martes, 1 de septiembre de 2015

Método científico

Los animales y las plantas, las células y las moléculas son muy complejos y su estudio depende de una serie de herramientas que se han desarrollado en tiempos relativamente recientes.

 

 Aquí puedes encontrar las técnicas biológicas que revisamos en clase, puedes copiarlas y anexarlas a tu cuaderno (Se revisará)

El origen de la vida

La cuestión sobre el origen de la vida y por ende de los seres vivos es, de hecho, una de las más antiguas en filosofía. Ya el filosofo Demócrito escribió que todo lo que existe en el universo es el fruto del azar y la necesidad. En la época moderna a lo largo del siglo XX encontramos reflejadas ambas posturas, a menudo antagónicas. Por ejemplo, el astrónomo británico Harold Spencer consideraba que la vida necesariamente aparece dados los elementos que se requieren, y escribió en 1940 algo así como: “Parece razonable suponer que, siempre que en algún lugar del universo aparezcan las condiciones adecuadas, la vida inevitablemente aparecerá.” En el mismo lado del debate encontramos al químico Melvin Calvin, quien concluía que todo lo que se requiere para estimar la probabilidad de vida celular en el universo, es conocer el número de planetas con condiciones similares al nuestro.

Así, en los últimos 2,500 años hemos pasado por diferentes teorías e hipótesis que tratan de una u otra forma explicar sin necesidad de las divinidades de antiguos pueblos y culturas como se generó la vida que conocemos en nuestro planeta y quizá en otros planetas más.
Desde la antigüedad la creencia de la generación espontánea se tenía como aceptable, sosteniendo que la vida podía surgir del lodo, del agua, del mar o de las combinaciones de los cuatro elementos fundamentales: aire, fuego, agua, y tierra. Aristóteles propuso el origen espontáneo para gusanos, insectos, y peces a partir de sustancias como el rocío, el sudor y la humedad. Según él, este proceso era el resultado de la interacción de la materia no viva, con fuerzas capaces de dar vida a lo que no tenía. A esta fuerza la llamó entelequia.
Hasta la mitad del siglo XVII, la mayor parte de la gente aceptó la hipótesis de la generación espontánea.
Francisco Redi (1626-1697), un médico y científico italiano, no estaba convencido de que las moscas salían de la carne podrida. Redi observó que las moscas se posaban en la carne podrida. También observó que en la carne aparecían pequeños organismos blancos parecidos a gusanos. Estos gusanos se comían la carne podrida. Eventualmente, los gusanos dejaban de moverse y se convertían en pequeñas estructuras ovaladas. Redi colocó algunas de estas estructuras en frascos de cristal y los cubrió. Después, notó que de estas estructuras salían las moscas. Estas moscas se parecían a las moscas que había observado antes en la carne podrida. Redi formuló la hipótesis de que las moscas que se habían desarrollado de los gusanos eran la progenie de las moscas originales.
Redi diseñó un experimento para determinar si se desarrollaban gusanos en caso de que no se dejara a ninguna mosca entrar en contacto con la carne. Puso carne en ocho frascos. Cuatro de ellos permanecieron abiertos. Selló los otros cuatro frascos. En los frascos abiertos, observó que había moscas continuamente. Después de un corto período de tiempo, había gusanos solo en los frascos abiertos. Redi llegó a la conclusión de que los gusanos aparecían en la carne descompuesta solo si las moscas habían puesto antes sus huevos en la carne.
Los experimentos de Redi presentaron evidencia en contra de la hipótesis de la generación espontánea. Sus opositores alegaron que no se había permitido que el aire entrara a los frascos sellados. Ellos decían que la falta de aire evitaba que hubiera generación espontánea. Redi rediseñó su experimento y usó cubiertas. Estas cubiertas permitían que entrara el aire, pero dejaban fuera las moscas. No aparecieron gusanos en los frascos cubiertos de esta manera.
En 1745, John T. Needham, religioso jesuita y naturalista inglés, sostenía que había una “fuerza vital” que originaba la vida (Generación Espontánea) la cual argumentó con elegantes experimentos de índole científica; idea que fue apoyada por varios naturalistas que encontraron una fuerte oposición con el surgimiento de la teoría de la Biogénesis (la vida surge de la vida misma).
Lazzaro Spallanzani (1729-1799) naturalista e investigador italiano repitió los experimentos de Needham. Spallanzani tuvo particular cuidado al hervir las mezclas y al llenar los frascos. Usó corchos para tapar la mitad de los frascos. Selló herméticamente la otra mitad de los frascos. Spallanzani observó que los seres vivientes aparecieron solamente en los frascos tapados con corcho. Presentó este experimento como evidencia de que no hay generación espontánea. Pero los abiogenistas, proponentes de la generación espontánea, señalaron que se había excluido el aire de los frascos sellados. Sostenían que el aire era esencial para que hubiera generación espontánea. Los biogenistas, sin embargo, creían que el aire era la fuente de la contaminación y había que excluirlo
En 1860, la polémica entre abiogenistas y sus contradictores se había hecho tan intensa que la Academia de Ciencias Francesa ofreció un premio a quien pudiera resolver la controversia.
Louis Pasteur (1822-1895), un microbiólogo y químico francés lo ganó con una serie de experimentos tan bien diseñados que no permitían dudar de que la vida no surgiera de la nada.
Pasteur utilizó recipientes con cuellos largos y curvos, en los que colocó un caldo que había hervido durante algunos minutos. Al retirarlo del fuego, el aire entraba por el cuello, pero los microbios quedaban atrapados en él, lo que impedía que contaminaran el líquido y permitía conservarlo estéril indefinidamente. Sólo cuando se rompía el cuello, aparecían organismos en el caldo. Con esto, Pasteur derribó definitivamente la teoría de la generación espontánea, pues demostró que los organismos sólo aparecían cuando había aire contaminado.
Esta historia de dos siglos, de fines del XVII a fines del XIX, y de Leeuwenhoek a Pasteur, llevó a la certeza actual de que los seres vivos provienen de otros seres vivos y no de la materia inanimada. La ciencia actual, sin embargo, no está en condiciones de explicar el origen primero de la vida.

Los experimentos de Redi confirmaron la hipótesis de la biogénesis, los cuales se enfrentaron en distintos momentos y con distintos experimentos para apoyar cada una de sus posturas hasta que finalmente con la precisión científica que caracterizó los experimentos de Louis Pasteur logró definitivamente dejar de lado la idea de que la vida pudiera surgir por “generación espontánea”.

lunes, 31 de agosto de 2015

El origen de la vida

Todos sabemos como se originó la vida en la tierra... o no?
Disfruten de la maravillosa técnica de "stop-motion"


L'animateur
Cargado por nicop. - Ver más videos de comedia.

La visión en los animales (III): El iris

Existe una adaptación retiniana, en donde los receptores aumentan o disminuyen la cantidad de pigmento. Cuanto menos luz, más pigmento, y viceversa. Pero el auténtico protagonista, es sin duda, el iris.



Todos sabemos lo que es el iris: ese diafragma, normalmente de un color vivo, que es capaz de variar el tamaño de su apertura central (la pupila o niña). La gente suele pensar que el iris está en la parte más superficial del ojo, aunque realmente está unos milímetros por detrás de la córnea. Lo que pasa es que esta córnea es un tejido transparente, invisible a simple vista.

Cuanta más luz, el iris cierra la pupila y entra menos radiación luminosa dentro del ojo: así evitamos deslumbrarnos. En penumbra, la pupila se dilata para que entre la máxima cantidad posible de luz.

Estamos acostumbrados al funcionamiento del iris humano, en donde la pupila tiene una forma perfectamente circular:



Pero la diversidad de pupilas que encontramos en el mundo animal es asombrosa. Tenemos la típica pupila de gato, con la pupila en forma de hendidura vertical:



También existen hendiduras horizontales, como es el caso de la cabra montesa:



No sólo los mamíferos terrestres tienen pupila. De hecho, casi todos los vertebrados la poseen. Podemos ver el ojo de un pulpo, con su pupila de hendidura horizontal:



Hablando ya de animales acuáticos, existen algunos cuya pupila tiene formas curiosas. Por ejemplo, el ojo de la raya:



Tiene un inclusión del iris hacia la pupila en su parte superior, quedando la pupila con forma de “U”. Esta protusión hace de sombrilla, excluyendo los intensos rayos de luz que vienen de la superficie. Además se cree que tienen una función de camuflaje.

El ojo de la sepia es más curioso todavía, porque tiene forma de “W”



Se cree que esta disposición ofrece también las ventajas de camuflaje y protección de la luz de superficie.

Pero no nos olvidemos que la principal misión del iris es regular la entrada de luz. Aunque la forma pupilar más “regular” es la redonda, las demás formas son válidas. De hecho, la hendidura tiene varias ventajas. Los ojos con buena visión nocturna necesitan de una mayor reducción de luz si quieren manejarse de día. Así, una hendidura vertical permite que al entrecerrar los parpados se consiga un control adicional. Nosotros, al tener la pupila redonda y central, no podemos entrecerrar los párpados para controlar la luz sin alterar la visión.

Pero, para minimizar la entrada de luz, tenemos el iris del geco:



Tiene un ojo grande porque es un reptil muy adaptado a la vida nocturna. Sin embargo, a la vez se desenvuelve bien por el día gracias a la impresionante adaptación de su iris. Cuando se cierra, su hendidura vertical es capaz de dejar solamente cuatro pequeños orificios como puntas de alfiler:



Por último, acabo con un dato médico, volviendo a hablar del ser humano. Las “pupilas de gato” que podemos ver en algunas ocasiones se deben a una enfermedad llamada coloboma de iris



Realmente no es que la pupila de una persona sea una hendidura como los gatos, es que falta una parte del iris. Por tanto, la pupila no se cierra bien y puede ocasionar problemas de mala adaptación a la luz intensa.

Agua en el desierto

Enviado por Sureli Olvera

El prototipo de esta máquina es capaz de producir 3 mil litros de agua potable al día, incluso en la sequedad del más pleno desierto.

Su inventor, Enrique Veiga, es un ingeniero frigorista de 75 años, oriundo de Sevilla, España, que se las ingenió para desarrollar un mecanismo capaz de extraer la humedad del aire y transformarla en agua. La revolucionaria máquina emplea la misma cantidad de electricidad que una lavadora doméstica para crear autónomamente agua potable, de características similares al agua de lluvia.

«El principio físico del que parte es simple, el de condensación de vapor de agua, que es lo que sucede, para que nos entendamos, con los aparatos de aire acondicionado domésticos. Claro, esto resultaría muy evidente en atmósferas con un gran porcentaje de humedad, lo complicado es desarrollarlo en condiciones de sequía extrema», explica el inventor.

Para llegar al prototipo actual, de máximo rendimiento, Viega señala que el trabajo fue arduo: «Comencé a trabajar en la máquina hace veinte años, la primera patente es de 1995, a raíz de una sequía que atravesaba España y que me hizo ponerme a trabajar en esto». Una de las primeras máquinas fabricada ya se encuentra funcionando en Namibia, África.

Macro y Micro

¿Que tan pequeños somos? no seamos menos sino más,solo somos humildes pero a la vez grandiosos



Si quieres ver una comparación más interactiva puedes jugar con esta iconografía


Copyright 2012. Magnifying the Universe by Number Sleuth.

¿Que tan pequeños somos?, echen un vistazo

domingo, 30 de agosto de 2015

Neuronas digitales permitirían estudiar sistema nervioso

Enviado por Edgar Lucero

Un investigador mexicano logró el desarrollo de una neurona digital que simula el comportamiento de una neurona biológica, lo que permitiría estudiar las conexiones cerebrales de insectos con estructuras sencillas.

En una entrevista con la Agencia Informativa del Conacyt, Moctezuma Eugenio, quien realizó el doctorado en la Universidad de Brístol, Inglaterra, detalló que esta aplicación logró emular el comportamiento del sistema nervioso de un saltamontes.

El especialista explicó que una neurona biológica responde ante un impulso eléctrico. Esta señal puede presentar diferentes características de acuerdo con sus propiedades químicas y eléctricas y, éstas se alteran al hacer un experimento neurológico.

Por lo que es importante que la neurona digital se modele en términos de estas propiedades químico-eléctricas, es decir, que ésta hable el mismo "lenguaje" que una neurona biológica.

Para poder lograr esa similitud, el investigador seleccionó un modelo matemático que captura la dinámica electroquímica de las neuronas.

Con ello, el investigador desarrolló una plataforma, la cual consiste en una tarjeta con un dispositivo conectado a una computadora que permite configurar y crear sistemas neuronales mediante una interfaz gráfica de usuario.

Lo más importante es que estos sistemas neuronales proporcionan información compatible de forma biológica, de la misma forma en que lo hacen las neuronas físicas, destacó.

Moctezuma Eugenio comentó que en una siguiente fase del proyecto se pretende mejorar la arquitectura del hardware o plataforma para poder implementar sistemas neuronales más grandes.

Además se quiere aumentar el nivel de información fisiológica para agregar más canales iónicos (conductancias) al modelo, además es necesario explorar una nueva forma de comunicación entre la plataforma y la PC y así lograr respuestas de neuronas en tiempo real.

También se planea realizar un sistema híbrido capaz de comunicarse con neuronas biológicas, agregó el investigador.

Pez Gato Eléctrico

Es una especie de siluro eléctrico

El pez gato eléctrico es un pez eléctrico africano, que era conocido por los antiguos egipcios. Figura en los frescos de las tumbas del año 2750 a.C. ya en el año 4000 a.C. se le menciona en los jeroglíficos, que dicen que él que "libera multitudes". Esto es exacto, ya que cuando un pescador toca a un pez gato capturado en su red y recibe una descarga eléctrica, suelta la red y todos los peces recobran inmediatamente su libertad.

El pez gato eléctrico está bastante aislado en la clasificación y él sólo es un familia.

El órganos eléctrico del pez gato está formado por una capa de músculos que se encuentra inmediatamente debajo de la epidermis y que cubre todo el cuerpo y parte de la cola. Este órgano se divide en compartimentos que contienen unas placas galvánicas, recibiendo cada una de ellas, las ramificaciones de una importante célula situada en la espina dorsal.

El polo positivo de este órgano está situado cerca de la cabeza, y el polo negativo en la cola. Un pez gato adulto de gran tamaño puede producir descargas de hasta 350 voltios. Varias descargas de menor intensidad siguen generalmente a la primera.

Los peces que viven en el mismo acuario se quedan aturdidos, cuando no mueren por estas descargas, de las que se sirve el pez gato eléctrico como medio de disuasión, cuando se siente amenazado por un enemigo.

También las utiliza para dominar mejor a los peces de los que se alimenta.

Desde el siglo XI, los árabes utilizaron este extraño pez para calmar los dolores. Lo aplicaban en las partes doloridas del cuerpo del paciente.

Grupo: Vertebrados
Clase: Osteictios
Orden: Siluriformes
Familia: Malapterúridos
Género y especie: Malapterurus electricus (pez gato eléctrico)

sábado, 29 de agosto de 2015

Aparato visual (1)

A grandes rasgos, podemos decir que el aparato visual se compone de: GLOBO OCULAR, VÍAS ÓPTICAS y ANEXOS.

GLOBO OCULAR
El globo ocular se compone de tres capas y tres cámaras.
Las capas son: La ESCLEROCÓRNEA, la ÚVEA y la RETINA.
Las cámaras son: ANTERIOR, la POSTERIOR y la VÍTREA.
LAS CAPAS
LA ESCLEROCÓRNEA
La esclerocórnea es la capa más exterior, y se compone de ESCLERA y CÓRNEA.

LA ESCLERA es la parte fibrosa que forma la "parte blanca del ojo", y tiene una función de protección. En su zona exterior está recubierta por una mucosa transparente llamada conjuntiva, cuya irritación da lugar a las conocidas y frecuentes conjuntivitis.

LA CÓRNEA, es la parte transparente de la capa externa, es la "ventana óptica" del ojo, y su función es, lógicamente óptica.

LA ÚVEA
La úvea es la capa media, y tiene tres partes: la COROIDES, el CUERPO CILIAR y el IRIS

LA COROIDES está en la parte posterior del ojo, tiene una función tanto nutritiva como de pantalla pigmentaria (para evitar que entre luz en el ojo por donde "no debe").

EL CUERPO CILIAR, en la zona media, formado por los PROCESOS CILIARES (encargados de la secreción del líquido que rellena la cámara anterior y que se llama HUMOR ACUOSO) y el MÚSCULO CILIAR, encargado de variar la curvatura del cristalino para poder enfocar a distintas distancias.

EL IRIS, que está en la zona anterior (es la parte coloreada del ojo) y cuya función es regular la cantidad de luz que entra en el interior del ojo, para lo cual varía su tamaño según la intensidad de luz.

Inmediatamente tras el iris, y unido a los músculos ciliares está el CRISTALINO, la lente del ojo por excelencia. Tiene forma de lente biconvexa y es capaz de variar su curvatura, y por tanto su potencia dióptrica por la acción de los músculos ciliares. Esto será lo que permita enfocar a distintas distancias.

LA RETINA
La retina es la zona "sensible" del aparato visual. Es donde se deberían formar las imágenes que vemos para poder "verlas" con nitidez. Su parte anterior es ciega, y su sensibilidad va en aumento conforme se va alejando de la zona anterior. El punto de máxima sensibilidad es una pequeña hendidura llamada FÓVEA, que es donde se encuentra una mayor concentración de las células responsables de la sensibilidad de la retina: CONOS y BASTONES. En la zona posterior hay una parte ciega, que es donde conecta el nervio óptico y se llama PAPILA.

LAS CÁMARAS
Las cámaras que forman parte del globo ocular son tres: la ANTERIOR, la POSTERIOR y la VÍTREA.

LA CÁMARA ANTERIOR
La cámara anterior es la zona comprendida entre la córnea y el iris. Está rellena de HUMOR ACUOSO, líquido transparente producido por los procesos ciliares y que es desaguado por el ángulo que forman iris y córnea. Problemas en este desagüe producen, lógicamente, aumento de la presión intraocular y dan lugar al glaucoma.

LA CÁMARA POSTERIOR
La cámara posterior también rellena de humor acuoso, es la zona comprendida entre el iris y el cristalino, y es donde están los procesos ciliares.


LA CÁMARA VÍTREA
La cámara vítrea es la zona entre el cristalino y la retina, y está rellena de un gel transparente y avascular llamado HUMOR VÍTREO.


LAS VÍAS ÓPTICAS constituyen la transmisión de los impulsos nerviosos desde la retina hasta la corteza cerebral a través del nervio óptico. Las células receptoras son los ya nombrados conos y bastones que transforman las imágenes recibidas en impulsos nerviosos que son trasladadas al cerebro a través del citado nervio.

LOS ANEXOS del aparato visual, son el SISTEMA ÓCULO-MOTOR, compuesto por seis músculos externos que provocan la movilidad del globo ocular. El SISTEMA DE PROTECCIÓN, compuesto por ÓRBITA, PÁRPADOS, CONJUNTIVA, LÁGRIMA, VÍAS LAGRIMALES Y GLÁNDULAS LAGRIMALES.


EL ACTO VISUAL
El acto visual consta de 4 etapas:
Formación de la imagen en la retina a través del sistema óptico (córnea, humor acuoso, cristalino y humor vítreo)
Nacimiento del influjo nervioso
Transmisión del impulso nervioso a través del nervio óptico.
Interpretación del impulso nervioso, en la corteza cerebral.

Pero la formación de la imagen en la retina no es un proceso simple ni mucho menos estático. 

Un ojo normal, enfocado al infinito (a partir de unos 5 metros) está en reposo. Aparte de la posible contracción del iris para regular la cantidad de luz (como en una cámara fotográfica con el diafragma), la otra parte dinámica del sistema óptico, es decir el cristalino, está en reposo. O sea, que el ojo humano para ver de lejos no necesita esfuerzo adicional. 

Lógicamente, un ojo enfocado al infinito, si no varía algo de su sistema óptico, verá borroso a una distancia próxima, al igual que si enfocamos una cámara de fotos a una distancia y fotografiamos a otra más cercana, la foto saldrá borrosa. 

Y lo que varía es el grosor del cristalino. Cuando precisamos enfocar a una distancia próxima, los músculos ciliares entran en acción y provocan un aumento de grosor del citado cristalino, aumentando en consecuencia su potencia (al fin y al cabo es una lente biconvexa) y consiguiendo el enfoque correcto. Este mecanismo se llama acomodación, y su fallo es lo que produce la presbicia, a la que llamamos comúnmente "VISTA CANSADA".

jueves, 27 de agosto de 2015

Lazzaro Spallanzani

El naturalista italiano Lazzaro Spallanzani, nació en Escandiano el 12 de enero de 1729. Estudió en el colegio de los jesuitas de Regio y años después se matriculó en la facultad de Derecho de la Universidad de Bolonia, siguiendo los deseos de su padre, que era abogado.

Pero un amigo de la familia logró convencer a su padre de la auténtica vocación científica de Lazzaro y finalmente pudo inscribirse en la Facultad de Ciencias.

Las dotes intelectuales de Spallanzani eran tan vastas y diversas que sus maestros temían que las malgastase. A los 25 años había traducido obras de poetas clásicos, redactado un Tratado sobre Mecánica y discutía con facilidad sobre complejas cuestiones matemáticas.

Antes de los 30 era profesor de Lógica, Metafísica y griego en la Universidad de Regio, y se había ordenado sacerdote, aunque siempre mostró mayor afición por la biología experimental que por los estudios teológicos.

Posteriormente fue profesor de Física en la Universidad de Módena y de Historia Natural en la de Pavía, cuyo museo mineralógico dirigió y enriqueció con ejemplares hallados en sus numerosas excursiones.


Investigó la fecundación natural y artificial
Spallanzani investigó la fecundación natural y artificial. Demostró que la presencia de semen es indispensable para la concepción de un nuevo ser, aunque no supo reconocer la importancia de los espermatozoides, de los que se pensaba que eran parásitos. Logró la inseminación artificial de una perra y de varios animales inferiores con sus meticulosos experimentos.

También estudió la regeneración de las distintas partes del cuerpo en anfibios y reptiles. Descubrió que se produce con más facilidad en los animales inferiores, aunque no pudo explicar por qué no sucedía lo mismo en los superiores.

Estudió la circulación y el aparato respiratorio de los animales de sangre fría y caliente y demostró que tejidos vivos arrancados a un animal sacrificado, absorbían el oxígeno y despedían el óxido de carbono.

Investigó el proceso de digestión mediante experimentos realizados en su propio cuerpo que casi le cuestan la vida. Basándose en los resultados obtenidos con animales, del francés Réaumur, Spallanzani ingirió esponjas y pequeñas bolsitas de tela rellenas de pan o carne.

Al cabo de una horas vomitó y analizó el contenido del estómago: los alimentos se habían disgregado a pesar de no haber estado en contacto con las paredes del estómago.

Spallanzani dedujo que la sustancia digestiva en la digestión era el jugo gástrico. Utilizando el recogido por las esponjas, demostró que el alimento se desintegra de la misma manera fuera del cuerpo.

La vida de los organismos unicelularesSpallanzani confirmó que los organismos unicelulares son seres vivos y refutó la generación espontánea, anticipándose a Pasteur. El sacerdote católico inglés Needham había hecho una serie de experimentos en favor de esa teoría.

Calentó caldo de carne en diversos recipientes que luego selló. Al cabo de unos días, el alimento había sido descompuesto por los microorganismos, por lo que Neddham sostenía que la vida surgía de la materia no viviente.

En 1769, Spallanzani repitió los experimentos pero prolongando el periodo de calentamiento y sellando con más cuidado los recipientes. De esta forma, pudo demostrar que el caldo se mantenía intacto mientras no estuviera en contacto con el aire.

La disputa entre ambos sacerdotes fue larga y enconada. El inglés afirmaba que las cocciones del italiano destruían el espíritu vital mientras que Spallanzani demostró que lo único destruido por la cocción eran las bacterias, y no un principio de vida de índole místico.

Estudió la médula ósea en lagartos y la atrofia de la visión en los murciélagos. No le faltaron enemigos que intentaron desacreditarle acusándole de apropiarse de los fondos del museo de la Universidad de Pavía, pero fueron ellos los únicos condenados.

Federico el Grande le hizo miembro de la Academia de Berlín. Entre sus obras destacan 'Ensayo sobre la reproducción animal', 'Opúsculos de física animal y vegetal' y 'Memoria sobre la respiración'.

A principios de 1799, Spallanzani sufrió un ataque de apoplejía. Poco después, el 1 de febrero de 1799, fallecía en Pavía. Gracias a sus investigaciones en el campo de la bacteriología se le conoce como 'Biólogo de biólogos'.

Calificaciones