De l'Univers a la Vida: Guia Científica Completa

El Mètode Científic

El mètode científic és un procediment rigorós que tracta d'assegurar la màxima objectivitat i fiabilitat en la investigació científica.

Passos del Mètode Científic

1. Identificació del problema: plantejar el problema.
2. Formulació d'hipòtesis.
3. Procediment deductiu: conclusions.
4. Disseny experimental: preparar l'experiment per a la verificació.
5. Acceptació o refutació de la hipòtesi.

L'Univers i el seu Origen

Desplaçament al Vermell

Edwin Hubble va calcular la distància entre la Terra i les galàxies més llunyanes, i va descobrir que es distribueixen igual que les del Sol.

Efecte Doppler

L'efecte Doppler es produeix quan una font que emet una ona es mou respecte del receptor, i aquest percep una modificació de les característiques de l'ona depenent de la velocitat relativa entre emissor i receptor.

Radiació de Fons

En enfocar un radiotelescopi cap a zones llunyanes de l'univers, es va captar una feble radiació en una mateixa longitud d'ona.

Big Crunch o Gran Implosió

Segons la teoria del Big Crunch, l'univers seguirà expandint-se cada vegada més lentament, fins que cada cop s'atraurà més ràpidament a causa de l'atracció gravitatòria de les galàxies.

Big Rip o Gran Esvoranc

Segons la teoria del Big Rip, les galàxies s'aniran separant cada vegada més ràpid.

Matèria i Energia

La matèria està formada per àtoms. L'univers està format per un 75% d'hidrogen i un 25% d'heli.

Fusió Nuclear

La fusió nuclear és una reacció en què dos àtoms relativament senzills s'uneixen i combinen els seus nuclis per formar un nou àtom d'un element més complex, desprenent una gran quantitat d'energia.

Fissió Nuclear

La fissió nuclear és un procés en el qual un àtom molt gran s'escindeix en àtoms més petits i desprèn energia.

Estructura Interna de la Terra

L'estructura interna de la Terra es pot dividir en: escorça, mantell superior, mantell inferior, nucli extern i nucli intern. O també en: litosfera, astenosfera, mesosfera i endosfera.

Mètodes d'Estudi de l'Interior Terrestre

• Mètodes directes: estudi de les roques de la superfície i realització de sondatges.
• Mètodes indirectes:
  • Gravimetria: estudi de la gravetat terrestre.
  • Geomagnetisme: investigació del comportament del camp magnètic terrestre.
  • Sismologia: s'ocupa dels moviments sísmics.

Models de l'Estructura Interna

• Model estàtic: es basa en la composició química de cada capa.
• Model dinàmic: es basa en el comportament físic de les diferents capes.

Tectònica de Plaques

La tectònica global és l'estudi de les relacions entre les grans unitats estructurals de l'escorça terrestre.

Proves de la Tectònica de Plaques

• Geogràfiques: basades en la correspondència entre les línies costaneres separades pels mars.
• Paleontològiques: basades en els fòssils trobats a cada continent.
• Geològiques: en unir els continents, s'observa que els tipus de roques, la seva antiguitat i les grans serralades tenen una continuïtat que només s'explica si es van formar amb els continents units.

La Vida: Composició i Origen

Bioelements

Els bioelements són els conjunts d'elements químics que formen part dels éssers vius.

Bioelements Primaris

Carboni, hidrogen, oxigen, nitrogen, fòsfor i sofre.

Biomolècules

Biomolècules Inorgàniques

• Aigua: principal component del medi ambient.
• Sals minerals:
  • Sòlides: formen els ossos i les closques.
  • Dissoltes: regulen la pressió osmòtica de les cèl·lules i el transport de substàncies més complexes.

Biomolècules Orgàniques

• Glúcids: reserva energètica i funció estructural.
• Lípids: reserva energètica i funció estructural.
• Proteïnes: formades per aminoàcids, tenen funció estructural, regulen el metabolisme i transporten substàncies.
• Àcids nucleics: contenen la informació genètica.

Cèl·lules

• Procariotes: les més simples, només amb membrana i paret de lípids amb interior aquós (citoplasma).
• Eucariotes: més complexes i més grans que les procariotes, tenen nucli i són les cèl·lules dels animals i vegetals.

Origen de la Vida

Experiment d'Urey i Miller

Aquest experiment tracta d'imitar les condicions de l'atmosfera primitiva de la Terra. Van introduir gasos com hidrogen, amoníac o metà i aigua bullint, i es van produir descàrregues elèctriques.

Coacervats (Oparin)

Membrana que permet el pas a l'interior d'algunes substàncies amb un metabolisme més simple.

Microesferes Proteïnoides

Es formen a partir d'un grup d'aminoàcids en condicions determinades.

Teoria Endosimbiòtica (Lynn Margulis)

Va postular que les cèl·lules eucariotes provenen de l'associació de procariotes en simbiosi o col·laboració mútua.

Dates Clau en l'Origen de la Vida

• 3700 milions d'anys: primers fòssils.
• 2200 milions d'anys: fotosíntesi.
• 2100 milions d'anys: oxigen a l'atmosfera.
• 700 milions d'anys: primer organisme pluricel·lular.

Evolució de les Espècies

Lamarckisme

Segons el lamarckisme, les espècies canvien a mesura que s'adapten al medi, la funció crea l'òrgan (esforç per aconseguir una nova forma) i hi ha herència dels caràcters adquirits.

Darwinisme

El 1859, Darwin va publicar L'origen de les espècies, on exposava la seva teoria basada en la variabilitat de la descendència (mutacions) i la selecció natural (només sobreviu el més ben adaptat).

Neodarwinisme

El neodarwinisme integra la variabilitat entre individus, les mutacions que expliquen els canvis aleatoris en una espècie determinada i la seva codificació en l'ADN, que permet que aquests canvis passin a la descendència.

Proves de l'Evolució

• Paleontològiques: fòssils (més antic, més simple; més nou, més complex).
• Anatòmiques:
  • Òrgans homòlegs: mateixa estructura interna però diferent funció.
  • Òrgans anàlegs: diferent estructura interna però mateixa funció.
  • Òrgans vestigials: òrgans residuals que no exerceixen cap funció en un ésser viu.
• Bioquímiques: compostos químics dels éssers vius.
• Embriològiques: procés de desenvolupament dels organismes (com més similar l'embrió, més similar l'espècie).
• Serològiques: mecanismes immunitaris.

Especiació

L'especiació és el procés de formació de noves espècies.

1. Individus de la mateixa espècie comparteixen hàbitat.
2. Apareix una barrera geogràfica que separa dos subgrups que ja no es creuen entre ells. Cadascun s'adapta al seu entorn nou.
3. Les diferències són tan grans que individus dels dos subgrups ja no poden reproduir-se entre ells.
4. Nova espècie.

Arbre Filogenètic

Un arbre filogenètic mostra de forma gràfica les relacions evolutives entre espècies.

L'Ésser Humà

Diferències entre l'Ésser Humà i la Resta d'Éssers Vius

• Adquisició de la postura dreta: alliberament de les extremitats superiors.
• Capacitat prènsil: adopció del polze oposable als dits, que facilita la manipulació d'objectes.
• Increment de la capacitat cerebral: llenguatge i desenvolupament de la cultura.