Existe vida en casi todos los lugares de la Tierra: en los fríos hielos de Groenlandia; en el desierto de Atacama, en Chile (el más seco del planeta); en las hirvientes fuentes termales del Parque Nacional de Yellowstone; en el río Tinto de Huelva, cuyas aguas son tan ácidas que corroen los metales; en surtidores submarinos de agua y gases de origen volcánico del fondo del océano Pacífico; en las montañas más altas y en las profundidades del mar.
La biosfera es el conjunto de los seres vivos del planeta Tierra y el medio físico que los rodea. Es una capa irregular en espesor y diversidad que abarca la hidrosfera, la zona más superficial de la litosfera y la parte inferior de la troposfera.
1. Factores que hacen posible la vida en la Tierra
La Tierra es única en el universo porque es el único planeta, que se sepa, donde hay vida. ¿Qué hace que tenga este privilegio?:
a) Presencia de agua en los tres estados (hielo, agua líquida y vapor de agua); en la Tierra la mayoría del agua se encuentra en estado líquido. Esto es muy importante, ya que el agua líquida es un componente esencial y muy abundante en los seres vivos y, además, muchos organismos viven en ella.
b) Distancia óptima del Sol; nuestro planeta se encuentra a 150 millones de kilómetros del Sol; esta situación hace que la cantidad de luz y calor que recibe la Tierra sean los más adecuados para los seres vivos. La zona del espacio alrededor de una estrella en la que las temperaturas pueden permitir la vida se llama zona de habitabilidad.
c) Tamaño adecuado; el planeta ha de tener un tamaño suficiente para que su fuerza de gravedad pueda mantener una atmósfera (si es demasiado pequeño las radiaciones solares la arrastran como pasó en la Luna).
d) Campo magnético; la Tierra tiene un gran campo magnético que la rodea y evita que las radiaciones solares más peligrosas y dañinas lleguen a la superficie. Esto puede verse cerca de los polos en forma de auroras boreales (o australes) producidas cuando estas radiaciones solares chocan con las capas superiores de la atmósfera.
e) Presencia de una atmósfera protectora; la atmósfera terrestre es fundamental para los seres vivos (especialmente para los que viven dentro de ella y fuera del agua). Podemos destacar tres motivos:
· Gracias al efecto invernadero, funciona como un regulador térmico que impide que la temperatura suba mucho de día (absorbe parte del calor de la luz del Sol) y baje mucho por la noche (retiene y va liberando el calor absorbido durante el día). Gracias a esto, los cambios son suaves y la temperatura media ronda los 15 °C.
· Gracias a la capa de ozono filtra los rayos ultravioleta del Sol, evitando que causen daño a los seres vivos que viven fuera del medio acuático. Al final del siglo XX se generaron grandes agujeros en la capa de ozono de los polos por la liberación de unos gases que destruyen el ozono, los CFC, y se usaban en la refrigeración. Los países se pusieron de acuerdo en prohibir y limitar mucho su uso lo que ha permitido que se haya ido recuperando poco a poco.
· Contiene los gases que precisan los seres vivos como el oxígeno y el dióxido de carbono necesarios para la respiración y la fotosíntesis.
2. Niveles de organización de los seres vivos
Cuando estudiamos la materia que forma nuestro entorno la organizamos en distintos niveles de complejidad para facilitar nuestro aprendizaje: son los niveles de organización. Los más relevantes son los siguientes:
Presentación: Niveles de organización
El paso de un nivel de organización al siguiente ocurre cuando aparecen una serie de propiedades nuevas que no pueden explicarse si estudiamos los componentes del nivel anterior por separado. Estas son las propiedades emergentes.
Los seres vivos, como toda la materia, están formados por elementos químicos (átomos). Sin embargo el porcentaje de elementos químicos que hay en un ser vivo y en la materia inerte del planeta es muy diferente. A los elementos químicos que forman parte necesaria de los seres vivos se les llama bioelementos.
Los más abundantes e importantes de ellos se denominan bioelementos primarios y son el carbono (C), el hidrógeno (H), el oxígeno (O), el nitrógeno (N), el azufre (S) y el fósforo (P). Pueden recordarse en orden por el sonido que se hace al leer sus iniciales (CHONSP) y comprenden casi el 99% de la materia viva.
El carbono (C) es el más importante de todos porque tiene una estructura tetraédrica que hace posible la formación de enlaces covalentes con otros átomos de carbono pudiendo formar cadenas y redes estables que permiten obtener moléculas de gran complejidad. Por eso la rama de la química que estudia los compuestos formados por el carbono se llama química orgánica.
Un tercer grupo lo conforman los oligoelementos; estos, como dice su nombre, aparecen en cantidades muy pequeñas (menos del 0,1%) como el manganeso (Mn), el iodo (I), el níquel (Ni), el hierro (Fe) y el cobre (Cu).
4. Biomoléculas
Los seres vivos, como toda la materia, están formados por elementos químicos (átomos). Sin embargo el porcentaje de elementos químicos que hay en un ser vivo y en la materia inerte del planeta es muy diferente. A los elementos químicos que forman parte necesaria de los seres vivos se les llama bioelementos.
Tanto en la materia inerte como en la materia viva, los distintos elementos químicos no se encuentran normalmente solos sino que se unen formando las moléculas. En el caso de los seres vivos, los bioelementos se unen formando las biomoléculas. Podemos distinguir dos grandes tipos de biomoléculas:
a) Biomoléculas inorgánicas; se encuentran en los seres vivos y en la materia inerte, son de pequeño tamaño y no están formadas por cadenas de carbono (C). Son el agua y las sales minerales.
b) Biomoléculas orgánicas; solo se encuentran en los seres vivos, son de gran tamaño y están formadas por cadenas de carbono (C). Son los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos.
4.1 Biomoléculas inorgánicas
Como ya hemos dicho, las biomoléculas inorgánicas se encuentran en los seres vivos y en la materia inerte, son de pequeño tamaño y no están formadas por cadenas de carbono (C). Distinguimos:
a) Agua; tiene muchas funciones en los seres vivos como el transporte, la regulación de la temperatura, ser el medio donde ocurren las reacciones químicas, amortiguar los impactos, etc. Todas estas funciones se deben a una serie de propiedades químicas muy interesantes que se estudiarán en cursos más avanzados (aunque podéis ver un resumen en el vídeo).
b) Sales minerales; pueden aparecer en los seres vivos en estado sólido (formando los esqueletos y las conchas) o disueltas en agua (encargándose de muchas funciones diferentes).
Las más conocidas son el carbonato de calcio (conchas), el fosfato de calcio (huesos), el sodio, el potasio, el calcio, ... (disueltas).
4.2 Biomoléculas orgánicas
Como ya hemos dicho, las biomoléculas orgánicas solo se encuentran en los seres vivos, son de gran tamaño y están formadas por cadenas de carbono (C). Distinguimos:
a) Glúcidos; son unas biomoléculas que tienen funciones energéticas a corto y medio plazo (los conocidos como azúcares y los hidratos de carbono) o estructurales (que forman partes del ser vivo).
Los más conocidos son la glucosa, la lactosa o la sacarosa (azúcares), el almidón (hidratos de carbono) o la celulosa (forma la pared celular de los vegetales y que usamos para fabricar papel o los tejidos vegetales como el algodón).
b) Lípidos; son unas biomoléculas que tienen funciones energéticas a largo plazo (grasas), funciones estructurales al formar partes del ser vivo (como la membrana de las células) o proteger contra el agua (son impermeables) y funciones reguladoras al formar diversas hormonas y vitaminas.
Los más conocidos son las grasas (energía), las ceras (impermeables), el colesterol y los fosfolípidos (membrana de las células).
c) Proteínas; son las biomoléculas orgánicas más abundantes en los seres vivos y se encargan de funciones estructurales (forman estructuras como los músculos, el pelo, …) y reguladoras (realizan la mayoría de reacciones químicas del organismo) formando también hormonas y vitaminas.
Las más conocidas son la hemoglobina (lleva el oxígeno en la sangre), el colágeno (rellena las cavidades y espacios del organismo), la queratina (forma el pelo y las uñas), ...
d) Ácidos nucleicos; son las biomoléculas orgánicas encargadas de contener y transmitir toda la información genética de los seres vivos y, por lo tanto, son responsables tanto de controlar todo su funcionamiento como de transmitir esta información a la descendencia.
Los más conocidos son el ADN (contiene y conserva la información genética) y el ARN (lleva una copia de esta información a donde hace falta).
5. La célula
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