1ª

Evaluación

“Los orígenes”

Índice:

1. Nuestro lugar en el universo – Preguntas 1 a 7.

2. Nuestro planeta: la Tierra

– Preguntas 1 y 2.

3. Origen de la vida y Evolución biológica

– Preguntas 1 a 6.

4. Bibliografía y páginas de apoyo.

5. Anotaciones.

1. Nuestro lugar en el universo.

1. Teniendo en cuenta la edad de tus átomos y tus células, explica razonadamente cuál es la edad de tu cuerpo.

Según la edad de nuestros átomos, tenemos la edad del Universo (es decir, 15.000 millones de años). Las células se regeneran cada X tiempo, pero al estar formadas por átomos, también son tan antiguas como el Universo.

Esos átomos que ahora forman el Universo se formaron en el Big Bang, en el interior de las estrellas (por esto la famosa frase: “somos polvo de estrellas”).

2. Los astrónomos consideran que el Universo se originó a partir de una gran explosión inicial (Big Bang) porque las galaxias se alejan unas de otras en la actualidad, como si toda la materia que hoy forma el Universo hubiera estado inicialmente concentrada en un punto.

• Explica los postulados fundamentales de esta hipótesis:

Los dos postulados que fundamentan esta hipótesis son el “corrimiento hacia el rojo” y la “radiación de fondo cósmica”.

• El corrimiento hacia el rojo: se ha medido la luz de las estrellas y ésta es cada vez más roja, porque se van alejando, cuanto más lejos están, más rápidas.

• La radiación de fondo cósmica: es la energía remanente o radiación residual del Big Bang (el eco del Big Bang) que se dio cuando el Big Bang sucedió y la energía se transformó en materia, así, la energía en forma de quarks emiten una radiación de tipo microondas. Las microondas son unas radiaciones muy débiles, de muy baja temperatura.

Penzias y Wilson en 1964 la detectaron con una antena comercial de radio, notaron una radiación extraña que procedía del Universo. Satélite Cobe Cansado (se usa la luz infrarroja para detectarlo).

• Indica brevemente las etapas de la historia del Universo desde el Big Bang hasta la formación de estrellas y galaxias.

En el Big Bang había una crítica densidad y temperatura que dio lugar a una explosión de esta energía. Así, se dio la expansión de toda la materia, que continua hasta el presente por la energía, el movimiento. La primera estrella se dio 100 millones de años tras el Big Bang, la primera galaxia tras 200 millones de años.

• 1º Expansión y enfriamiento: emergen las fuerzas naturales: gravedad, interacción nuclear fuerte y débil, electromagnetismo. Los protones y neutrones se empiezan a formar.

• 2º 102 a 1013 segundos: se sigue expandiendo, se forman los núcleos de He y H. Más tarde se forman los átomos, se separa la materia de la energía, así los fotones no se dispersan y siguen viajando (radiación de fondo cósmica) quarks.

• 3º 100 millones de años después: primeras estrellas -> 200 millones de años después: primeras galaxias.

• 4º Cuasares: 3000 millones más tarde del Big Bang, muchas galaxias se unen formando galaxias más grandes. A veces colapsaban estrellas en un centro común formando así agujeros negros.

3. En la Tabla Periódica los elementos químicos están ordenados según el número de protones de su núcleo, de forma que el Hidrógeno, que es el primer elemento de la tabla tiene un protón, el Helio, que es el segundo, tiene dos, y así sucesivamente. Explica cuando y en qué condiciones se han formado los siguientes tipos de elementos:

• Los elementos con el núcleo más simple: He y H:

El Hidrógeno (H -> 1 protón y 1 electrón) apareció tres minutos tras el Big Bang. El conjunto de materia y energía formó las partículas subatómicas (electrones, protones y neutrones), estas partículas se unieron al haber colisiones entre átomos al descender la temperatura, formando así el H. La gravedad favorece el choque entre partículas. Una colisión entre un protón y un neutrón formó un deuterón, que unido a un protón libre formó el Helio -3 (He –> 2 protones, 2 electrones y 2 neutrones). Se dio una fusión nuclear entre núcleos de átomos. Las estrellas pequeñas son capaces de crear átomos de He.

• Los elementos intermedios: desde el Litio hasta el Hierro:

Pasados muchos millones de años se formaron las primeras estrellas, y en ellas, elementos más complejos por la fusión nuclear de átomos. En las estrellas grandes hay posibilidades de reacciones nucleares ya que tienen más masa, así en ellas se da la formación de elementos hasta el Hierro (Fe), el átomo más estable.

• Los restantes elementos naturales situados en la tabla periódica a partir del Hierro:

Tras esto, en la estrella hay una elevada densidad por la formación de átomos de elevado número cósmico, por lo cual la estrella explota (una supernova) y puede formar así una nueva estrella o bien volver a fusionarse por reacciones de fusión nuclear de los átomos y producir así átomos más pesados que el Fe.

Así, hay 3 etapas de aparición de los elementos: H y He / hasta el Fe / a partir del Fe.

4. Sobre el origen del Sistema Solar:

• Describe cómo se formó el Sistema Solar:

Hace unos 4650/5000 millones de años, una inmensa nube de gas y polvo (la nebulosa de Orión) se contrajo por la gravedad y comenzó a girar a gran velocidad, probablemente debido a la explosión de una supernova cercana. La mayor parte de la materia se acumuló en el centro, la presión y la temperatura elevadas hicieron que los átomos de H se comenzaran a partir, liberando energía y formando así el Sol, nuestra estrella. Al mismo tiempo, unos remolinos iban creciendo y aumentando su gravedad, recogiendo materia al girar. Entre los remolinos había colisiones que en 100 millones de años dieron lugar así a los planetas, por la acreción planetaria de los fragmentos que se unen a los protoplanetas.

• Explica por qué hay planetas rocosos y planetas gaseosos:

Los planetas rocosos son Mercurio, Venus, Tierra y Marte, los cuatro planetas interiores más cercanos al Sol, nuestra estrella, que tienen un tamaño relativamente similar y una estructura interna diferenciada. Son cuerpos de elevada densidad, formados por materiales rocosos y metálicos, materiales con altos puntos de fusión. Los planetas rocosos, al estar cerca del Sol, están formados por silicatos, ya que el calor del Sol expulsaba materiales que no se evaporaban fácilmente y fueron captados por estos planetas.

Sin embargo, en los planetas gaseososencontramos densas atmósferas, un rápido movimiento de rotación e inmensos campos magnéticos. Estos planetas son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, que tienen muchos satélites y anillos. Al estar más separados del Sol, las partículas originales de la nebulosa retenían una capa de hielo, metano helado y amoniaco sólido, demasiado lejos del Sol como para evaporarse. Estos planetas tienen materiales con puntos de fusión más bajos, no tienen superficie sólida y están constituidos por gases, como el H, He y agua en diversos estados. Los planetas gaseosos tienen atmósferas primarias.

Así, los gases de la nebulosa original ligeros, como el H y He, habrían sido dispersados y retenidos por planetas alejados del calor del Sol.

• ¿De dónde proceden los átomos que forman la Tierra?

Proceden de estrellas moribundas, muertas.

5. Explica qué son los exoplanetas y cómo pueden detectarse considerando que no pueden observarse directamente con telescopios.

Los exoplanetas son planetas que orbitan una estrella diferente al Sol, y que, por tanto no pertenecen al Sistema Solar. La mayoría de ellos son gigantes gaseosos.

Los métodos de detección son: velocidades radiales, astrometría, tránsitos, variación en el tiempo de tránsito, medida de pulsos de radio de un púlsar, binaria eclipsante, microlentes gravitacionales, perturbaciones gravitacionales en discos de polvo y detección visual directa.

Mediante la detección visual directa sólo se han encontrado aproximadamente una decena de exoplanetas de gran tamaño. Este método es difícil debido a que el exoplaneta puede estar muy cerca y que la luz se refleje por ser muy intensa o porque está muy lejos y hay poca luz para detectarlo.

También se da la detección de las atmósferas de los planetas gracias a los rayos infrarrojos.

6. Explica las condiciones que debe reunir un planeta para que pueda albergar organismos vivos.

• Temperatura adecuada: para el desarrollo de vida (de especies no microscópicas) generalmente se dice que puede haber vida en un planeta si las temperaturas son las que hay en cualquier parte de nuestra Tierra. La temperatura media es de 15ºC.

• Atmósfera y oxígeno: la atmósfera protege a un planeta de las radiaciones (radiaciones tales como ultravioleta, x y gamma). En la atmósfera es donde están los gases tales como el ozono (que forma la "capa" con su nombre), CO₂ que permite que haya efecto invernadero y que por lo tanto, haya una temperatura viable. La Tierra es el único planeta con atmósfera y oxígeno (aunque esto no determina que haya vida o no, sólo favorece la evolución de especies biológicas).

• Campo magnético: existe un campo magnético en la Tierra debido a que el núcleo interno es sólido y el externo es líquido. El campo magnético hace que las radiaciones ionizantes (y el viento solar) se desvíen hacia los polos (no los geográficos), además permite que la brújula marque el norte o el sur. Está demostrado que sin un núcleo magnético, las radiaciones de alta energía (conocidas como vientos solares) hubieran barrido la atmósfera, arrastrándola fuera de la tierra, en cuanto se hubiera creado.
  Sin el escudo magnético de la Tierra (magnetosfera), la vida en ella no sería posible, y nuestro planeta se habría convertido a otro planeta similar a Marte (que en su pasado tuvo agua en abundancia en su superficie), que tiene un núcleo magnético muy débil.

• Agua en estado líquido: el agua, debido a sus propiedades, es el elemento más importante para los seres vivos. El agua del mar al calentarse por acción del sol tarda tanto tiempo en cambiar su temperatura que cuando empieza a estar algo caliente ya es de noche y se empieza a enfriar y no varía apenas la temperatura del agua permitiendo que haya vida en ella.
  El agua debido a su capilaridad permite que la savia de los árboles llegue a la cima incluso si el árbol mide 19 metros.
  El agua en estado sólido tiene mayor volumen que el agua líquida, por lo que al congelarse, se congela la superficie del agua y permite que haya vida por debajo de esta capa helada (y por eso se desarrolló tanto la vida en nuestro planeta).

• Satélite: la Luna hace de escudo para la Tierra. Muchos cometas y otros cuerpos se dieron contra ella (por eso está "mazada"). Además, favorece a que la Tierra no se incline más, y “marca” el día y la noche.

• Estrella adecuada: además de una estrella de tamaño adecuado, ésta tiene que tener una vida lo suficientemente larga ya que el desarrollo de la vida lleva millones de años; unos mil millones llevó en la tierra que apareciera el primer Replicador, y unos 4.500 millones que apareciera el ser humano y estar a una distancia adecuada.

• Situación en la vía láctea: el sistema solar de nuestro planeta habitable tiene que estar lejos del centro galáctico, donde hay agujeros negros y explosiones de supernovas que emiten una gran cantidad de radiación perjudicial para los seres vivos y la atmósfera son mucho más frecuentes. Pero tampoco se puede formar demasiado lejos del centro de la Galaxia, pues los metales pesados, necesarios para la formación del núcleo (y de la dinamo magnética) no se encuentran en abundancia en esa zona.

• Cantidad de radiación solar recibida: dependiendo de la distancia a la estrella del planeta y del tamaño del astro, la cantidad de energía recibida por el planeta varía. Es lo que los científicos llaman "Zona Habitable"; una franja estrecha en la que la energía recibida del sol sea la justa para que la vida se origine y desarrolle.

• Actividad volcánica y tectónica: un planeta sin actividad volcánica no renovaría la corteza terrestre ni generaría suficientes gases necesarios para la termorregulación de la temperatura de su superficie como el CO₂
  Además, como indican algunos científicos, es posible que el origen de la vida tuviera lugar en las fuentes hidrotermales (o volcanes sumergidos), al jugar un papel muy importante en la mezcla de las diferentes elementos constituyentes de la vida en el agua por los numerosos volcanes sumergidos de aquella joven Tierra (como el de El Hierro), y que las radiaciones y electricidad procedentes de tormentas eléctricas pudieran en último término unir las piezas necesarias (aminoácidos) para crear el primer "replicador"; una arcaico ser (ADN primitivo) capaz de reproducirse a sí mismo; la evolución habría empezado y la selección natural a partir de ese momento haría el resto.

• Rotación de la tierra sobre sí misma: al girar sobre sí misma a una velocidad concreta con respecto al sol, mantiene temperaturas en un rango donde la vida puede existir, al amortiguar las diferencias de temperatura en períodos de 24 horas.

• Efecto invernadero: que la atmósfera contenga suficientes gases de efecto invernadero contribuye a la creación de un efecto invernadero que impide que la energía que la tierra recibe no se pierda excesivamente rápido, garantizando las temperaturas templadas del planeta.
  Venus, La Tierra y Marte tienen este efecto en nuestro Sistema Solar.

• Rodeado de planetas gaseosos: que hacen de “escudo” ante los asteroides.

7. ¿Cuál es el lugar de la Tierra en el Universo que conocemos?

La Tierra es el tercer planeta más cercano al Sol, se encuentra en el Sistema Solar, que está dentro de la Vía Láctea, a su vez dentro del Brazo de Orión y del Brazo de Perseo.

2. Nuestro planeta: la Tierra.

1. Explica qué tipo de información proporciona el estudio de las ondas sísmicas sobre las capas internas de la Tierra. Enumera dichas capas.

Las ondas sísmicas son un método indirecto de estudio, de detección y registro por medio de sismógrafos de las vibraciones ocurridas en la corteza de la Tierra, es decir, la geosfera, como los terremotos, que son choques de placas tectónicas que liberan energía.

Los métodos directos de estudio de la geosfera son limitados, sólo se ha conseguido profundizar 12 km. de 6370 km.

El estudio del interior de la tierra es una tarea difícil, el hombre ha podido estudiar sólo los primeros km. Así, mediante sondeos, se ha podido determinar el interior de la Tierra. El método sísmico consiste en estudiar en superficie las vibraciones que atraviesan el interior de la Tierra.
Existen 3 tipos de ondas sísmicas: 
Ondas P:son las ondas más rápidas, y sus partículas se desplazan en el mismo sentido que la onda. Atraviesan sólidos y fluidos. 
Ondas L: con las que más se propagan en los terremotos y las que más daños producen. 
Ondas S: son las más lentas y las partículas se desplazan de forma transversal a la onda. Atraviesan sólidos pero no fluidos. 
La velocidad de las ondas sísmicas depende de una serie de factores, como son: 
Rigidez o Incomprensibilidad: a mayor velocidad de las ondas, mayor rigidez. 
Densidad: a mayor velocidad de las ondas menor densidad. 
Homogéneo: velocidad constante 
Heterogéneo: no es constante la velocidad, varia 
Tras el estudio de las ondas sísmicas se puede analizar la estructura interna de la tierra dividiéndola en capas, según los factores anteriores.

El interior de la Tierra se puede dividir en 3 capas bien definidas, aunque luego estas tengan otras subdivisiones.

Así se daría:

• Núcleo: la capa más interna porque las ondas S no lo atraviesa, es denso y se divide en núcleo interno (estado sólido) y externo (estado líquido), desde los 2900 km hasta los 6370 km, su composición es metálica (hierro y níquel). La separación entre el núcleo interno y el externo se encuentra a los 5170 km.

• Manto: es más uniforme y grueso, marca el límite con el núcleo en la discontinuidad de Gutenberg). Desde los 30 km hasta los 2900 km, es una capa sólida pastosa (plástico)

• Corteza: es la capa más fina e irregular, menos densa y en estado sólido, es rocosa. Se divide en corteza oceánica (fina y densa, formada por basalto en su mayoría) y continental (de 30 km aproximadamente, es gruesa y menos densa, formada por granito en su mayoría).

2. A mediados del siglo XX se enunció la hipótesis de la Tectónica de Placas, consideradas válida en la actualidad por todos los geólogos. Teniendo en cuenta los postulados de la teoría de la Tectónica de Placas, responde a las siguientes preguntas:

• Explica qué son las placas tectónicas:

Las placas tectónicasson un fragmento de litosfera (la capa sólida superficial de la Tierra) que se mueven como un bloque rígido sin que ocurra deformación interna sobre la zona superior del terrestre dela Tierra. Existen las placas tectónicas oceánicas y las mixtas, y dividen a la Tierra en trozos, como si se tratara de un puzle.

• Explica por qué se mueven las placas litosféricas:

Las placas litosféricas se mueven debido al intenso calordel interior de la Tierra, el cual hace que se mueva la roca fundida del manto. Las placas litosféricas se encuentran sobre el manto sólido, “plástico flotando”. Las rocas se mueven debido a las corrientes de convección (se produce por medio de un fluido (líquido o gas) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. Además, las placas poseen zonas más delgadas y zonas más gruesas, que debido a este choque por las corrientes de convección, se van empujando hacia zonas de subducción.

Hay tres tipos de movimiento:

• Separación de placas: coincide con las dorsales oceánicas (cordilleras submarinas), que miden hasta 3000 km de altura, tienen aproximadamente 3000 km de ancho y 75000 km de largo. Se encarga de la construcción de nueva corteza oceánica. Por ejemplo, la dorsal del océano Atlántico.

• Movimiento de aproximación: coincide con las zonas de subducción, como la del océano Pacífico (fosa de las Marianas). Se encarga de la destrucción de corteza.

• Movimiento de desplazamiento: son las placas pasivas, no destruyen ni crean corteza sino que se desplazan una sobre otra mediante un desplazamiento lateral, como la falla de San Andrés de California. Causan terremotos.

Zona de subducción

• Los volcanes y los terremotos se concentran en determinadas zonas de la Tierra, ¿en qué zonas se concentran y cómo explica este hecho la teoría de la Tectónica de Placas?

Las erupciones volcánicas y los terremotos son procesos geológicos internos, es decir, procesos originados por la energía térmica del interior de la Tierra. Los límites de las placas litosféricasson zonas de choque o separación entre placas. Los movimientos son lentos y de pequeñas cantidades, tan apenas unos centímetros al año, pero suficientes para que se acumulen grandes tensiones, que se liberan en forma de terremotos, y favorecer el ascenso de magma a través de estas grietas que se forman por los movimientos de placas. Por esto, los volcanes, orógenos y terremotos suelen surgir en dorsales oceánicas o en zonas de subducción.

De este modo se confirma la teoría de que hay unas placas tectónicas que dividen toda la Tierra en trozos y que al mínimo movimiento bajo tierra, tiene sus consecuencias en la superficie terrestre.

• En relación con esta información explica el origen del destructivo terremoto de Japón del año 2011.

La causa de este terremoto fue el movimiento de la placa Euroasiática deslizándose por debajo de la placa Pacífica, debido a que es más densa porque es más reciente. Japón se encuentra justo entre estas dos placas tectónicas. El epicentro del terremoto se ubicó en el mar. El terremoto liberó una cantidad de energía de magnitud 8,9. Japón está situado sobre un contexto geológico de subducción activa.Tras el terremoto se generó una alerta de tsunami para la costa pacífica de Japón y 19 países más.

• Explica cómo se formaron los Andes y el Himalaya

Andes: esta cordillera es el resultado del movimiento de las placas tectónicas, se formó al final de la era Secundaria, a finales del Cretácico tardío, por el movimiento de subducción de la placa Pacífica (placa de Nazca) debajo de la placa Sudamericana. La subducción de la placa Pacífica bajo la Sudamericana ocasionó el plegamiento de materiales y ascenso de material fundido.

Formación de los Andes

Himalaya: es el resultado de la colisión de la placa India y la placa de Eurasia (colisión de dos placas continentales). El océano entre ellas desapareció. Esta colisión se inició hace cerca de 70 millones de años, la placa de la India, que se dirigía hacia el norte, chocó con la placa euroasiática. La placa de la India continúa moviéndose a una velocidad constante de unos 5 centímetros por año, subducciéndose bajo la placa euroasiática y causando la continua elevación del Himalaya y de la meseta tibetana. Esta intensa actividad tectónica hace que la región sea muy activa desde el punto de vista sísmico.

3. Origen de la vida y Evolución biológica.

1. Los seres vivos realizan tres funciones: nutrición, relación y reproducción. La función de nutrición sirve para obtener materia y energía:

• Explica cómo obtienen la materia y energía que necesitan los organismos autótrofos fotosintéticos y los heterótrofos.

Los organismos autótrofos y heterótrofos son tipos de nutrición.

Mediante la fotosíntesis, los organismos autótrofos son capaces de absorber y utilizar la energía luminosa. La luz solar es la principal fuente de energía de la biosfera, aunque cualquier fuente de luz visible sirve a estos organismos para realizar la fotosíntesis. Las plantas son los únicos que asimilan la energía radiante solar, por tanto, prácticamente toda cadena trófica se sustenta de sistemas vegetales. Estos organismos fotosintéticos transforman en biomasa la energía solar que absorben. La energía acumulada en esta biomasa es luego distribuida al resto de los organismos vivos. Por ejemplo, las plantas, algas y bacterias son autótrofas. Dentro de los organismos autótrofos hay que distinguir entre quimiosintéticos (la energía se obtiene de productos químicos) y los fotosintéticos (la energía procede del sol).

Los organismos heterótrofos, al contrario que los organismos autótrofos, deben alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien autótrofos o heterótrofos a su vez. Entre los organismos heterótrofos se encuentran multitud de bacterias y los animales. Un organismo heterótrofo es aquel que depende de otro, es decir; de una fuente externa de moléculas orgánicas, en cuanto a su energía. 

• Explica de dónde procede el carbono (c) que forma parte del cuerpo de los seres vivos.

El carbono es el elemento químico que sustenta la vida en la Tierra. El 95% del cuerpo de los seres vivos se compone por sólo cuatro elementos, entre ellos el carbono, que es el más importante. Sin él, no podría formarse el ADN. Los átomos de carbono se unen entre sí formando largas cadenas que sirven de base para construir otras moléculas más complejas. Esta facilidad para enlazar moléculas es lo que permitió la evolución hasta los organismos vivos. En la tierra primitiva se dio una excelente combinación de grandes cantidades de carbono y agua, que fueron determinantes para el origen de la vida. El carbono es la base química de la vida.

Todo el carbono existente procede del interior de la Tierra, donde se acumuló durante la formación de nuestro planeta. Mediante la fotosíntesis, las plantas transforman la energía de la luz solar en hidratos de carbono. Incorporan el carbono de la atmósfera en sus tejidos. Cuando los humanos las comen, lo incorporan a la cadena alimenticia.

Nuestro carbono así, procede del dióxido de carbono (CO₂) atmosférico, procedente a su vez de seres autótrofos.

2. Hace 3800 millones de años, cuando se originaron los primeros organismos vivos, la atmósfera de la Tierra carecía de oxígeno. No obstante, la atmósfera actual tiene un 21% de oxígeno. Explica cómo se ha formado el oxígeno de la atmósfera actual.

La atmósfera actual está compuesta por un 21% de O₂, un 78% de N₂ y un 1% de otros gases. La antigua atmósfera surgió de las erupciones volcánicas que expulsaban gases, era una atmósfera reductora, sin O₂, sólo existían bacterias anaerobias.

Hace 3500 millones de años, bacterias comenzaron a producir oxígeno como un material de desecho de su actividad. En un principio, el oxígeno se combinó con hierro disuelto en los océanos para crear formaciones de hierro bandeado. Los océanos comenzaron a exhalar oxígeno no combinado hace 2700 millones de años, alcanzando el 10 % de su nivel actual hace unos 1700 millones de años.

La presencia de grandes cantidades de oxígeno no combinado disuelto en los océanos y la atmósfera pudo haber conducido a la extinción de la mayoría de los organismos. Sin embargo, el uso de O₂ en la respiración celular permite producir a los organismos aerobios mucho más ATP que los anaerobios, ayudando a los primeros a dominar a biosfera de la Tierra. La fotosíntesis y la respiración celular del O₂ permitieron la evolución de las células eucariotas y, finalmente, la aparición de organismos multicelulares complejos como plantas y animales.

3. Sobre el origen de la vida:

• Explica en qué consistió el experimento de Miller y qué conclusiones podemos obtener de dicho experimento en relación con el origen de la vida.

Se llamó “caldo primordial” a este experimento. Se usó agua, metano, amoniaco e hidrógeno. Estas sustancias químicas fueron selladas dentro de un conjunto de tubos y recipientes de cristal conectados entre sí en circuito cerrado. Uno de los recipientes estaba medio lleno de agua líquida y el otro contenía un par de electrodos. Se calentó el agua líquida para que se evaporase, y los electrodos emitían descargas eléctricas a otros recipientes, que atravesaban el vapor de agua y los gases de matraz, y que simulaban los rayos que se producirían en una atmósfera de Tierra primitiva. Después, la atmósfera del experimento se enfrió de modo que el vapor de agua se condensó de nuevo y las gotas volvieron al primer recipiente, que se volvió a calentar en un ciclo continuo.

El experimento realizado por Miller indicó que la síntesis de compuestos orgánicos, como los aminoácidos, fue fácil en la Tierra primitiva, determinando así de qué estaba compuesta la atmósfera primitiva.

• ¿Cuáles son las principales hipótesis sobre el origen de la vida? Explícalas brevemente.

Generación espontánea: es una antigua hipótesis biológica que defiende que podía surgir vida compleja de manera espontánea a partir de la materia inorgánica. Louis Pasteur renegó de forma definitiva la teoría de la generación espontánea por la ley de la biogénesis, que establece que todo ser vivo proviene de otro ser vivo ya existente.

Creacionismo:es el conjunto de creencias, inspiradas en doctrinas religiosas, según las cuales la Tierra y cada ser vivo que existe actualmente proviene de un acto de creación por uno o varios seres divinos, cuyo acto de creación fue llevado a cabo de acuerdo con un propósito divino.

Panspermia:esta hipótesis se basa en la idea de que la vida no se originó en la Tierra, sino en cualquier otra parte del Universo. Está probado que las bacterias son capaces de sobrevivir en el espacio exterior, la teoría de la panspermia supone que de esta manera, rocas, cometas, asteroides o cualquier otro tipo de residuo que haya llegado a la Tierra, millones de millones de años atrás, trajo la vida a nuestro planeta.

Principios simples:la vida en la Tierra comenzó a desarrollarse de formas simples y no tan complejas como las del ARN. Así, la vida habría surgido a partir de moléculas mucho más pequeñas que interactuaban entre ellas mediante ciclos de reacción.

4. En relación con la evolución:

• Define evolución biológica.

 La evolución biológica es el conjunto de transformaciones a través del tiempo que ha originado la diversidad de formas de vida existentes en la Tierra a partir de un antepasado común. La evolución nos ayuda a comprender la historia de la vida como un proceso que se inició hace millones de años.A través del proceso evolutivo y del ancestro de todos los seres vivos terrestres, se produjo una gran diversidad.

Las especies se han ido diversificando mientras iban derivando unas de otras. Algunas se transforman y dan origen a varias especies nuevas; otras siguen inalterables durante mucho tiempo y luego, de repente, desaparecen.

• Explica tres pruebas a favor de la teoría de la evolución biológica.

Existe una evidencia por la biogeografía, que es el estudio de las áreas de distribución de las especies, que muestra que cuanto más alejadas o aisladas están dos áreas geográficas más diferentes son las especies que las ocupan, aunque ambas áreas tengan condiciones similares.

El registro fósil nos proporciona una historia del pasado que muestra un cambio evolutivo, puede contener lagunas, pero la evidencia fósil demuestra claramente que la vida es muy vieja y ha cambiado a lo largo del tiempo. Hay numerosos ejemplos de formas de transición en el registro fósil que proporcionan las evidencias más claras de que hay un cambio a lo largo del tiempo.

Por último, por las homologías, la teoría evolutiva predice que los organismos emparentados comparten similitudes heredadas de un pariente común. Las homologías se descubren comparando las diferentes anatomías de los seres vivos, mirando las diferencias y similitudes celulares, estudiando el desarrollo embrionario o estudiando las estructuras vestigiales dentro de los organismos.

5. Define qué es una especie. ¿Todos los humanos pertenecemos a la misma especie? Justifica tu respuesta.

El término “especie” se refiere a uno de los niveles de la clasificación biológica de los organismos vivos de nuestro planeta.Una especie es el nivel más bajo, la unidad básica de la clasificación biológica, son los grupos en los que se dividen los géneros. Las especies tienen nombre científicos conocidos como nomenclatura binominal, consiste en la combinación de dos palabras que deben tener una raíz en latín o grecolatina. Los individuos de una misma especie comparten caracteres genéricos y otros factores que les permiten asemejarse entre sí y distinguirse del resto de las especies.

Nosotros, los humanos, somos los Homo sapiens (sapiens), Homo es el género, y sapiens la especie, todos pertenecemos a la misma especie animal, aunque derivamos de una especie anterior. Es decir, el humano actual pertenece a la misma especie Homo, pero los primitivos no.

6. Explica las etapas de la evolución de los Homínidos.

ESTADIO EVOLUTIVO	PERIODO EVOLUTIVO
Australopithecus afarensis	4-2.000.000 AÑOS
Homo habilis	2,5-1.000.000 AÑOS
Homo erectus	1,8-300.000 AÑOS
Homo neanderthalensis	500-35.000 AÑOS
Homo sapiens arcaico	300-20.000 AÑOS
Homo sapiens sapiens	35.000-ACTUALIDAD

• Australopithecus: fue el primer homínido que caminaba en dos patas y podía correr en terreno llano. Poseía mandíbulas poderosas y fuertes molares.  Tenían largos miembros y pasaban gran parte de su vida en los árboles. Su cerebro tenía un volumen inferior a los 400 centímetros cúbicos. Así, el andar erguido se produjo mucho antes que la expansión del cerebro.  Su talla no superaría el 1,20 m. de altura y los 30 Kg. de peso. 

• Homo habilis: esta especie tuvo que adoptar una posición más erguida por las variaciones climáticas, que hicieron crecer los pastizales y obligó a que se pusieran de pie para divisar posibles peligros. Su cerebro tenía alrededor de 750 centímetros cúbicos. Su característica más importante es que ya no sólo comían frutas y vegetales sino también animales. Tenía el cuerpo velludo. 

• Homo erectus: algunos lo consideraron el representante directo del hombre, pero hoy se sabe que austratopithecus anteriores poseían rasgos semejantes. Son los primeros homínidos que se distribuyeron ampliamente por la superficie del planeta, llegando hasta el sudeste y este de Asia. Tenían el cuerpo alto, espesa cejas y gran musculatura. Poseían un cerebro de alrededor de 1.100 centímetros cúbicos. Descubrieron el uso del fuego y fabricaron la primera hacha de mano.

• Homo neanderthalensis: habitó Europa y en partes de Asiaoccidental. Vivía en grupos sociales organizados, dominaban el fuego y podían fabricar herramientas rústicas que incluían huesos y piedras. Los neandertales fueron una especie bien adaptada al frío, además eran recolectores-cazadores, existiendo pruebas de consumo de grandes animales, como los mamuts. Según los investigadores eran capaces de hablar, y su oído interno es idéntico al nuestro, y también enterraban a sus muertos.

• Homo sapiens: vivió en Europa, en África y en Asia. Los hallazgos arqueológicos reflejan cambios importantes en el comportamiento de esta especie: utilizaban instrumentos de piedra y hueso más trabajados, cambios en las formas de cazar, uso y dominio del fuego, empleo del vestido, aumento en el tamaño de las poblaciones, y hubieron manifestaciones rituales y artísticas.

• Homo sapiens sapiens: sus características físicas son las mismas que las del hombre actual. Su capacidad cerebral es de alrededor de 1.400 centímetros cúbicos. Se cree que apareció en Europa hace alrededor de 40.000 años. Es el que protagonizó, a partir del año 10.000 a.C., cambios muy importantes en la organización económica y social, como las primeras formas de agricultura y domesticación de animales, y la vida en ciudades.

Bibliografía:

• Periódicos: El Mundo, El País, ABC.

• Microrrelatos: http://www.dosvecesbueno.com

Páginas de apoyo:

• ESA kids

• Madridmasd

• Notiweb

• Ciencias para el mundo contemporáneo – Gobierno de Canarias.

Apuntes, anotaciones:

Etimología “ciencia” del latín “scienta” = conocimiento, saber.

La ciencia se trata de investigar a través del método científico.

Método organizado planificado:

• Observar

• Hacerse preguntas: hipótesis

• Experimentos: análisis

• Resultados: comprobar más de una vez la hipótesis

• Rechazar la teoría o verificarla (se convierte o no en teoría)

• Comunicación

Una ley es un conjunto de teorías.

Las leyes penales o civiles son leyes impuestas por un individuo.

Una ley científica es una ley objetiva y demostrada.

El universo

Astronomía / cosmología (física)

• Vida extraterrestre

• Instrumentos de medida (sondas, telescopios, estaciones espaciales…)

• Unidades de medida

• Tamaño del Universo

• Origen, evolución

• Composición, organización

• Agujeros negros, de gusano

• Materia oscura

Galaxia (longitud = 100000 años luz) -> planetas – “somos polvo de estrellas”.

El Universo: observable (D = 10²⁶ m) / todo aquello que existe.

El concepto de Universo cambia, se entiende que por tener medición es finito. Ha cambiado hasta hace 100 años y de 100 años al presente. El cielo oscuro en realidad no es oscuro, sino que son estrellas cuya luz aún no ha llegado a nosotros debido a su lejanía. Sólo las estrellas emiten luz.

150.000.000 km

Velocidad de la luz = 300.000 km/s = 9 minutos tarda la luz solar en llegar a la Tierra

Tierra Sol

Hasta hace 100 años, el Universo era estable. Actualmente ningún científico niega la existencia extraterrestre. Materia y energía – no existe una sin la otra.

Materia = 25% 4% materia normal (átomos), 21% materia oscura = masa

Energía = 75%

Para medir el Universo se utiliza la luz.

Las supernovas son estrellas (H y He) que:

• “mueren silenciosamente” – estrellas pequeñas

• “mueren explosivamente”

Materia -> masa -> tiempo -> espacio -> gravedad -> densidad.

Un cometa es un cuerpo opaco con la superficie helada. El hielo se sublima al pasar cerca de una estrella y así aparece su estela.

Agujero negro: antes de que la materia sea engullida, se forman rayos X que caracterizan y definen a los agujeros negros.

Todos los planetas tienen atmósfera menos Mercurio (dentro del Sistema Solar). Los planetas exteriores tienen una atmósfera de H y He.

La energía no es igual a la gravedad.

Las estrellas son nubes de polvo cósmico e hidrógeno (dentro de fusionan átomos de H).

El universo tiene 9.000/10.000 millones de años.

La Vía Láctea tiene entre 100.000 y 200.000 estrellas. El Sol tiene una temperatura aproximada de 6000ºC.

La célula fósil más antigua tiene 3800 millones de años.

Hasta el siglo XIX se dio una teoría fijista respecto a las placas tectónicas.

A partir del siglo XX Alfred Wegener demostró que hay cambios de posición en océanos y continentes, teoría movilista.

La estructura del interior terrestre se distingue mediante:

• División por composición: corteza, manto y núcleo.

• División dinámica: litosfera (hasta los 150 km, es sólida, rocosa y fragmentada en placas litosféricas), mesosfera (de los 150 km a los 2900 km, también llamada manto), endosfera (núcleo externo líquido de Fe y Ni, núcleo interno sólido por la elevada presión).

La astenosfera no existe como una capa aceptada, no es constante en toda la superficie de la Tierra.

La densidad es una propiedad de la materia.

Hay más métodos para deducir el interior de la Tierra, como el geotérmico, los sondeos… pero el que más información nos da es el método por las ondas sísmicas.

En 1960 surge la Teoría Global de la Tectónica de Placas, habla de la geología antigua y moderna.

El océano Atlántico crece 1 o 2 cm al año, desde el descubrimiento de América ha crecido 5 m.

Hace 200.000 millones de años los continentes formaban la Pangea.

Los volcanes, terremotos y géiseres son manifestaciones de la dinámica interna de la Tierra.

Tectónica significa deformación.

El origen del calor interno de la Tierra puede ser el calor primordial de la formación de la Tierra o la desintegración de elementos radioactivos.

Los métodos de estudio del interior de la Tierra son por medio de sondeo y por las ondas sísmicas, que es un sistema de ultrasonidos.

En los terremotos llamamos epicentro al origen del propio terremoto en la superficie terrestre e hipocentro al origen en el interior de la Tierra del terremoto.

Los terremotos en el sur de España son causados por el choque de la Placa Euroasiática y la Placa Africana.

El Cinturón De Fuego son las islas de Japón.

La subducción es el proceso de hundimiento de la litosfera oceánica bajo otra placa, así se va destruyendo por el rozamiento que produce calor. La Falla de San Andrés es una zona pasiva, sólo ocurren terremotos.

Los Alpes eran el lecho de un océano.

Los virus se encuentran entre la vida y la no vida, ya que sólo cumplen la función de reproducción.

Hay bacterias que pueden vivir en arsénico, pero éste es venenoso para los seres humanos y algunos animales.

La reproducción no compromete al individuo sino a la especie.

Cada estructura viva está programada para vivir X tiempo.

La materia orgánica la obtenemos de los alimentos, hay que transformarlos.