Fundamentos de Biología y Geología: Seres Vivos, Fisiología Humana y Dinámica Terrestre

1. Características de los Seres Vivos

1. Estructura celular y organización: Son un conjunto organizado que se construye progresivamente poco a poco.
2. Información genética: Poseen un código de identidad (material genético).
3. Funciones vitales de nutrición: Exploran el medio, se nutren, se alimentan y respiran.
4. Ciclo biológico: El ser vivo en desarrollo experimenta un principio y un fin (nacimiento y muerte).
5. Reproducción: Provienen de otros seres vivos de la misma especie.
6. Biodiversidad: Presentan una notable multiplicidad y diversidad entre las especies vivientes.

2. Pruebas a Favor de la Evolución de las Especies

• Morfológicas: La mayoría de los seres vivos comparten una estructura anatómica muy similar que se hace más evidente conforme aumenta la afinidad filogenética.
• Embriológicas: El parentesco y las semejanzas son mayores durante las primeras fases del desarrollo embrionario.
• Paleontológicas: Registro basado en los organismos fósiles extintos encontrados, los cuales muestran diferencias y transiciones respecto a las especies actuales.
• Biogeográficas: Existencia de barreras geográficas que aíslan a grupos de individuos de una misma especie, propiciando que evolucionen de formas distintas.
• Anatómicas: Los órganos de los animales, en función de su estructura interna y función, se clasifican en:
  • Órganos homólogos: Misma estructura interna, pero con diferente forma externa y función (indican divergencia adaptativa).
  • Órganos análogos: Misma función, pero con distinta estructura interna y origen embrionario (convergencia adaptativa).
• Bioquímicas y moleculares: Cuanto más emparentados están dos organismos, mayores son las coincidencias entre las moléculas que los forman (proteínas y ADN).
• Etológicas: Pruebas comportamentales; por ejemplo, ciertas especies viven en estrecha dependencia y adaptación etológica respecto a otras.

3. Sistema Endocrino

El sistema endocrino es un mecanismo de regulación fisiológica lento, compuesto por glándulas que secretan hormonas directamente a la sangre, mediante la cual se transportan hasta las células u órganos diana.

Tipos de Glándulas

• Endocrinas: Secretan hormonas directamente al torrente sanguíneo.
• Exocrinas: Vierten su contenido al exterior del cuerpo o a cavidades internas mediante conductos.
• Mixtas: Poseen función tanto endocrina como exocrina (por ejemplo, el páncreas).

Principales Hormonas y sus Funciones

• TSH (Tirotropina): Producida por la hipófisis; estimula la secreción de tiroxina en el tiroides.
• ACTH (Adrenocorticotropina): Hormona hipofisaria que regula la actividad de la corteza suprarrenal.
• GH (Hormona del crecimiento): Secretada por la hipófisis; estimula el crecimiento corporal y óseo.
• Tiroxina: Producida en el tiroides; activa el metabolismo celular.
• Calcitonina: Disminuye la concentración de calcio en la sangre (hipocalcemiante).
• Parathormona (PTH): Aumenta la concentración de calcio en la sangre (hipercalcemiante).
• Prolactina: Estimula la producción de leche en las mamas.
• Adrenalina: Activa las respuestas del organismo ante situaciones de estrés o peligro.
• Insulina: Disminuye la concentración de glucosa en la sangre (hipoglucemiante).
• Glucagón: Aumenta la concentración de glucosa en la sangre (hiperglucemiante).
• Testosterona: Activa el desarrollo del aparato genital masculino y los caracteres sexuales secundarios.
• Estradiol: Activa el desarrollo del aparato genital femenino y caracteres secundarios.
• Progesterona: Prepara el endometrio para el embarazo y regula ciclos reproductivos.
• Glucocorticoides: Activan la producción de glucosa a partir de reservas lipídicas o proteicas.
• FSH (Hormona foliculoestimulante) y LH (Hormona luteinizante): Estimulan la secreción hormonal y la maduración de gametos en testículos y ovarios.

Principales Glándulas Endocrinas

• Hipotálamo: Recibe información del estado general del organismo y responde coordinando la actividad endocrina.
• Hipófisis: Pequeña glándula endocrina situada bajo el hipotálamo y controlada por este.
• Tiroides: Ubicado en el cuello; responde a la TSH produciendo tiroxina y calcitonina.
• Paratiroides: Produce parathormona para regular el nivel de calcio.
• Corteza suprarrenal: Libera hormonas esteroides y glucocorticoides.
• Médula suprarrenal: Elabora adrenalina.
• Páncreas: Produce insulina y glucagón.
• Gónadas: Ovarios y testículos, encargados de los gametos y de hormonas sexuales bajo el estímulo de FSH y LH.

4. Sistema Inmunológico

El sistema inmune se encarga de defender al organismo frente a agentes patógenos e invasores extraños.

Barreras y Mecanismos de Defensa

• Barrera mecánica: El grosor de la piel y las capas celulares epiteliales forman una barrera infranqueable; no obstante, si se lesiona, los microorganismos pueden atravesarla.
• Sistema retículo-endotelial: Conjunto de células fagocitarias distribuidas por los tejidos corporales que actúan en caso de que fallen las barreras mecánicas; la vasodilatación facilita una mayor llegada de estas células al foco infeccioso.
• Linfocitos T y B: Actúan si fallan las barreras anteriores; son capaces de reconocer antígenos específicos y elaborar una respuesta química mediante anticuerpos.

Se considera que un organismo posee inmunidad frente a un antígeno cuando es capaz de neutralizarlo o destruirlo sin desarrollar síntomas patológicos (puede ser de origen natural o artificial).

Órganos del Sistema Inmunitario

• Médula ósea roja: Se localiza en el tejido esponjoso de los huesos infantiles y, en el adulto, se concentra en el interior de los huesos planos; origina las células sanguíneas e inmunitarias.
• Timo: Madura y multiplica las células precursoras que provienen de la médula ósea, transformándolas en linfocitos T.
• Bazo: Filtran la sangre y concentran linfocitos (órgano linfoide secundario no imprescindible para la vida).
• Ganglios linfáticos: Estructuras de filtrado de la linfa con una función inmunológica similar a la del bazo.

Tipos de Respuesta Inmune

• Respuesta primaria: Se produce tras el primer contacto con el antígeno (es la base del mecanismo de inmunización de las vacunas).
• Respuesta secundaria: Se genera en contactos posteriores; el tiempo de latencia es mucho más corto y la producción de anticuerpos resulta mucho más rápida y eficaz.

5. Anatomía del Oído

• Oído externo: Comprende el pabellón auditivo y el conducto auditivo externo.
• Oído medio: Formado por el tímpano y la cadena de huesecillos (martillo, yunque, lenticular y estribo).
• Oído interno: Compuesto por los canales semicirculares y la cóclea (caracol y laberinto), responsables de la audición y el equilibrio.

6. Astronomía: Planetas Enanos

Un planeta enano es un cuerpo celeste que cumple con las siguientes condiciones:

• Orbita alrededor del Sol.
• Tiene suficiente masa para que su propia gravedad venza las fuerzas de cuerpo rígido y adquiera equilibrio hidrostático (forma casi esférica).
• No es un satélite de otro planeta.
• No ha logrado limpiar la vecindad de su órbita de otros objetos celestes.

7. Estudio y Estructura Interna de la Tierra

Métodos de Estudio

• Métodos directos: Análisis de lavas volcánicas, procesos de erosión, muestras de minas profundas y sondeos geológicos.
• Métodos indirectos:
  • Geoquímicos: Ensayos y análisis basados en la composición de meteoritos caídos sobre la superficie terrestre.
  • Geofísicos: Métodos gravimétricos, magnéticos y sísmicos (estudio del comportamiento y velocidad de las ondas sísmicas P y S).

Modelos de la Estructura Terrestre

• Modelo estático (o geoquímico): Clasificación según la composición química:
  • Corteza: Espesor aproximado de 50 a 100 km.
  • Manto: Se extiende hasta los 2900 km de profundidad.
  • Núcleo: Llega hasta el centro del planeta (aproximadamente 6370 km).
• Modelo dinámico (o geodinámico): Clasificación según el comportamiento mecánico:
  • Litosfera: Incluye la corteza y parte del manto superior; es rígida y está fragmentada en placas tectónicas.
  • Astenosfera: Parte del manto superior de comportamiento plástico y poco rígido.
  • Mesosfera: Corresponde al manto inferior, formada por material sólido y rígido sometido a altas presiones.
  • Endosfera: Comprende el núcleo; su zona externa se encuentra en estado líquido y la interna en estado sólido.

8. Dinámica Terrestre y Ciclo de las Rocas

Manifestaciones de la Tectónica de Placas

La interacción entre placas tectónicas genera fenómenos como terremotos, vulcanismo y deformaciones en la corteza terrestre (las cuales pueden ser elásticas, plásticas o por fractura/ruptura).

El Ciclo de las Rocas

• Sedimentación: Proceso de depósito y acumulación de materiales previamente disgregados o meteorizados.
• Metamorfismo: Transformaciones estructurales y mineralógicas experimentadas por rocas preexistentes debido al aumento de presión, temperatura o ambos factores combinados.
• Formación de rocas ígneas: Cristalización del magma producida bajo rangos moderados a altos de temperatura y presiones variables.

Procesos Geológicos Externos

Son aquellos modelados por la energía solar y la fuerza de la gravedad:

• Procesos estáticos (Meteorización): Descomposición y fragmentación in situ de la roca sin desplazamiento:
  • Meteorización mecánica (física): Fragmentación sin intervención química del agua en estado líquido. Incluye cinco tipos: lajamiento, crioclastia (gelifracción), termoclastia, haloclastia y bioclastia.
  • Meteorización química: Descomposición con intervención activa del agua o gases atmosféricos, produciendo alteraciones mineralógicas: hidrólisis, carbonatación, hidratación, disolución y oxidación.
• Procesos dinámicos: Sistemas denudativos que conllevan movimiento:
  • Erosión: Desgaste y movilización de los materiales meteorizados mediante la acción del agua, hielo o viento.
  • Transporte: Traslado de los sedimentos arrancados hacia otras zonas.
  • Sedimentación: Depósito final de los materiales transportados, condicionado por el tamaño de partícula, su peso y la energía cinética del medio transportador.