domingo, 2 de septiembre de 2018

Eras Geológicas

Estudio de las Eras Geológicas
Las dotaciones de rocas sedimentarias con fósiles, la aplicación de las leyes de Steno cuando son viables y el análisis de los procesos geológicos que han sufrido las rocas de una zona han servido para conocer, de forma aproximada, los acontecimientos más importantes que han tenido lugar en la Tierra desde su formación.
Así, analizando los estratos sedimentarios donde aparecen fósiles y datando los mismos, como capaces de deducir en qué época vivían estos organismos. Los análisis de las características de las rocas, así como de las características de los organismos, han ayudado a los científicos a hacerse una idea de cómo ha sido el proceso de expansión de los organismos vivos en la Tierra.
El estudio geológico de los minerales, de los procesos de sedimentación y el análisis de la tectónica de placas han ayudado también a entender cómo ha evolucionado la superficie de la Tierra y los continentes.
Unidades Geocronométrias
El tiempo geológico debe dividirse en unidades, al igual que el tiempo ordinario. Pero los años son un periodo de tiempo extremadamente corto y no podemos subdividir la edad de la Tierra atendiendo a divisiones como siglos o milenios.

domingo, 15 de julio de 2018

Sucesiones estratigráficas y leyes de Steno

Las sucesión estratigriáfica muestra la sucesión de rocas sedimentarias que se van acumulando, encontrando estratos sucesivos de más antiguo a mas moderno.
La sucesión estratigráfica se basa en las leyes de Steno y en todas las variaciones que los estratos han podido sufrir, tal como plegamientos, fallas, cabalgamientos, etc.

Leyes de Steno
Las leyes de Steno fueron enunciadas en el siglo XVII y son básicamente tres.

martes, 19 de junio de 2018

Vídeos: Eras Geológicas

Se han incorporado a mi canal de youtube cuatro vídeos en los que se resumen los eventos más importantes de las eras geológicas de la Tierra.

Han sido desarrollados e ilustrados por el alumnado de cuarto de ESO (generación del 2002), demostrando con ellas no solo su capacidad de resumir información, también sus dotes interpretativas y artísticas.

El primer vídeo resume los periodos Hádico y Precámbrico:


El segundo vídeo resume las eras correspondientes al Paleozóico:


El tercer vídeo resume las eras correspondientes al Mesozóico:


Y finalmente el cuarto vídeo describe las eras correspondientes al Cenozóico:


La edición y puesta a punto han corrido de mi cuenta. La recogida de información, resúmenes y todo el trabajo artístico corresponde a los alumnos y alumnas de cuarto de ESO.

domingo, 20 de mayo de 2018

Tiempo Geológico: Formación de la Tierra

Entendemos por tiempo geológico la estimación de la historia y vida del planeta Tierra, así como la división de este tiempo en periodos concretos, separados entre sí por acontecimientos concretos, y que se denominan eras geológicas.
Analizaremos el paso del tiempo y mostraremos las evidencias que han hecho que las teorías que muestran el Universo como un sistema en cambio continuo hayan triunfado sobre aquellas que podríamos catalogar como inmovilistas.
Veremos que el tiempo geológico traspasa la naturaleza humana. Los procesos geológicos, al igual que los procesos evolutivos, tienen lugar a un ritmo tan lento que los resultados suelen ser inapreciables si usamos como escala, o referencia, la vida de un ser humano.
Formación de la Tierra
Proceso de Formación
El ser humano ha asumido, desde tiempos inmemoriales, el hecho de que la Tierra en particular y el Universo en general han debido partir de un principio. Es decir, debe existir un punto, un tiempo o una época en la cual el mundo ha sido generado, creado o ha surgido de alguna forma.
Antes de que los estudios científicos se dedicaran a ahondar en el tema, las principales explicaciones sobre el origen de la Tierra son, básicamente, religiosas. Prácticamente todos los pueblos o culturas poseen sus propias explicaciones sobre cómo se originó la Tierra, siempre con un marcado carácter mítico.

domingo, 6 de mayo de 2018

Evolución del Género Homo: Breve descripción

Orígenes del Hombre
Los seres humanos somos animales pertenecientes al phylum Chordata y subfilo Vertebrata, es decir, somos cordados vertebrados. Estamos dentro de la clase Mammalia, o sea somos Mamíferos. Y entre los mamíferos, estamos en el orden Primates. Nuestro nombre científico es Homo sapiens.
Pertenecemos al mismo orden que los monos en general y estamos especialmente emparentados con orangutanes, gorilas, bononos y chimpancés. Se trata de un grupo general conocidos como primates. Los primates descienden de un grupo de monos común conocidos genéricamente monos del viejo mundo, frente a los monos del nuevo mundo que corresponden a aquellos que ocuparon el continente americano.
Esto no quiere decir que descendamos de los orangutanes o los chimpancés, sino que todos estos tipos de primates y los humanos poseemos ascendientes comunes. El grado de parentesco con un primate es tanto mayor cuanto más cercano sea el punto de división en la línea evolutiva o, dicho de otro modo, cuanto más cercano se encuentre el último ancestro común.
Según esto, hoy en día estimamos que nuestros parientes más cercanos son chimpancés y bononos. Un poco más alejados se encuentran los gorilas y los orangutanes (la estimación más actual se ha llevado a cabo mediante análisis de ADN). 
Primeros Homínidos 
La principal característica que diferencia a los homínidos del resto de primates es la bipedestación, es decir, la capacidad de caminar erguidos, a dos patas. Los primeros primates bípedos en la serie evolutiva no pertenecen al género homo; son los Australopithecus. Se conocen varias especies de fósiles de Australopithecus: A. afarensis, A. africanus, A. anamensis entre otras.  Todos ellos eran bípedos y con una capacidad craneal de alrededor de 500 centímetros cúbicos (la capacidad craneal está íntimamente relacionada con la inteligencia), similar a los actuales grandes simios (bononos, chimpancés y gorilas) y medían entre un metro y un metro y medio. Se alimentaban fundamentalmente de frutas y hojas. Ocuparon zonas tropicales de África, apareciendo hace entre 4,5 y 5 millones de años y extinguiéndose hace aproximadamente 2 millones de años. Existe un amplio debate sobre qué aspecto de la bipedestación hizo que estos animales prosperasen; se ha planteado si pudo ser una ventaja a la hora de localizar depredadores, o tal vez si la liberación de sus manos a la hora de desplazarse pudo favorecer el desarrollo de la inteligencia al ser capaces de usar herramientas rudimentarias. Lo que parece demostrado es que los Australopithecus no eran capaces de fabricar sus propias herramientas y carecían de sistemas de comunicación o pensamiento simbólico.
No está claro cuál de las diferencies especies de Austrolopithecus conocidos son el  antecesor de los homínidos y cuáles son rutas paralelas, anteriores o posteriores a la aparición del género homo. Uno de los primeros Homo aparecerá en África hace algo menos de 3 millones de años. Se trata del Homo habilis. Como sus antecesores, caminaba erguido y su capacidad craneal seguía siendo similar a la de los actuales grandes simios. Pero existen pruebas claras que indican que este grupo de homínidos eran capaces de fabricar sus propias herramientas. La transmisión de información sobre las técnicas de tallado de piedra hacen suponer que poseían algún sistema de comunicación entre individuos, aunque se trate de una comunicación muy primitiva (nada que ver con un lenguaje real).
Expansión del género Homo
Homo habilis
Del Homo habilis surgirán dos especies de Homo que se expandirán por África y comenzarán a colonizar el continente europeo y buena parte de Asia. Se trata del Homo erectus y del Homo ergaster. El H. ergaster dominará sobre todo las regiones europeas, mientras que el H. erectus establecerá su dominio en Asia. Aparecieron hace alrededor de 2,8 millones de años. Ambas especies poseen capacidades craneales mayores a las del Homo habilis, superando ligeramente los 800 cc. No solo son capaces de fabricar herramientas, también se les atribuye la capacidad de dominar el fuego (que podían usar tanto para  protegerse de depredadores, como para iluminarse y calentarse, sobre todo durante la noche).
Si bien el Homo ergaster parece haberse extinguido hace ya más de un millón y medio de años, algunas poblaciones de Homo habilis, o pequeñas variantes de los mismos como el Homo florensis, continuaron viviendo en el continente asiático hasta hace menos de doscientos mil años (es decir, llegaron a convivir con el Homo sapiens actual).
Homo erectus
A partir de alguna de estas dos especies de homo especies surgirá, hace alrededor de un millón y medio de años, el Homo antecesor. Partirá, presuntamente, de África y colonizará fundamentalmente el continente europeo (no han aparecido, hasta el momento, restos en Asia). La crucial importancia de esta especie es que se trata del antecesor común de las dos grandes especies de homo más actuales: el Homo neanderthalensis y el Homo sapiens.
Los Homo antecesor poseían capacidad de fabricar herramientas de una cierta complejidad. Físicamente eran más poderosos que sus antepasados, medían más de 160 cm y podían llegar a alcanzar los 180 cm en algunos casos. Su capacidad craneal era sensiblemente inferior a la de humanos y neandertales, rondando los 1000 centímetro cúbicos (estas dos especies alcanzarán promedios de alrededor de 1350 cc).
Neandertales y Humanos
Neandertal
Durante muchos años, se consideró al Homo neanderthalensis el inmediato antecesor del Homo sapiens moderno. Hoy en día sabemos, en cambio, que ambas especies son ramas paralelas con un origen común. Ambas parecen surgir en África, hace algo más de un millón de años. El neandertal centrará su dominio en la zona sur de Europa, el sapiens se hará más ubicuo, colonizando tanto la zona sur de Europa como el continente asiático.
Ambas especies comparten ciertas similitudes. Por un lado, su capacidad craneal es similar, alrededor de 1350 centímetro cúbicos. Ambos fabrican herramientas complejas y ambos manifiestan pensamiento simbólico: pintan las paredes de las cuevas que habitan, decoran sus cuerpos y honran a sus muertos mediante ritos funerarios.
La idea de que los neandertales eran una especie de humanos torpes está prácticamente descartada. Usaban herramientas similares, poseían ritos parecidos y sus estructuras sociales eran complejas en ambos casos.  Ambos debían tener sistemas de comunicación relativamente complejos (aunque se ha planteado en  ocasiones que el aparato donador de los humanos permite la realización de más sonidos). La razón por la cual los neandertales se extinguieron y los humanos persistieron está aun en debate.
Por un lado, los neandertales eran de menor tamaño y mucho más robustos, con piernas más cortas y brazos más largos. Su capacidad craneal era similar a la de humanos, aunque la morfología de su cabeza era ligeramente distinta, con frente huidiza y un arco ocular bastante marcado. Su fisionomía los hacía especialmente aptos para vivir en ambientes más fríos. El cambio climático tras la glaciación pudo ser uno de los desencadenantes de su debacle.
También se ha postulado la fusión o hibridación con humanos. Si bien la absorción total de los neandertales por parte de los humanos está más o menos descartada, sí que se ha demostrado, mediante análisis de ADN, que ha habido cruzamientos entre ambas especies.
Una última hipótesis es que neandertales y humanos competían por el mismo nicho ecológico, es decir, ambos consumían los mismos recursos; y los humanos, más adaptados al medio, sobre manera tras el calentamiento del clima, acabaron por desplazar totalmente a los neandertales.
De una forma o de otra, los últimos neandertales se extinguirían hace menos de treinta mil años.
Homo sapiens
Los seres humanos continuarían su marcha. Si bien hubo un momento de cuello de botella, en la que estuvo al borde de la extinción, el desarrollo cultural logrará una explosión demográfica, sobre manera tras el nacimiento de la agricultura y ganadería, es decir, tras el neolítico.
El ser humano no ha dejado de evolucionar. Antes del neolítico, los cazadores recolectores eran sensiblemente más altos y corpulentos, superaban habitualmente los 180 centímetros y los huesos muestran que su musculatura debía ser prominente. Tras el neolítico se favorece evolutivamente un menor volumen corporal: dado que no tienen que cazar, no se requieren musculaturas tan prominentes y de este modo se requiere menor consumo de energía para su actividad diaria.

Los seres humanos actuales siguen evolucionando. Pero los sistemas de control familiar y el modo de vida actual hacen que la selección natural actúe de un modo más atemperado.

domingo, 22 de abril de 2018

Nervous function, three seconds and a goal

We are not usually aware of everything that surrounds us in our reality and all the number of decisions that our bodies must make in fractions of a second. Or, how our nervous system works and keeps our body connected to the world, how it analyses all the stimuli which we receive and also how it manages precise and concrete actions.

Let’s imagine this situation. A football match, twenty four seconds into the fifty third minute. (52:24)
The score: nil, nil.
The centre forward crosses the middle of the pitch towards the opponents' penalty box. A lot of information arrives in his brain, from his sensory system: his skin sends information about the atmospheric temperature and even about the slight breeze that blows around him; his ears are perceiving the shouts of the crowd and his team mates; he can even notice the smell of the mown grass and humidity of the air wetting the inner surface of his nose.
But only the autonomous part of his brain is reacting to these stimuli, producing sweat, making his body hair stand up on end. The conscious part of his brain, however, is unaware of all this information due to a general phenomena called lateral inhibition. His brain is totally concentrated on things that are supposed really important: the ball, the goal, the goalkeeper and his position.
The centre forward looks at the ball. The light from the sun impacts against the ball, the grass and the goalkeeper, and all this matter reflects the light, that crosses the air and is arrived at the eyes of our player. It moves through the cornea, then goes the iris and the lens that focuses it on the retina. There, the visual information is transformed into an electric impulse that exits the eye via the optic nerve. (1b)

domingo, 15 de abril de 2018

Consecuencias de la Evolución

Especiación y Deriva Génica: Aparición de Nuevas Especies
La especiación trata de explicar el proceso que tiene lugar en los grupos de individuos y que acaban dando lugar a la aparición de nuevas especies.
Se admite cuando dos comunidades de individuos de la misma especie dejan de tener relaciones entre sí y de cruzar sus genes, la distancia genética se irá ampliando. Esto se debe a que las mutaciones de cada grupo no se compartirán, cada grupo tendrá sus mutaciones azarosas y se irán adaptando al medio que les rodea de forma independiente.
El genotipo de los individuos de las dos poblaciones separadas se irá haciendo cada vez más diferente. La evolución de los distintos genotipos de las comunidades debido a mutaciones azarosas se denomina Deriva Génica. Dos comunidades separadas tendrán procesos de deriva génica distintas y por lo tanto tenderán a mostrar diferencias cada vez más acusadas. Si a esto unimos que sobre ambas comunidades pueden actuar factores ambientales distintos, en un espacio de tiempo acabaremos obteniendo comunidades con organismos incapaces de reproducirse entre sí, es decir, comunidades cuyos miembros ya pertenecen a especies distintas. En resumen, los distintos procesos de deriva génica acabarán dando lugar a que dos poblaciones separadas acaben dando lugar a dos especies distintas.

domingo, 25 de marzo de 2018

Evolución: Teorías Evolutivas

 El nacimiento de las teorías evolutivas
Si bien el término evolución se acuñaría entre finales del siglo XVII y principios del XVIII, la principal teoría evolutiva nace de los trabajos de Charles Darwin, descritos en su celebérrimo libro “El Origen de las Especies”, que fue publicado en 1859, así como de los trabajos y las publicaciones de un científico menos conocido, Alfred R. Wallace (publicados el año anterior, aunque con menos fundamento científico).
Hasta el nacimiento del evolucionismo como teoría científica, las teorías predominantes estaban más relacionadas con creencias como el creacionismo y el fijismo. Aun se consideraba posible la aparición espontánea de la vida.
El final del siglo XIX trajo consigo una serie de investigaciones y trabajos que cambiarían de forma radical la manera de ver la naturaleza por parte del mundo científico.
Comenzaron, por un lado, los primeros trabajos serios que trataban de datar la edad de la Tierra (aunque permanecerían claramente errados hasta mediados del siglo XX). Parecía claro que la edad del planeta debía medirse en millones de años (lejos de dataciones anteriores, basadas en cálculos de textos bíblicos en los que se hablaba solo de miles de años).
Aunque las dudas sobre la generación espontánea de la vida ya habían surgido con anterioridad, los experimentos definitivos que demostraban la imposibilidad de obtener organismos vivos partiendo de materia inerte no llegaría hasta mitad del siglo XIX, de la mano de Louis Pasteur.
Queda, por otro lado, el debate sobre si las formas de vida conocidas han permanecido en su estado desde el principio de los tiempos o si, por el contrario, los organismos cambian y se modifican.
El creacionismo es una idea que ha persistido incluso hasta la actualidad, en muchas ocasiones íntimamente vinculada a creencias religiosas. Las principales religiones aportan una visión inmovilista de la vida: un dios creador ha generado todo lo que conocemos en un momento determinado.
Las evidencias, en cambio, han ido mostrando al ser humano que ese pensamiento no puede ser del todo correcto. Los fósiles, que muestran seres vivos que han habitado el planeta hace muchos años, son una muestra clara de que han existido otras formas de vida que, por algún motivo, se han extinguido. Durante siglos se mantuvo el debate sobre si las formas fósiles correspondían realmente a seres vivos extintos o si, por el contrario, eran artefactos, formaciones irreales que no correspondían a ningún animal o planta.
Muchos animales mitológicos, como los dragones, no son más que interpretaciones populares de estas manifestaciones naturales.

El estudio detallado de fósiles y el crecimiento y establecimiento del pensamiento científico que acompañaron al renacimiento y la ilustración hicieron que la sombra de la duda fuera calando poco a poco, minando los preceptos establecidos por el creacionismos y el inmovilismo.
Durante muchos años, las teorías predominantes sostenían que los fósiles procedían de animales y plantas extintos tras una serie de cataclismos (algo aun relativamente concordante con el pensamiento bíblico). Pero vuelve a surgir el problema de la similitud entre algunos organismos fósiles, obviamente primitivos y organismos actuales. Y la idea de un ancestro común comienza a tomar forma. Ahí nacerán las primeras teorías evolutivas, principalmente de la mano de Lamarck.
Lamarck y Lamarckismo 
El naturalista francés Jean Baptiste Lamarck (Bazentin 1744 - París 1829) será quien desarrolle la primera teoría evolucionista, conocida habitualmente como Lamarckismo y Transformismo. Según esta teoría, los organismos habrían sido creados por Dios (nunca se llegó a desembarazar del creacionismo), pero los cambios en el ambiente que rodea a los seres vivos hacen que estos deban adaptarse a los cambios.
Estas adaptaciones conllevarían cambios físicos en los organismos o transformaciones; cambios que podrían ser traspasados a su descendencia y por lo tanto heredados.
El paradigma del lamarckismo tiene como principal ejemplo el caso de la evolución de la jirafa. Los fósiles de los antepasados de las antiguas jirafas nos muestran animales de menor tamaño y con el cuello mucho más corto. La necesidad de adaptarse a un ambiente en el que los árboles tienen sus hojas, el principal alimento de las jirafas, en las partes más altas hacen que el animal deba estirar su cuello para alcanzarlas. Esto ocasionará un incremento en el tamaño del cuello de la jirafa, que será además transmitido a sus descendientes. En sucesivas generaciones tendremos una jirafa con el cuello sensiblemente más alargado que sus antecesores. 
Las teorías de Lamarck presentan varios errores de bulto que han podido ser contrastados mediante la experimentación. El más importante es la heradabilidad de los caracteres adquiridos. Hoy sabemos que un carácter o propiedad adquirida durante la vida no es traspasado a los descendientes. Además, no logra desembarazarse de las ideas creacionistas. Impone, sin embargo, un argumento muy interesante y es aquel en el que se explica que las formas de vida no son constantes, sino mutables y que se adaptan al medio ambiente, cambian y evolucionan.

El Lamarckismo posee un fondo determinista del que no hemos sido capaces de desembarazarnos y que aun contamina de vez en cuando textos supuestamente Darwinistas. Esto es, los cambios que se producen en la evolución propuesta por Lamarck tienen una función clara y precisa. En el caso de las jirafas, por ejemplo, su cuello crecía para que éstas pudiesen alcanzar las ramas más altas y alimentarse de ellas. Las tesis Darwinistas dejarán los cambios al azar y trasladarán el peso del cambio a un proceso diferentes conocido como selección natural.
Darwinismo, Evolución y Selección Natural
Las teorías evolucionistas propuestas por Charles Darwin nacen tras un viaje por el continente americano, a  bordo del Beagle, durante el cual observa la variedad de seres vivos, las similitudes entre distintas especies que habitaban la zona, así como las similitudes con especies parecidas habituales en Europa. Le llamó la atención, especialmente, el hecho de que muchas especies diferentes presentaban grandes similitudes entre sí, con pequeños matices que hacían que se encontrasen mejor adaptadas al ambiente en el que vivían, a los alimentos que consumían o de los depredadores que las amenazaban.
A partir de las observaciones, Charles Darwin llegaría a una serie de conclusiones que plasmaría en su primer libro sobre evolución: “El Origen de las Especies”. Aquí establecerá, entre otros, los siguientes preceptos:
  • Las especies no son estables, cambian y se transforman. En este punto, hay coincidencia con la teoría evolutiva de Lamarck.
  • Todas las especies parten de una especie anterior. Es decir, todos los organismos tienen un ancestro común y la diversidad de las especies parten de las adaptaciones y transformaciones de distintos organismos a distintos tipos de ambientes.
  • Los organismos no se adaptan al medio de forma dirigida, sino que las transformaciones tienen lugar al azar. Los organismos evolucionan debido a cambios azarosos que arrastran desde su nacimiento (y por lo tanto son heredables).
  • Cuando esos cambios suponen algún tipo de ventaja del ser vivo frente al resto de organismos, estos tendrán más posibilidades de sobrevivir que el resto. Esto hace que su capacidad para reproducirse sean también mayor, por lo que transmitirán la ventaja evolutiva a más descendientes.
En resumen, el origen de la evolución de los seres vivos se encuentra en los cambios azarosos innatos que de los seres vivos y el motor de la evolución es la selección natural, es decir, la supervivencia de aquellos que, debido a estos procesos azarosos, están mejor adaptados al medio.
El Darwinismo, al contrario que el Lamarckismo, no es determinista: los cambios de los seres vivos no se producen de manera dirigida. La mayor cambio de los cambios, que hoy conocemos como mutaciones, no resultan beneficiosos, sino perjudiciales. Solo una pequeña fracción aportan alguna ventaja a los individuos que la poseen.
El éxito evolutivo de los individuos se traduce como una mayor capacidad para adaptarse al medio. Esto provocará que las probabilidades de reproducirse aumenten. Del mismo modo, todos los descendientes que hereden las modificaciones beneficiosas, tendrán más posibilidades de sobrevivir, prosperar y reproducirse. Y es así como, poco a poco, las características beneficiosas se van asentando en las poblaciones de individuos.
Si volvemos al mismo ejemplo de las jirafas, en el modelo darwiniano las jirafas que, por azar, nazcan con un cuello y patas más largas, llegarán con mayor facilidad a las hojas superiores de los árboles. En caso de escasez de alimento, tendrán muchas más posibilidades de sobrevivir aquellas con el cuello más largo. Por lo tanto, las jirafas de cuello corto tendrán más probabilidades de morir de hambre y será más improbable que se reproduzcan. El cuello cada vez más largo se irá imponiendo de generación en generación. Poco a poco, las jirafas irán poseyendo cuellos cada vez más largos, tanto en cuanto es un carácter que favorece la supervivencia y reproducción.  
Del Darwinismo a la Bioquímica: Teorías Sintéticas
Hoy sabemos que los caracteres se heredan a través del ADN. Todos los cambios producidos en el ADN de las células sexuales se transmiten de generación en generación. También conocemos la mecánica del cambio: las mutaciones genéticas. Tal como había previsto Darwin, estas se producen a azar y se una forma  natural, dentro del proceso de replicación del ADN.
Es decir, la transmisión de caracteres tiene lugar por la cesión del ADN que los dos progenitores hacen a los descendientes. Y las posibles mutaciones de este ADN corresponden a los cambios.
Los cambios o mutaciones pueden dar lugar a proteínas alteradas. Una sola proteína alterada puede suponer cambios mínimos, si se trata de un enzima metabólico, o cambios realmente importante si se trata de una de las proteínas relacionadas con el desarrollo embrionario.
Hoy conocemos varios grupos de genes que controlan el proceso de desarrollo del embrión y que por lo tanto condicionan la morfología general del individuo. Pequeñas mutaciones en estos genes pueden provocar cambios corporales realmente importantes.
Las mutaciones pueden también afectar a zonas de control de los genes y de esta forma condicionar la síntesis de proteínas. O dicho de otro modo, pueden provocar que algunas proteínas se fabriquen en mayor o menor medida, en células donde antes no se segregaban o en condiciones o situaciones distintas.
Como ya indicamos, dentro del ADN de organismos superiores es frecuente encontrar genes residuales, correspondientes a organismos ancestrales y que han dejado de funcionar, denominados genes fósiles.

El ADN puede sufrir cambios temporales durante la vida del individuo que hacen que ciertos genes dejen de expresarse o se expresen en mayor o menor medida. El estudio de estos cambios temporales y condicionales del ADN se denominan Epigenética. Un ejemplo clásico es la metilación de zonas de ADN. Se trata de cambios químicos reversibles, pero que pueden alterar en gran medida el fenotipo del individuo. Estos cambios, además, pueden responder a cambios en el ambiente, es decir, pueden desencadenarse solo ante determinadas condiciones ambientales. Si el ADN metilado de encuentra forma parte de las células reproductoras, esta metilación puede heredarse. Se trata, por lo tanto, de transmisión de caracteres condicionados por el ambiente, una especie de forma menor de Lamarckismo.

domingo, 18 de marzo de 2018

Evolución: Aparición de Vida en la Tierra

La Tierra es el único planeta conocido que alberga vida. La vida en la superficie de nuestro planeta es casi ubicua, prácticamente todos los entornos naturales poseen seres vivos que los pueblan.
Diferentes medios naturales poseen diferentes tipos de seres vivos. Lo que hace que la diversidad de formas vitales sea enorme. A día de hoy los seres humanos hemos clasificado cerca de dos millones de especies diferentes. Este número, sin embargo, es solo una pequeña porción de todas las especies diferentes que existen. Hay hábitats apenas explorados (como los fondos marinos) donde posiblemente existan miles de animales desconocidos, o lugares con tal cantidad de biodiversidad que resulta absolutamente imposible clasificar la variedad total de organismos. Las estimaciones varía entre los cinco y los cincuenta millones de especies diferentes.
A estas habría que sumar todas las especies que existieron en el pasado y se han extinguido. De éstas sólo conocemos aquellas que han dejado su huella en el registro fósil (la inmensa minoría).
La teoría de la evolución trata de explicar cómo los seres vivos han logrado tal grado de diversidad, partiendo de un solo origen común, describiendo las fuerzas que mueven el proceso de cambio y de selección de unas especies frente a otras.
Aparición de la Vida en la Tierra
Creacionismo y Generación Espontánea
El creacionismo se basa en la idea de que algún tipo de ser superior o supremo ha puesto sobre la Tierra a los seres vivos que la habitan. Es decir, marca el origen de la vida en un plano sobrenatural.
El creacionismo no es una teoría científica, tanto en cuanto es una explicación de la historia natural absolutamente carente de pruebas o demostraciones científicas. Tiene su base en preceptos religiosos: en general, la mayor parte de las religiones se basan en principios creacionistas en los que un ser supremo es el origen de las formas de vida y en general del universo que nos rodea.
Entendemos como generación espontánea la posibilidad real de aparición de seres vivos a partir de la nada, o sin la necesidad de la presencia de seres vivos progenitores.

viernes, 23 de febrero de 2018

Circulatory System: Videos

I have updated two videos of the Circulatory System.

The first one shows the most relevant veins and arteries of our body.



The second one explains the most important events that take place during the cardiac cycle.


I have also updated the diagrams of the circulatory system and the cardiac cycle in the page: "Materiales Didácticos", in this blog.

domingo, 18 de febrero de 2018

Teoría Cromosómica de la Herencia

Relaciones entre las leyes de Mendel y los cromosomas
Como indicamos, Mendel desconocía la existencia de cromosomas, pero sus estudios le permitieron deducir que los caracteres estaban condicionados por la presencia de dos alelos, que actualmente asociamos con dos genes. Uno de los alelos es de procedencia materna y el otro paterna. Lo cual es completamente lógico si tenemos en cuenta la transmisión de información genética: uno de los cromosomas procede de la madre (es de línea materna) y el otro cromosoma procede del padre (es de línea paterna).
Dicho de otro modo, la mitad de la información genética procede de nuestra madre y la otra mitad de nuestro padre, ya que cada uno de ellos nos cede uno de los cromosomas durante la unión de gametos en la reproducción sexual.
Los gametos, como ya hemos estudiado con anterioridad, poseen solo uno de los dos cromosomas homólogos. Por eso de cada alelo, nuestro padre solo nos cede una de las copias que posee y nuestra madre la otra copia. Y dependiendo de la copia que recibamos de cada uno de ellos, tendremos un genotipo u otro que derivarán en nuestro fenotipo final.
Cuando la herencia se recibe por alguno de los cromosomas ordinarios no sexuales hablamos de transmisión autosómica, que como hemos estudiado puede ser dominante o recesiva.

domingo, 4 de febrero de 2018

Herencia: Leyes de Mendel

Líneas Puras y Primera Ley de Mendel
Las primeras conclusiones que obtuvo Mendel de su trabajo con guisantes se referían a la descendencia que obtenía al cruzar líneas puras. Entendemos como líneas puras para un fenotipo determinado como aquellas líneas en las que todos sus descendientes son exactamente iguales para este fenotipo y exactamente igual a sus padres.
Por ejemplo, si una planta posee flores lilas, todos sus ascendientes poseen también flores lilas y todos sus descendientes poseen flores lilas al cruzarlo con otro individuo de flores lilas, sabremos que tenemos una línea pura para este fenotipo concreto.
Mendel probó a cruzar líneas puras para una característica concreta, que poseyesen un fenotipo diferente para esta característica. Por ejemplo, cruzó una línea pura de guisantes con flores lilas con una línea pura de guisantes con flores blancas. Y lo que obtuvo fue que todos sus descendientes eran exactamente iguales y todos poseían en este caso flores lilas.


De ahí que la primera ley de Mendel dice que si cruzamos dos individuos de línea pura, obtendremos una descendencia homogénea (todos sus descendientes serán iguales).

domingo, 21 de enero de 2018

Herencia: Características y Cuestiones sobre Herencia

La herencia de caracteres de una generación a la siguiente es un hecho conocido por los seres humanos desde tiempos ancestrales. No solo en lo referido a las similitudes físicas entre padres e hijos, también en la tendencia a enfermar de ciertas líneas familiares, así como las implicaciones de la herencia en todo lo relacionado con la ganadería y la agricultura.
Los seres humanos se han dedicado a cruzar y seleccionar individuos de razas de ganado o animales domésticos desde el neolítico. También se han cruzado y seleccionado distintas variedades de plantas, a fin de conseguir cultivar las idóneas para el consumo humano, aquellas que tenían mejor sabor, mejores propiedades nutricionales, o las que crecen con mayor facilidad en un clima o ambiente determinado.
Las leyes que rigen los procesos de transmisión de caracteres no han sido estudiadas, sin embargo, hasta mediados del siglo XIX, cuando un monje austriaco llamado Gregor Johan Mendel realizó una serie de estudios de transmisión de caracteres en vegetales. Concretamente, estudió la transmisión de siete características variables de los guisantes (altura de la planta, color y forma de la vaina, color y forma de las semillas y color y posición de las flores). 

Mendel publicó sus trabajos en 1866 aunque permanecieron ignorados durante más de tres décadas y no fueron reconocidos hasta los inicios del siglos XX.

Antes de analizar las conclusiones de los trabajos de Mendel y las teorías actuales de la herencia, debemos estudiar una serie de conceptos esenciales.
Definiciones previas
Comenzaremos estudiando una serie de definiciones esenciales para estudiar todo el proceso de la herencia y de la transmisión de caracteres.
Genotipo vs Fenotipo
Entendemos por genotipo al conjunto de genes que posee un ser vivo, es decir, la información contenida en el ADN de un individuo concreto.
Entendemos por fenotipo al conjunto de características física o morfológicas que presenta un individuo (y que en general son observables).
Las razas y variedades de animales y plantas, desde razas de perros a tipos de manzanas, son la manifestación de distintos genotipos en la forma de distintos fenotipos. 
Ambos términos están relacionados. Un genotipo determinado hace que en el individuo tienda a aparecer una fenotipo concreto. Pero no se puede establecer una correlación directa, es decir, un genotipo puede expresarse como un fenotipo determinado o no hacerlo dependiendo de ciertos factores ajenos al individuo y que denominamos factores ambientales.

Es decir, los factores ambientales son todos aquellos que pueden hacer que un genotipo se exprese como un fenotipo determinado o no.
Esto se comprende mejor con un ejemplo. La fenilcetonuria es una enfermedad genética que impide metabolizar el aminoácido fenilalanina; se manifiesta tras el nacimiento, cuando el bebé comienza a alimentarse y provoca acumulación de fenilalanina en el cerebro, que deriva en gravísimos daños cerebrales. Si detectamos la enfermedad y evitamos que el bebé consuma el aminoácido fenilalanina, la persona no acumulará fenilalanina y por lo tanto no enfermará. Es decir, aunque presente el genotipo que causa la enfermedad, si ambientalmente evitamos la acumulación del aminoácido conseguimos que el fenotipo (es decir, las gravísimas lesiones cerebrales) no se manifieste.
Existen genes que solo se manifiestan en determinadas condiciones ambientales de temperatura, luz, presión atmosférica, presencia de sustancias externas, etcétera.
Del mismo modo, un fenotipo determinado puede provenir de distintos genotipos. La hemofilia, por ejemplo, puede provenir de distintos tipos de mutaciones en distintos factores de coagulación. Es decir, hay varios tipos de mutaciones, o lo que es lo mismo, varios genotipos distintos, que derivan en el mismo tipo de enfermedad, es decir, en el mismo fenotipo.
Todo fenotipo proviene, en definitiva, bien de factores genéticos, bien de factores ambientales o, en muchas ocasiones, de una combinación de ambos tipos de factores.
Alelos y Genes
Un gen es una secuencia de ADN que codifica para una proteína determinada. Por su relación con el concepto de gen, debemos estudiar el concepto de alelo.
Entendemos por alelo al gen o conjunto de genes que causan o se manifiestan como una serie de fenotipos determinados. Es decir, un fenotipo estará causado por un alelo, que contendrá al gen o grupo de genes que causan el fenotipo.
Diferentes características físicas, diferentes fenotipos, estarán causados por la existencia de distintos tipos de alelos para una característica física determinada. Y como hemos indicado, estos alelos son diferentes debido a que la información genética, la secuencia de ADN de los genes que contienen, es diferente. 
Así, si un grupo de genes determinados marcan el color de ojos de una mosca, denominamos alelos a las diferentes variantes del gen que hacen que aparezcan diferentes fenotipos, es decir, habrá un alelo que hará que aparezcan ojos negros, otro provocarán ojos blancos, otro hará que los ojos del insecto sean rojos.
Debemos tener en cuenta que la mayor parte de los organismos poseen dos cromosomas, o lo que es lo mismo, dos copias de un alelo. Pero los cromosomas son homólogos, no idénticos, por lo tanto pueden tener dos alelos diferentes (uno en cada cromosoma). La relación entre los alelos y las características de la herencia de los mismos son la base de las leyes de Mendel, que se desprenden directamente de sus estudios con guisantes. 

domingo, 7 de enero de 2018

Mutaciones: Agentes Mutágenos

Los agentes mutágenos son aquellos capaces de provocar mutaciones en los seres vivos sobre los que actúan. Atendiendo a sus características, diferenciamos tres grandes tipos de mutágenos:

  • Agentes mutágenos físicos.
  • Agentes mutágenos químicos.
  • Mutágenos biológicos.

Agentes Mutágenos Físicos.
Los principales agentes mutágenos físicos son las radiaciones ionizantes, es decir, radiaciones electromagnéticos con longitudes de onda muy corta y gran capacidad energética.
La luz solar contiene algunas radiaciones ionizasteis con cierta capacidad de provocar mutaciones. Las más energéticas, los rayos gamma y rayos X, se quedan atrapadas en la ionosfera. La radiación con mayor capacidad mutágena, sin embargo, es la radiación ultravioleta (UV), que llega en cierta proporción a la superficie terrestre.
La mayor parte de la radiación UV queda atrapada por la capa de ozono de la estratosfera, sobre manera las radiaciones más energéticas, conocidas como UVC y UVB. Una cierta parte de los UVA llegan con cierta facilidad a la superficie terrestre.
Recordemos que la capa de ozono se encuentra en proceso de destrucción, debido en buena medida a la actividad humana, por lo que la dosis de radicación UV ha ido aumentando progresivamente en los últimos años.
Para paliar sus efectos deletéreos y su capacidad de provocar mutaciones, los organismos han ido buscando maneras de protegerse frente a esta radiación. Los seres humanos fabricamos un pigmento, conocido como melanina, que se acumula en la piel y absorbe radiación UV, impidiendo que provoque efectos nocivos en tejidos profundos.
La radiación UV afecta al ADN, provocando alteraciones que llevan a mutaciones puntuales debido a la formación de dímeros de pirimidina, que acaban derivando en cambios de bases o delecciones. 
Agentes Mutágenos Químicos.
Se trata de productos químicos que provocan mutaciones. La lista de sustancias químicas con capacidad de producir mutaciones es enorme (se habla de más de seis millones de sustancias descritas hasta la fecha). Dado que cualquier agente que cause mutaciones, tiene capacidad de provocar cáncer, estas sustancias son en ocasiones conocidas como agentes cancerígenos.
Algunos agentes mutágenos, como el 5-bromouracilo, actúa sustituyendo a bases nitrogenadas dentro del ADN (debido a sus similitudes químicas), provocando que en el proceso de replicación se lleve cabo una sustitución errónea de un par CG por un par AT. Para que el proceso se lleve a cabo, se necesitan tres procesos de replicación (por lo que es un mutágneo que actúa a largo plazo, no de manera instantanea). 


Otros agentes químicos atacan al ADN, provocando modificaciones en sus bases. Las modificaciones en las bases pueden provocar desde errores del sistema de reparación, que cambian la base modificada por una incorrecta, a errores en el emparejamiento durante la repliación.
El ácido nitroso, por ejemplo, ataca a la citosina, transformándola en uracilo. Si esto ocurre en una molécula de ADN, el proceso de reparación podría sustituir al uracilo por timina (ya que es la base a la que más se parece). 
Finalmente, podemos encontrar agentes intercalantes, que se colocan entre las bases de ADN, separándolas entre sí y pudiendo provocar delecciones durante el proceso de replicación. Entre los agentes intercalantes más conocidos destacan el bromuro de etidio y la acridinas.
También las reacciones oxidativas pueden provocar daños severos en el ADN que acaben derivando en mutaciones. Entre los superoxidantes más comunes destaca el peróxido pde hidrógeno (conocido comúnmente como agua oxigenada).
Mutágenos biológicos.
Se trata de organismos vivos con capacidad de provocar mutaciones en el ADN. Entre ellos destacan, con diferencia, los virus. Muchos tipos de virus son capaces de desarrollarse mediante ciclos biológicos que conocemos como ciclos lisogénicos.
Durante los ciclos lisogénicos, los virus se resguardan en el núcleo de la célula, insertando su ADN dentro del ADN nuclear. Si esta inserción de ADN se produce en medio de un gen o de una zona de control, el ciclo lisogénico habrá producido el mismo efecto que una mutación.
Del mismo modo, si al abandonar el ciclo lisogénico y pasar del núcleo al citoplasma el virus deja parte de su ADN dentro del ADN celular, esto provocará una mutación. Mediante este proceso se han constatado, incluso, el traspaso de genes completos entre diferentes especies cuando un mismo virus es capaz de infectar a dos organismos distintos.



El proceso es sencillo: al escapar de una célula en la que había desarrollado un ciclo lisogénico, se lleva consigo por error algún gen o grupo de genes del ADN de la célula infectada. Si ahora infecta otro tipo de célula de otra especie, podrá transferirle estos genes que se llevó de la primera célula por error.