes 2) Los organismos producen mas progenie de la que puede sobrevivir para reproducirse Charles Darwin presentó mucha evidencia que apoyaba el echo de que la mayor parte de los organismos vivientes descienden, mediante modificaciones, de formas pre-existentes 3) Los individuos de la misma especie compiten por recursos naturales 4) Los animales sobreviven para reproducirse y producir la próxima generación La reproducción diferencial de los organismos mejor adaptados ( fit ) cambia las características de poblaciones futuras La adaptación envuelve cambios en la supervivencia de las poblaciones Darwin no conocía el ADN pero hoy en día los científicos entienden que la mayor parte de las variaciones entre individuos son el resultado de diferentes variedades de genes que codifican para cada una de las características Evolución de Poblaciones Las poblaciones evolucionan a medida que el complemento de genes ( gene pool ) cambia como respuesta a la selección natural. La respuesta a la selección natural ocurre al nivel del individuo Las mutaciones (cambios químicos o físicos en el ADN que son hereditarios) son la fuente primordial de variación Los genes presentes en individuos mas fuertes son los que tienen mas probabilidad de ser pasados a la progenie y formar parte de generaciones futuras de tal forma que el componente genético de las mismas cambie 7

8 Clasificación de organismos Existen alrededor de 1.7 millones de especies descritas Sistemática Es el campo de la biología que estudia la diversidad de los organismos y sus relaciones evolutivas Taxonomía Una especialidad dentro de la sistemática, es la rama de la biología que se encarga de clasificar y nombrar los organismos Sistema binomial de nomenclatura El método de Linnaeus se conoce como el sistema binomial de nomenclatura Tanto el nombre de género como el de la especie van italizados o subrayados (e.g. Homo sapiens, Canis lupus, Artemia franciscana, Cocoloba uvivera) El nombre de la especie usualmente describe algo acerca del organismo. Clasificación de organismos Gerárquica Cada taxón es mas inclusivo que el anterior Domain Eukarya Kingdom Animalia Phylum Chordata Class Mammalia Order Primates Family Pongidae Genus Pan Species Pan troglodytes 8

9 El árbol de la vida incluye tres dominios y seis reinos 9

10 La energía y la vida Todos los seres vivientes necesitan energía Fisuras hidrotermales La energía fluye a través de las células y de los organismos y los ecosistemas Productores u org. autotróficos capturan la energía del sol y de compuestos simples La energía del sol es almacenada en los carbohidratos o otros alimentos Bióxido de carbono + agua + luz Azúcares + oxígeno NUTRICIÓN Light energy Nutrientes Materia prima Combustible Heat energy OTRAS ACTIVIDADES Homeostasis Movimiento materiales Crecimiento y desarrollo Reproduccion SíNTESIS RESPIRACIÓN CELULAR Consumer Producer Food Consumer Heterótroficos organismos que dependen de los productores para obtener alimento, energía y oxígeno ENERGIA Slide 6 Plant litter, waste Dead bodies Respiración celular Proceso mediante el cual alguna de la energía almacenada en las moléculas de nutrientes es liberada para ser utilizada por las células Soil Decomposers Slide 7 10

11 Los consumidores y descomponedores Los consumidores u organismos heterotróficos (e.g. animales) obtienen energía de otros organismos; comen productores Azúcares + O 2 CO 2 +H0 2 + energía Obtienen energía mediante la descomposición de macromoleéculas biológicas complejas en moléculas mas pequeñas Los organismos descomponedores (e.g., bacteria, fungi, algunos protistas) También son muy importantes como suplidores de nutrientes a los organismos productores, sin estos organismos los sistemas vivientes morirían por falta de energía Análisis de los experimentos La ciencia es confiable Interpretación de los resultados Las muestras no deben ser muy pequeñas Las muestras pequeñas pueden causar errores de muestreo = sampling errors Los experimentos deben poderse repetir Deben tomarse buenas notas Si los resultados no pueden repetirse el experimentador debe buscar otra forma de hacerlos El método científico No es dogmática (no tiene verdades evidentes) Casi siempre genera nuevas preguntas 11