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Carlos von der Becke - Biología 11

El presidente nos insiste en la cualidad de todo ser vivo de resolver sus problemas fundamentales (nutrirse, multiplicarse y otros de este tipo) para lo cual es una condición necesaria su adaptabilidad al nicho ecológico del cual vive.

MODULO I UNIDAD 2 CAPITULO 3

3. CAPACIDAD DE RESOLUCION DE PROBLEMAS

Otros mecanismos compartidos entre todos los seres vivos, son la irritabilidad, la nutrición, la comunicación, la formación de cadenas alimentarias, la respiración y la excreción, que en formas muy atípicas de vida (virus, plásmidos y fagos) pueden estar ausentes. El torno sabio se queda enteramente atrás en esta lista, aunque ya sabemos que necesita materia y energía para que la madre pueda tornear a la hija. Ninguna teoría fisicoquímica pura puede explicar la aparición de problemas. Ningun proceso fisicoquímico puede, como tal, resolver un problema.

IRRITABILIDAD. Ni los muertos ni las estructuras inanimadas tienen problemas; la vida si. Su problema, Chou, el de entender lo que estamos tratando juntos, no lo tiene ni una piedra ni una nube. Para que la vida se perpetúe o sobreviva, es condición necesaria que usted se pueda poner nervioso si no entiende o tiene alguna ansiedad. Esta inquietud, lo motiva a usted para buscar soluciones. La comparte con los animales dotados de sistemas nerviosos.

Las plantas muestran otra "irritabilidad", al tener programadas sus adaptaciones, incluso sus aclimataciones, posibles, que son respuestas cuando surgen problemas con el acceso al sol, con la verticalidad de las raíces o con la lucha contra depredadores. Las coníferas se "irritan" para evitar que crezcan pastos debajo de ellas y les lleguen a robar parte del sol. Caen al suelo sus cilíndricas hojas secas y tóxicas hasta formar una alfombra letal que las preserva de competencias no deseadas.

Al torno sabio y su robot les da lo mismo estar descompuestos, lo cual les es desfavorable; o andando, que es lo que podría ocurrir en casos favorables (ciertas formas de vida muy vegetativas parecen compartir esta situación). Para ello necesitaría no solamente la capacidad de aprendizaje sino tambien tener irritación bajo la forma de "genes comportamentales" (como los del pájaro carpintero ansioso de bichitos que crecen debajo de la corteza).

NUTRICION La necesidad de nutrientes de un ser humano alejado de las fuentes de faenamiento, cosecha o pesca, es el justificativo del futuro nicho profesional del lector, que es la tecnología de alimentos. Esta última busca proveer nutrientes lejos y mucho después del sitio y período de obtención, para lo cual los preserva de deterioros. Estas necesidades aparecen incipientemente en el torno sabio: obtiene energía de una línea eléctrica y necesita, para reproducirse, de la provisión de materias primas. Los seres vivos captan energía gratuita del ambiente (sol o gases volcánicos submarinos). Los transforman de una forma de energía a otra. De una estructura a otra. Todo ser vivo pretende aprovechar ocasiones para utilizar fuentes de energía, en una carrera por hacerlo mejor que los competidores. En esa carrera están los organismos productores que viven del sol, tambien los asombrosos organismos productores del fondo del océano que viven de los gases calientes del centro del planeta que escapan por fallas geológicas y por último de todos los organismos consumidores que depredan a los productores recién citados. Tomemos un ejemplo de productores: las florcitas y las hojas del oxalis tienen el aspecto de la fig a de día y de la fig b de noche.

Curtis a y Curtis b fig 32-8

De día todo está preparado para enfocar y captar la energía solar, de noche todo está preparado para evitar ya sea las pérdidas de energía, ya sea la posible confusión del reloj biológico que regula sus movimientos con motivo de una noche de luna llena. No es de su conveniencia que confunda la luz lunar con la solar para activar su reloj biológico. Son un ejemplo de búsqueda de una fuente de energía apta.-


  • LECTURA 11-Tyler Bonner - forma y función de las hojas fotosintéticas

  • El elemento químico más característico y abundante de la vida es el carbono (C), elemento que generalmente se excreta del ser vivo o de la celula, a veces como gas carbónico CO2 . Esa excreción no es otra cosa que el residuo de reacciones de obtención de energía a partir de las asi llamadas fuentes de carbono (Lectura 1). Esto da origen a la imperiosa necesidad de ser repuestos. Los vegetales verdes (que de día no necesitan su energía de otra fuente que no sea de los fotones del sol) lo obtienen justamente del CO2 ; los animales lo obtienen de la ingesta de substancias orgánicas ricas en carbono.

    El proceso químico mediante el cual se libera energía de una fuente de carbono se denomina oxidación o respiración celular y se realiza con la ayuda de un organelo muy importante, la mitocondria, que ya hemos mencionado. Si se razona en conjunto sobre plantas y animales, se observa que son netamente complementarios. Usted puede intentar establecer un diagrama que relacione animales, plantas y sol desde ese punto de vista.

    Para distinguir entre los cinco reinos, observamos la forma de nutrición (por luz solar o por sustancias de otro origen, por absorción o por ingestión). Esto es un reflejo de la importancia que tiene la nutrición en la biología. (El torno sabio está fuera de clasificación si su fuente energética es la electricidad. Todos los seres vivos obtienen su energía del sol o de los gases del centro del planeta que escapan por el fondo del mar, no de la electricidad. ¿Clasificaría usted al torno como una gigante arqueobacteria heterótrofa sin bioquímica? La contestación correcta es nó. El ensamble de la hija sigue otra vía).

    Hay errores innatos en la nutrición de muchos seres vivos. Aparecen incapacidades en algunos integrantes de una especie para procesar normalmente algunos nutrientes: niños que emiten orina negra o que no metabolizan el germen del trigo (celíacos), que así les causa daño. Estas incapacidades pasan a ser, a veces, características de toda la especie. Casi cualquier microorganismo no mutado sintetiza los 20 amino ácidos de la vida, el ser humano es, en lo que atañe a su metabolismo interno, un bioquímico industrial frustrado, ya que sólo consigue hacerlo con once o doce de ellos. Se ha vuelto dependiente de las síntesis logradas por otros seres vivos, que necesita ingerir. En esta lectura estudiamos un ejemplo de autosuficiencia para resolver problemas de nutrición, problemas resueltos por las leyes de la herencia (regla 19), los organismos poco desarrollados.

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    DOS TEXTOS ENCADENADOS:


  • LECTURA 12-Curtis - microorganismos nutriéndose en el fondo del pantano-


  • LECTURA 13-Koppel - la natación de microorganismos

  • (**) La adquisición de esta orientación espontánea es un interesante caso de un fenómeno más general denominado autoorganización. Los gránulos magnéticos están fabricados por instrucciones genéticas heredadas y no necesitan otra reglamentación adicional para ubicarse correctamente. La fabricación innata de los gránulos es como la fabricación innata de las flagelinas propulsoras para la nanotecnología, la de las telarañas, de la leche vacuna, de la lana de las ovejas, de la cera para los panales de abejas, de la caparazón de los crustáceos o de las ideas maduras del científico, estas últimas logradas sobre una base innata y con la ayuda de los trucos enseñados por una cultura de siglos, trucos que tambien aparecen al considerar la estructura de la telaraña. Son todas biotecnologías factibles de ser estudiadas, modelizadas, imitadas y mejoradas. Son tambien autoorganizaciones espectaculares que ayudan a la nutrición.

    CADENAS ALIMENTARIAS.

    Cada ser viviente tiene el problema de adquirir alimentos para satisfacer sus necesidades. Casi cada ser viviente se convierte, a su vez, en alimento para otros organismos. La secuencia por la cual algunas especies vivas dependen de otras se denomina cadena alimentaria. Todas se inician con las plantas. Los herbívoros son predados por los carnívoros. Con alfalfa se produce carne bovina, que finalmente es uno de los alimentos humanos. --

    COMUNICACION.

    Los plásmidos (genes desnudos) y los microorganismos se envían señales. Muchos insectos se comunican entre sí con feromonas, nombre que reciben las secreciones que sirven de mensajes entre miembros de la misma especie para reconocerse. Entre ellas se han estudiado las de las polillas, que usan para el apareamiento. Los lagartos hembras emiten un compuesto llamado disparlura, detectable por los machos a kilómetros de distancia si el viento resulta favorable. La hembra emite 10-6 gramos que pueden llegar a atraer 109 machos en condiciones muy favorables. Si usted, Chou-Chin, fuera una polilla macho, ¿en qué dirección del viento volaría, a favor o en contra? ¿le convendría estar programado genéticamente para volar en la dirección correcta sin necesidad de un razonamiento lógico? ¿cómo serán los experimentos? (Curtis, p 599)

    El torno sabio es muy primitivo pues no ha necesitado de comunicación alguna con la colonia de tornos que ha formado. Se comporta como una célula aislada. En hipótesis, le vendría bien a la colonia una división del trabajo basada en la comunicación. ¿Cómo imagina usted esa tarea, Chou?

    RESPIRACION

    Es muy sorprendente que, en gran parte, el metabolismo de diferentes seres pertenecientes a cuatro de los cinco reinos resulte por demás similar. Excepto para los procariontes, la respiración existe en todos los restantes seres vivientes. El concepto de la respiración es el de la degradación de la glucosa por oxidación escalonada del ácido pirúvico a dióxido de carbono y agua. La respiración abarca dos significados. Uno coincide con el uso de la calle, o sea inspiración de oxígeno atmosférico y espiración de dióxido de carbono, lectura 1. La segunda es la oxidación de moléculas nutrientes en el interior de una célula, proceso que se puede denominar respiración celular. Aquí tambien hay oxígeno y dióxido de carbono, pero no se observan los movimientos de la inspiración ni los de la espiración, porque los gases están disueltos en agua y simplemente difunden y contradifunden.

    EXCRECION

    La excreción consiste en la expulsión de productos finales de metabolismo. El tema de la excreción se divide en dos categorías, la de las plantas y la de los animales. En las plantas no hay problema con la excreción de los gases que son el resultado de la fotosíntesis o de la respiración, ya que sus hojas están idealmente adaptadas para dejarlos escapar ( lectura 11). Tampoco hay problemas con la excreción de otras sustancias finales inútiles, aunque a veces son tóxicas (lecturas 4 y --). Las depositan entre sus tejidos. La consecuencia es que se considera que los vegetales son acumuladores de sustancias: esta simplificación es el resultado de no disponer de órganos de excreción. En los animales la eliminación del dióxido de carbono, que es la función de la espiración, es al mismo tiempo una excreción de productos descartables. Tambien sucede en un placentario antes de nacer, que excreta ese dióxido a través de la placenta hacia el flujo sanguíneo de la madre. Otra excreción es la urea, producto final en el humano del metabolismo de las fuentes de nitrógeno, que tiene la gran virtud de ser muy soluble en agua, de manera que con poco volumen excretado se pueden eliminar importantes cantidades de desecho. No todos los animales excretan urea, que requiere riñones para lograrlo. Otros, como los pájaros guaníferos (que generan guano) excretan guanidina, que proporcionalmente contiene más nitrógeno residual que la urea. Entre los productos de excreción, en las heces, aparecen frecuentemente ingestas que no se han absorbido por el cuerpo, como es el caso característico de las fibras dietarias de celulosa. La ingesta de fibras dietarias, que son inertes, facilita luego el desecho de productos finales. El amoníaco podría ser producto final de excreción si no fuera por su toxicidad. Para que la supuesta vida del torno sabio tuviese perspectivas a largo plazo, el torno debe ingresar en una "cadena alimentaria" aunque sea mínima, con dos eslabones, con productores del metal o plástico y descomponedores para el reciclo de sus desechos. Por las características químicas (la fuerza de las ligaduras, etc.) el metal es muy difícil de reciclar, requiriendo altas temperaturas. Los plásticos, de los cuales hay muchos de diferentes propiedades, en general son más fáciles de reciclar, y muy sencillo resulta reciclar los prótidos y los glúcidos de la vida que conocemos. En los frigoríficos vemos que las grasas son en cambio de dificil reciclaje en emulsión con las aguas de descarte. Las grasas se degradan con dificultad, lo cual tambien sucede con la celulosa de las plantas y la queratina del pelo y de las uñas de los vertebrados. ¿Qué opinaría usted, Chou, si encontrara referencias sobre un torno sabio diseñado intencionalmente con materiales facilmente reciclables? ¿Qué opinaría de un torno sabio hecho con citoplasma, el mismo material mixto que usa la vida para dar funcionalidad y consistencia a la célula? La contestación merece pensarse algo más.

    CONCLUSIONES RAZONADAS

      El argumento principal reside en que la vida muestra todo tipo de recursos, que llegan casi a provocar letalidad, para resolver problemas que conspiran contra la eficiencia de un organismo y la supervivencia de una especie. Impresiona constatar que microorganismos muy pequeños han desarrollado sensores para su propia conveniencia, con técnicas que nos gustariía saber imitar. En los congresos de ingeniería mecánica ya hay sesiones dedicadas a la nanotecnología, del tipo del proyecto Hotani. Las perspectivas prácticas resultantes de reconocer cómo son los mecanismos biológicos son muy grandes.

    Actualizado 21.set.1998

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    Actualización 1998 - 2001
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