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OLIMPÍADA ARGENTINA DE BIOLOGIA

AUSPICIA Y FINANCIA EL MINISTERIO DE EDUCACIÓN DE LA NACIÓN

ARGENTINA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE RÍO CUARTO

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS FÍSICO-QUÍMICAS Y NATURALES-

CUADERNILLO DE ENTRENAMIENTO NIVEL I Y NIVEL II

CERTÁMENES INTERCOLEGIAL Y NACIONAL DE XVI OAB

Edición: Febrero de 2008

Editado por Olimpíada Argentina de Biología

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OLIMPÍADA ARGENTINA DE BIOLOGÍA (OAB)

LA COORDINACIÓN DE LA ACTIVIDAD ACADÉMICA DE LA XVI OAB ESTUVO A CARGO DE:

COMITÉ ORGANIZADOR EJECUTIVO (COE)

Esp. María Isabel Ortiz (UNRC) Esp. Graciela Raffaini (UNRC)

Dra. Herminda Reinoso (UNRC)

LOS AUTORES DE LAS PROPUESTAS DE EXÁMENES PARA ESTA EDICIÓN FUERON LOS MIEMBROS DE LOS COMITÉS ACADÉMICOS

COMITÉ ACADÉMICO NIVEL I (CA I)

Lic. Antonia Oggero (UNRC) Dra. Alicia Rolando (UNRC)

Lic. Rosana Ferri

COMITÉ ACADÉMICO NIVEL II (CA II)

Mic. Florencia Alvarez (UNRC) Lic. y Prof. Analía Barbosa (OAB)

Mic. Analía Príncipe (UNRC) MSc. Susana Suárez (UNRC)

EL AVAL CIENTÍFICO PARA LAS PROPUESTAS DE EXÁMENES FUE DADO POR:

COMITÉ SUPERIOR

Dra. Guillermina Abdala (UNRC) MSc. Ana María Gagneten (UNL)

Dr. José Lisanti (UNRC) Dra. Viviana Rivarola (UNRC)


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Para el usuario

Esta nueva propuesta de cuadernillo de entrenamiento contiene los exámenes

implementados en los certámenes de la XVI Olimpíada Argentina de Biología (OAB),

durante el año 2007 para ser usados en el trabajo de preparación de los alumnos

interesados en participar de esta Olimpíada; al mismo tiempo que brinden una visión

generalizada sobre la modalidad de trabajo de los comités académicos de la OAB.

Este cuadernillo cuenta las tres de las secciones implementadas en ediciones

anteriores: Ejercicios propuestos para nivel I, Ejercicios propuestos para nivel II y Simposio para Suplentes del certamen nacional. En la tercera sección figuran los

resúmenes de los trabajos presentados por cada equipo participante en esta actividad.

Como novedad se ha incorporado el apartado “Ampliando contenidos…”,

el mismo contempla contenidos actualizados sobre diferentes ramas de las Ciencias

Biológicas. Su inclusión fue pensada con la intención de ofrecer a todos nuestros

participantes materiales alternativos de estudio acordes con los nuevos temarios vigentes

de la OAB.

La distribución de estos contenidos dentro del cuadernillo, sólo atiende a una

conexión con la rama de la Biología a la que se refiere el o los ejercicios anteriores a este

apartado, ello no implica exclusividad con el nivel para el que fue pensado el ejercicio. El

abordaje que cada participante (estudiante o docente) haga de estos contenidos deberá

estar en relación al nivel de profundidad propuesto en el temario del nivel al que

pertenece.

Considerando que el 2008 ha sido propuesto como “El año de la enseñanza de

las Ciencias” ponemos a disposición de los docentes un compilado de “Historia de la

Ciencia” para que pueda ser usado en diferentes propuestas de trabajo aúlico que

acerquen al estudiante al avance histórico del conocimiento científico en nuestro país.

Esperamos este material resulte útil para el trabajo de docentes y estudiantes.

Todas las sugerencias que pudieran surgir al trabajarlo y permitan mejorarlo pueden ser

remitidas a nuestra secretaría.


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Compilación General del cuadernillo Lic. y Prof. Analía Barbosa

Secretaria- Comité Organizador Ejecutivo OAB OLIMPÍADA ARGENTINA DE BIOLOGÍA

Agencia Postal Nº 3 X5804ZAB-Río Cuarto Tel/fax. 0358-4676180

e-mail: [email protected] web: www.oab.org.ar


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TEMARIOS DE LA XVI OAB


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NIVEL I TEMARIO TEÓRICO PARA NIVEL I DE LA OAB

BIOLOGÍA CELULAR (20 %)

*Atomos y Moléculas. Moléculas inorgánicas y orgánicas. Estructura e importancia del agua para los seres vivos (capilaridad, tensión superficial, etc.). Esctructura y función de carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos: ARN y ADN. Modelo de Watson y Crick. *Aportes históricos a la biología celular: Leeuwenhoek, Hooke, Virchow. *Organización celular. Formas, tamaños y tipos celulares: células procariotas y eucariotas. Nociones básicas de microscopía óptica y electrónica. *Estructura y función/es de: -Límites celulares: membrana y pared celular. Mecanismos de transporte pasivos y activos a través de las membranas. Permeabilidad de las membranas a diversas sustancias. Uniones y comunicaciones intercelulares. -Núcleo: membrana nuclear, nucleoplasma, nucléolo, cromatina, cromosoma, gen. -Citoplasma: citosol, mitocondrias, plástidos, peroxisomas, glioxisomas, retículo endoplasmático liso y rugoso, complejo de Golgi, lisosomas, ribosomas, vacuolas, vesículas, citoesqueleto. cilios, flagelos, centríolos *Metabolismo celular. Células autótrofas y heterótrofas. Fotosíntesis y respiración celular: ecuaciones y descripción general. *Ciclo celular. Interfase y división celular. Mitosis y meiosis: fases e importancia biológica. *Genética: objeto de estudio. Aportes de Mendel (1º Ley) y Morgan. *Biotecnología moderna: Concepto y nociones generales de su aplicación (clonación-organismos transgénicos-terapia génica)

ORGANISMOS (40%)

Conceptos de: especie, biodiversidad, clasificación, taxonomía, sistema de nomenclatura binomial, sistemática, taxón, categoría taxonómica, jerarquía taxonómica, homología, analogía y filogenia. Clasificación. Dominios: Bacteria, Archaea y Eukarya. Procariotas: Reinos Eubacteria y Archaebacteria. Semejanzas y diferencias Protistas: Características diferenciales de los principales grupos de protistas. Euglenophyta, Chrysophyta, Chlorophyta, Mastigophora, Sarcodina, Ciliophora. Fungi: Características principales del reino. Relaciones simbióticas de los hongos. Plantae: Etapas principales en la evolución de las plantas verdes. Características de Briophyta, Pterophyta, Pinophyta y Antophyta (Monocotiledóneas y Dicotiledóneas). Ciclos biológicos. Características diagnósticas de los phyla: Porifera, Cnidaria. Plathyelmithes, Nemathelminte, Annelida, Mollusca, Arthropoda (con énfasis en insectos), Equinodermata, Chordata (características de aves mamíferos reptiles y peces). a) Morfología y Fisiología Vegetal Características morfofisiológicas y adaptaciones de tejidos y órganos. Procesos de reproducción sexual y asexual. Crecimiento primario y secundario, transporte de distintas sustancias en las plantas. Principales hormonas vegetales: auxinas, citocininas, giberelinas, etileno, ácido abscísico. Fotosíntesis: principales mecanismos y fases de la misma. Principales respuestas a los estímulos: fotoperiodismo, fototropismo y geotropismo. b) Morfología y Fisiología Animal Tejidos animales. Morfofisiología y adaptaciones a ambientes acuáticos y terrestres de las estructuras que participan en la digestión, respiración, circulación, locomoción, excreción, integración y control, reproducción.


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En el organismo humano además se considera: *Sistema endócrino: Glándulas y productos glandulares: Hipófisis, Tiroides, Páncreas, Suprarrenales, Paratiroides, Ovario y Testículo. *Sistema nervioso: Sistema nervioso periférico. Sistema nervioso central (médula espinal y encéfalo). Sistema nervioso autónomo (simpático y parasimpático). Reflejos y órganos de los sentidos. *Reproducción y desarrollo: Sistemas reproductores masculino y femenino. Ovulación y ciclo menstrual. Concepto de: fertilización y desarrollo. Concepto de embrión y feto, membranas extra embrionarias y placenta, anticoncepción y enfermedades de transmisión sexual (énfasis en SIDA) duración de cada período en el embarazo. *Respuesta inmune: Órganos del sistema inmune. Diferencias entre el mecanismo de defensa específico (Linfocitos T y B, anticuerpos) y el mecanismo de defensa inespecífico (barreras anatómicas, inflamación).

ECOLOGÍA, ETOLOGÍA Y EVOLUCION (40%) *Ecología: objeto de estudio. *Población. Estructura: tamaño, densidad, distribución, sexo, edad. Dinámica: crecimiento, tipos exponencial y logístico. Natalidad, mortalidad, inmigración, emigración. Factores limitantes que regulan el tamaño poblacional: dependientes e independientes de la densidad. *Comunidad. Interrelaciones en las comunidades: competencia interespecífica; depredación; simbiosis: mutualismo, comensalismo, parasitismo. Hábitat y nicho ecológico. Principio de exclusión competitiva. *Ecosistemas. Factores bióticos y abióticos. Ciclo de la materia y flujo de la energía. Niveles tróficos. Cadenas y redes alimentarias. Pirámides ecológicas: numéricas, de biomasa, de energía. Ciclos biogeoquímicos del carbono y del agua. Ecosistemas acuáticos: de agua dulce y marina. Ecosistemas terrestres. Biomas: tipos y distribución mundial. Biomas naturales argentinos y parques nacionales) *Actividades humanas que alteran los ecosistemas: deforestación, contaminación. Conservación y protección de la naturaleza. *Etología: objeto de estudio. *Comportamiento. Ciclos de comportamiento. Comportamiento innato. Aprendizaje (impronta). Ecología del comportamiento: Comportamiento Social y altruismo. *Evolución. La evolución antes de Darwin: aportes de Malthus y Lamarck. Teoría de Darwin-Wallace: mecanismo de la selección natural. Pruebas de la evolución: registro fósil y anatomía comparada (homología y analogía). Patrones de evolución: Coevolución- Evolución convergente y divergente. Concepto de Filogenia.

Bibliografía sugerida. CURTIS, H. Y S. BARNES 2000. Biología. Ed. Médica Panamericana. 6ta. ed. PURVES, W; D. SADAVA; G. H. ORIANS Y H. CRAIG HELLER. 2003. Vida. La ciencia

de la Biología. Ed. Médica Panamericana. 6ta. ed. SOLOMON, E. P; L. R. BERG y D. W. MARTIN, 1999. Biología. Ed. Mc Graw Hill Interamericana 5ta.

ed.

**Para Parques Nacionales puede consultar: www.geocites.com y poner como palabras claves parques nacionales. Entrando en cualquier buscador con las palabras claves indicadas se llega a la página señalada.


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TEMARIO PRÁCTICO PARA NIVEL I DE LA OAB

( S ó l o p a r a i n s t a n c i a N a c i o n a l )

I- MÉTODOS BIOLÓGICOS *Análisis exomorfológico de animales y plantas.

*Disección de animales y flores para diagrama y fórmula floral.

*Cortes a “mano alzada” de tallos, hojas y raíces.

*Identificación de pigmentos vegetales mediante técnicas sencillas.

*Disección de animales pequeños acuáticos y terrestres.

*Observación de pequeños invertebrados con la lupa.

*Estimación de la parámetros poblacionales.

*Estimación de la biomasa.

*Uso de claves dicotómicas.

*Identificación de organismos mediante el uso de claves dicotómicas.

II- MÉTODOS FÍSICOS Y QUÍMICOS * Preparación de soluciones y diluciones a partir de la solución madre.

*Manejo de volúmenes pequeños.

*Pruebas estándares de monosacáridos, polisacáridos, lípidos, proteínas.

*Manejo de instrumental volumétrico (ej: pipetas, probetas, balones, vaso precipitado).

III- MÉTODOS ESTADÍSTICOS *Estimaciones de la media, rango, mínimo, máximo, moda, mediana, porcentaje.

*Diagramación e interpretación de gráficos.

Importante: Se recomienda en entrenamiento en la manipulación de:

*balanza (para masas pequeñas)

*aguja histológica y pinza (para organismos pequeños)

*bureta, pipeta u otro material (para enrasar precisamente)

*cronómetro o timer (para estimación de tiempos)

*protocolo de trabajo (para identificar correctamente sus pasos)

*bisturí u hoja de afeitar (para cortes sencillos)

*portaobjeto y cubreobjeto (para montar correctamente una muestra a observar en

microscopio)

*organismos pequeños (para observación directa y descripción de características)

*calculadoras no científicas (para cálculos sencillos)

*regla y lápiz (para elaboración de gráficas a escala en hojas lisas)

*gráficos (para interpretación de datos importantes)

*colorantes varios (para reconocer virajes de color)

*microscopio (para focalizar correctamente un preparado)


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NIVEL II TEMARIO DE TEÓRICO PARA NIVEL II DE LA OAB

1. BIOLOGÍA CELULAR. (30 %)

*La unidad de la vida. Átomos y moléculas, tipos de enlaces y reacciones químicas. Niveles de organización biológica. Importancia del agua en la vida. Estructura del agua. Moléculas orgánicas (carbohidratos, proteínas, lípidos, ácidos nucleicos-ADN y ARN, sus elementos constitutivos- y otros componentes importantes: NAD+/NADH; NADP+/NADPH; ADP/ATP). Concepto de enzima. *Organización celular: Forma. Tamaño. *Estructura y función de: Límites celulares (membrana y pared celular). Transporte a través de la membrana (difusión, ósmosis, difusión facilitada, transporte activo). Comunicaciones y uniones celulares. Núcleo: Membrana nuclear, nucleolo, nucleoplasma, cromatina, cromosomas, genes. Síntesis de ADN. Mutaciones. Síntesis de ARN o transcripción. Síntesis de proteínas o traducción. Regulación génica: concepto de operón. Enzimas inducibles y reprimibles. Elementos genéticos móviles. Citoplasma: Hialoplasma, citoesqueleto, mitocondrias, retículo endoplásmico liso y rugoso, ribosomas, aparato de Golgi, lisosomas, vacuolas, plástidos (cloroplastos, cromoplastos, leucoplastos). Cilios y flagelos. *Tipos celulares: Procariota y eucariota. Características y diferencias. *Flujo energético: Primera y segunda ley de la termodinámica. Fotosíntesis y respiración celular (ecuaciones generales y descripción de las fases de estos procesos). *Mitosis y meiosis: Ciclo celular {interfase y mitosis (profase, anafase, metafase y telofase)}. Meiosis I y meiosis II. Concepto de haploidía y diploidía. Espermatogénesis y ovogénesis. *Conceptos en genética: Primera y segunda ley de Mendel. Modificaciones a las leyes de Mendel (alelos múltiples, codominancia, ausencia de dominancia, genes letales) Excepciones a la ley de Mendel (ligamiento y recombinación). *Conceptos de Ingeniería Genética: Amplificación (clonación molecular) de ADN in vivo (células) e in vitro (PCR-Reacción en Cadena de la Polimerasa). Técnicas moleculares: hibridación (Southern, Northern, Western, hibridación en colonia o en calvas), electroforesis.

2. BIOLOGÍA DE LOS ORGANISMOS. (40 %) a) La clasificación de los organismos y filogenia. Conceptos de Taxonomía, Clasificación y Sistemática. Linneo y el desarrollo de las clasificaciones. Fuentes de información filogenética. Conceptos biológico y tipológico de especie. Dominios: Bacteria, Archaea y Eukarya. Reinos: Arquebacteria, Eubacteria, Protista, Fungi, Plantae, Animalia. Grupos no clasificados: Virus y Líquenes. Características diferenciales de los distintos grupos (tipo celular, unicelulares o pluricelulares, protostomados, deuterostomados, planes corporales, forma de nutrición, rol ecológico). Ejemplos. Características diferenciales de los fila de animales. b) Anatomía y Fisiología Vegetal. Estructura y función de tejidos embrionarios y adultos y sistemas de tejidos y órganos. *Fotosíntesis. Transpiración. Intercambio gaseoso, hoja: estructura, función de estomas. *Transporte de agua, minerales y productos de fotosíntesis: raíz y tallo: estructura y disposición de los tejidos vasculares.

*Reproducción asexual. Reproducción sexual (estructura de la flor, polinización y fecundación). Alternancia de generaciones.

*Crecimiento y desarrollo: germinación.

*Respuestas de las plantas y regulación del crecimiento. Tropismos. Hormonas Vegetales. Adaptaciones y modificaciones especiales. Respuestas de las plantas a los estímulos.

c) Anatomía y Fisiología Animal. Estructura, función y adaptación de órganos involucrados en:


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*Nutrición y digestión. *Respiración. *Circulación: Sangre (sus componentes). Tipos de circulación sanguínea. Sistema linfático. *Excreción. (hidrosalina y de nitrógeno) *Sostén: tipos de esqueleto, características de exo y endoesqueletos. *Sistema osteoartromuscular: Huesos, articulaciones y músculos (características y clasificación). *Integración y control: Homeostasis (concepto). Regulación de la temperatura. a) Sistema endócrino: Glándulas y productos glandulares: Hipófisis, Tiroides, Páncreas, Suprarrenales, Paratiroides, Ovario y Testículo. b) Sistema nervioso: Sistema nervioso periférico. Sistema nervioso central (médula espinal y encéfalo). Sistema nervioso autónomo (simpático y parasimpático). Reflejos y sistemas sensoriales. *Reproducción y desarrollo: Sistemas reproductores masculino y femenino. Ovulación y ciclo menstrual. Fertilización. Desarrollo embrionario. Formación de ectodermo, mesodermo y endodermo. Concepto de celoma. *Respuesta inmune: Órganos del sistema inmune. Mecanismo de defensa específico (Linfocitos T y B, anticuerpos). Mecanismo de defensa inespecífico (barreras anatómicas, inflamación).

3. ECOLOGÍA, ETOLOGÍA y EVOLUCIÓN. (30 %) I. Ecología. *Población: Estructura y dinámica de la población. Tasa de nacimiento y mortalidad. Migración. Estrategias de crecimiento. Estructura de población humana por sexo y edad. *Comunidad: Concepto. Interrelaciones en las comunidades: Competencia, depredación, Simbiosis: parasitismo, mutualismo y comensalismo. Sucesión. Capacidad de carga. Biodiversidad: abundancia relativa, variedad específica, densidad poblacional *Ecosistema: Componentes bióticos y abióticos. Cadenas y redes alimenticias: Nivel trófico, productores, consumidores y descomponedores. Flujo de energía: Pirámides de biomasa y energía. Ciclos biogeoquímicos: Ciclo del Carbono, del Nitrógeno y del Agua. Hábitat y adaptación de los organismos al ambiente. Nicho ecológico. *Biogeografía: Características de los biomas naturales en Argentina. Parques nacionales. El hombre y el equilibrio biológico. Conservación y protección de la naturaleza. II. Etología. Las bases genéticas del comportamiento. Patrones de acción fija. Aprendizaje, características de cada tipo. Tipos de comunicación. Ritmo circadiano. Ecología del comportamiento: Sociedades de insectos, sociedades de vertebrados. Comportamientos asociados a selección sexual, cambios del ambiente: Migración, selección de alimento. Altruismo. III. Evolución: La evolución antes de Darwin. Teoría de la selección natural. Tipos de selección natural. Evidencias y mecanismos de la evolución. Teoría Sintética. Especiación: Simpátrica, alopátrica, aislamiento genético. Evidencia del registro fósil (Ritmo de la evolución). Micro y macroevolución. Genética de poblaciones: Ley de Hardy-Weinberg. Caracteres taxonómicos y reconstrucción filogenética. (homologías y analogías) Taxonomía evoliutiva tradicional: taxonomía fenética. sistemática filogenética cladística.

Bibliografía sugerida.

CURTIS, H. y S. BARNES 2000. Biología. Ed. Médica Panamericana. 6ta. ed. HICKMAN, C., L. ROBERTS y A. PARSON. 2002. Principios integrales de Zoología. Ed. Mc Graw Hill

Interamericana 11ma. ed.

PURVES, W; D. SADAVA; G. H. ORIANS Y H. CRAIG HELLER. 2003. Vida. La ciencia de la Biología.

Ed. Médica Panamericana. 6ta. ed. RICKLEFF, R.E. 1998. Invitación a la Ecología. Ed. Médica Panamericana. 4ta. ed. SOLOMON, E. P; L. R. BERG y D. W. MARTIN, 1999. Biología. Ed. Mc Graw Hill Interamericana 5ºed.


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TEMARIO DE PRÁCTICO PARA NIVEL II DE LA OAB ( S ó l o p a r a i n s t a n c i a N a c i o n a l )

I- MÉTODOS BIOLÓGICOS

*Maceración y técnica de aplastamiento de tejidos para observación en microscopio.

*Teñido de células y preparación de extendidos para observación en microscopio.

*Análisis exomorfológico de animales y plantas.

*Disección de plantas: flores (deducción de la fórmula floral), hojas, frutos y semillas.

*Corte a “mano alzada” de tallos, hojas y raíces.

*Teñidos (por ejemplo, lignina) y realización de preparados de tejidos de plantas.

*Identificación de pigmentos vegetales mediante técnicas sencillas.

*Experimentos sencillos de demostración de procesos fisiológicos en vegetales.

*Disección de animales pequeños acuáticos y terrestres.

*Preparación y montaje de pequeños invertebrados para la observación de estructuras en la

lupa.

*Técnicas de uso común en Fisiología Animal.

*Estimación de diversidad biológica: abundancia relativa, variedad específica, densidad

poblacional.

*Estimación de la biomasa.

*Uso y construcción de claves dicotómicas.

*Identificación de las familias más comunes de plantas con flores.

*Identificación de órdenes de insectos.

*Identificación de fila y clases de otros organismos.

II- MÉTODOS FÍSICOS Y QUÍMICOS

*Técnicas de separación; cromatografía, filtrado, electroforesis.

*Pruebas estándares de monosacáridos, polisacáridos, lípidos, proteínas.

*Titulación.

* Preparación de soluciones y diluciones a partir de la solución madre.

*Manejo de instrumental volumétrico (ej: pipetas, probetas, balones, vaso precipitado,

micropipetas).

III- MÉTODOS ESTADÍSTICOS

*Probabilidad y distribuciones de probabilidad (test de Student, Chi cuadrado Ψ).

*Estimaciones de la media, mediana, porcentaje, varianza, desviación, estandar, error

estándar.

*Diagramación e interpretación de gráficos.


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Importante: Para orientarlos en el trabajo práctico de los alumnos se recomienda en

entrenamiento en la manipulación de:

*balanza (para masas pequeñas)

*aguja histológica y pinza (para organismos pequeños)

*bureta, pipeta u otro material (para enrasar)

*cronómetro o timer (para estimación de tiempos)

*protocolo de trabajo (para identificar correctamente sus pasos)

*bisturí u hoja de afeitar (para cortes sencillos)

*portaobjeto y cubreobjeto (para montar correctamente una muestra a observar en

microscopio)

*organismos pequeños (para observación directa y descripción de características)

*calculadoras no científicas (para cálculos sencillos)

*regla y lápiz (para elaboración de gráficas a escala en hojas lisas)

*gráficos (para extracción de datos importantes)

*colorantes varios (para reconocer virajes)

*microscopios (para enfocar correctamente)


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EJERCICIOS PROPUESTOS PARA NIVEL I


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SITUACIÓN Nº 1

Introducción Un grupo de estudiantes y su profesora de Biología realizaron una salida

de campo para observar y colectar material de estudio de un ecosistema terrestre y acuático. El ambiente cuenta con una laguna salada, rodeada de vegetación entre ellas juncos (Juncus spp.) y totoras (Typha dominguensis). En el agua pudieron observar peces, anfibios, insectos y algas. Cerca de la laguna quedan algunos manchones de bosque xerófilo de “chañares” (Geoffroea decorticans), “talas” (Celtis tala) y “espinillos” (Acacia caven). En el lugar abundan las aves que se refugian en los árboles y se alimentan en la laguna. Los alumnos tomaron muestras de las distintas especies vegetales acuáticas, palustres y terrestres, colectaron algunos animales terrestres y acuáticos con ayuda de redes y guardaron muestras de agua para observar al microscopio a su regreso.

Ampliando contenidos...

El ambiente Físico y los ecosistemas

Todo análisis causal de la distribución y de la vida en común de las plantas debe estar orientado de modo que aclare qué factores ambientales actúan en la residencia ecológica (biotopo).

El ambiente de cada planta viene determinado inmediatamente por los factores de radiación solar en forma de luz y temperatura (calor), así como por el agua y los factores químicos como base de todos los procesos de metabolismo y crecimiento.

Los factores ambientales o ecológicos primarios del ambiente en la naturaleza aparecen asociados a complejos secundarios de factores como el clima, el relieve y el suelo. En un lugar dado, con la relación al clima, al relieve y a la roca madre se selecciona una vegetación particular. Como productos específicos de las interacciones que tienen lugar se constituyen el suelo y el microclima.

Pero la responsabilidad del origen de las distintas comunidades o tipos de vegetación no corresponde sólo a los factores físico-químicos (abióticos) del clima, relieve y suelo, sino también a la constitución ecofisiológica, es decir la norma de reacción de todas las estirpes participantes, o las relaciones que se establecen entre ellas y cómo reacciona cada una frente a esto.


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El siguiente esquema muestra la incidencia directa sobre las plantas de los factores ambientales conformados en complejos de factores ambientales o ecológicos. Residencia ecológica (particularidades del terreno)

Ambiente (factores que actúan inmediatamente)

Clima: radiación, temperatura del aire, precipitaciones, humedad atmosférica, niebla, viento, rayos, etc.

Luz: como fuente de energía para la asimilación de CO2 y como estímulo

Relieve: exposición, inclinación, situación topográfica

Calor: necesario para otros procesos

Suelo: granulación, estructura, humedad, agua freática, temperatura, pH, composición química, humus, material geológico de partida, etc.

Agua: potencial hídrico del aire y del sustrato

Factores bióticos: otros vegetales, animales, influencia humana, etc.

Factores químicos: tensión de CO2 pH, nutrientes, sobre todo (N y P), oligoelementos, concentración de sales, venenos, etc.

Plantas

El hombre es un componente más en la biocenosis, quien tiene la posibilidad de

conocer las variadas interacciones entre el biotopo, la biocenosis, e intervenir en ellas, el siguiente esquema representa estas interacciones, considerado al hombre como el ser capaz de aprovechar la capacidad de producción de los ecosistemas naturales y artificiales en favor de la humanidad.

(extraído de Strasburger, 1997) Factores climáticos y edáficos Se entiende por clima al estado medio de la atmósfera y las variaciones regulares de los estados del tiempo. Los distintos climas del mundo están determinados sobre todo por la cantidad y la distribución en el curso del año del aporte de calor y de las precipitaciones. La radiación solar, la temperatura media anual el período de vegetación y la evaporación potencial varían con relación a la latitud geográfica. En los lugares


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donde la precipitación anual supera a la evaporación potencial, se habla de climas húmedos, lo contrario determina los climas áridos. La formación de suelos permanentemente helados y la de una capa de agua freática, también están en relación con el régimen de temperaturas y precipitaciones. Las diferencias en las precipitaciones que se aprecian en el espacio y en el tiempo dependen de la altura del sol sobre el horizonte y de la circulación del aire sobre la superficie terrestre El “macroclima” de la Tierra se transforma de modo variado en un “clima local” y en “microclimas” con relación al relieve, la exposición, la estructura del suelo, la cubierta vegetal, la acción del hombre, etc. Las influencias climáticas en los espacios menores y en los muy pequeños muestran a menudo una oscilación mucho más grande y valores extremos más separados entre sí que los del “macroclima”. Esto es muy importante porque los factores del clima local o del “microclima” son los que actúan directamente sobre la vegetación. (Strasburger et al, 1997) Suelo

El suelo se origina por alteración de la porción superior del manto rocoso de la Tierra (litosfera) con intervención de los organismos (biosfera). El conjunto de los organismos vivientes propios del suelo recibe el nombre de édafon.

La litosfera se fragmenta y descompone de modo continuo por erosión y meteorización. Estos procesos resultan influidos de modo decisivo por el clima, con la acción del agua y las temperaturas, también lo son por el relieve y por los seres vivos. Pero no es menos importante para la formación del suelo la precipitación, la materia orgánica de la biosfera y de su descomposición por acción del édafon. Éste último comprende a animales de los grupos más distintivos que actúan como saprófitos, y numerosas bacterias y hongos en parte simbióticos que funciona como mineralizadores de la hojarasca, madera y los cadáveres de animales.

En los suelos forestales buenos, la masa animal (especialmente de lombrices) es de 20-80 g/m2 y la de bacterias alcanza hasta 0.3% del peso del suelo. La actividad de estos organismos depende mucho de las condiciones de vida existentes, bajo climas constantemente cálido-húmedos, la materia orgánica que cae se descompone rápidamente y se mineraliza; si por el contrario hace frío, hay pocos nutrientes, el suelo se acidifica, o si el agua se encharca y el oxígeno es escaso, tal descomposición es incompleta y se forma humus o turba. En estos casos los mineralizadores bacterianos se reducen significativamente. Bajo tales condiciones desfavorables también desaparecen la mayoría de los restantes organismos del suelo, como los fijadores de nitrógeno o algas que actúan como productores primarios; al mismo tiempo disminuye la respiración del suelo que vale como expresión de la intensidad de vida edáfica.

Las propiedades físico-químicas del suelo actúan como factores edáficos en forma muy variada sobre los colonizadores del suelo. Entre estas propiedades se pueden mencionar a la estratificación, estructura y los componentes, los cuales están íntimamente relacionados con el origen del mismo.

La estratificación de un suelo se reconoce sobre todo en su perfil. Encima de todo se encuentra el mantillo no descompuesto (materia caída, horizonte AOO, o L). Le suele seguir una capa de humus bruto, AO, en la que es posible distinguir, aún, a partir del grado de descomposición progresiva de los restos orgánicos, una capa F de formación de moder (en que aún se reconocen las estructuras de los tejidos). Y una capa H de materias húmicas (sin restos de tejidos). Más abajo se aprecia la mezcla de las materias húmicas y los componentes minerales que llevan a cabo los animales del suelo (ej. lombrices): horizonte A1, Muchas veces un horizonte lixiviado A2 más o menos empalidecido y pobre en humus o carente de él que conduce a un horizonte iluvial B, en el que se acumulan los coloides de humus y de hierro o los nutrientes. El horizonte


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C finalmente corresponde al material de origen (roca madre) del cual procede el suelo formado encima. En los suelos brutos jóvenes, esta estratificación apenas si se aprecia. A menudo no se forman todos los horizontes mencionados, los horizontes A2 y B, suelen constituirse sólo en regiones muy lluviosas.

Respecto de la estructura del suelo, es importante la relación entre el volumen de los poros (repletos de aire o agua edáfica) y el de los componentes sólidos, el tamaño de las partículas y la agregación de las partículas en grumos. En los suelos arenosos, predominan partículas de mayor tamaño y el volumen de agua de los poros es grande, por lo cual tiene buena aireación pero poca capacidad de retener agua. En cambio, las partículas finas predominan en los suelos limosos o arcillosos, en los cuales el volumen de poros y la aireación son escasos pero con buena capacidad para retener agua.

Los componentes más importantes del suelo son los minerales de arcilla y la materia húmica y coloidales provistos de una envoltura acuosa. En los medios ricos en Ca++ se forman los llamados complejos arcilloso-húmicos, que son la base de la grumosidad del suelo. Los minerales de arcilla, las sustancias húmicas y sus complejos fijan de modo reversible en sus capas limitantes conjuntos de iones que funcionan como intercambiadores entre la roca madre, la solución del suelo, los pelos radicales y los microorganismos. Gracias a ello la concentración de iones de la solución del suelo se estabiliza y se evita la lixiviación de los iones. Como se dijo antes, los distintos climas originan distintos tipos de suelo, muchas veces se reconoce un paralelismo evidente entre el desarrollo del suelo y el de la vegetación predominante. (Strasburger et al, 1997)

Agua La mayoría de las plantas terrestres obtienen el agua que necesitan del suelo. La cantidad de agua que éste contiene y su disponibilidad para las plantas varía con su estructura física. El suelo consiste en granos de arcilla, limo y arena y en partículas de materia orgánica. Las partículas de arcilla producidas por el desagote de los minerales en ciertos tipos de roca madre, son las más pequeñas, los granos de arena derivados de los cristales de cuarzo que quedan después que los minerales más susceptibles al desgaste se eliminan de la roca, frecuentemente son los más grandes, las partículas de limo tienen un tamaño intermedio. El conjunto de estas partículas constituyen el esqueleto del suelo, el cual influye en la estructura física del suelo y en su capacidad para retener agua pero no desempeña un papel importante en sus transformaciones químicas.

El agua es pegajosa. La capacidad de las moléculas de agua para adherirse una a otra (la base de la tensión superficial) y a las superficies que tocan (acción capilar) hace que el agua se eleve en los tubos capilares contra la atracción de la gravedad. El agua también se adhiere firmemente a las superficies del esqueleto del suelo. Cuanto mayor sea esa superficie más agua podrá retener un suelo. Como la superficie total de las partículas en un volumen de suelo dado aumenta mientras disminuye su tamaño, los suelos arcillosos y los suelos limosos retienen más agua que las arenas gruesas, a través de las cuales el agua drena rápidamente.

La disponibilidad de agua en el suelo está determinada sólo parcialmente por la cantidad de agua presente. Las raíces de las plantas captan fácilmente el agua que se adhiere laxamente a las partículas del suelo por tensión superficial, pero el agua muy cercana a la superficie de las partículas se adhiere firmemente al esqueleto del suelo por fuerzas más potentes. La potencia de estas fuerzas se denomina potencial hídrico del suelo. Los edafólogos cuantifican el potencial hídrico del suelo y la fuerza con la que las células de los pelos de las raíces pueden absorber agua del suelo en


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términos de equivalentes de la presión atmosférica. El peso del aire que está por en-cima de nosotros es de 14,7 libras por pulgada cuadrada (aprox. 1 kg por cm2) a nivel del mar; en el Sistema Internacional de Unidades, esto es igual a 101,325 pascales (0,1 megapascales). La atracción capilar retiene al agua en el suelo con una tensión aproximadamente 0, 1 atmósferas (atm) o 104 pascales (Pa). El agua que es atraída hacia las partículas del suelo con una fuerza menor que 0,1 atm, drena del suelo bajo la atracción de la gravedad y se une al agua subterránea por entre las grietas de la roca madre. La cantidad de agua retenida contra la gravedad por las fuerzas de atracción mayores que 0,1 atm se denomina capacidad de campo del suelo. Imaginemos una partícula de limo con un diámetro de 0,01 mm agrandada hasta el tamaño de esta página (x 25.000); la película de agua retenida a capacidad de campo por fuerzas de atracción capilar sería tan gruesa como la mitad del ancho de la página. Una fuerza equivalente a 0,1 atm puede elevar una columna de agua casi 1 metro. Sin embargo, es posible conjeturar que las raíces de las plantas pueden ejercer una tracción mucho mayor sobre el agua en el suelo porque los árboles más altos elevan el agua hasta las hojas a más de 100 metros por encima de la tierra, lo que equivale a una presión de alrededor de 10 atm. De hecho, la mayoría de las plantas pueden ejercer una tracción de unas 5 atm sobre el agua del suelo. Durante el estrés de la sequía el potencial hídrico del suelo aumenta regularmente a medida que las plantas extraen agua retenida por fuerzas menores que 15 atm. Cuando el potencial hídrico del suelo finalmente excede las 15 atm, la mayoría de las plantas ya no pueden extraer agua y se marchitan aunque siga quedando algo de agua en el suelo. Los ecólogos se refieren al potencial hídrico de 15 atm como el coeficiente de marchitamiento o punto de marchitamiento del suelo. A medida que el agua del suelo disminuye, el resto es retenido por fuerzas cada vez mayores en promedio, porque resta una mayor propor-ción de agua cerca de las superficies de las partículas del suelo. La figura muestra la relación entre el contenido de agua y el potencial hídrico en un suelo típico con una distribución más o menos pareja del tamaño de las partículas de arcilla, limo y arena (esos suelos se denominan francos). (Ricklefs, 1998)

Cuando un suelo de estas

características se satura luego de una lluvia importante, contiene aproximadamente 45 gramos de agua por 100 de suelo secado en la estufa (45% de agua). A medida que el agua drena, el contenido de agua disminuye hasta una capacidad de campo de aproximadamente 32% de agua. El coeficiente de marchitamiento de un suelo franco típico es del 7% de agua

aproximadamente. La diferencia entre la capacidad de campo y el coeficiente de marchitamiento (un

25%) mide el agua disponible para las plantas. Las plantas obtienen el agua más fácilmente cuando la humedad del suelo está cerca de la capacidad de campo porque sólo un pequeño porcentaje es retenido por fuerzas potentes.


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Propiedades del agua El agua es abundante sobre la mayor parte de la superficie terrestre y es líquida dentro del rango de temperaturas habituales. Muchas de las propiedades térmicas del agua son favorables para la vida. Por ejemplo, se debe agregar o eliminar una gran cantidad de calor para cambiar la temperatura del agua y el agua conduce rápidamente el calor. Debido a estas dos propiedades, que se conocen como calor específico y conductividad térmica del agua, las temperaturas de los organismos y de los ambientes acuáticos tienden a mantenerse relativamente constantes y homogéneas. El agua también resiste el cambio de estado entre las fases sólida (hielo), líquida y gaseosa (vapor de agua). Se debe agregar una energía unas 500 veces mayor para evaporar una cantidad de agua (el calor de vaporización) que para elevar su temperatura en 1ºC. El congelamiento exige la eliminación de 80 veces el calor (calor de fusión) necesario para bajar en 1ºC la temperatura de la misma cantidad de agua. Otra propiedad térmica es que aunque la mayoría de las sustancias se tornan más densas a temperaturas más frías, el agua se vuelve menos densa a medida que se enfría por debajo de los 4ºC. El agua también se expande y se torna menos densa con el congelamiento. En consecuencia, el hielo flota, lo que hace posible que los fondos de lagos y océanos no se congelen, permitiendo que las plantas y animales acuáticos encuentren allí sus refugios en invierno. El agua tiene una gran capacidad de disolver sustancias, proporcionando a los organismos un medio en el cual pueden reaccionar para formar nuevos compuestos. Las propiedades del agua como solvente derivan de la fuerte atracción de sus moléculas hacia otros compuestos. Las moléculas consisten en átomos o grupos de átomos cargados eléctricamente denominados iones. La sal de mesa común, el cloruro de sodio (NaCl) contiene un átomo de socio con carga positiva y un átomo de cloro con carga negativa. En ausencia de agua, el sodio y el cloro se atraen entre sí y se combinan para formar moléculas de cloruro de sodio. Sin embargo, en el agua, los átomos de sodio y cloro cargados son atraídos tan fuertemente por las moléculas de agua, en comparación con la fuerza de los enlaces que los mantienen juntos en la sal, que la ésta se disocia fácilmente en sus átomos componentes; es otra forma de decir que la sal se disuelve. Temperatura

Los procesos vitales, tal como los conocemos, sólo tienen lugar dentro del rango de temperaturas en el cual el agua es líquida: 0º-100ºC en la superficie de la tierra. Son relativamente pocos los animales y las plantas que pueden sobrevivir a temperaturas corporales superiores a los 45ºC. Sin embargo, algunas cianobacterias fotosintéticas toleran temperaturas de hasta 75ºC y algunas arqueobacterias pueden vivir en manantiales de agua caliente a temperaturas de hasta 110ºC. El agua caliente imparte una energía cinética elevada a los sistemas vivientes, lo que tiende a desplegar o desnaturalizar la estructura de las moléculas biológicas. Por lo tanto, la vida a temperaturas elevadas necesita que las proteínas y las membranas biológicas tengan intensas fuerzas de atracción dentro de las moléculas y entre ellas para resistir a la separación. Las proteínas de las bacterias termófilas ("amantes del calor") tienen proporciones sutilmente diferentes de aminoácidos en comparación con otros organismos que no toleran el calor; en consecuencia, las estructuras de estas proteínas se mantienen estables a temperaturas de hasta 95ºC o mayores.

Aunque las temperaturas sobre la tierra rara vez superan los 50ºC, excepto en los manantiales de aguas calientes y en la superficie del suelo de los desiertos cálidos, las temperaturas por debajo del punto de congelamiento del agua son habituales en


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extensas regiones de la superficie terrestre. Cuando las células vivas se congelan, la estructura cristalina del hielo interrumpe la mayoría de los procesos vitales y puede dañar estructuras celulares delicadas y finalmente producir la muerte. Muchos tipos de organismos afrontan con éxito las temperaturas de congelamiento al mantener sus temperaturas corporales por encima del punto de congelamiento del agua o al activar mecanismos que les permiten resistir al congelamiento o tolerar sus efectos.

Se puede bajar el punto de congelamiento del agua con sustancias disueltas que interfieran en la formación de hielo. Por ejemplo, el punto de congelamiento del agua salada, que contiene aproximadamente 3,5% de sales disueltas, es -1,9ºC. La sangre y los tejidos corporales de la mayoría de los vertebrados contienen menos de la mitad del contenido salino del agua de mar y por lo tanto pueden congelarse a una temperatura mayor que la del punto de congelamiento del océano. Esto crea un problema para los peces que viven en los mares polares. La sangre más salada los ayudaría; por ejemplo, una solución de cloruro de sodio al 10% reduce el punto de congelamiento del agua en 10,5ºC; no obstante, la estructura y la función de las proteínas son sensibles a las altas concentraciones de sal, de modo que se trata de una solución poco práctica desde el punto de vista fisiológico. En cambio, los puntos de congelamiento de los líquidos corporales de muchos organismos marinos están reducidos por debajo del punto de congelamiento del agua por altas concentraciones de glicerol y glucoproteínas. Por ejemplo, una solución de glicerol al 10% reduce el punto de congelamiento del agua en alrededor de 2,3ºC. La presencia de estos compuestos similares a anficongelantes en la sangre y los tejidos de los peces antárticos, permiten que se mantengan activos en esa agua marina que es más fría que el punto de congelamiento normal de la sangre de los peces que viven en mares templados o tropicales. Los invertebrados terrestres también utilizan la estrategia anticongelante y sus líquidos corporales pueden contener hasta 30% de glicerol, en casos extremos, cuando llega el invierno.

El sobreenfriamiento brinda una segunda solución al problema del con-gelamiento. En ciertas circunstancias los líquidos se pueden enfriar por de bajo del punto de congelamiento sin que se desarrollen cristales de hielo. El hielo en general se forma alrededor de algún objeto, denominado núcleo, que puede ser un pequeño cristal de hielo u otra partícula. En ausencia de núcleos, el agua pura puede enfriarse hasta más de 20ºC por debajo de su punto de fusión, sin congelarse. El sobreenfriamiento ha sido registrado hasta -8ºC en reptiles y hasta -18ºC en invertebrados. Las glucoproteínas de la sangre de estos animales adaptados al frío impiden la formación de hielo al revestir los cristales en desarrollo, que de otro modo actuarían como núcleos. Por último algunos organismos, como los estadios hibernantes de muchos insectos de climas templados y boreales, pueden tolerar el congelamiento de la mayor parte o de toda el agua corporal. Estos organismos restringen la formación de hielo a los espacios intercelulares; en consecuencia, el hielo no destruye la estructura celular. Sin embargo, como las sales son excluidas del hielo cuando éste se congela, las sales presentes en sus cuerpos se concentran en el agua líquida dentro de las células. Por lo tanto, los organismos que toleran el congelamiento deben afrontar niveles de sales extremadamente altos en sus tejidos durante el invierno.

La temperatura tiene varios efectos opuestos sobre los procesos vitales. El calor aumenta la energía cinética de las moléculas y, de ese modo, acelera las reacciones químicas; la velocidad de cualquier proceso biológico habitualmente aumenta entre dos y cuatro veces por cada 10ºC de elevación en la temperatura en toda la gama fisiológica. Este factor de aumento se denomina el Q10 de un proceso y se calcula por la relación entre las velocidades de los procesos fisiológicos, graficadas en una escala logarítmica, y la temperatura. Asimismo, las enzimas y otras proteínas se tornan menos estables a altas temperaturas y pueden no funcionar correctamente o perder su estructura. Además, la energía calórica en las células influye en las conformaciones de


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las proteínas, que equilibran los movimientos cinéticos naturales inducidos por el calor y las fuerzas de atracción química entre diferentes partes de la molécula. También dependen de la temperatura las propiedades físicas de las moléculas de grasa de las membranas celulares y las que muchos animales acumulan como reserva de energía alimentaria. Cuando hace frío las grasas se ponen rígidas; cuando hace calor, se toman líquidas.

Las enzimas funcionan bien sólo cuando adoptan la forma correcta. Con demasiado calor la molécula podría abrir su estructura y tendería a desplegarse; con demasiado frío podría cerrarse e impedir que los sustratos se fijaran correctamente a ella. En síntesis, las estructuras de las enzimas y otras moléculas les permiten funcionar de manera óptima dentro del límite normal de temperatura corporal del organismo. Acidez

La acidez se refiere a la concentración de hidrogeniones (H+), ya sea en el ambiente o en el organismo. La acidez suele medirse en una escala de pH, que es el logaritmo común negativo de la concentración de hidrogeniones. En el agua pura, una pequeña fracción de las moléculas de agua (H2O) se encuentra disociada en sus iones hidrógeno e hidroxilo (OH-). El pH del agua pura, definido como un pH neutro, es 7, lo que significa que la concentración de hidrogeniones es de 10-7 (0,0000001) moles por litro. En comparación, un litro de agua contiene casi 56 moles de moléculas de agua. Los ácidos fuertes, como el ácido sulfúrico (H2SO4), se disocian mucho más fácilmente cuando están disueltos en agua que la propia agua y producen concentraciones elevadas de hidrogeniones y un pH bajo. La mayoría de las aguas naturales contienen ácidos débiles, como ácido carbónico (H2CO3) y varios ácidos orgánicos, y tienden a mostrar valores de pH más cercanos al neutro. Muchas aguas naturales son algo alcalinas (pH >7), como resultado de un exceso de OH- sobre H+. El rango normal de pH se encuentra entre 6 y 9, aunque los pequeños charcos y los arroyos situados en las regiones con precipitación pluvial ácida, o que reciben el drenaje de regiones de minas de carbón, pueden alcanzar valores de pH de tan sólo 4.

Los hidrogeniones son extremadamente reactivos; en concentraciones elevadas afectan las actividades de la mayoría de las enzimas y presentan otras consecuencias generalmente negativas para los procesos vitales. La acidez limitante de las cianobacterias fotosintéticas tiene un pH de aproximadamente 4. Otros tipos de bacterias, denominadas bacterias acidófilas, toleran que la acidez descienda hasta casi un pH 0, pero mantienen su pH interno en el rango de 6 a 7. Además de sus efectos perjudiciales directos sobre los sistemas vivientes, los hidrogeniones también ayudan a disolver metales pesados altamente tóxicos, como el arsénico, el cadmio y el mercurio de las rocas y los suelos, y aumentan la lixiviación de nutrientes catiónicos beneficiosos como el calcio (Ca2+). Potencial osmótico

Abandonados a su propia suerte, los iones difunden a través de las superficies de los organismos y a través de las membranas que rodean las células desde donde son más abundantes hacia donde son menos abundantes.


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a)

Este movimiento tiende a igualar las concentraciones de los iones entre el organismo y su entorno. El agua también se mueve a través de las membranas (proceso denominado (ómosis) hacia regiones de mayores concentraciones iónicas (o sea, menores concentraciones de agua) y tiende a igualar las concentraciones de las sustancias disueltas a ambos lados de la membrana. Esta tendencia de una solución a atraer agua se conoce como su potencial osmótico. En general el potencial osmótico de una solución se expresa como la presión necesaria para evitar que el agua difunda en una solución contenida dentro de una membrana semipermeable.

El siguiente diagrama muestra el potencial osmótico desarrollado por los solutos contenidos en una membrana semipermeable. Como los solutos se encuentra en alta concentración, el agua tiene a moverse a través de la membrana en el tubo invertido (a), dentro del túnel el volumen creciente empuja el líquido hacia arriba por el tallo. Luego la presión osmótica del líquido disminuye a medida que los solutos se tornan más diluidos, esto es equilibrado por la presión gravitacional ejercida por el líquido en el tallo (b).

El potencial osmótico presente en las raíces de los árboles permite que el agua ingrese a las mismas desde el suelo en contra de la atracción de las partículas de éste (el potencial hídrico del suelo también se expresa como presión).

Si el soluto responsable del potencial osmótico de una solución también puede difundir a través de las membranas celulares, su concentración dentro de las células y su concentración en el agua circundante finalmente se equilibran, En este punto los potenciales osmóticos de la célula y su entorno serán iguales y no se producirá ningún movimiento neto de agua a través de la membrana celular. Esta igualación del potencial osmótico puede ser evitada por dos mecanismos. Primero, una membrana puede ser semipermeable, lo que indica que algunas moléculas e iones pequeños pueden difundir a través de ella, pero otros no. Cuando el potencial osmótico de una célula es generado por moléculas e iones demasiado grandes como para atravesar una membrana (algunos hidratos de carbono y las proteínas, por ejemplo), se mantiene la presión osmótica de la célula. Las membranas también pueden transportar iones y moléculas pequeñas activamente, contra el gradiente de difusión, para mantener sus concentraciones dentro de la célula.

La concentración molar de una sustancia en solución (1 mol de una sustancia por litro) ejerce una presión osmótica de 21 atmósferas. La presión osmófica del agua de mar es de alrededor de 12 atm y la del agua dulce es prácticamente cero. Los líquidos corporales de los animales vertebrados, que tienen una presión osmótica del 30-40% de la del agua de mar (33 atm), ocupan una posición intermedia. Los tejidos de los peces de agua dulce tienen mayores concentraciones de sales que el agua

b)


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circundante. Estos organismos, denominados hiperosmóticos, tienden a ganar agua del entorno y a perder solutos hacia él. Los peces marinos, que tienen menores concentraciones de sales que el agua circundante, se denominan hipoosmóticos y tienden a ganar solutos y perder agua. Los peces resuelven estos problemas osmóticos utilizando mecanismos de transporte activo para bombear iones en una u otra dirección a través de distintas superficies corporales (piel, túbulos renales y branquias) y gastan considerable energía en este proceso.

Ciertos ambientes plantean problemas osmóticos especiales. En algunas cuencas cerradas existen ambientes acuáticos con concentraciones de sales mayores que las del agua marina, particularmente en las regiones secas donde la evaporación excede considerablemente a la precipitación. El Gran Lago Salado (20% de sal) de Utah y el Mar Muerto (23% de sal), ubicado entre Israel y Jordania, son ejemplos bien conocidos de ambientes hipersalinos. Los potenciales osmóticos de estos cuerpos de agua -muy por encima de 100 atm- succionarían el agua de la mayoría de los organismos. Sin embargo algunas criaturas acuáticas, como el camarón de agua salada (Artemia), pueden sobrevivir en agua salada concentrada hasta el punto de la cristalización (300 g por litro o 30%). El camarón de agua salada excreta sal a una velocidad prodigiosa para mantener las sales de sus líquidos corporales menos concentradas que las de su entorno. Luz

La luz es la fuente primaria de energía de la biosfera. Las plantas verdes, las algas y algunas bacterias absorben luz y asimilan su energía por fotosíntesis, pero no toda la luz que alcanza la superficie terrestre puede ser utilizada de esta forma. El arco iris y los prismas muestran que la luz consiste en un espectro de longitudes de onda que nosotros percibimos como diferentes colores. En general las longitudes de onda de la luz se expresan en micrómetros (µm: un millonésimo de un metro, 10-6 m) o en nanómetros (nm: un mil millonésimo de un metro, 10-9m). La porción visible del espectro, que corresponde a las longitudes de onda de luz apropiada para la fotosíntesis, varía entre unos 400 nm (violeta) y 700 nm (roja). La luz de longitudes de onda menores de 400 nm constituye la parte ultravioleta del espectro; la luz de longitudes de onda mayores de 700 nm se denomina infrarroja. El contenido de energía de la luz varía con la longitud de onda y por ende con el color; la luz azul de longitud de onda más corta tiene un nivel energético mayor que la luz roja de longitud de onda más larga.

La luz solar que alcanza la parte superior de la atmósfera terrestre se extiende mucho más allá del espectro visible, desde la región ultravioleta y hacia los rayos X de alta energía y longitud de onda corta en un extremo del espectro y desde la región infrarroja hasta la radiación de baja energía y longitud de onda extremadamente larga como las ondas de radio en el otro extremo. Debido a su alto nivel energético la luz ultravioleta puede dañar las células y los tejidos expuestos. Afortunadamente, la atmósfera es totalmente transparente sólo para el rango visible del espectro. A medida que la luz atraviesa la atmósfera la mayoría de sus componentes ultravioletas son absorbidos, principalmente por una forma molecular del oxígeno conocida como ozono (O3) que aparece en la atmósfera superior. De este modo la atmósfera protege la vida existente en la superficie de la tierra de las longitudes de onda más nocivas de la luz. La siguiente figura muestra la distribución espectral de la luz solar directa en la parte superior de la atmósfera y a nivel del mar. La siguiente figura muestra el espectro de luz, considerando la irradiación en función de la longitud de onda.


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(Ricklefs, 1998) Ciertos contaminantes presentes en la atmósfera, en especial los

clorofluorocarbonados (CFC) utilizados anteriormente como refrigerantes y como propulsores en las latas de aerosol, destruyen químicamente el ozono en la atmósfera superior. Esta degradación ha progresado tanto sobre algunas partes de la tierra que la radiación ultravioleta aumentó hasta niveles peligrosos.

La atmósfera también es relativamente opaca a la parte infrarroja del espectro. Esto significa que gran parte de la porción infrarroja de la luz solar es absorbida por la atmósfera, lo que contribuye a calentar el aire. Un efecto más importante de la opacidad infrarroja de la atmósfera es la absorción de radiación desde la superficie de la tierra. La mayor parte de la energía de la porción visible del espectro solar que alcanza la superficie de la tierra es absorbida por la vegetación, el suelo y las aguas superficiales, siendo luego convertida en calor. Este calor vuelve a ser irradiado desde la superficie calentada de la tierra hacia el espacio. Como la temperatura de la superficie de la tierra es mucho menor que la del sol, la mayor parte del calor se vuelve a irradiar como radiación infrarroja de baja intensidad. Gran parte de esta radiación es absorbida por la atmósfera, que de ese modo actúa como una manta que cubre la tierra y mantiene caliente su superficie. Como este efecto de calentamiento se asemeja a la forma en que el vidrio mantiene caliente un invernadero, se lo denomina efecto invernadero. Finalmente esta energía absorbida alcanza los niveles superiores de la atmósfera y se pierde en el espacio, pero a una velocidad mucho menor que la que tendría en ausencia de vapor de agua, dióxido de carbono y otros componentes del aire opacos a los rayos infrarrojos -los denominados gases de invernadero

La visión y la conversión fotoquímica de la energía luminosa a energía química por los organismos fotosintéticos ocurren principalmente dentro de la porción del espectro solar que contiene la mayor cantidad de energía a nivel de la superficie


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terrestre. La absorción de energía radiante depende de la naturaleza de la sustancia absorbente. El agua sólo absorbe débilmente la luz en la región visible del espectro; en consecuencia, un vaso de agua parece incoloro. Los colorantes y los pigmentos absorben mucho algunas longitudes de onda en la región visible y reflejan o transmiten luz de un color definido que se convierte en una característica distintiva. Las hojas contienen varios tipos de pigmentos, particularmente clorofilas (verde) y carotenoides (amarillo), que absorben la luz y aprovechan su energía, la relación entre la absorción de luz y la longitud de onda se presenta en la siguiente figura.

Los carotenoides, que brindan a las zanahorias su color anaranjado, absorben

principalmente el azul y el verde y reflejan la luz en las regiones amarilla y anaranjada del espectro. La clorofila absorbe la luz roja y la violeta mientras refleja la verde y la azul. Intensidad lumínica

Los ecólogos miden la intensidad de la luz como el contenido de energía de la región fotosíntéticamente activa del espectro, entre las longitudes de onda de 400 y 700 nm. La intensidad puede ser expresada en distintas unidades, que incluyen el langley (ly), el watt (W) y el einstein (E).

La intensidad lumínica que alcanza el límite exterior de la atmósfera -la denominada constante polares de aproximadamente 1.400 W m-2. En realidad, la energía luminosa que llega a cada área sobre la superficie terrestre es mucho menor debido a los períodos nocturnos sin luz, a la baja incidencia de luz a la mañana, al atardecer y en las altas latitudes y a la cubierta de nubes. Un hábitat templado en un día claro en verano podría recibir típicamente 350 W m-2 de región fotosintéticamente activa (o sea, alrededor de un cuarto de la constante solar).

Con bajos niveles de luz la tasa de fotosíntesis varía en proporción directa con la intensidad luminosa. Sin embargo, la luz muy brillante satura los pigmentos fotosintéticos y la tasa de fotosíntesis aumenta más lentamente o se hace constante a medida que la intensidad aumenta por encima de un décimo más o menos de la luz solar máxima. La respuesta de la fotosíntesis a la intensidad luminosa tiene dos puntos de referencia. El primero, denominado punto de compensación, es el nivel de intensidad luminosa en el cual la asimilación fotosintética de energía equilibra la respiración. Por encima del punto de compensación el balance de energía de la planta es positivo; por debajo del punto de compensación el balance es negativo. El segundo punto de referencia es el punto de saturación, por encima del cual la velocidad de


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fotosíntesis ya no responde a un aumento de la intensidad luminosa. Esto se muestra en la siguiente figura.

Entre las plantas terrestres, los puntos de compensación de las especies que

normalmente crecen a plena luz solar (un máximo de alrededor de 500 W m-2) aparecen entre 1 y 2 W m-2. En general los puntos de saturación de estas especies se alcanzan entre 30 y 40 W m-2, menos de un décimo del nivel de energía de la máxima luz solar directa. Como cabría esperar, los puntos de compensación y de saturación de las plantas que crecen típicamente a la sombra se producen con menores intensidades luminosas.

El agua absorbe o dispersa suficiente luz como para limitar la profundidad de la capa marina iluminada por el sol. La transparencia de un vaso de agua es engañosa. En el agua de mar pura el contenido energético de la luz en la parte visible del espectro disminuye hasta un 50% del valor de superficie a una profundidad de 10 m y cae hasta menos del 7 % a 100 m de profundidad. Además el agua absorbe longitudes de onda más largas con mayor intensidad que las más cortas; casi toda la radiación infrarroja desaparece dentro del metro más superior del agua. Las longitudes de onda cortas (violeta y azul) tienden a difundirse cuando golpean moléculas de agua, de modo que no penetran muy profundamente. Como consecuencia de la absorción y de la difusión de la luz por el agua, hacia las profundidades predomina la luz verde. Los pigmentos fotosintéticos de las algas acuáticas guardan paralelo con este desplazamiento del espectro. Las algas que crecen cerca de la superficie de los océanos, como las algas verdes Ulva (lechuga de mar), tienen pigmentos semejantes a los de las plantas terrestres y absorben mejor la luz azul y roja. El alga roja de aguas profundas Porphyra tiene pigmentos adicionales que le permiten utilizar más eficazmente la luz verde en la fotosíntesis. La absorción de la luz por el agua limita la profundidad a la que pueden existir los organismos fotosintéticos a una zona bastante delgada cerca de la superficie. Esta zona se denomina zona eufótica. El límite inferior de la zona eufótica, donde la fotosíntesis equilibra la respiración, es el punto de compensación. Este punto puede ser definido en términos de profundidad o de nivel luminoso. En algunas aguas excepcionalmente límpidas de océanos y lagos el punto de compensación se puede ubicar a 100 metros por debajo de la superficie, pero ésta es una situación rara. En aguas productivas con fitoplancton denso o aguas turbias con partículas de limo en suspensión la zona eufótica puede ser de 1 metro de profundidad.

Punto Punto de de compensación saturación


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El ambiente térmico

Gran parte de la radiación solar absorbida por el suelo, las plantas y los animales es convertida en calor. Cada punto de la superficie terrestre se calienta de día y se enfría de noche. A medida que el día se prolonga y el sol se eleva más alto en el cielo hacia el verano, el ambiente se torna más cálido; cada día se agrega más calor del que se pierde. La energía solar absorbida y la irradiación infrarroja terrestre calientan la atmósfera e impulsan los vientos. La luz absorbida por el agua es fuente de calor para la evaporación. Cada objeto y cada organismo intercambian continuamente calor con su entorno. Cuando la temperatura del ambiente excede la de un organismo, éste gana calor y se calienta. Cuando el ambiente es más frío, el organismo pierde calor y se enfría. El presupuesto de calor de un individuo incluye varios caminos de ganancias y de pérdidas de calor, estos caminos se muestran en la siguiente figura.

La radiación es la absorción o la emisión de energía electromagnética. Las

fuentes de radiación en el ambiente incluyen al sol, al cielo (luz difusa) y al paisaje. Por la noche, los objetos que se han calentado a la luz solar irradian su calor almacenado hacia las partes más frías del ambiente y, finalmente, al espacio. Aunque nosotros no podemos ver esta radiación infrarroja, los cuerpos de los organismos, especialmente los de los pájaros de sangre caliente y los mamíferos, suelen ser los objetos "más brillantes" en la noche Como estamos mucho más calientes que el negro vacío del espacio, irradiamos cantidades enormes de energía al claro cielo nocturno. También podemos recibir radiación del vapor de agua de la atmósfera y de la vegetación, lo que equilibra algo de nuestra pérdida de radiación por la noche. Por eso es que, a una temperatura dada, uno se siente más caliente por la noche en un ambiente húmedo, particularmente si hay una cobertura de nubes. La conducción es la transferencia de la energía cinética del calor entre sustancias en contacto. Por lo tanto, el vacío no conduce el calor. El agua, debido a su mayor densidad, conduce el calor más de 20 veces más rápido que el aire. La velocidad de conductancia entre dos objetos, o entre el interior y el exterior de un organismo, depende del aislamiento de la superficie (su resistencia a la transferencia de calor), del tamaño de su superficie y del gradiente de temperatura. Un organismo puede ganar o perder calor por conducción, dependiendo de su temperatura en relación con la del ambiente.

La Convección es el movimiento de líquidos y gases de diferentes


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temperaturas, particularmente sobre superficies a través de las cuales se transfiere calor por conducción. El aire conduce mal el calor. En aire calmo se forma una capa límite de aire sobre una superficie. Un cuerpo cálido tiende a calentar esta capa límite y a aumentar la velocidad de intercambio de calor por conducción. Esta convección que aleja al calor de la superficie corporal es la base de la "sensación térmica por viento" que escuchamos en el informe meteorológico vespertino. En un día frío el movimiento del aire causa la misma sensación que en un día aún más frío pero sin viento. Por ejemplo, un viento que sopla a 32 km por hora con una temperatura del aire de -7ºC tiene la misma potencia de enfriamiento que el aire calmo a -23ºC. La evaporación de agua necesita calor. La evaporación de 1 g de agua de la superficie del cuerpo elimina 2,43 kilojoules (kJ) de calor a 30ºC. A medida que las plantas y los animales intercambian gases con el ambiente, se evapora algo de agua de sus superficies expuestas. En las plantas la evaporación de agua desde la superficie de una hoja se denomina transpiración. La tasa de pérdida de calor por evaporación o transpiración depende de la permeabilidad de la superficie al agua, de las temperaturas relativas de la superficie y del aire y de la presión de vapor de la atmósfera. La presión de vapor es una medida de la capacidad de la atmósfera para retener agua. Cuando la presión de vapor se expresa en atmósferas representa la fracción en peso de vapor de agua en el aire saturado. Así, a 30ºC la presión de vapor de agua es 0,042 atm, lo que indica que el aire puede mantener 4,2% de agua en peso. Cuando la temperatura del aire, saturado de agua, cae de 30ºC a 20ºC, su capacidad para mantener agua disminuye de 4,2 a 2,3% y la diferencia se condensa para formar nubes o precipitación.

Al igual que el calor, la humedad puede ser atrapada en la capa límite de aire que se forma sobre las superficies. La convección tiende a romper las capas límite y por lo tanto aumenta la pérdida de calor tanto por evaporación como por conducción. Como el aire caliente retiene más agua que el aire frío, tiene mayor potencial para evaporar el agua. En los climas cálidos el agua que se evapora de la piel y de las superficies respiratorias refresca a muchos animales. Para los animales de sangre caliente en climas más fríos la evaporación puede convertirse en un problema inevitable cuando el aire frío inhalado que contiene poca agua, se calienta en contacto con el cuerpo y las superficies respiratorias y acelera la evaporación. Es posible observar evidencias de esta pérdida de agua en los días fríos cuando el agua evaporada de las superficies cálidas de los pulmones se condensa al mezclar nuestro alimento con la atmósfera fría. Flotación y viscosidad del agua y el aire

Como el agua es densa (800 veces más densa que el aire), proporciona un soporte considerable a los organismos que, después de todo, están compuestos principalmente por agua. Empero, los animales y las plantas también contienen huesos, proteínas, sales disueltas y otros materiales más densos que el agua salada y mucho más densos que el agua dulce. Estos materiales harían que los organismos se hundieran si no fuera por distintos mecanismos que reducen su densidad o retardan su velocidad de hundimiento. Muchos peces poseen una vejiga natatoria, pequeña estructura llena de gas cuyo tamaño puede ajustarse para igualar la densidad del cuerpo a la del agua circundante. Algunos ke1ps grandes, un tipo de alga hallada en aguas poco profundas, tienen bulbos llenos de gas que hacen flotar sus hojas hacia las aguas superficiales iluminadas por el sol.

La mayoría de las grasas y los aceites tienen densidades de entre 0,90 y 0,93 g cm-3 (90-93% de la densidad del agua pura). Muchas algas unicelulares microscópicas que flotan en gran número en las aguas superficiales de los lagos y los océanos


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(fitoplancton) contienen gotitas de aceite que compensan la tendencia natural de las células a hundirse. La flotación de los peces y otros organismos marinos grandes también aumenta por los lípidos acumulados. Los esqueletos y la musculatura reducidos y tal vez incluso la reducida concentración de sales de sus líquidos corpora-les hacen aún más livianos los cuerpos de los organismos acuáticos. Se ha argumentado que los vertebrados acuáticos mantienen bajas concentraciones osmóticas en su sangre y en sus líquidos corporales (alrededor de un tercio a la mitad de la del agua de mar) porque esas bajas concentraciones reducen la densidad. Al contrario de los peces óseos, los tiburones y las rayas carecen de una vejiga natatoria; para compensarlo, reducen las densidades de sus cuerpos por no depositar sales n-finerales en la mayoría de los huesos de sus esqueletos. El carbonato y el fostato de calcio, principales componentes del esqueleto mineralizado, tienen densidades cercanas a tres veces la del agua. La densidad del esqueleto cartilaginoso de los tibu-rones y las rayas es mucho menor: cercana a la del agua.

La elevada viscosidad del agua ayuda a flotar a algunos organismos que de otro modo se hundirían más rápidamente, pero obstaculiza el movimiento de otros. Los pequeños animales marinos poseen largos apéndices filamentosos que retardan el hundimiento. Las "alas" de las semillas de arce, el hilo de seda de la araña y los penachos de las semillas de diente de león cumplen una función similar y aumentan el rango de dispersión de algunos organismos terrestres. Por el contrario, los animales acuáticos de movimientos rápidos adoptan formas aerodinámicas para reducir el arrastre que sufre al moverse a través de un medio denso y viscoso. La caballa y otros peces rápidos de alta mar se aproximan mucho al cuerpo hidrodinámico de proporciones ideales. Por supuesto, el aire ofrece mucha menos resistencia al movimiento ya que tiene menos de 1/50 de la viscosidad del agua. Pero la atmósfera ofrece menos flotación. Para lograr elevarse contra la fuerza de gravedad los pájaros y otros organismos voladores gastan importantes cantidades de energía. (Ricklefs, 1998) Referencias bibliográficas

* RICKLEFF, R.E. 1998. Invitación a la Ecología. Ed. Médica Panamericana. 4ta. ed.

* STRASBURGER, E., F. NOLL, H. SCHENK Y A. F. W. SCHIMPER. 1994. Tratado

de Botánica. Ediciones Omega SA. 8va. ed. 1- En la laguna observaron varias especies de peces y pudieron atrapar algunas mojarritas (Astianax sp.). Los peces pertenecen al Phylum Chordata. Éste se distingue de los otros Phyla porque poseen: a) notocorda, cordón nervioso ventral, hendiduras branquiales faríngeas y cola posanal. b) notocorda, cuerpo segmentado, somitos musculares y hendiduras branquiales faríngeas. c) notocorda, cordón nervioso tubular dorsal, hendiduras branquiales faríngeas y cola posanal. d) notocorda, cordón nervioso tubular dorsal, crestas neurales y cuerpo segmentado.


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2- La vejiga natatoria de la mojarrita (pez óseo) tiene la función de: a) suplementar a las branquias en la respiración. b) controlar la flotabilidad. c) controlar la dirección de la natación. d) almacenar desechos nitrogenados. 3- La circulación en los peces recorre el siguiente circuito: a) venas- aurícula única- ventrículo único- branquias- aortas. b) venas- aurícula única- ventrículo derecho- ventrículo izquierdo- branquias. c) aortas- aurícula derecha- ventrículo derecho- branquias- aurícula izquierda- ventrículo izquierdo- venas. d) aortas- aurícula derecha- aurícula izquierda- ventrículo único- branquias- venas. 4- Si se sumerge una mojarrita en agua destilada: a) se deshidratará al perder agua por estar en un medio hipertónico. b) se deshidratará al perder agua por estar en un medio hipotónico. c) le entrará agua por estar en un medio hipertónico. d) le entrará agua por estar en un medio hipotónico. 5- En el caso de los mamíferos la osmoregulación está controlada por las hormonas: a) aldosterona y tiroxina. b) progesterona y antidiurética. c) aldosterona y antidiurética. d) tiroxina y progesterona. 6- Otro factor a regular en los mamíferos es la alta concentración de glucosa. Esto lo realiza: a) el glucagón sintetizado en el páncreas. b) la tiroxina sintetizada en la tiroides. c) la insulina sintetizada en el páncreas. d) la gastrina sintetizada en el estómago. 7- Los alumnos observan la laguna y discuten si se encuentran en presencia de una comunidad o un ecosistema. Una comunidad está formada por: a) un conjunto de individuos pertenecientes a la misma población. b) un conjunto de individuos pertenecientes a distintas especies compartiendo un tiempo y espacio en común. c) las especies actuales más las especies fósiles. d) un conjunto de individuos pertenecientes a la misma especie. 8- Comunidad y ecosistema se relacionan porque: a) tienen el mismo nivel de organización ecológico. b) un ecosistema se encuentra dentro de una comunidad. c) una comunidad se encuentra dentro de un ecosistema. d) están formados por organismos y componentes abióticos. 9- En la orilla de la laguna encontraron sapos. El sapo común (Bufo arenarum) tiene un número cromosómico de 22. ¿Cuántos cromosomas tienen sus gametas? a) 44. b) 22. c) 11. d) 11 + 1.


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10- El DNA de estos cromosomas está formado por: a) una cadena lineal de nucleótidos y ácido fosfórico. b) dos cadenas de nucléotidos cuyas bases nitrogenadas son: adenina, uracilo, guanina, citosina. c) una cadena de nucleótidos cuyo azúcar es una ribosa. d) dos cadenas de nucleótidos unidas por puentes de hidrógeno. 11- Las células de los sapos y de todos los organismos multicelulares se adhieren entre sí mediante uniones celulares. Las uniones estrechas tienen por función: a) evitar que las sustancias se muevan a través del espacio intercelular, creando barreras. b) mantener firmemente unidas a las células como puntos de soldadura o remaches. c) permitir la comunicación célula a célula a través de sus citoplasmas. d) poseer canales proteicos que comunican una célula con otra. 12- Las células vegetales con paredes primarias, se comunican entre sí por: a) nexus. b) plasmodesmos. c) poros. d) uniones en hendidura. 13- En las células eucariotas, el recorrido de una proteína desde su lugar de síntesis hasta que se secreta por exocitosis es: a) ribosomas libres- aparato de Golgi- retículo endoplásmico rugoso- membrana plasmática. b) retículo endoplásmico rugoso- aparato de Golgi- vesículas secretoras -membrana plasmática. c) vesículas secretoras- aparato de Golgi- retículo endoplásmico rugoso- membrana plasmática. d) aparato de Golgi- vesículas secretoras- ribosomas libres- membrana plasmática. 14- El almidón y el glucógeno tienen en común: a) poseer función de reserva energética en células animales. b) ser polímeros de glucosa. c) ser polímeros no ramificados. d) poseer función de reserva energética en células vegetales. 15- La hidrólisis del glucógeno ocurre en: a) mitocondria. b) retículo endoplásmático liso. c) citoplasma. d) lisosoma. 16- La endocitosis en células eucariotas: a) se realiza a través de poros. b) Induce a la membrana a formar una vacuola. c) permite el pasaje de iones. d) permite el pasaje de monómeros.


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17- La membrana plasmática de las células eucariotas permite el pasaje selectivo de sustancias. Se define al transporte pasivo de sustancias a través de la membrana como el pasaje: a) de sustancias de un medio más concentrado a un menos concentrado sin gasto de energía. b) de sustancias de un medio menos concentrado a una más concentrado con gasto de energía. c) a través de bombas con gasto de energía. d) de sustancias de un medio menos concentrado a uno más concentrado sin gasto de energía. 18- Mientras caminaban por el bosquecito pudieron observar una iguana (Tupinambis teguixin). Estos reptiles regulan su temperatura: a) aumentando su metabolismo. b) por vasoconstricción periférica. c) por un comportamiento innato de exposición al sol. d) por actividad de las glándulas sudoríparas. 19- El nicho ecológico de un ser vivo, por ejemplo de la iguana, se definiría como: a) la forma en que establece interacciones con todos los factores bióticos y abióticos de su ambiente. b) el nivel que ocupa en la cadena alimentaria. c) la manera en que se relaciona con las demás especies. d) las adaptaciones fisiológicas que le permiten sobrevivir en el bosque. 20- Mientras más parecidos sean los nichos ecológicos de dos especies: a) mayor será la competencia intraespecífica. b) mayor será la competencia interespecífica. c) menor será la competencia intraespecífica. d) menor será la competencia interrespecífica. 21- La competencia entre especies puede actuar como un factor de selección natural. Cada especie puede ejercer una presión de selección sobre la otra y favorecer características morfológicas que las diferencien. Esto es un ejemplo de: a) evolución convergente. b) exclusión competitiva. c) especiación. d) coevolución. 22- Sobre las ramas de los talas encontraron numerosos “claveles del aire” (Tillandsia hieronymi). Estas plantas epífitas obtienen soporte y mayor exposición a la luz para realizar la fotosíntesis. Esto es un ejemplo de: a) mutualismo. b) parasitismo. c) comensalismo. d) neutralismo.


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23- En la fotosíntesis, el CO2 se fija en: a) en el estroma y depende de la luz. b) en el estroma y es independiente de la luz. c) en los tilacoides y depende de la luz. d) en los tilacoides y es independiente de la luz. 24- Las espinas de los cactus con respecto a las hojas del “tala” son ejemplos de órganos: a) análogos. b) homólogos. c) vestigiales. d) rudimentarios. 25- Se define taxón al agrupamiento de organismos: a) similares que pueden intrecruzarse. b) con una serie de caracteres compartidos. c) de la misma especie. d) que viven en un lugar determinado. 26- En el sistema binomial de clasificación desarrollado por Linneo, el nombre de cada especie tiene dos partes: a) género y epíteto específico. b) familia y género. c) orden y epíteto específico. d) género y familia. 27- En el bosquecito, un alumno se lastima al cortar una rama espinosa de chañar y la herida se enrojece e inflama. En este mecanismo de defensa actúan: a) linfocitos T. b) linfocitos B. c) macrófagos. d) anticuerpos. 28- La primera línea de defensa que evita la entrada de microorganismos al cuerpo, está integrada por: a) respuesta inflamatoria. b) linfocitos. c) piel, mucosas y cilios. d) anticuerpos. 29- Existen enfermedades en que los mecanismos de defensa fallan. Una de ellas es el SIDA, el cual: a) es producido por una bacteria. b) se transmite por la sangre. c) se transmite por la saliva y la orina. d) es una enfermedad autoinmune. 30- Los linfocitos T son las células “blanco” del HIV. Estas células se originan en: a) la médula ósea y maduran en el bazo. b) la médula ósea y maduran en el timo. c) el bazo y producen anticuerpos. d) la médula ósea y producen anticuerpos.


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31- Una planta de semillas verdes y flores rojas (aaBb) se cruza con una planta de semillas amarillas y de flores rojas (dihíbrido). Sabiendo que de este cruzamiento se obtuvieron algunas plantas de flores blancas. ¿Cuál es la probabilidad de obtener plantas de semillas amarillas y flores rojas y de semillas verdes y flores blancas respectivamente? a) 1/8 y 3/8. b) 3/8 y 1/8. c) 1/4 y 1/4. d) 1/4 y 3/4. 32- La planta del enunciado anterior contiene gametas haploides n=8. Estas gametas provienen de una célula: a) haploide 2n=8 que sufre meiosis. b) diploide 2n=16 que sufre mitosis. c) diploide 2n=16 que sufre meiosis. d) haploide n=8 que sufre mitosis. 33- Si dos genes se encuentran en un mismo cromosoma; cuando la célula se divida por meiosis estos genes se encontrarán: a) en las cuatro gametas resultantes. b) en dos cromosomas distintos de la misma gameta. c) solamente en dos de las cuatro gametas resultantes. d) solamente en una de las cuatro gametas resultantes. 34- ¿De qué modo la meiosis contribuye a la variabilidad genética? a) produciendo células haploides. b) por el apareamiento de los cromosomas homólogos. c) por el intercambio de segmentos entre cromosomas homólogos. d) por mutaciones que se producen en los cromosomas apareados.

** Los alumnos encontraron, en el suelo del bosque, unas estructuras extrañas que no pudieron identificar.

La docente los ayudó diciéndoles que eran estructuras reproductivas de un

moho mucilaginoso que se desplaza de forma similar a las amebas fagocitando bacterias y materia en descomposición. 35- Estos organismos pertenecen al Reino: a) Eubacteria. b) Protista. c) Fungi. d) Plantae.


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36- En el bosque colectaron una gran variedad de insectos y también una araña. Los arácnidos se diferencian de los insectos porque: a) no poseen exoesqueleto de quitina. b) no tienen el cuerpo segmentado. c) son pseudocelomados. d) poseen cuatro pares de patas. 37- Cuál de las siguientes situaciones podría originar una especiación simpátrica en una población de insectos: a) Un grupo de insectos es arrastrado por el agua y se establece a gran distancia de la población original. b) El desvío de un río separa a la población. c) Los insectos comienzan a explotar dos recursos alimentarios diferentes. d) Algunos insectos son introducidos, por accidente, en otra región. 38- Los bichos palo (Cephalocoema lancea) son insectos que logran camuflarse con la vegetación y pasan inadvertidos para sus predadores. Según Darwin, una explicación de este hecho sería: a) los cuerpos de estos insectos se modificaron para poder escapar de sus predadores. b) sus características morfológicas son producto de la selección natural. c) un grupo de insectos desarrolló una mutación ventajosa para camuflarse. d) esta adaptación es producto de un genotipo exitoso. 39- Darwin explicó la evolución biológica basándose en: a) la fuerza vital presente en todos los organismos. b) la tendencia interna hacia el perfeccionamiento que poseen los seres vivos. c) la herencia de características adquiridas. d) la superioridad de los organismos físicamente más fuertes. 40- De las siguientes explicaciones sobre la evolución del picaflor (Chlorostilbon aureoventris) cual no responde a la teoría de Lamarck: a) en lo picaflores, los picos se alargaban a medida que se alimentaban en flores de corola más larga. b) los picos modificados por necesidad eran transmitidos a sus hijos. c) los individuos con picos más largos y finos se alimentaban mejor y se reproducían más. d) sus picos se alargaron para poder alimentarse en los nectarios de las flores con corola alargada. 41-¿Cuál es la opción que ordena en forma creciente los niveles de organización que existen dentro de un picaflor con los siguientes ejemplos? a) protón-agua-ribosoma- glóbulo rojo-sangre-sistema circulatorio. b) sistema circulatorio-sangre-glóbulo rojo-ribosoma-agua-protón. c) protón-ribosoma-agua-glóbulo rojo-sangre-sistema circulatorio. d) sistema circulatorio-glóbulo rojo-sangre-ribosoma-agua-protón.


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** En base a la gran variedad de animales observados pudieron comparar distintas adaptaciones al medio, entre ellas las relacionadas con el intercambio gaseoso. La profesora les hizo unos dibujos para explicar estas adaptaciones.

42- Estos esquemas representan en orden respectivo (A - B - C) a: a) mamífero, lombriz, pez. b) pez, ave, sapo. c) lombriz, mamífero, pez. d) ave, lombriz, sapo. 43- Al regresar al colegio y observar en el microscopio las muestras de agua colectadas en la laguna, encontraron diatomeas (Protista) y cianófitas (Eubacteria). Algunas bacterias son organismos fotoautótrofos porque: a) dependen de otros organismos como fuente de alimento, energía y oxígeno. b) viven de organismos muertos de donde obtienen alimento, energía y oxígeno. c) producen sus propios alimentos y usan el sol como fuente de energía. d) viven al desdoblar los desechos como fuente de alimento. 44- Durante el proceso de fotosíntesis las células procariotas fotosintéticas: a) realizan la etapa fotoquímica en el protoplasma y la etapa bioquímica en invaginaciones de la membrana plasmática ya que no poseen cloroplasto. b) realizan las etapas fotoquímica y bioquímica en invaginaciones de la membrana plasmática ya que no poseen cloroplasto. c) realizan la etapa fotoquímica en invaginaciones de la membrana plasmática y la etapa bioquímica en el protoplasma ya que no poseen cloroplasto. d) realizan las etapas fotoquímica y bioquímicas en el protoplasma ya que no poseen cloroplasto. 45- El dominio Archaea se diferencia de Bacteria porque los organismos: a) carecen de núcleo verdadero. b) se reproducen asexualmente. c) tienen membrana celular con lípidos y proteínas. d) poseen paredes celulares que carecen de peptidoglucanos. 46- Muchas especies de hormigas tienen “soldados”, que defienden al grupo de los depredadores, corriendo el riesgo de morir mientras defienden la colonia, este es un tipo de comportamiento llamado: a) cooperativismo. b) altruismo. c) malicioso. d) egoísmo.

A B C


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47- Los polluelos de algunas aves se agachan y permanecen quietos cuando un adulto inicia un grito de alarma; este comportamiento es un ejemplo de: a) habituación. b) impronta. c) comportamiento innato. d) altruismo. Observar el siguiente ciclo del fósforo: 48- En este ciclo, el fósforo es incorporado al suelo en forma de: a) fósforo orgánico. b) fosfato. c) sales precipitadas. d) Todas son correctas. 49 - El fósforo que se encuentra en el suelo es el resultado de la: a) solubilidad del fósforo orgánico. b) acción de los descomponedores. c) fosforilación oxidativa. d) formación de ATP a partir de ADP.


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El ambiente Físico: Los nutrientes inorgánicos Los factores físicos del ambiente influyen en los sistemas ecológicos, la vida depende del mundo físico, pero los seres vivientes también afectan ese mundo. Tanto los sistemas físicos como biológicos operan según los mismos principios físicos; no obstante la gran diferencia que los divide es la forma en la que un organismo utiliza la energía, allí está el secreto de su vida, la capacidad de actuar contra fuerzas físicas externas distingue a los seres vivos de lo no viviente.

Los organismos asimilan una amplia variedad de elementos químicos; además del hidrógeno, carbono, oxígeno, incorporan nitrógeno, fósforo, azufre, potasio, calcio, magnesio, hierro, etc. Las plantas los adquieren en las formas solubles en el agua del suelo que rodea sus raíces. Así, obtienen nitrógeno en forma de iones amonio (NH4+) o iones nitrato (NO3

-), fósforo en forma de iones fosfato (PO43-), calcio y potasio como

iones Ca2+ y K+ La disponibilidad de éstos y otros elementos requeridos por los seres vivos,

como las plantas, varía en función de su forma química en el suelo y de otros factores, como la temperatura, la acidez y presencia de otros iones.

Los principales nutrientes requeridos por los organismos y algunas de sus funciones primarias se presentan en la siguiente tabla. (Rickleffs, 1998)

Elemento químico Función Nitrógeno (N) Componente estructural de las proteínas y los ácidos nucleicos Fósforo (P) Componente estructural de los ácidos nucleicos y fosfolípidos Azufre (S) Componente estructural de muchas proteínas Potasio (K) Principal soluto en las células animales Calcio (Ca) Componente estructural del hueso y del material entre las

células de las plantas leñosas, regulador de la permeabilidad celular

Magnesio (Mg) Componente estructural de la clorofila, participa en la función de muchas enzimas

Hierro (Fe) Componente estructural de la hemoglobina y de muchas enzimas

Sodio (Na) Principal soluto en los líquidos extracelulares de los animales Todas las aguas naturales contienen algunas sustancias disueltas, aunque es

casi pura, el agua de lluvia adquiere algunos minerales de las partículas de polvo y las gotitas de aerosol oceánico presentes en la atmósfera. La mayoría de los lagos y de los ríos contienen 0.01-0.02% de minerales disueltos, lo que constituye aproximadamente 1/14 a 1/20 de la concentración promedio de sal de los océanos (3.4% por peso) en los que se han acumulado sales y otros minerales durante milenios.

Los minerales disueltos en el agua dulce y salada difieren en composición y cantidad. El agua salada abunda en socio y cloro y posee cantidades importantes de magnesio y azufre. El agua dulce contiene una variedad mayor de iones, pero el calcio suele constituir la mayoría de los iones de carga positiva (cationes) y el carbonato y


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sulfato, la mayoría de los iones de carga negativa (aniones). La composición del agua dulce difiere de la del agua saldada por las diferentes velocidades de disolución y las solubilidades de las diferentes sustancias.

Las concentraciones de los minerales en el agua dulce suelen reflejar la composición y velocidades de disolución de los materiales en la roca y en el suelo que atraviesa el flujo de agua. La piedra caliza consiste principalmente en carbonato de calcio que se disuelve fácilmente en presencia del ión hidrógeno: A medida que se disuelven los carbonatos, los hidrogeniones son ligados por los iones bicarbonatos y el pH del agua aumenta, por ello el agua de las regiones con piedra caliza contiene abundante iones calcio, lo que la torna “dura” o algo alcalina (pH mayor a 7). El granito está compuesto por minerales, entre ellos el cuarzo y feldespato, que no contienen calcio y se disuelven lentamente, el agua que fluye a través de las regiones graníticas contiene pocas sustancias disueltas y en consecuencia es “blanda” y ligeramente ácida. El nitrógeno (principalmente nitrato y compuestos disueltos de nitrógeno orgánico) entra en los cuerpos de agua dulce con relativa abundancia por el desagüe de los sistemas terrestres circundantes. Por su parte, la mayor parte del fósforo presente en arroyos, lagunas y lagos forma fácilmente complejos con el hierro y precipita fuera del sistema, en consecuencia es el fósforo y no el nitrógeno lo que habitualmente limita la producción vegetal en los sistemas de agua dulce.

Referencia bibliográfica

* RICKLEFF, R.E. 1998. Invitación a la Ecología. Ed. Médica Panamericana. 4ta. ed.

50- Los siguientes dibujos representan pirámides de biomasa, cuál se

corresponde con un hábitat marino: a) 1. b) 1-2. c) 2. d) 3. 1 2 3

Herbívoros

Carnívoros

Productores


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SITUACIÓN Nº 2 INTRODUCCIÓN

Charles Darwin fue el que sentó las bases de la teoría moderna de la evolución.

No fue el primero en proponer que los organismos evolucionan o cambian a lo largo del tiempo, pero sí fue el primero en acumular una cantidad importante de evidencias en apoyo a esta idea, y en proponer un mecanismo válido por el cual la evolución podría ocurrir. Sus argumentos revolucionaron la Biología.

La teoría de la evolución es el hilo que enhebra todos los fenómenos del mundo vivo. También influyó profundamente en nuestra manera de pensar acerca de nosotros mismos. Con la excepción de la nueva astronomía de Copérnico y Galileo, ninguna revolución en el pensamiento científico ha tenido tanto efecto sobre la cultura humana como ésta. La nueva Biología nos invitó a aceptar la proposición de que no somos fundamentalmente diferentes de otros organismos.

Desde la época de Darwin se ha acumulado un gran número de evidencias adicionales que sustentan la realidad de la evolución y que ponen de manifiesto que todos los organismos vivos que existen hoy sobre la Tierra, incluidos nosotros mismos, se han establecido a partir de formas más antiguas, en el curso de la larga historia del planeta. Es una historia marcada por grandes acontecimientos: surgimiento de nuevas especies y extinciones de otras, “conquista” de ambientes variados, ajustes y desajustes. En verdad, toda la Biología moderna es una confirmación del parentesco existente entre las numerosas especies de seres vivos y de la diferenciación y diversificación ocurrida entre ellas durante el curso del tiempo.


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51- Completar el siguiente párrafo sobre las ideas que influyeron en Darwin usando las palabras claves. Darwin se basó en las ideas de _____________, quien en su publicación ___________________________ propuso que todas las especies, incluyendo el Homo sapiens, descendían de otras especies. Otra obra que influyó notablemente en él fue _________________________ , del autor_________________, donde se postulaba que la población humana estaba creciendo tan rápidamente que en poco tiempo no habría suficiente alimento para todos. Con estas ideas y las observaciones realizadas durante su viaje, Darwin escribe su teoría. Años más tarde recibe un manuscrito de _______________ con una explicación de la evolución muy similar a la suya. Finalmente en 1959 publica su obra _________________. Palabras clave: Wallace – Lamarck – Linneo – Malthus –– “El origen de las especies” – “Ensayo sobre las poblaciones” – “Species plantarum” 52- ¿Cuál de los siguientes aspectos de la evolución no fue tenido en cuenta por Darwin? a) anatomía comparada. b) selección artificial. c) embriología. d) bioquímica. 53- De las siguientes afirmaciones relacionadas con la teoría de Darwin indicar cuáles son verdaderas (V) y cuáles falsas (F). I) (……..…..) En la mayoría de las especies, el número de individuos que sobreviven y se reproducen en cada generación es pequeño en comparación con el número total producido inicialmente. II) (…….…..) En cualquier población dada ocurren variaciones entre los organismos individuales debidas al azar, algunas de las cuales son hereditarias. III) (………..) Algunas variaciones permiten que los individuos produzcan más descendencia que otros. IV) (………..) El proceso por el cual el ambiente selecciona las variaciones “favorables” se denomina adaptación. V) (………..) Las variaciones “favorables” tienden a hacerse menos frecuentes dentro de una población. VI) (………..) Dado un tiempo suficiente en la población, se producirá una acumulación de cambios que pueden provocar diferencias entre grupos de organismos. ** La acción de la selección natural sobre una población de picaflores con distinto largo de pico hizo que se comenzara a observar picaflores con 3 tipos de fenotipo. Esto se debió a un cambio en la vegetación donde predominan las plantas con flores con corolas en forma de campana y corolas en forma de tubo largo: A: picaflores con picos largos B: picaflores con picos cortos C: picaflores con largo de picos intermedio


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Gráfico 2

Gráfico 3

54- ¿Cuál es la relación correcta entre los distintos fenotipos y los gráficos? Opciones I. gráfico 1 – fenotipo B. II. gráfico 2 – fenotipo A. III. gráfico 2 – fenotipo C. IV. gráfico 3 – fenotipo C. V. gráfico 3 – fenotipo A y B. Respuesta a) I y II son correctas. b) I y III son correctas. c) II y III son correctas. d) III y V son correctas. e) IV y V son correctas. 55- Colocar dentro de los paréntesis el código de gráfico que corresponda a cada situación. (……….…) Selección direccional. (…….…….) Selección disruptiva o disociadora. (………..…) Selección estabilizadora. Códigos 01- Gráfico 1. 02- Gráfico 2. 03- Gráfico 3.

Gráfico 1

Referencias: Eje X: - Largo de pico + Eje Y: % de individuos


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56- Hace 3800 millones de años sistemas interactuantes de moléculas quedaron encerrados en compartimientos rodeados por membranas. Así aparecieron las primeras células. Indicar verdadero (V) o falso (F) según corresponda sobre las propiedades de las membranas celulares: I) (…….…..) Están formadas por moléculas antipáticas. II) (…….…..) La bicapa lipídica le otorga fluidez. III) (…….…..) Los carbohidratos se unen a proteínas y lípidos tanto del lado citosólico como en la superficie externa de la célula. IV) (…….…..) Las proteínas de las membranas se disponen en forma rígida sobre la bicapa lipídica. V) (…….…..) Las proteínas se orientan asimétricamente a través de la bicapa. VI) (…….…..) Los lípidos son inflexibles, lo que impide la fusión con otras membranas y el autosellado. 57- Completar la siguiente tabla referente al mecanismo de ósmosis, usando las palabras claves enunciadas abajo.

Palabras claves: menor- igual- hipotónica- de B hacia A- isotónica- mayor- hipertónica- de A hacia B- no hay movimiento neto. 58- La ósmosis modifica la forma de las células. Observar los siguientes esquemas de células animales y vegetales (A, B y C), e indicar sobre la línea, cuál se encuentra en una solución isotónica, hipertónica o hipotónica utilizando los códigos correspondientes. 59- Completar el siguiente párrafo referente al ciclo celular.

Concentración de soluto en una solución A

Concentración de soluto en una solución B

Tonicidad (A con respecto B)

Dirección del movimiento neto del agua

menor hipotónico igual

Códigos 01. hipertónico 02. hipotónico 03. isotónico

A B C


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(Palabras claves: S, G1, interfase, G0, G2, división celular)

En las células capaces de dividirse, el ciclo celular es el período que se extiende desde una………………….……. hasta el inicio de la siguiente.

En general comprende dos fases: ………………. …… y ……………….. A su vez, la primera se divide en tres subfases … …… ……..…., ……..…… …… y ……….………. En cada una de estas subfases ocurren diferentes acontecimientos de la vida de la célula. Por ejemplo la duplicación o síntesis del ADN ocurre durante la fase ………….. El crecimiento, síntesis de moléculas, etc. ocurre en la fase………. …… Las células que no se dividen suelen permanecer en una etapa denominada……………... 60- Las siguientes son definiciones de vías celulares que producen energía química en células eucariotas. Seleccionar a que vía corresponde cada definición: Definiciones I) Consiste en una serie de reacciones cuyo producto es el piruvato. II) Ocurre cuando el ambiente es anaeróbico, produce ácido láctico y pequeñas cantidades de ATP. III) Ocurre cuando el ambiente es aeróbico y produce CO2 y ATP. Opciones a) I: respiración celular, II glucólisis, III fermentación. b) I: glucólisis, II fermentación, III respiración celular. c) I glucólisis, II respiración celular III fermentación. d) I fermentación, II respiración celular, III glucólisis.

61- ¿En qué lugar de las células ocurren las vías antes mencionadas?

a) I: citoplasma, II: mitocondria, III: citoplasma. b) I: mitocondria, II: citoplasma, III: mitocondria. c) I: citoplasma, II: citoplasma III: mitocondria. d) I: cloroplasto, II: mitocondria, III: citoplasma. 62- Las células producen y segregan distintos tipos de proteínas. A partir de la lista, ordenar secuencialmente los compartimentos que son utilizados en este proceso. I- peroxisomas V- vacuolas II- ribosomas libres VI- lisosomas III- vesícula secretora VII- membrana plasmática IV- aparato de Golgi VIII- retículo endoplásmatico rugoso Respuesta:………………………………… …………. 63- La siguiente es parte de la secuencia de nucleótidos de una de las cadenas de DNA (cadena molde) que codifica para alguna de las proteínas segregadas por las células:

3´ TACCGACGTGCGATG 5´


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Escribir en forma ordenada la secuencia de los nucleótidos de las moléculas de RNAm necesarios para la síntesis de dicha proteína Respuesta:……5’……………………………………. ………3’… 64- Los trilobites fueron la línea dominante de artrópodos que floreció en los mares del Cámbrico y Ordovícico, pero se extinguieron hacia finales de la era Paleozoica. En la actualidad los crustáceos son los artrópodos marinos dominantes. Seleccionar las características diagnósticas de los artrópodos colocando verdadero (V) o falso (F) entre los paréntesis. I) (…….…..) Tienen apéndices articulados pares. II) (…….…..) Cuerpo segmentado y tubular. III) (…….…..) Realizan intercambio gaseoso a través de la piel. IV) (………..) Exoesqueleto duro que cubre todo el cuerpo. V) (…….…..) Esqueleto hidrostático. 65- Completar los espacios vacíos al final de cada afirmación con el/los código/s del sistema esquelético correspondiente: Códigos: EX: exoesqueleto. EN: endoesqueleto. EH: esqueleto hidrostático. I) (…….…..) Formados por líquido encerrado en una cavidad corporal rodeada de músculo. II) (………..) constituidos por quitina. III) (…….…..) no crecen junto con el organismo. IV) (………...) pueden estar constituidos por partes articuladas. V) (…….…..) tienen función de protección. VI) (………..) pueden estar formados por tejidos óseos. VII) (……….) proveen sostén para los músculos. 66- Colocar al lado de cada animal el tipo de sistema esquelético que posee: Lombriz roja californiana (Eisenia foetida) …………. Caracol (Helix pomiata) …………. Cucaracha (Periplaneta americana) …………. Cangrejo esponja (Criptodromio octadenta) …………. Mojarrita (Astianax sp.) …………. Ave prehistórica (Archaeopteryx sp.) ………….


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67- Algunos insectos como las avispas, han desarrollado estrategias en las cuales los huevos de éstas se desarrollan dentro de algunas plantas y las larvas son capaces de “aprender” el mecanismo de protección de la planta para evadir la emanación de compuestos químicos volátiles que las afectan. Este patrón evolutivo es: a) selección natural. b) coevolución. c) evolución convergente. d) evolución divergente. 68- ¿Qué relación ecológica se establece entre las avispas y la planta? a) predación. b) comensalismo. c) parasitismo. d) amensalismo. 69- En el esquema se muestra la radiación adaptativa de los tetrápodos. Indicar a qué animales corresponde cada extremidad y nombrar los huesos señalados: Caballo:……………. Cocodrilo:……………… Hombre:……………………

Murciélago:………… Ave:……………………. Ballena:……………………

A

B

C D EF


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70- Tachar lo que no corresponde dentro de cada paréntesis. a) Las estructuras con (origen / función) común y (orígenes / funciones) diferentes se denominan homólogas. b) Las estructuras con (origen / función) común y (orígenes / funciones) diferentes se denominan análogas. c) Las estructuras presentadas en el esquema anterior son ejemplos de (homologías / analogías) d) El ala del ave y la pata del caballo indican evolución (convergente / divergente) e) El ala del ave y el ala de un insecto indican evolución (convergente / divergente) f) Las (homologías / analogías) permiten establecer relaciones filogenéticas. 71- El tetrápodo ancestral (Ichthyostega) fue un anfibio. Entre las siguientes características, cinco se relacionan con la Clase Anfibia, marcarlas con una (x). (….…….) Fertilización externa. (……….) Respiración cutánea. (….…….) Corazón con cuatro cámaras. (…… ….) Metamorfosis. (…… ….) Ovíparos. (…… ….) Algunas especies ápodas. (…….….) Huevo amniota. (…….….) Homeotermos. 72- Algunos reptiles como lagartos y tortugas son independientes de sus antecesores acuáticos, debido a ciertas adaptaciones evolutivas. Indicar verdadero (V) o falso (F): a) (…………) Presencia de un huevo impermeable. b) (……..….) Presencia de piel con escamas o placas córneas que evitan la desecación. c) (……..….) Fecundación externa. d) (……..….) Mejor cuidado de sus crías. 73- Los mamíferos se originaron en el triásico a partir de los Terápsidos o reptiles mamiferoides, las aves lo hicieron tiempo después de otro grupo reptiliano. Los organismos de ambas clases son homeotermos ¿Qué acciones permiten regular la Tº corporal? a) Disminuye o pierde temperatura: ........................................................... b) Aumenta o mantiene la temperatura...................................................... Acciones 01. Vasocontricción. 05. Activación de glándulas sudoríparas. 02. Vasodilatación. 06. Contracción de músculos erectores del

pelo. 03. Aumento del metabolismo celular. 07. Secreción de las hormonas T3 y T4. 04. Contracción muscular (tiritar). 08. Jadeo.


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74- Otra característica que comparten aves y mamíferos es la aparición de un corazón con cuatro cavidades. En el siguiente esquema, indicar las diferentes estructuras: 75- ¿Cómo se transporta la mayor parte del oxígeno en la sangre? a) disuelto en el plasma. b) unido a la hemoglobina. c) disuelto en agua. d) como CO2 76- En la conquista de la tierra, las plantas enfrentaron numerosas dificultades, ambientales que favorecieron la evolución de algunas estructuras del cuerpo.

a. aorta

b. vena cava

c. aurícula derecha

d. aurícula izquierda

e. ventrículo derecho

f. ventrículo izquierdo

g. arteria pulmonar

h. vena pulmonar

i. pulmones

j. tejidos

k. circuito menor

l. circuito mayor

Alga ancestral

A

B


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I- Las características estructurales que surgieron en etapas tempranas (A) de la evolución de las plantas fueron: a) raíces-lignina-cutícula. b) rizoides - cutículas- estomas. c) raíces – lignina- vasos conductores. d) rizoides –vasos conductores- estomas. II- Otras adaptaciones se dieron en etapas más tardías (B) y se generalizaron en las plantas vasculares, estas estructuras son: a) vasos conductores – lignina. b) lignina-polen- semillas. c) vasos conductores – semillas. d) polen – vasos conductores- lignina. 77- Las Antophyta hicieron su aparición hace 130 millones de años. Señalar el conjunto de características que corresponden únicamente a esta División. a) Presencia de semillas, flores, fecundación doble y endosperma triploide. b) Presencia de tejidos vasculares, flores y endosperma triploide. c) Presencia de flores, fecundación doble y endosperma triploide. d) Presencia de flores, tejidos vasculares y fecundación doble. 78- Los gametofitos de este grupo producen ovocélulas y anterozoides por a) meiosis. b) mitosis. c) formación de esporas. d) fecundación. 79- Completar el siguiente párrafo sobre las adaptaciones de las plantas terrestres. La obtención de agua y nutrientes se realiza a través de la _____________, y la pérdida de agua se evita gracias a la ______________. El agua obtenida se transporta por los vasos del __________ debido a la fuerza de _____________ y _________ _de las gotas de agua y al proceso de _________________ que ocurre a través de los ___________. Las plantas acuáticas están sostenidas por el agua, pero en las terrestres esta función la cumplen los tejidos ________________ y ______________________. Otra adaptación fue el desarrollo de órganos reproductores multicelulares como los gametangios donde se producen ______________ y los esporangios donde se producen _______________. Palabras claves: raíz – tallo – hoja – xilema – floema – colénquima – esclerénquima – epidermis – cutícula – estomas – gametas – esporas – cohesión – tensión – transpiración 80- El paso de agua y sales que entra por los pelos absorbentes es impedido de circular hasta el cilindro central por una capa de suberina que obliga a que deban atravesar las paredes tangenciales de la endodermis. Esta capa se trata de: a) Peridermis. b) Banda de Caspary. c) Epidermis. d) Cutícula.


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81- Las Pterófitas son las plantas vasculares más antiguas. Completar el siguiente esquema correspondiente al ciclo de vida de un helecho con los códigos. Códigos 01. esporangio. 08. arquespora. 02. espora. 09. esporofito maduro. 03. saco embrionario. 10. haploide. 04. cigoto. 11. diploide. 05. gametofito joven. 12. anteridio. 06. esporofito joven. 13. arquegonio. 07. gametofito maduro. 14. grano de polen.

Ciclo de vida de un helecho

82- Tachar la palabra que no corresponda dentro de los paréntesis. Las semillas que una planta produce durante el otoño generalmente no germinan porque es necesario que eliminen el exceso de (giberelina / ácido abscísico). Estas semillas germinarán sólo si se les aumentan los niveles de (giberelina / ácido absícico). Las raíces de la planta joven se doblan hacia abajo por el proceso de (dominancia apical / gravitropismo) y el crecimiento de las raíces secundarias es estimulado por la hormona (auxina / citocinina). El vástago aéreo se desarrolla por (fototropismo / gravitropismo).


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**Un enfoque de la Ecología coloca en posición central a la teoría de la evolución y sostiene que las propiedades de los sistemas ecológicos actuales son el resultado de las adaptaciones evolutivas de las especies que los componen. 83- Indicar (V) o (F) según corresponda o no a las propiedades de las poblaciones: a) (…… ……) La natalidad y las migraciones aumentan el tamaño poblacional. b) (…… ……) Los organismos parásitos pueden influir en el crecimiento poblacional. c) (………….) El patrón de distribución aleatorio puede relacionarse a comportamientos sociales. d) (…………) La densidad de poblaciones terrestres se expresa en número de individuos por unidad de superficie. e) (…… ……) Las poblaciones más densias están más expuestas a los predadores. 84- El siguiente gráfico muestra los efectos sobre una comunidad al ser removido una especie herbívora (sp1) en el tiempo t

Luego de analizarlo indicar cuál/es de las siguientes afirmaciones es/son verdadera/s l) todas las especies excepto la especie 1 son productores primarios. ll) la especie 4 es excluida de la comunidad por la especie 2. lll) la reducción de la especie 3 podría explicarse por competencia con la especie 2. lV) la herbivoría de la especie 2 permite una mayor diversidad de la comunidad. Respuesta:…………………………………………………………….. **En sus intentos por entender la evolución del comportamiento social, los ecólogos analizan sus observaciones en términos de costos y beneficios. 85- Seleccionar cuál/es premisa/s es/son beneficio/s de la vida social: I. Competencia por el alimento. II. Aumento de la oportunidad para capturar presas. III. Transmisión de enfermedades. IV. Aumento del riesgo de muerte. V. Se evitan mejor los predadores. VI. Cuidado de las crías. Respuesta: ……………………………………………………….…

Sp1 Sp2

Sp3

Sp4Nº d

e in

divi

duos

Tiempo t

Sp 2: carnívoro Sp 3: herbívoro Sp 4: carnívoro


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**Un ecólogo desea conocer el tamaño de una población de roedores. Para estimar el tamaño poblacional (P): P = N2 utilizó el método de captura y recaptura:

N1 R I. Atrapó 42 ratones primera captura (N1). Marcó cada uno de los animales pintándoles una oreja. II. Los dejó en libertad en el mismo terreno donde fueron capturados. III. A los dos meses se realizó una segunda captura (N2) de 29 ratones. IV. De los animales capturados por segunda vez 18 estaban marcados. Estos serán los individuos recapturados ( R ). 86-¿Cuál es el valor del tamaño de la población de roedores? Respuesta:………………………………………………………….. 87- La capacidad máxima de esta población de roedores para aumentar su tamaño se denomina: a) Potencial biótico. b) Resistencia ambiental. c) Capacidad de carga. d) Amplitud ecológica. 88- Si el número roedores de esta población crece explosivamente es un tipo de crecimiento: a) Logístico. b) Exponencial. c) Logarítmico. d) Cuadrático. 89- ¿Con cuál de los siguientes gráficos se representa el crecimiento de la pregunta anterior? Respuesta:…………………………………….. Gráfico A Gráfico B 90- ¿Qué gráfico/s de la pregunta anterior representa/n cada una de las siguientes afirmaciones?: l) (……) La tasa de natalidad es mayor que la de mortalidad en el período de tiempo 1-2. ll) (……) En el período 3 – 4 se alcanza la capacidad de carga. lll) (……) Se produce una gran mortandad por falta de recursos. lV) (…...) La tasa de crecimiento es negativa en el período 3 – 4.

0 1 2 3 4 Tiempo

Nº d

e in

divi

duos

recursos

disponibles

0 1 2 3 4 Tiempo

Nº d

e in

divi

duos

recursos disponibles


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SITUACIÓN Nº 3 91- Trabajo práctico: Pigmentos vegetales. Moléculas orgánicas.

INTRODUCCION

La Fotosíntesis es uno de los procesos metabólicos más importantes de las células vegetales. Durante la fase luminosa, es imprescindible la participación de diferentes pigmentos fotosintéticos que se encuentran dentro de los plastidios, y que le confieren la coloración característica a las hojas. Los pigmentos de mayor importancia son las clorofilas: la clorofila a que tiene un color verde azulado, y la clorofila b de color verde amarillento. También son importantes los carotenoides, de color anaranjado-rojizo, y las xantofilas de color amarillo.

Para separar e identificar a los pigmentos vegetales se utilizan métodos cromatográficos, en este caso mediante cromatografía en capa fina o en papel, utilizando diferentes sistemas de solventes. Primera parte: Pigmentos vegetales Objetivo: Extraer pigmentos fotosintéticos y separarlos mediante una técnica sencilla de cromatografía en papel Materiales: * Éter Etílico * Alcohol * Acetona * Hojas frescas de espinaca, remolacha y zanahoria * Azúcar común * Un mortero * Tira de papel de filtro de 3cm de ancho x 12 cm de largo * Un vaso de precipitado de 500 ml o recipiente similar * Un vaso de precipitado de 25 ml * Un gotero o pipeta * Un embudo común * Una probeta de 100ml * Una cucharita de plástico Procedimiento Primera parte: A- Extracción a) Para obtener los pigmentos:

Trozar las hojas frescas, mezclando las de remolacha, zanahoria y acelga. Colocar en el mortero una cucharadita de azúcar, y unas gotas de éter etílico,

agregar los trozos de hojas y presionar con giros el mortero durante unos 5 minutos.

Filtrar el líquido obtenido en el vaso de precipitado chico de 25 ml, usando el embudo recubierto por el papel de filtro.


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B- Cromatografía a) Preparación de la cámara para la cromatografía:

Medir con la probeta 50 ml de alcohol y 50 ml de acetona Colocar la mezcla de alcohol y acetona en el vaso de precipitado de 500 ml

cuidando que la altura del líquido no supere el centímetro de altura Agitar suavemente y dejar reposar 15 min.

b) Preparación del papel para la cromatografía:

En la tira de papel de filtro marcar con lápiz una X a la mitad del ancho (1,5 cm) y a 3 cm. del extremo inferior (punto de siembra)

c) Aplicación de la muestra:

Colocar con el gotero y con mucho cuidado, 1 pequeña gota en la marca X y dejar secar 1 minuto, repetir 5 veces este procedimiento.

d) Corrimiento de las cromatografías:

Tomar el papel de filtro con la muestra y colocarlo en el vaso de precipitado, previamente preparado con la mezcla de acetona y alcohol. Recomendación: Tratar de que el líquido no toque la mancha de siembra

Esperar que la mezcla de alcohol y acetona suba hasta el borde superior de la tira de papel de filtro.

Sacar los papeles y observar lo ocurrido con la mancha. Resultados

Al observar el papel donde se realizó la cromatografía, vemos cuatro zonas que corresponden a los distintos pigmentos fotosintéticos presentes en las hojas frescas. Según el grado de solubilidad de la mezcla se reconocen estas bandas en el siguiente orden 1- Completar sobre las líneas de puntos la ubicación de los pigmentos. Con el nombre de los pigmentos correspondientes: xantofilas, clorofila a, clorofila b y carotenos. --- ------------------------ ---------------------------- ---------------------------- ----------------------------

X


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2- ¿Se podría realizar la cromatografía con agua solamente? (Tache lo que no corresponda) SI – NO 3- Colocar dentro de los paréntesis (V) o (F) según corresponda. Los pigmentos vegetales observados: a) (……..….…) Son moléculas químicas que reflejan o transmiten la luz visible b) (……………) Se encuentran organizados en dos fotosistemas dentro de la membrana interna de los cloroplastos. c) (………..….) Todos absorben la misma longitud de onda del espectro luminoso d) (………..….) Todos los plástidos intervienen en la fotosíntesis. e) (……..…….) Intervienen en la respiración celular. 4- Tachar lo que no corresponda: Los plástidos se encuentran en (los tilacoides - el estroma) del cloroplasto. Los (leucoplastos cromoplastos) forman parte del aparato fotosintético. Las clorofilas a y b absorben en el rango del espectro visible ( 400-500nm - 500-600nm). Los pigmentos aparecen coloreados cuando (reflejan - absorben) ciertas longitudes de onda de la luz. Segunda parte: Moléculas orgánicas Objetivo: Reconocer moléculas orgánicas utilizando técnicas colorimétricas sencillas. Materiales * Gradilla * 4 tubos de ensayo con las soluciones, rotulados A1, B1, C1, D1 * 8 tubos de ensayo rotulados A2, A3, B2, B3, C2, C3, D2, D3 * 1 pinza de madera * Reactivos de Lugol, Fehling A y B, Biuret (sulfato de cobre - hidróxido de sodio) * Pipetas de 5 ml y 1 ml * Mechero Método

1. Fraccionar las soluciones presentes en los tubos A1 B1 C1 y D1 por partes iguales en los tubos 2 y 3.

2. Tratar cada solución con los reactivos I, II y III. 3. Reconocer la presencia de carbohidratos (glucosa y almidón) y proteínas

I - Reacción con Lugol

1. Colocar en cada tubo (A1 B1 C1 y D1) 2-3 gotas de Lugol. 2. Agitar suavemente. 3. La reacción será positiva si se torna azul - violeta oscuro.


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II- Reacción con Biuret

1. Colocar con una pipeta en cada tubo (A2 B2 C2 y D2) 2 ml de hidróxido de sodio. 2. Agregar 4-5 gotas de sulfato de cobre. 3. La reacción será positiva si la solución se torna violeta claro.

III - Reacción con Fehling

1. Colocar con una pipeta en cada tubo (A3 B3 C3 y D3) 0,5 ml de Fehling A y 0,5 ml de Fehling B.

2. Tomar el tubo con la pinza de madera y calentar en mechero hasta ebullición.

Recomendación: Cuidar cuando estés calentando el tubo que la boca este orientada hacia el lado opuesto a tu cara.

3. La reacción será positiva si el color de la solución se vuelve amarillo -

anaranjado. Resultados 1- A partir de los resultados obtenidos, completar el siguiente cuadro, indicando con una x las reacciones positivas y mencionando las biomoléculas detectadas.

Soluciones Lugol Biuret Fehling Biomoléculas A B C D

2- Completar el siguiente cuadro teniendo en cuenta la función de digestión en el organismo humano.

Biomoléculas Órganos en el que se digieren

Enzimas que comienzan la

digestión

Forma en que se absorben

Carbohidratos Pepsina ácidos grasos -

monoglicéridos 3- Utilizando el/los código/s correspondientes, indicar sobre la línea de puntos a

cuál/les biomoléculas corresponden las siguientes funciones.

Código C = carbohidratos P = proteínas L = lípidos


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a) Enzimas digestivas.............................................................

b) Actúan como hormonas......................................................

c) Forman parte de los ácidos nucleicos................................

d) Forman parte de la membrana celular...............................

e) Se almacenan en el tejido adiposo....................................

f) Mantienen el equilibrio osmótico.........................................

g) Reserva de energía en plantas...........................................

h) Contracción muscular..........................................................

i) Actúan como aislantes de la temperatura...........................

j) Forman la quitina en el exoesqueleto.................................

Ampliando contenidos... Cromatografía La cromatografía engloba a un conjunto de técnicas basadas en el principio de

adsorción selectiva cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla y en algunos casos identificarlos, si es que no se conoce su composición.

Las técnicas cromatográficas son muy variadas, pero en todas ellas hay una fase móvil que consiste en un fluido (gas, líquido o fluido supercrítico) que arrastra a la muestra a través de una fase estacionaria que se trata de un sólido o un líquido fijado en un sólido.

Los componentes de la mezcla interaccionan en distinta forma con la fase estacionaria y con la fase móvil. De este modo, los componentes atraviesan la fase estacionaria a distintas velocidades y se van separando. Después de haber pasado los componentes por la fase estacionaria y haberse separado pasan por un detector que genera una señal que puede depender de la concentración y del tipo de compuesto.

Según cómo se disponga la fase estacionaria Hay diferentes técnicas cromatográficas, ellas son:

-Cromatografía plana. La fase estacionaria se sitúa sobre una placa plana o sobre un papel. Las principales técnicas son: * Cromatografía en papel. * Cromatografía en capa fina. -Cromatografía en columna. La fase estacionaria se sitúa dentro de una columna. Según el fluido empleado como fase móvil se distinguen: * Cromatografía de líquidos. * Cromatografía de gases. * Cromatografía de fluidos supercríticos.


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Las relaciones de las fases para los tipos de cromatografía se muestran en la siguiente tabla.

La cromatografía de gases es útil para gases o para compuestos relativamente

volátiles, lo que incluye a numerosos compuestos orgánicos. Dentro de la cromatografía líquida destaca la cromatografía líquida de alta

resolución (HPLC, del inglés High Perfomance Liquid Chromatography), que es la técnica cromatográfica más empleada en la actualidad.

Cromatografía en papel La cromatografía en papel es un proceso muy utilizado en los laboratorios para

realizar análisis cualitativos. En este caso, la fase estacionaria está constituida simplemente por una tira de papel de filtro.

La muestra se deposita aproximadamente a 5 cm del extremo de la tira de papel y ésta se suspende en un recipiente sellado que contiene el solvente cromatográfico para que esta fase móvil ascienda por capilaridad. Esto también puede hacerse en forma descendente. La siguiente figura muestra presenta este modelo.

(Murray, 1994) Luego de unos minutos, cuando el solvente deja de ascender o llegó al extremo

se retira el papel y se deja secar. Si el solvente elegido fue adecuado y las sustancias tienen color propio se verán las manchas de distintos colores separadas entre sí.

Tipos Fase móvil Fase estacionaria Cromatografía en papel Líquida Sólida Cromatografía en capa fina Líquida Sólida Cromatografía de gases Gaseosa Sólida o líquida

Cromatografía líquida en fase inversa Líquida (polar) Sólida o líquida (menos polar)

Cromatografía líquida en fase normal Líquida (menos polar) Sólida o líquida (polar) Cromatografía líquida de intercambio iónico Líquida (polar) Sólida Cromatografía líquida de exclusión Líquida Sólida Cromatografía líquida de adsorción Líquida Sólido Cromatografía de fluidos supercríticos Líquida Sólida

Dirección de la migración del solvente

Tamiz con el solvente

Tira de papel


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Cuando los componentes no tienen color propio el papel se somete a procesos de revelado.

Hay varios factores de los cuales depende una cromatografía eficaz: la elección del solvente y la del papel de filtro.

Cómo surge esta técnica. Algo de Historia

El botánico ruso Mikhail Tswett (Mikhail Semenovich Tsvett, 1872-1919) empleó por primera vez en 1906 el término "cromatografía" (que proviene del griego χροµα y γραφω que significan a su vez respectivamente "color" y "escribir").

A comienzos del año 1903, Tswett usó columnas de adsorción de líquidos para separar pigmentos vegetales (por ejemplo, clorofilas). Las disoluciones se hacían pasar a través de una columna de vidrio rellena de carbonato de calcio, que finamente dividido de un material poroso que interacciona de forma diferente con los componentes de la mezcla, de forma que éstos se separaban en distintas bandas a lo largo de la columna.

Los primeros equipos de cromatografía

de gases aparecieron en el mercado a mediados del siglo XX. A su vez, la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) comenzó a desarrollarse en los años 1960,

aumentando su importancia en las décadas siguientes. Referencias bibliográficas * MURRAY, R. K., P. A. MEYERS, D. K. GRANNER Y V. W. RODWELL. 1994. Bioquímica de Harper. Ed. El Manual Moderno. 23a edición. * http://es.wikipedia.org/wiki/ Cromatografía_en_papel


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EJERCICIOS PROPUESTOS PARA NIVEL II


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SITUACIÓN Nº 1 Introducción

La vida se desarrolla en todos los ambientes del planeta, aún cuando parezcan

inhóspitos para tal fin. Existen ambientes que no requieren de la energía solar como fuente energética, un ejemplo de ello son las profundidades de los océanos, cuyas comunidades no son muy conocidas, pero se sabe que entre los organismos que forman parte de la misma, se encuentran arqueobacterias como Sulfolobus que transforman el sulfuro de hidrógeno en azufre molecular, bacterias del género Thiobacillus que pueden oxidar el azufre para producir sulfatos y compuestos útiles para las plantas; además hay especies de protozoos ciliados y flagelados, organismos filtradores como almejas gigantes, gusanos tubiformes clasificados como Polichaeta, raras especies de cangrejos, entre otros.

Figura 1: ambiente aéreo-terrestre basado en la fotosíntesis y ambiente acuático profundo, basado en la quimiosíntesis.


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Apartado Compilado por: Mic. Matías S. Pellegrino- Genética Microbiana Dpto. Microbiología e Inmunología- Fac. Cs. Exactas, Fco- Qcas y Naturales- UNRC-

Bacterias... ¿Qué son los microorganismos? Los microorganismos o microbios son organismos de pequeño tamaño, observables únicamente al microscopio.

La Microbiología es la rama de la Biología que se encarga del estudio de los microorganismos. A pesar de su complejidad y variedad, todas las células vivas pueden dividirse en dos grupos, las procariotas y las eucariotas, esto, sobre la base de su ultraestructura. Las plantas y los animales están totalmente compuestos de células eucarióticas. En el mundo microbiano las bacterias son procariotas. Los otros microbios celulares son eucariotas: hongos (levaduras y mohos), protozoos y algas verdaderas. Los virus, como elementos acelulares con ciertas propiedades de tipo celular, no encajan en ningún esquema de organización de las células vivas. Son partículas genéticas que se reproducen pero que son incapaces de realizar las actividades químicas habituales de las células vivas.

Las características claves para distinguir las células procarióticas (lo que significa «prenúcleo» en griego) son las siguientes:

1. Su material genético (DNA) no está encerrado dentro de una membrana. 2. Carecen de otros orgánulos rodeados de membranas. 3. Su DNA no está asociado a proteínas de la clase de las histonas (proteínas cromosómicas especiales observadas en eucariotas). 4. Sus paredes celulares contienen casi siempre péptidoglucano, un polisacárido complejo. 5. Suelen dividirse por fisión binaria. En este proceso se copia el DNA y la célula se divide en dos. La fisión binaria implica menos estructuras y procesos que la mitosis y división celular de los eucariotas.

Los miembros del mundo procariota comprenden un vasto y heterogéneo grupo de organismos unicelulares. Este grupo incluye las eubacterias o bacterias verdaderas y las arqueobacterias (ver más adelante). Los millares de especies bacterianas se diferencian por muchos factores, entre los que se cuentan la morfología, la composición química (a menudo detectada por reacciones de tinción), los requerimientos nutricionales y las actividades bioquímicas.

La estructura básica de una célula procariota se presenta en la siguiente figura.


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Tamaño, morfología y disposición de las células bacterianas Existe una gran variedad de tamaños y morfologías entre las bacterias. La mayoría de ellas oscilan entre 0,2 y 2,0 µm de diámetro y presentan una de las tres morfologías básicas que se mencionan a continuación: la esférica o de coco (que significa «baya»), la de bastoncillo o bacilo y la espiral. Los cocos suelen ser esféricos, pero pueden ser ovalados, alargados o con un lado aplanado. Cuando los cocos se dividen para reproducirse pueden permanecer unidos uno a otro. Los cocos que permanecen en parejas tras dividirse se llaman diplococos. Aquellos que se dividen en dos planos y forman grupos de cuatro se conocen como tétradas. Los que se dividen por tres planos regulares y quedan divididos en grupos cúbicos de ocho se llaman sarcinas y aquellos que se dividen siguiendo planos al azar y forman racimos como los de uva o anchas láminas son estafilococos. Estas agrupaciones son frecuentemente útiles para la identificación de algunos cocos. Los bacilos se dividen solamente a través de su eje más corto, de forma que hay menos agrupamientos de bacilos que de cocos. Los diplobacilos aparecen en parejas tras la división y los estreptobacilos se presentan en cadenas. Algunos bacilos tienen el aspecto de cigarrillos, otros poseen extremos afilados como los cigarros puros. Existen aún otros que son ovalados y por asemejarse tanto a los cocos se denominan cocobacilos. Sin embargo, la mayoría de los bacilos se presentan de forma aislada.

Figura: Estructura de una célula procariota


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Las bacterias espirales pueden tener una o más vueltas; nunca aparecen rectas. Los bacilos curvados en forma de coma se denominan vibrios. Otros, llamados espirilos, poseen una morfología helicoidal característica, que recuerda a un sacacorchos, con un cuerpo celular bastante rígido. Hay aún otro grupo de bacterias espirales llamadas espiroquetas. A diferencia de los espirilos, que poseen flagelos, las espiroquetas se mueven por medio de un filamento axial, parecido a un flagelo pero que se encuentra dentro de una vaina externa flexible que rodea a la bacteria. Ultraestructuras microbianas

Las técnicas de microscopía revelan que una célula bacteriana está formada por diversas estructuras que funcionan conjuntamente. Algunas de éstas se encuentran unidas a la superficie de la pared celular, mientras que otras se encuentran dentro de la célula. Algunas son comunes a todas las células como son el citoplasma y la membrana citoplasmática; mientras que otras están presentes sólo en ciertas especies o aparecen en determinadas condiciones ambientales. Una célula bacteriana típica contiene las siguientes estructuras, que se muestran en la figura dada a continuación: 1. Glicocalix: está compuesta de polímeros 2. Pared celular: separa a la bacteria del medio que la rodea. Suele ser rígida y es de naturaleza glúcido-lípido-proteica. 3. Periplasma: espacio entre la pared celular y membrana citoplasmática. 4. Membrana citoplasmática: separa el citoplasma de la pared celular. Está compuesta de proteínas y lípidos. 5. Citoplasma: es una solución coloidal que contiene elementos nucleares, inclusiones citoplasmáticas (vacuolas, vesículas, etc.) y ribosomas. 6. Flagelos: nacen en el citoplasma y son estructuras de locomoción. Están compuestos de proteína (flagelina). 7. Fimbrias o pili: formaciones piliformes que nacen en el citoplasma. Están compuestas de proteína (pilina).


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Figura: estructuras de una célula bacteriana típica Pared celular de Bacterias Gram (+) y Gram (-) La pared celular es el soporte físico de la célula y la estructura más externa cuando no existe cápsula. La pared celular otorga protección física a la bacteria y también la protege del shock osmótico, dado una hipertonicidad celular. El componente básico de la pared celular es el peptidoglicano o mureína. Es una macromolécula compleja que se dispone como una red alrededor de la célula bacteriana. Está compuesto por cadenas de dos aminoazúcares alternados: N-acetil glucosamina y ácido N-acetil murámico, unidos por enlace ß-1-4. El ácido murámico está constituido por un tetrapéptido formado por L y D aminoácidos: L-alanina, D-ácido glutámico, L-lisina, D-Alanina. Finalmente, las cadenas de azúcares se unen entre sí por la unión de los tetrapéptidos de una cadena con la otra. Esto le da al peptidoglicano su estructura de red, determinando su resistencia. Existen diferencias en la composición y estructura de la pared celular entre las bacterias Gram (+) y Gram (-). Las cuales aparecen en la siguiente tabla.


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Tabla: Comparación entre bacterias Gram (+) y Gram (-)

Bacteria Gram Positiva Bacteria Gram Negativa

Tiene una capa gruesa de peptidoglicano (mureína) y dos clases de ácidos teicoicos. Ácido Lipoteicoico que está en la superficie, empotrado en la capa de peptidoglicano y unido a la membrana citoplásmica. Y ácido teicoico de la pared que está en la superficie y se une sólo a la capa de peptidoglicano. El ácido Teicoico es el responsable del determinante antigénico del organismo.

Tiene una capa delgada de peptidoglicano (mureína) unida a una membrana exterior por lipoproteínas. La membrana exterior está hecha de proteína, fosfolípido y lipopolisacárido. En el lipopolisacárido, la porción de lípido está embebida en el fosfolípido y el antígeno O polisacárido está en la superficie. El lípido se llama Lípido A y es tóxico, pero el lipopolisacárido entero se llama Endotoxina. La pared de la célula tiene poros llamado Porines para el transporte de substancias de peso molecular bajo. Entre la membrana citoplásmica y la pared celular hay un espacio periplásmico con enzimas hidrolíticas, enzimas inactivadoras de antibióticos y proteínas de transporte.

¿Por qué Gram (+) y Gram (-)? Tinción de Gram

La tinción de Gram es uno de los métodos de tinción más importantes en el laboratorio bacteriológico. Su utilidad práctica es indiscutible y en el trabajo microscópico de rutina del Laboratorio de Microbiología las referencias a la morfología celular bacteriana se basan justamente en la tinción de GRAM. Esta tinción se denomina así por el bacteriólogo danés Christian Gram, quien la desarrolló en 1844. Sobre la base de su reacción a la tinción de Gram, las bacterias pueden dividirse en dos grupos, grampositivas y gramnegativas (en este caso, los términos positivo y negativo no tiene nada que ver con una carga eléctrica, sino simplemente designan dos grupos morfológicos distintos de bacterias). Las bacterias gram-positivas y gram-negativas se tiñen de forma distinta debido a las diferencias constitutivas en la estructura de sus paredes celulares. Las células fijadas al calor sobre un portaobjetos se tiñen, primero con una solución de cristal violeta (otros colorantes básicos no son tan efectivos) y son lavadas después para quitar el exceso de colorante. En este estado, todas las células, tanto las grampositivas como las gramnegativas, están teñidas de azul. El portaobjetos se cubre entonces con una


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solución de yodo-yoduro potásico (mordiente). El ingrediente activo es aquí el I2; el KI simplemente hace soluble el I2 en agua. El I2 entra en las células y forma un complejo insoluble en agua con el cristal violeta. Nuevamente tanto las células grampositivas como las gramnegativas se encuentran en la misma situación. Se lleva a cabo después una decoloración, usando una mezcla de alcohol-acetona, sustancias en las que es soluble el complejo I2-cristal violeta.

Algunos organismos (grampositivos) no se decoloran, mientras que otros (gramnegativos) lo hacen. La diferencia esencial entre esos dos tipos de células está por tanto en su resistencia a la decoloración; esta resistencia se debe probablemente al hecho de que en el caso de bacterias gram-negativas, la mezcla de alcohol-acetona es un solvente lipídico y disuelve la membrana exterior de la pared de la célula (y también puede dañar la membrana citoplásmica a la que se une peptidoglicano). La delgada capa de peptidoglicano es incapaz de retener el de complejo cristal violeta-yodo y la célula se decolora. Las células grampositivas, a causa de sus paredes celulares más espesas (tienen más peptidoglicano y menos lípido), no son permeables al disolvente ya que éste deshidrata la pared celular y cierra los poros, disminuyendo así el espacio entre las moléculas y provocando que el complejo cristal violeta-yodo quede atrapado dentro de la pared celular. Después de la decoloración las células grampositivas son todavía azules, pero las gramnegativas son incoloras. Para poner de manifiesto las células gramnegativas se utiliza una coloración de contraste. Habitualmente es un colorante de color rojo, como la safranina o la fucsina básica. Después de la coloración de contraste las células gramnegativas son rojas, mientras que las grampositivas permanecen azules.

Son pero no son...bacterias ácido-alcohol resistentes

Determinadas bacterias Gram-positivas (corineformes, Nocardia y, en especial Mycobacterium) presentan una pared celular muy compleja, con abundancia de lípidos (algo excepcional entre las Gram-positivas).

Estas bacterias no se tiñen con los colorantes normales, pero una vez que se han teñido con fucsina (forzando mediante calentamiento de la preparación), tienen resistencia a decolorarse por una mezcla de ácido clorhídrico al 3% en etanol de 96o. Por ello se denominan como bacterias ácido-alcohol resistentes. Esta propiedad depende esencialmente de la presencia, en su pared celular de unos lípidos llamados ácidos micólicos.

Tinción de bacterias ácido-alcohol resistentes (Tinción de Ziehl-Neelsen) Esta tinción ha sido especialmente diseñada para identificar las bacterias ácido-alcohol resistentes, entre las que podemos señalar a Mycobacterium tuberculosis. Consiste en: 1. Extender y fijar la preparación (por calor). 2. Teñir con fucsina fenicada durante 3 minutos, calentando hasta emisión de vapores (se debe tener la precaución de que el frotis no se seque por la evaporación total del colorante). 3. Lavar con agua. 4. Decolorar con alcohol etílico (95°) que contenga 3% (por volumen) de ácido clorhídrico. 5. Lavar con agua. 6. Teñir con azul de metileno o verde de malaquita por algunos segundos.


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7. Lavar con agua, secar y observar con objetivo de inmersión. Las bacterias ácido-alcohol resistentes retienen el color rojo, mientras que en el fondo de la preparación aparece el color azul o verde, dependiendo del colorante empleado. Las bacterias, ¿dónde se encuentran?...un poquito de Taxonomía

Arqueobacterias: Bacterias consideradas “fósiles vivientes”, se considera que las condiciones de crecmiento semejan a las existentes en los primeros tiempos de la historia de la Tierra, por ello a estos organismos se los denominó arqueobacterias (del griego arkhaios= antiguo).


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Si bien lucen como bacterias poseen características bioquímicas y genéticas que las alejan de ellas. Por ejemplo: a) No poseen paredes celulares con peptidoglicanos. b) Poseen secuencias únicas en su RNA. c) Algunas de ellas poseen esteroles en su membrana celular (una característica de eucariotas). d) Poseen lípidos de membrana diferentes tanto de las bacterias como de los eucariotas (incluyendo enlaces éter en lugar de enlaces ester).

Se encuentran restringidas a hábitats marginales como fuentes termales, depósitos profundos de petróleo caliente, fumarolas marinas, lagos salinosos (incluso en el mar Muerto...). Por habitar ambientes "extremos", se las conocen también con el nombre de extremófilas.

Existen tres tipos de arqueobacterias:

1. Metanogénicas: (generadoras de metano), crecen en condiciones anaeróbicas oxidando el hidrógeno. Para ello utilizan el CO2 como oxidante, en el proceso lo reducen a metano (CH4). Las metanogénicas usan ácidos orgánicos simples como el acetato para sintetizar sus componentes celulares. Estos ácidos orgánicos son producidos por otras bacterias anaeróbicas como producto final de la descomposición de la celulosa u otros polímeros. Por lo tanto las metanogénicas son abundantes donde existe materia orgánica y condiciones de anaerobiosis (por ej. rumen de las vacas) 2. Halófilas: desarrollan en ambientes salinos. Requieren una concentración de al menos 10% de cloruro de sodio para su crecimiento 3. Termófilas : desarrollan a temperaturas de 80oC y pH extremadamente bajos. Eubacterias Son las bacterias típicas. Por ejemplo Escherichia coli. Se trata de microorganismos unicelulares procariotas, cuyo tamaño oscila entre 1 y 10 micras (como son muy pequeñas no necesitan citoesqueleto). Adaptados a vivir en cualquier ambiente, terrestre o acuático, en las diferentes estirpes bacterianas pueden observarse todas las formas de nutrición conocidas. Las hay autótrofas: fotosintéticas y quimiosintéticas, y heterótrofas: saprófitas, simbióticas y parasitarias. Esta diversidad convierte a las bacterias en organismos indispensables para mantener el equilibrio ecológico.

Referencias bibliográficas

CURTIS, H. 1995. Biología Ed. Médica Panemericana. SOLOMON, E. L., BERG, D. Y VILLEE. 1996. Biología. Ed. Interamericana Mc Graw Hill. MADIGAN, M. y T. BROCK. 2004. Biología de los microorganismos. Prentice-Hall Int. Editions 10ª ed. PRESCOTT, M., J. P., HARLEY y D. A KLEIN. 1988. Zinsser Microbiología. Mc Graw-Hill. Interamericana. 4ª ed. Hipertextos del Area de la Biología. Universidad Nacional del Nordeste. Fac. de Agroindustrias y Fac. de Ciencias Agrarias


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La figura 1 de la situación Nº 1 presenta dos redes tróficas, una de un ambiente aéreo-terrestre basada en la fotosíntesis y la otra de un ambiente acuático profundo, basada en la quimiosíntesis. Sobre la base de esta figura se ha elaborado el siguiente examen. 92- Los gusanos tubículas que aparecen en la figura 1, son clasificados en el Phyllum Annelida, cuyo conjunto de características distintivas es: Características I. Son diploblásticos. II. Presentan un cuerpo segmentado, con segmentos dispuestos a lo largo del eje anteroposterior. III. Su cavidad corporal es un pseudoceloma, cuyo líquido funciona como esqueleto hidrostático. IV. Poseen sistema digestivo de tubo en tubo con digestión extracelular. V. Tienen sistema circulatorio abierto. VI. Los sistemas nervioso, circulatorio y excretor son metaméricos, es decir se repiten en cada segmento del cuerpo del animal. VII. Tienen simetría bilateral. Respuesta a) I, II, III, IV, V, VI, VII. b) II, IV, VI, VII. c) II, III, VI, VII. d) I, II, IV, V, VI. ** Al inicio de la página 3 se presenta un esquema, en el cual se establecen algunas relaciones de parentesco entre Phyla incluidos los anélidos. Los puntos 1 a 5 marcan características distintivas que permiten relacionar a los Phyla dentro de este linaje. Es preciso analizarlo para responder las siguientes preguntas: 93- De acuerdo a cómo se relaciona a los grupos, ¿qué puntos del esquema reflejarían los cambios evolutivos en la cavidad corporal? a) 1, 2, 3, 4 y 5. b) 1, 2, y 5. c) 1, 2 y 4. d) 3. 94- Si desde el cladismo se establece que los lofoforados actuales son un grupo monofilético, esto implica que la presencia de un lofóforo bien desarrollado es una característica: a) sinapomórfica. b) autopomórfica. c) plesiomórfica. d) simplesiomórfica. 95- Un grupo polifilético del esquema es el formado por: a) Bryozoa, Brachiopoda. b) Bryozoa, Brachiopoda, Phoronida, Pterobranquia. c) Annelida, Phoronida, Pterobranquia. d) Phoronida, Pterobranquia.


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96- El surgimiento de nuevas especies ocurre a través del proceso de especiación, ¿qué conjunto de afirmaciones es correcto para este proceso? Afirmaciones I. Es un proceso gradual que produce una interrupción en el flujo génico de la población. II. Es afectado por cualquier cambio evolutivo, es decir siempre que algún agente evolutivo actúa lleva a la formación de nuevas especies. III. Ocurre siempre que se establezca una barrera que separe a la población original en poblaciones que divergen genéticamente. IV. Con el tiempo lleva a un aislamiento reproductivo o genético de las poblaciones. V. En los primeros momentos de la separación de las poblaciones ya se establecen los mecanismos de aislamiento reproductivos pre y post cigóticos que lleva a la diferenciación entre dos especies. VI. Sólo si se acumulan suficientes diferencias genéticas durante el aislamiento, las poblaciones no intercambiarán genes si entran nuevamente en contacto. Respuesta a) I, II, III, VI. b) II, III, IV, V. c) I, II, III, IV, V, VI. d) I, III, IV, VI.


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97- Los peces abisales tienen una relación simbiótica (mutualista) con bacterias bioluminiscentes. La producción de bioluminiscencia es un proceso químico complejo en el que la oxidación de la luciferina es catalizado por la enzima luciferasa, la cual posee determinadas características propias de todas las enzimas. Indicar la opción que represente las afirmaciones correctas: Afirmaciones I. A diferencia de los anticuerpos que unen y presentan sus ligandos a otros componentes del sistema inmune, las enzimas promueven alteraciones químicas de sus ligandos denominados sustratos. II. Como todos los catalizadores, las enzimas alteran la magnitud de una reacción la cual es determinada por el cambio de la energía libre entre reactivos y productos. III. La acción catalítica de una enzima sobre un sustrato dado se describe mediante dos parámetros: velocidad máxima, y Km (constante de Michaelis). IV. Cuanto mayor es el valor de Km, mayor es la afinidad de una enzima por un sustrato y menor será la concentración de sustrato necesario para alcanzar la velocidad máxima. V. La especificidad de una enzima determina la habilidad de actuar selectivamente sobre un sustrato o sobre un número de sustratos químicamente similares. Respuesta a) I, III, V. b) II, III, IV. c) I, III, IV. d) I, IV, V. 98- Las bacterias bioluminiscentes están ampliamente distribuidas en muchos hábitats marinos diferentes. Éstas pertenecen a los géneros Vibrio, Photobacterium, Alteromonas, entre otros, los cuales comparten la característica de ser Gram negativos, por lo tanto: a) la pared celular está formada por una capa homogénea de peptidoglicano y polisacáridos. b) la pared está formada por dos capas: una interior de peptidoglicano y una exterior de lipoproteínas y lipopolisacáridos. c) poseen un Pseudopeptidoglicano formado por repeticiones de N-acetilglucosamina. d) carecen de pared celular. 99- Uno de los primeros experimentos en biotecnología vegetal fue la introducción del gen de la LUCIFERASA de la luciérnaga en plantas de tabaco obteniendo así ejemplares bioluminiscentes. En este experimento se utilizó una bacteria no patógena de la especie Agrobacterium tumefasciens portadora del plásmido Ti que puede integrarse a un cromosoma de la planta y así introducir el gen de la luciferasa. ¿Cuáles fueron los pasos secuenciales para llevar a cabo este experimento? a) 1: Amplificar el gen de la luciferasa por PCR; 2: insertar el gen en plásmido Ti; 3: infectar plantas de tabaco con bacterias portadoras del plásmido con el inserto. b) 1: Digerir el DNA de luciérnaga con enzima de restricción para liberar el gen de la luciferasa; 2: Amplificar el gen de la luciferasa por PCR e infectar plantas de tabaco con bacterias portadoras del plásmido con el inserto; 3: insertar el gen en plásmido Ti. c) 1: Insetar el gen en plásmido Ti; 2: Amplificar el gen de la luciferasa por PCR; 3: infectar plantas de tabaco con bacterias portadoras del plásmido. d) 1:Amplificar el gen de la luciferasa por PCR; 2:Digerir el DNA de luciérnaga con enzima de restricción para liberar el gen de luciferasa; 3: infectar plantas de tabaco con bacterias.


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100- A continuación se muestra parte de la secuencia de nucleótidos del gen de la proteína globina y su secuencia de aminoácidos. Más abajo se muestra la misma secuencia pero con dos tipos de mutaciones diferentes ¿De qué tipo de mutaciones se trata?

salvaje mutación A mutación B a) A: mutación puntual sin sentido (codón de terminación)/ B: mutación puntual silenciosa. b) A: mutación puntual silenciosa/ B. mutación puntal sin sentido (codón de terminación). c) A: mutación puntual por inserción/ B: mutación puntual con sentido erróneo. d) A: mutación puntual silenciosa/ B: mutación puntual con sentido erróneo. 101- El operón triptófano (Trp) es un segmento continuo del cromosoma de Escherichia coli que contiene cinco genes que codifican las enzimas necesarias para la síntesis del triptófano. ¿Cuál de estas afirmaciones NO se corresponde con dicho operón? a) Cada enzima contiene su propio promotor y son sintetizadas paso a paso según se necesiten. b) La traducción del RNAm comienza en diferentes sitios resultando en cinco proteínas diferentes. c) No es necesario un procesamiento del RNAm ya que la secuencia está formada únicamente de exones. d) La síntesis de los genes se reprime cuando hay presencia de triptófano en el medio exterior.

102- La técnica que permite detectar una proteína determinada dentro de una mezcla compleja de proteínas, combina la resolución de la electroforesis en gel, la especificidad de los anticuerpos y la sensibilidad de las pruebas enzimáticas, se denomina: a) Enzimainmunoensayo (ELISA). b) Cromatografía por afinidad con anticuerpo. c) Western blot o inmunotransferencia. d) Southern blot.


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103- A continuación se presenta un gráfico que muestra la relación entre la concentración de sales del agua de mar y del medio interno de dos tipos de cangrejo, uno costero y el otro marino. Luego de analizarlo, indicar qué conjunto de conclusiones es verdadero.

Conclusiones I. A concentración de sal en el agua de 200 mM, el cangrejo costero tiene alrededor de 450mM en sus fluidos corporales. II. La concentración de sales en los fluidos corporales del cangrejo marino aumenta en la misma proporción que aumenta la concentración de sales del agua. III. El cangrejo marino tiene mayor rango de límite de tolerancia de cambios osmóticos en el agua. IV. A una concentración de sal en el agua de 180 mM ambos cangrejos morirían por no poder soportar este cambio osmótico. V. A una concentración de sales en el agua de 780mM ambos cangrejos morirían por no poder soportar este cambio osmótico. Respuesta a) I, II, III. b) I, II, IV. c) II, III, V. d) I, II, III, IV, V.


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104- El siguiente esquema muestra algunas características de un estudio realizado sobre el comportamiento de un decápodo (camarón) frente a dos estímulos (1 y 2) con un tiempo de respuesta medido en milésimas de segundos. Luego de analizarlo, seleccionar el conjunto de conclusiones correctas:

Conclusiones I. El ambos casos el animal responde alejándose del estímulo propulsado por flexión abdominal. II. El estímulo 2 produce una flexión abdominal que desplaza al camarón hacia arriba y adelante. III. El estímulo 2 es recibido por la antena del cangrejo en tanto que el estímulo 1 es recibido por el abdomen, esto implica que hay receptores sensoriales en ambos lugares. IV. Para el caso 2, la respuesta es más lenta en cuanto al alejamiento del animal frente al estímulo. V. Si otro cangrejo de la misma especie es sometido un nuevo estímulo en el abdomen con otro elemento y le provoca la misma secuencia de respuesta implica que ésta es estereotipada. Respuesta a) I, III, IV, V. b) I, II, III, V. c) I, II, III, IV, V. d) II, III, IV, V.


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105- Un modelo del circuito nervioso que media la secuencia de respuesta A del cangrejo frente al estímulo extraño se presenta en la siguiente figura. De su análisis puede concluirse que: a) Si la interneurona sensorial no recibe la señal desde el receptor sensorial, la respuesta no ocurre. b) Si la interneurona lateral gigante no recibe la señal directamente desde el receptor sensorial, la respuesta no ocurre. c) Si el receptor sensorial no puede enviar sinapsis eléctricas a la interneurona lateral gigante, la respuesta no ocurre. d) Si la neurona motora gigante no recibe sinapsis eléctrica desde la interneurona lateral gigante, la respuesta no ocurre. 106- Como muchos organismos, los de aguas profundas presentan órganos sensoriales que reaccionan frente a estímulos externos, entre ellos se conocen: la línea lateral de los peces o los estatocistos de los invertebrados. Ambos se clasifican como: a) mecanorreceptores. b) termorreceptores. c) quimiorreceptores. d) fotorreceptores. 107- La figura de abajo muestra el origen de dos tipos de sistemas circulatorios (A y B), luego de analizarlo indicar la opción correcta: a) El tipo A corresponde a un sistema circulatorio abierto, propio de los artrópodos (cangrejo y grillo) y de los anélidos (gusanos tubícolas). b) El tipo A corresponde a un sistema circulatorio cerrado, propio de las aves (tordo), peces (pez abisal) y anélidos (gusanos tubículas). c) El sistema B corresponde a un sistema circulatorio cerrado, propio de los artrópodos (cangrejo y grillo) y de los anélidos (gusanos tubícolas). d) El sistema B corresponde a un sistema circulatorio abierto, propio de los artrópodos (cangrejo y grillo) y de los anélidos (gusanos tubícolas).

Referencias: :: señal química : señal eléctrica


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108- Las características generales comunes a los sistemas circulatorios cerrados es la presencia de: a) la hemolinfa que surge de la mezcla del plasma sanguíneo con la linfa en determinadas partes del cuerpo. b) un corazón y un sistema de vasos sanguíneos que se va ramificando y estrechando. c) capilares con paredes finas que brindan una elevada tasa de transferencia entre la sangre y los tejidos. d) b y c son correctas. 109- Desde el punto de vista fisiológico el sistema circulatorio del pez abisal se caracteriza porque: a) existe un seno venoso, el cual recoge la sangre procedente desde el sistema venoso y la ingresa a un corazón de dos cámaras. b) el corazón de dos cámaras bombea la sangre desde el ventrículo hacia la aorta dorsal para distribuirse por los diferentes órganos. c) al ser un circuito simple, el corazón puede lograr que la sangre atraviese los capilares arteriales y venosos proporcionando poca presión en el bombeo. d) Los capilares de las branquias, donde se oxigena la sangre, ofrecen poca resistencia al flujo de sangre por el efecto de la corriente de agua en estos órganos. 110- Una respuesta inmune altamente específica es la llevada a cabo por los anticuerpos, ¿qué conjunto de afirmaciones es correcto para los anticuerpos o inmunoglobulinas? Afirmaciones I. Son proteínas complejas formadas por cuatro subunidades: dos cadenas pesadas y dos cadenas livianas. II. Son producidas por células plasmáticas y células memoria, provenientes de la diferenciación de linfocitos T. III. Cada tipo de cadena posee una región variable en donde la secuencia de aminoácidos puede variar de un anticuerpo a otro.

A

B


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IV. Existen cinco clases distintas de inmunoglobulinas: IgG, IgA, IgD, IgM e IgE. V. Las inmunoglobulinas IgM son el tipo principal de anticuerpos circulantes y las que más prevalecen en el curso de una infección. Respuesta a) I, II, III, IV, V. b) I, II, III, IV. c) I, III, IV. d) I, III, IV, V. 111- ¿Cuál/es de estos patrones de herencia corresponde a un efecto pleiotrópico? Ejemplos 1. El cruzamiento de dos plantas con flores rosas (RR’) presenta las siguientes proporciones: 1/4 flores rojas; ½ flores rosas; ¼ flores blancas. 2. El conejo del Himalaya tiene el genotipo para el pelo negro en todo su cuerpo. La enzima que produce el pigmento negro es sensible a la temperatura, por encima de los 34ºC se inactiva de este modo se observa que en sus hábitat naturales donde las temperaturas son bajas dichos conejos tienen pelo blanco en todo el cuerpo y negro en las orejas, nariz, cola y patas. 3. La fenilcetonuria FCU es una enfermedad causada por la presencia de dos alelos recesivos (homocigota) de un gen determinado. Los individuos homocigotas para el alelo dominante de este gen o los que son heterocigotas no muestran signos de la enfermedad. 4. El albinismo en ratones es causado por una mutación en doble dosis (homocigota) que impide la síntesis de un pigmento necesario para el color del pelo. Esta mutación también afecta su visión ya que no pueden ver bien aún en oscuridad total y en condiciones normales, la luz del día destruye rápidamente los receptores de sus ojos ocasionando ceguera. Respuesta a) Sólo 2. b) Sólo 4. c) 2 y 4. d) 1, 3 y 4.

112- La siguiente figura representa la genealogía de una familia en la que varias personas presentan una cierta anomalía (círculos y cuadrados de color negro). Teniendo en cuenta la misma, indicar la opción que represente las afirmaciones correctas.

Afirmaciones

1. Es causada por el alelo recesivo del gen responsable de la misma en el estado homocigota. 2. Los individuos homocigotas para el alelo dominante de este gen o los que son heterocigotas muestran signos de la enfermedad 3. El individuo II5 posee un genotipo homocigota recesivo para el gen responsable de la anomalía. 4. El individuo II5 posee un genotipo heterocigota para el gen responsable de la anomalía 5. Los individuos II7 y III1 demuestran que la herencia de este gen está ligada al sexo. 6. El individuo II5 demuestra que la herencia de este gen no está ligada al sexo


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Respuesta a) 1; 3; 6. b) 2; 4; 5. c) 1; 3; 5. d) 2; 3; 6.


EL GENOMA HUMANO

El Genoma Humano es el número total de cromosomas del cuerpo. Los cromosomas contienen aproximadamente 80.000 genes, los responsables de la herencia. La información contenida en los genes ha sido decodificada y permite a la ciencia conocer mediante tests genéticos, qué enfermedades podrá sufrir una persona en su vida. También con ese conocimiento se podrán tratar enfermedades hasta ahora incurables. Pero el conocimiento del código de un genoma abre las puertas para nuevos conflictos ético-morales, por ejemplo, seleccionar qué bebés van a nacer, o clonar seres por su perfección. Esto atentaría contra la diversidad biológica y reinstalaría entre otras la cultura de una raza superior, dejando marginados a los demás. Quienes tengan desventaja genética quedarían excluidos de los trabajos, compañías de seguro, seguro social, etc. similar a la discriminación que existe en los trabajos con las mujeres respecto del embarazo y los hijos.

Un genoma es el número total de cromosomas, o sea todo el DNA (ácido desoxirribonucleico) de un organismo, incluido sus genes, los cuales llevan la información para la elaboración de todas las proteínas requeridas por el organismo; las que determinan el aspecto, el funcionamiento, el metabolismo, la resistencia a infecciones y otras enfermedades, y también algunas de sus acciones.

En otras palabras, es el código que hace que seamos como somos. Un gen es la unidad física, funcional y fundamental de la herencia. Es una secuencia de nucleótidos ordenada y ubicada en una posición especial de un cromosoma. Un gen contiene el código específico de un producto funcional.

El DNA es la molécula que contiene el código de la información genética. Es una molécula con una doble hebra que se mantienen juntas por uniones lábiles entre pares de bases de nucleótidos. Los nucleótidos contienen las bases Adenina(A), guanina (G), citosina (C) y timina (T).

La importancia de conocer acabadamente el genoma es que todas las enfermedades tienen un componente genético, tanto las hereditarias como las resultantes de respuestas corporales al medio ambiente.


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Como se expresó, el genoma contiene el diseño de las estructuras celulares y las actividades de las células del organismo. El núcleo de cada célula contiene el genoma que está conformado por 24 pares de cromosomas, los que a su vez contienen alrededor de 80.000 a 100.000 genes, los que están formados por 3 billones de pares de bases, cuya secuencia hace la diferencia entre los organismos. Se localiza en el núcleo de las células. Consiste en hebras de DNA estrechamente arrolladas y moléculas de proteínas asociadas, organizadas en estructuras llamadas cromosomas. Si desenrollamos las hebras y las adosamos medirían más de 1.52 metros (5 pies), sin embargo su ancho sería ínfimo, cerca de 50 trillonésimos de pulgada. El DNA que conforma el genoma, contiene toda la información necesaria para construir y mantener la vida desde una simple bacteria hasta el organismo humano. Comprender cómo el DNA realiza la función requiere de conocimiento de su estructura y organización. La molécula de DNA consiste de dos hebras arrolladas helicoidalmente, una alrededor de la otra como escaleras que giran sobre un eje, cuyos lados hechos de azúcar y moléculas de fosfato se conectan por uniones de nitrógeno llamadas bases.

Cada hebra es un acomodamiento linear de unidades similares repetidas llamadas nucleótidos, los que se componen de un azúcar, un fosfato y una base nitrogenada. Cuatro bases diferentes están presentes en la molécula de DNA y son:

♦ Adenina (A) ♦ Timina (T) ♦ Citosina (C) ♦ Guanina (G)

Al orden particular de las mismas se lo llama secuencia de DNA, la cual especifica la exacta instrucción genética requerida para crear un organismo particular con características que le son propias.

La adenina y la guanina son bases púricas, en cambio la citosina y la timina son bases pirimidínicas. Las dos hebras de DNA son mantenidas juntas por uniones entre bases que forman los pares de bases. El tamaño del genoma es usualmente basado en el total de pares de bases. En la especie humana, contiene aproximadamente 3 billones de pares de bases. Otros organismos estudiados con motivo de este estudio fueron la bacteria Escherichia coli, la mosca de la fruta, y las ratas de laboratorio. Cada vez que la célula se divide en células hijas, el genoma total se duplica, en el caso del genoma humano esta duplicación tiene lugar en el núcleo celular. Durante la división, el DNA se desenrolla y rompe las uniones entre pares de base permitiendo a las hebras separarse. Cada hebra dirige la síntesis de una nueva hebra complementaria con nucleótidos libres que coinciden con sus bases complementarias de cada hebra separada.

Existe una forma estricta de unión de bases, así se forman pares de adenina - timina (AT) y citosina - guanina (CG). Cada célula hija recibe una hebra vieja y una nueva. Cada molécula de DNA contiene muchos genes, la base física y funcional de la herencia. Un gen es una secuencia específica de nucleótidos base, los cuales llevan la información requerida para la construcción de proteínas que proveerán de los componentes estructurales a las células y tejidos como también a las enzimas para una reacción bioquímica esencial.

Sólo el 10% del genoma incluye la secuencia de codificación proteica de los genes. Entremezclado con muchos genes hay secuencias sin función de codificación, de función desconocida hasta el momento.

Los tres billones de pares de bases del genoma humano están organizados en 23 unidades distintas y físicamente separadas, llamadas cromosomas. Todos los genes están dispuestos linealmente a lo largo de los cromosomas. EL núcleo de muchas células humanas contiene dos tipos de cromosomas, uno por cada padre. Cada set, tiene 23 cromosomas simples, 22 de tipo autosómico y uno que puede ser X o Y que es el cromosoma sexual. Una mujer normal tendrá un par de cromosomas X (XX), y un


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hombre normal tendrá un cromosoma X y otro Y (XY). Los cromosomas contienen aproximadamente igual cantidad de partes de proteína y DNA. El DNA cromosómico contiene un promedio de 150 millones de bases.

Los cromosomas pueden ser evidenciables mediante microscopio óptico y cuando son teñidos revelan patrones de luz y bandas oscuras con variaciones regionales. Las diferencias en tamaño y de patrón de bandas permite que se distingan los 24 cromosomas uno de otro, el análisis se llama cariotipo.

Las anomalías cromosómicas mayores incluyen la pérdida o copias extra, o pérdidas importantes, fusiones, translocaciones detectables microscópicamente. Así, en el Sindrome de Down se detecta una tercer copia del par 21 o trisomía 21.

Otros cambios son tan sutiles que sólo pueden ser detectados por análisis molecular, se llaman mutaciones. Muchas mutaciones están involucradas en enfermedades como la fibrosis quística, anemias de células falciformes, predisposiciones a ciertos cánceres, o a enfermedades psiquiátricas mayores, entre otras.

Toda persona posee en sus cromosomas frente a cada gen paterno su correspondiente gen materno. Cuando ese par de genes materno-paterno son determinantes de igual función o rasgo hereditario, se dice que el individuo es homocigótico para tal rasgo, por el contrario se dice que es heterocigótico.

Las instrucciones de los genes son transmitidas indirectamente a través del RNA mensajero (RNAm), el cual es un intermediario transitorio. Para que la información de un gen sea expresada, un RNA complementario produce un proceso llamado transcripción, desde la plantilla del DNA del núcleo. Este RNAm, se mueve desde el núcleo hasta el citoplasma celular, donde sirve como plantilla para la síntesis proteica. La maquinaria celular que sintetiza proteínas traduce los códigos en cadenas de aminoácidos que constituyen la proteína molecular. En el laboratorio se puede aislar el ARNm y ser utilizado como plantilla para sintetizar un DNA complementario (DNAc), el cual puede ser usado para ubicar los genes correspondientes en el mapa cromosómico.

EL PROYECTO GENOMA HUMANO

1. INTRODUCCIÓN: ORIGEN Y JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

El Proyecto Genoma Humano (PGH) fue el primer gran esfuerzo coordinado internacionalmente en la historia de la Biología. Se propuso determinar la secuencia completa (más de 3000 ·106 pares de bases) del genoma humano, localizando con exactitud (cartografía) los 100.000 genes aproximadamente y el resto del material heridatario de nuestra especie, responsables de las instrucciones genéticas de lo que somos desde el punto de vista biológico. Realmente, lo que llamamos Proyecto Genoma es el término genérico con el que designamos a una serie de diversas iniciativas para conocer al máximo detalle los genomas no sólo de humanos, sino de una serie de organismos modelos de todos los dominios de la vida, todo lo cual se espera que brinde un impulso formidable en el conocimiento de los procesos biológicos (desde la escala molecular hasta la evolutiva) y de la fisiología y patología de los seres humanos; además que se traducirá en multitud de aplicaciones técnicas y comerciales en ámbitos como el diagnóstico y terapia de enfermedades, biotecnologías, instrumental, computación, robótica.

Hacia mediados de la década de los años 80 la metodología del DNA recombinante y sus técnicas asociadas (vectores de clonación, enzimas de restricción, transformación artificial de células procariotas y eucariotas, bibliotecas de genes, sondas moleculares, secuenciación, genética inversa, PCR, etc.) habían alcanzado una madurez suficiente


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como para que se planteara la pertinencia y viabilidad de un proyecto coordinado de caracterización detallada (hasta nivel de secuencia de nucleótidos) del genoma humano y de genomas de una serie de organismos modelos.

El programa se inició oficialmente en 1990 como un programa de quince años con el que se pretendía registrar los 80.000 genes que codifican la información necesaria para construir y mantener la vida. Los rápidos avances tecnológicos aceleraron los tiempos, lo que permitió completar la investigación en el 2003, para el cincuentenario del descubrimiento de la estructura de la doble hélice por parte de Watson & Crick (1953) (Véase nota más adelante).

Repasando, los objetivos del Proyecto fueron:

♦ Identificar los aproximadamente 100.000 genes humanos en el DNA. ♦ Determinar la secuencia de 3 billones de bases químicas que conforman el DNA. ♦ Acumular la información en bases de datos. ♦ Desarrollar de modo rápido y eficiente tecnologías de secuenciación. ♦ Desarrollar herramientas para análisis de datos. ♦ Dirigir las cuestiones éticas, legales y sociales que se derivan del proyecto.

¿Por qué cartografiar y secuenciar genomas?

La biología pretende dar respuestas lo más completas y detalladas posibles de los fenómenos vitales. Al ser el DNA la molécula universal de la herencia, y constituir la base genética de la vida, la tendencia natural ha sido buscar explicaciones al nivel de DNA. Este conocimiento molecular puede dar la clave de muchos fenómenos que hoy entendemos a niveles menos profundos, ya descritos por otras ciencias ramas de la Biología (Fisiología, Biología Celular, Bioquímica, etc.).

Luego llegó el momento en que se planteó la idea que abordar el estudio detallado de los genomas de los organismos era mucho menos costoso, y más interesante intelectualmente, logrando el conocimiento detallado de la secuencia. Pero los Proyectos Genoma no son más que un punto de arranque para nuevos descubrimientos en las ciencias biomédicas. Con los datos de secuencias habrá que trabajar para dar respuestas a cuestiones de expresión de genes, de regulación genética, de interacción de las células con sus entornos, etc.

La secuenciación de genomas de plantas y animales domésticos conducirá a nuevos avances en la mejora agronómica y ganadera.

Para comprender la evolución será cada vez más esencial el disponer de datos de secuencias. La bioinformática permite comparar genes y genomas completos, lo que junto con otros datos biológicos y paleontológicos, está dando nuevas claves de la evolución de la vida.

La principal justificación del PGH de cara a la sociedad fue la promesa de avances importantes en Medicina. Aunque el estudio de las enfermedades en humanos se ha venido haciendo mayoritariamente en ausencia de su comprensión genética, la disponibilidad de técnicas poderosas anima a emprender la secuenciación sistemática, lo que suministrará un formidable impulso sobre todo para las enfermedades poligénicas y multifactoriales. Una de las consecuencias más inmediatas del PGH (y que ya experimentamos desde hace unos años) es la de disponer de sondas y marcadores


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moleculares para el diagnóstico de enfermedades genéticas, de cáncer y de enfermedades infecciosas. A plazos mayores, se espera que a su vez la investigación genómica permita diseñar nuevas generaciones de fármacos, que sean más específicos y que tiendan a tratar las causas y no sólo los síntomas. La terapia genética, aunque aún en sus balbucientes inicios, puede aportar soluciones a enfermedades, no sólo hereditarias, sino cáncer y enfermedades infecciosas.

Uno de los principales objetivos es desarrollar a corto plazo tecnologías de vanguardia. Es decir, una de las principales justificaciones del PGH es la necesidad de impulsar poderosas infraestructuras tecnológicas que deben de proporcionar a las instituciones, empresas y países implicados un lugar de privilegio en la investigación biomédica y en multitud de aplicaciones industriales (diagnósticos, terapias, instrumental de laboratorio, robótica, hardware, software, etc.).

Origen del Proyecto Genoma

Aunque antes de los años 80 ya se había realizado la secuenciación de genes sueltos de muchos organismos, así como de "genomas" de entidades subcelulares (algunos virus y plásmidos), y aunque "flotaba" en el entorno de algunos grupos de investigación la idea de comprender los genomas de algunos microorganismos, la concreción institucional del PGH comenzó en los EEUU en 1986 cuando el Ministerio de Energía (DOE), en un congreso en Santa Fe (NM) planteó dedicar una buena partida presupuestaria a secuenciar el genoma humano, como medio para afrontar sistemáticamente la evaluación del efecto de las radiaciones sobre el material hereditario.

El año siguiente, tras un congreso de biólogos en el Laboratorio de Cold Spring Harbor, se unió a la idea el Instituto Nacional de la Salud (NIH), otro organismo público con más experiencia en biología (pero no tanta como el DOE en la coordinación de grandes proyectos de investigación). El posterior debate público tuvo la habilidad de captar la imaginación de los responsables políticos, y ofrecer el atractivo de que no sólo el PGH era el gran emblema tecnocientífico de finales de siglo (como lo había sido el Proyecto Apolo en los años 60), sino que uno de sus fines explícitos era desarrollar tecnologías de vanguardia y conocimiento directamente aplicable (no sólo en el campo de la biotecnología) que asegurarían la primacía tecnológica y comercial del país en el siglo XXI. En 1988 se publicaron informes de la Oficina de Evaluación Tecnológica del Congreso (OTA) y del Consejo Nacional de Investigación (NRC), que supusieron espaldarazos esenciales para dar luz verde a la Iniciativa. Ese mismo año se establece la Organización del Genoma Humano (HUGO), como entidad destinada a la coordinación internacional, a evitar duplicaciones de esfuerzos, y a diseminar el conocimiento. El comienzo oficioso del PGH corresponde a 1990, y se calculó su finalización en el 2005. Sus objetivos eran elaborar en una primera etapa mapas genéticos y físicos con suficiente resolución, mientras se ponían a punto técnicas más eficientes de secuenciación, de modo que en la fase final se pudiera abordar la secuenciación de todo el genoma humano. Entre los objetivos se cuentan igualmente la caracterización y secuenciación de organismos modelo, y la creación de infraestructura tecnológica, entre la que destacan nuevas herramientas de hardware y software destinadas a automatizar tareas, a procesar la enorme cantidad de datos que se esperan, y a extraer la máxima información biológica y médicamente significativa.

Aunque en un principio se calculó que el PGH americano costaría unos 3000 millones de dólares y duraría 15 años, tanto el costo como los plazos han tenido que ser estimados a la baja, debido a innovaciones tecnológicas que abaratan y acortan la


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investigación. Los fondos federales estadounidenses dedicados al proyecto hasta 1998 ascendieron a 1.9 mil millones de dólares.

En 1993 los fondos públicos para el PGH fueron 170 millones de dólares, mientras que la industria gastó 80 millones. Conforme pasa el tiempo, la inversión privada se está haciendo más importante, e incluso amenaza con adelantarse a los proyectos financiados con fondos públicos. En mayo de 1998, la empresa TIGR anunció la creación de un proyecto conjunto con Perkin-Elmer (fabricante de secuenciadores automáticos) que podría conducir a terminar por su cuenta la secuencia humana a un costo equivalente a la décima parte del proyecto público y con unos plazos más breves.

2. PRINCIPIOS Y ESTRATEGIAS BÁSICAS EN EL PROYECTO GENOMA

Tras las propuestas iniciales, que partieron del ministerio de energía de los EEUU (DOE), al que enseguida siguieron los Institutos Nacionales de la Salud (NIH), quedó claro que este magno proyecto no podía consistir en la secuenciación pura y dura, sino que habría de constar de varias etapas encadenadas, comenzando por la elaboración de mapas genéticos y físicos de resolución cada vez mayor. Además, la secuenciación habría de centrarse en principio en las zonas de DNA más interesantes a priori, como las regiones génicas codificadoras, dejando para una etapa ulterior el análisis del enorme contenido de DNA repetitivo de distintas clases que existe en el genoma. Simultáneamente había que ir desarrollando toda una infraestructura de técnicas instrumentales y de análisis de la información generada (programas informáticos potentes para gestionar las secuencias y extraer sentido biológico de ellas, nuevos algoritmos, redes de ordenadores interconectados, bases de datos entrelazados, etc.).

Cartografías genómicas

El Proyecto hace uso de dos tipos de cartografía para caracterizar el genoma, aunque en última instancia los mapas emanados de los distintos métodos han de ser correlacionados e integrados: cartografía genética de ligamiento, y cartografía física.

Cartografía genética de ligamiento

La cartografía genética se basa en el cálculo de la frecuencia a la que se coheredan formas alternativas (alelos) de dos loci genéticos que están ligados formando parte de un mismo cromosoma. Hasta el advenimiento de las técnicas moleculares, los mapas genéticos de ligamiento en humanos eran bastante rudimentarios, ya que en su elaboración no puede intervenir (por obvios motivos éticos) la experimentación de laboratorio que se usa en animales, y porque los datos habían de basarse casi exclusivamente en la comparación de fenotipos normales y los mutantes correspondientes a determinadas enfermedades genéticas, y en el recurso de análisis de familias, a ser posible con registros de varias generaciones y con gran número de individuos.

La revolución de la cartografía genética de ligamiento sobrevino cuando a finales de los años 70 se recurre al análisis molecular de zonas de DNA no codificadoras y que son muy polimórficas: existen varios tipos de secuencias (algunas de ellas de naturaleza repetitiva, como los VNTR, los microsatélites, etc.), dispersos por el genoma, cada uno de ellos con varios alelos en el ámbito poblacional. Entre las ventajas de los microsatélites se cuentan: contenido informativo muy alto, con lo que los análisis estadísticos mejoran en fiabilidad; distribución abundante y relativamente uniforme por todo el genoma; y que se pueden ensayar fácilmente mediante PCR. Además, estos loci genéticos sirven en


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genética clínica como marcadores útiles para localizar genes relacionados con enfermedades. Los polimorfismos moleculares han permitido que en la actualidad el PGH haya generado detallados mapas genéticos del genoma humano a un nivel de resolución en torno a 1 centimorgan (cM) o incluso menos. Esto ya se logró en 1994, un año antes de lo previsto, y en buena parte con resoluciones mejores (0.7 cM).

Cartografía física e integración de los mapas

Los mapas físicos tienen como objetivo especificar distancias físicas mensurables en pares de bases (pb) o alguno de sus múltiplos. Obviamente, el mapa físico de mayor detalle es la propia secuencia del genoma. Pero antes de llegar a obtenerla, hay que elaborar mapas físicos partiendo de resoluciones bajas y avanzando hacia las resoluciones cada vez mayores. En cierta manera, los mapas físicos de menor resolución son los propios cariotipos: la visualización microscópica de la dotación cromosómica haploide humana teñida con colorante de Giemsa nos muestra un patrón alternante de bandas claras y oscuras, en el que cada banda tiene una media de unos 7 millones de pares de bases. Si bien los métodos citogenéticos tienen sus limitaciones, no hay que olvidar que actualmente existen novedosas herramientas de citogenética molecular (como las sondas fluorescentes in situ o FISH, la "pintura de cromosomas", etc.) que permiten un mayor detalle y que, unidas a otras técnicas aumentan el arsenal de enfoques para el estudio de los genomas, de su dinámica y de sus alteraciones.

Los mapas físicos de mayor resolución se suelen elaborar a partir de genotecas (bibliotecas de genes) en las que el genoma a estudiar se encuentra fragmentado en multitud de trozos aleatorios y desordenados, cada uno de ellos clonado por separado en un vector adecuado: plásmido, cósmido, cromosomas artificiales de levadura (YAC), cromosomas artificiales de bacteria (BAC), etc. La idea para elaborar los mapas físicos es en cierto modo similar a la de ensamblar un rompecabezas: consiste en ordenar los fragmentos del genoma buscando grupos de fragmentos que tienen alguna zona en común, es decir, ir hallando conjuntos de pares de fragmentos parcialmente solapados. Esto conduce al concepto de contig: un contig (o cóntigo, como algún autor español ha traducido) es un conjunto de fragmentos de un genoma que se han clonado por separado, pero que son contiguos y que están parcialmente solapados. Los actuales mapas físicos han de recurrir pues al ensamblaje de esos fragmentos dentro de un contig, y ulteriormente, los distintos contigs correspondientes al mismo grupo de ligamiento han de ser ensamblados entre sí: el objetivo final (ideal) sería obtener un gran contig por cada cromosoma, que describiera detalladamente la posición y distancia física (en bases) de y entre distintos marcadores (representados, por ej, por dianas para enzimas de restricción).

La cartografía de contigs se puede realizar buscando la "huella dactilar" común a distintos clones de una genoteca de DNA humano. Dicha huella puede consistir en un patrón compartido de dianas de enzimas de restricción (que se puede indagar ayudándose de algoritmos y programas computacionales adecuados). Las estrategias más recientes hacen uso de DNA humano en forma de unos 20.000 trozos independientes clonados en los llamados cromosomas artificiales de levadura (YAC, de sus iniciales inglesas), y buscando la "huella dactilar común" entre clones sobre la base de la detección de determinadas secuencias repetitivas. Todo el procedimiento está altamente automatizado, como en el famoso laboratorio francés del Génethon, provisto de varios robots especializados en procesar y analizar las muestras.

El último gran hito en cuanto a metodología de mapas físicos ha sido el


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desarrollo de una especie de "marcadores físicos universales", fácilmente generables, que permiten que los datos obtenidos en un laboratorio sean rápidamente compartidos y asumidos por toda la comunidad investigadora: se trata de los llamados "lugares etiquetados por su secuencia" (STS en inglés). Consisten en trechos cortos de DNA (de entre 100 y 1000 pb) cuya secuencia exacta se conoce y se sabe que es única en todo el genoma. Su facilidad de uso y su aceptación como "lenguaje común" estriba en que una vez que un investigador descubre una STS, cualquier otro puede obtenerla por sí mismo (ni siquiera hace falta el envío físico de muestras), simplemente fabricando in vitro los cebadores correspondientes a sus extremos y amplificando la STS por reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Los STS definen puntos concretos únicos del mapa físico, y constituyen magníficos "mojones" o balizas fácilmente detectables.

Uno de los objetivos iniciales del PGH era la obtención de mapas físicos con unas 30.000 balizas repartidas de modo más o menos uniforme, de modo que cada dos marcadores consecutivos estén separados una media de 100 kb. Este objetivo se cumplió, en buena parte debido al empleo de los STS, que permiten elaborar mapas de contigs según el contenido de STS de los clones solapados. Estos mapas de STS permiten la integración de los mapas genéticos y físicos, hacen accesible la fase de secuenciación y facilitan la clonación de genes implicados en enfermedades mediante la llamada estrategia del candidato posicional.

Una vez que se construyen los mapas, hay que refinarlos y purgarlos de posibles errores. Los errores suelen tener dos fuentes principales: algunos clones YACs son en realidad híbridos o quimeras producidas por artefactos durante el proceso de elaboración de la genoteca, y por lo tanto su mapa no refleja el orden genómico auténtico; y por otro lado, los programas de ensamblado de los mapas no son fiables al 100%. De ahí la importancia de normalizar los datos mediante estrategias aceptadas por todos los investigadores.

Dentro del PGH se está abordando un enfoque paralelo y complementario consistente en secuenciar los denominados EST (lugares etiquetados expresables). Se parte de muestras de RNA mensajero aisladas de los distintos tipos de células y tejidos del cuerpo humano, se realiza por transcripción inversa (con reversotranscriptasa) copias de DNA, y se procede a su secuenciación. Ello rinde versiones no genómicas, desprovistas de las porciones intrónicas, de los distintos genes que se expresan en los diferentes tejidos. Los datos obtenidos se integran en "mapas funcionales" que muestran el patrón de expresión diferencial según su localización anatomo-histológica.

Secuenciación

Métodos básicos de secuenciación ♦ Método químico de Maxam y Gilbert (actualmente poco usado). ♦ Método enzimático de Sanger (terminación de cadena, o de los

didesoxinucleótidos, ddNTP) ♦ Secuenciación automática según el método de Sanger

Cada ddNTP se marca con un colorante fluorescente diferente. Ello permite hacer la electroforesis en el mismo callejón del gel. Las bandas de ADN son detectadas por su fluorescencia según pasan delante del detector. Si el detector lo hacemos mover en horizontal, podrá leer varias secuenciaciones al mismo tiempo. Los datos pasan a un sistema computerizado.


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Nuevos métodos de secuenciación

Microscopías de efecto túnel (STM) y de fuerza atómica (AFM)

Microscopía de barrido (scanning) de efecto túnel (STM). Una fina sonda se mantiene muy cerca del objeto (en este caso ADN), por medio de un sistema de control basado en la detección de una minúscula corriente inducida por el efecto túnel entre la punta de la sonda y el ADN. Una técnica muy parecida es la microscopía de fuerza atómica (AFM), en la que el control se debe a la medida de las fuerzas de van der Waals entre la sonda y la muestra. En cualquiera de los dos casos, la punta se mueve a lo largo del objeto, de modo que sus desplazamientos en vertical se miden y se registran, generando una imagen de la superficie del objeto. Aunque se han obtenido imágenes del esqueleto azúcar-fosfato de ADN de cadena sencilla y de cadena doble, está por ver si se pueden "ver" las bases nitrogenadas. Si es así, la técnica podría secuenciar del orden de 1 Mb cada día.

Secuenciación por hibridación: chip de hibridación

Secuenciación por hibridación en chips con oligonucleótidos. Se basa en sintetizar distintas sondas de oligonucleótidos, y unirlas en disposiciones ordenadas (arrays) a una fina pastilla de nylon o vidrio. Este chip se prueba frente a un ADN marcado fluorescentemente, de modo que el patrón y cantidad de fluorescencia suministra información sobre la secuencia del ADN en cuestión. La última generación de este enfoque es la combinación de técnicas folitográficas (como la de los chips de silicio para computadores) con síntesis química en fase sólida, que logra chips con ordenaciones de decenas e incluso centenares de miles de oligos distintos, que pueden usarse para identificar secuencias marcadas fluorescentemente en cuestión de minutos, por medio de un microscopio confocal de fluorescencia totalmente automatizado, que registra los datos.

A modo de estudio piloto sobre sus posibilidades, la empresa Affimetrix ha logrado re-secuenciar por este método las 16 kb de ADN mitocondrial humano, con un dispositivo formado por 135.000 oligonucleótidos. Con la tecnología actual se puede llegar a sintetizar en un día 400.000 oligos de 20 bases cada uno, dispuestos en un chip de 1,6 cm2. Pero el objetivo final es lograr un chip con los 4 millones de sondas necesarias para secuenciar todo el genoma humano en una sola hibridación (!).

Estrategias de secuenciación

Secuenciación genómica clásica

La secuenciación genómica dependía de la previa disponibilidad de mapas físicos detallados, para que los fragmentos secuenciados puedan ser ensamblados correctamente, necesita manejar una gran cantidad de datos (a título de ejemplo, para generar 1 kb de secuencia final, hay que secuenciar 10 kb en total), y no es totalmente automatizable.

Resumamos brevemente (recapitulando algo de lo dicho para los mapas) cuál es la estrategia habitual para secuenciar genomas:

1. El DNA genómico se corta aleatoriamente en fragmentos, que se separan en distintas clases de tamaños, y se insertan en distintos tipos de vectores, cada uno con una capacidad media diferente (por ejemplo, los YACs portan


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insertos entre 100 y 2000 kb, los cósmidos unas 40 kb). 2. Se preparan mapas físicos de baja resolución sobre la base de clones solapados

de insertos de YACs. 3. Se preparan mapas físicos de alta resolución, preparados para la secuenciación,

por medio de la subclonación en cósmidos de fragmentos aleatorios de insertos de YACs.

4. Finalmente, se escoge un conjunto de clones de cósmidos con solapamientos mínimos, sus insertos se rompen aleatoriamente y se subclonan en vectores para la secuenciación (derivados del fago M13, plásmidos de la serie pUC, etc.).

Por cada cósmido hay que secuenciar unos 800 clones de fago M13, con un tamaño medio de inserto de 400 pb, y la secuencia de 40 kb del inserto del cósmido original se ensambla computacionalmente. Este enfoque de secuenciación aleatoria (shotgun) obliga a secuenciar muchas veces (unas 8 o 10) el mismo segmento de secuencia, lo que tiene la ventaja de que asegura una mayor fiabilidad de los datos obtenidos. Sin embargo, como ya dijimos, presenta varios inconvenientes: hay que disponer previamente de buenos mapas; los YACs son inestables y muchos de ellos son quimeras, artefactos de clonación que no reflejan el orden genómico (identificarlos y descartarlos es una tarea que lleva tiempo y esfuerzo); y como ya sabemos, esta metodología no se puede automatizar totalmente.

Un tema importante es tener tasas de errores lo más bajas posibles: del orden de 0.02-0.2%.

Secuenciación de DNA complementario (cDNA)

No es una alternativa, sino un complemento a la secuenciación genómica. No es el gen lo que estamos secuenciando, sino la "retrocopia" de su RNAm obtenida por reversotranscripción, desprovisto de intrones y secuencias reguladoras no traducidas.

Si bien la secuenciación de cDNA no nos da información de la estructura del gen, sí nos la puede dar sobre su expresión: en qué tejidos se expresa, bajo qué condiciones, etc., lo que permite iniciar mapas funcionales del genoma humano.

Nuevas estrategias de secuenciación genómica

Se ha propuesto una estrategia de secuenciación genómica (véase Venter et al., 1996) que no depende de mapas físicos previos, y que en lugar de YACs emplea otro tipo de vectores, los cromosomas artificiales de bacteria (BACs), que aunque permiten insertos de entre 100 y 350 kb, tienen la gran ventaja de aceptar insertos genómicos con gran fidelidad (sin quimerismos ni apenas reordenaciones del material insertado). La estrategia consiste en lo siguiente:

1. Se crea una genoteca humana de BACs, con un tamaño medio de 150 kb, y una redundancia de 15 veces, de modo que consta de unos 300.000 clones. Los clones de la genoteca se reparten en pocillos de placas de microtitulación.

2. Se secuencian unas 500 bases en cada uno de los dos extremos del inserto de cada clon. Esto significa que las 600.000 secuencias de los extremos de los clones están repartidas a razón de una cada 5 kb de genoma, y constituyen el 10% de la secuencia genómica.

3. A estas secuencias se las denomina STCs, acrónimo inglés de "conectores" etiquetados por su secuencia", ya que permiten que por término medio


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cada clon BAC pueda ser conectado con otros 30 (un inserto típico de 150 kb dividido por 5 kb, estará representado en otros 30 BACs). Las secuencias de las STCs se pondrían enseguida en Internet, a disposición de la comunidad investigadora.

4. Se toma la "huella dactilar" de cada clon BAC, con una enzima de restricción. 5. Un clon BAC que actúa de semilla se secuencia por cualquier método, y se

compara con la base de datos de STCs para identificar los clones solapados. 6. Se secuencian los dos clones BAC que muestren consistencia interna entre las

huellas dactilares y solapamiento mínimo en ambos extremos con respecto al BAC semilla.

7. El proceso se va reiterando a ambos lados del BAC semilla (lo que podríamos llamar "paseo genómico con BACs").

8. De esta manera, el genoma humano completo se podría secuenciar con sólo 20.000 clones BAC.

Aunque la estrategia es muy atractiva por su aparente rapidez y menor costo (se estima que en un futuro próximo, 30 secuenciadores de última generación podrían obtener esas 600.000 STCs, con un desembolso de menos de 10 millones de dólares), tiene varios incovenientes, entre ellos el que obliga a mantener uno o varios centros depositarios de las placas con los clones BACs, y al envío de clones entre laboratorios. Dado que el PGH ha funcionado muy bien hasta ahora de modo descentralizado, es posible que haya reticencias en grupos que vean amenazada la actual cuasi-democracia investigadora. (No se puede olvidar quién hace la propuesta: el director de uno de los centros privados más "agresivos" en investigación genómica).

El papel de la informática en los proyectos genoma

La informática ha sido uno de los objetivos esenciales del PGH, debido a la gigantesca cantidad de datos que hay que recoger, analizar, comparar, interpretar y distribuir. La informática aplicada a la biología presenta dos subdisciplinas (véase Benton, 1996): la bioinformática en sentido estricto, que se puede definir como el trabajo de investigación y desarrollo que se necesita como infraestructura de información de la actual biología; y la biología computacional, que es la investigación dependiente de computación dedicada a entender cuestiones biológicas básicas. El término bioinformática, en sentido amplio, comprende estos dos grandes aspectos. Estamos ante un nuevo campo interdisciplinario, en la interfase entre ciencias de la Computación, Matemáticas y Biología.

Las cuestiones de gestión de datos que plantea el PGH suponen un auténtico "revulsivo" para la informática. Aunque para algunas de las tareas se puede recurrir a enfoques tradicionales, con sólo aumentar la escala del procesamiento, para otros problemas se necesitan arquitecturas y programas informáticos totalmente diferentes.

Adquisición informatizada de datos biológicos

La adquisición de datos experimentales por métodos digitales está espoleando a la industria a diseñar y fabricar aparatos cada vez más sofisticados, que mejoren y aceleren la parte más rutinaria de la investigación. Para ello los aparatos incorporan sistemas computerizados de análisis y tratamiento de imagen visible. Piénsese en los secuenciadores automáticos de DNA o en la tecnología del chip de DNA.

El ensamblaje automático de mapas y secuencias es otra tarea que plantea


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numerosos e interesantes problemas a las ciencias de la computación, que han de hacer uso de nuevos algoritmos y estrategias en las que tener en cuenta los posibles errores.

Predicción de secuencias codificadoras, dominios funcionales y otras zonas interesantes del genoma: Aunque disponemos de programas a tal efecto (GRAIL, FASTA, etc.), se requieren nuevos algoritmos capaces de predecir patrones especiales de secuencia dentro de genomas completos. Se están ensayando aproximaciones derivadas de las redes neurales (neuromiméticas).

Construcción de árboles filogenéticos: En principio se viene realizando sobre la base de comparar determinados genes entre pares de organismos, mediante algoritmos de alineamiento de secuencia, pero habrá que mejorar los métodos, incluyendo una adecuada evaluación del grado de fiabilidad de los árboles.

Bases de datos genéticos y moleculares

La gigantesca cantidad de datos generados en los proyectos genoma obliga a abandonar la "Galaxia Gutenberg" a la hora de publicar los datos: su difusión se hace por medios electrónicos, depositándolos en bases de datos públicos. El ritmo de acumulación de datos es vertiginoso, y actualmente se duplican en menos de un año. Los biólogos del siglo XXI usarán esas bases de datos como un recurso indispensable de su trabajo cotidiano. En la actualidad funcionan principalmente dos tipos de bases de datos genómicos:

* El Consorcio Internacional de Bases de Datos de Secuencias está formado por GenBank, el Banco de datos de DNA de Japón (DDBJ) y el del EMBL. Alberga los datos de secuencias. Las tres bases comparten y complementan la información. En España existe un nodo de EMBL residente en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB) de Madrid. * La Genome Data Base (GDB) se estableció para albergar los datos de mapas y relacionados (sondas, marcadores, etc.).

Actualmente la base de datos bibliográfica MEDLINE (mantenida por la NML estadounidense) está vinculada con las bases de datos genéticos y de secuencias. Por ejemplo, se puede hacer una búsqueda desde MEDLINE con palabras clave de una enfermedad, lo que da acceso a OMIM (Herencia mendeliana on-line), con referencias bibliográficas, y de ahí se puede saltar a los mapas genéticos, físicos y las secuencias, si están disponibles.

En 1993, un taller recomendó profundizar en la coordinación entre los distintos bancos informatizados. Las diferencias en la estructura de las bases de datos y en su nomenclatura hacen que un investigador que trabaje con un gen o una proteína de una especie tenga difícil acceder a la información de genes homólogos de otras especies. Los expertos en bioinformática están tratando de desarrollar estándares y nombres comunes, y de establecer vínculos entre ellos, de modo que cuando los investigadores busquen información en una base de datos, automáticamente la encuentren vinculada con otras bases depositarias de otros datos. Internet y los lenguajes informáticos crean fácilmente vínculos entre bases de datos diferentes, esto abre el camino a la diseminación del enfoque basado en "federaciones de pequeñas bases de datos". Basta definir hipervínculos activos (hipertexto) para vincular datos relevantes entre distintas bases. Pero para hacer frente al diluvio de datos tales hipervínculos deben que ser creados automáticamente por el software de la base de datos. Ello obliga a ponerse de


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acuerdo sobre la nomenclatura y los formatos compatibles. El famoso lenguaje Java, creado para Internet, parece que puede desarrollarse en una buena herramienta para entrecruzar de modo inteligente todas las bases de datos biológicos.

"Las tres culturas" de la biología genómica

En la biomedicina de la era genómica y postgenómica se requiere, como se está viendo, un alto grado de interdisciplinariedad e integración entre distintos profesionales. Es lo que Benton (1996) llamó -parafraseando a C.P. Snow- el problema de las tres culturas: los biólogos quieren que los informáticos les suministren soluciones a sus problemas de gestión de datos, los matemáticos y expertos en computación están detrás de problemas intelectualmente llamativos, y los ingenieros piden a los dos grupos anteriores que les suministren especificaciones bien concretas para que ellos puedan desarrollar su trabajo. Los distintos expertos deben acostumbrarse a emplear vocabularios y lenguajes comunes y a entender (sin minusvalorar) los problemas de los demás. En numerosas universidades empiezan a impartirse enseñanzas (de pregrado o postgrado) de bioinformática y biocomputación. En muchos casos se trata de que los estudiantes o profesionales de especialidades tradicionales completen su formación con la parte con la que no están familiarizados.

En lo que respecta a los biólogos, deben trabajar en entornos tremendamente ricos en información, deben manejar con soltura las bases de datos, y extraer conocimiento biológicamente significativo. Los nuevos datos obligan a elaborar nuevas hipótesis en muchos ámbitos de las ciencias de la vida, que sugieren nuevos tipos de experimentos, estableciéndose una retroalimentación fructífera entre la biología in silico y la tradicional biología in vtvo e in vitro. Las Ciencias Biológicas dan así un salto no sólo cuantitativo, sino que probablemente entraremos en un nuevo paradigma de investigación, en el que contemplaremos los fenómenos vitales no sólo desde un punto de vista molecular, sino de integración entre sus diversos niveles de complejidad.

3. AVANCES RECIENTES EN EL PGH

Lo que a finales de 1989 era un proyecto que algunos tachaban de loco, por lo caro, superfluo y utópico que parecía, es ahora una realidad deseada y aceptada por todos, que se terminará probablemente antes de lo esperado (2005) y que costará mucho menos de lo previsto. Veamos algunos hitos en el avance del PGH:

* En 1987 se construyeron mapas genéticos de ligamiento usando polimorfismos de tipo RFLP, con una resolución aún baja: 10-15 cM. El primer mapa genético de ligamiento del Généthon (1992), que ya recurrió a microsatélites, supuso una revolución inmediata en el análisis de ligamiento de las enfermedades con base genética. Su resolución media ya era de 5 cM. * La tercera versión del Génethon se publicó en 1996, y ya contenía unos 5000 marcadores microsatélites, separados los consecutivos una media de 0.7 cM (aprox. 700 kb), lo cual ya supera el nivel de detalle especificado en uno de los objetivos para el primer lustro del PGH. * En los últimos años se ha avanzado más en los mapas físicos. En septiembre de 1995 Nature publicó un Directorio del Genoma Humano que incluía un mapa de contigs de YACs que cubría 75% del genoma. Hudson et al publicaron un mapa físico preliminar del 94% del genoma, abarcado por unos 15.000 marcadores. * Un problema con los YACs es su elevado quimerismo, por lo que hay que complementar los mapas de contigs. Es lo que hizo el Whitehead Institute a finales de 1995, con


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la publicación en Science del mapa basado en STS que incorpora datos de híbridos de radiación (RH). * El PGH pretendía balizar el genoma humano con unas 30.000 STSs repartidas de modo más o menos uniforme, de modo que cada par de STSs contiguas están separadas por una media de 100.000 pb. Este objetivo acaba de cumplirse, y señala el punto de partida para la fase final del Proyecto, ya que a partir de aquí la secuenciación queda expedita de forma ordenada y significativa, y los datos pueden ser correlacionados con el mapa genético.

Una consecuencia casi inmediata de estos avances en cartografía es que la localización, aislamiento (por la llamada clonación del candidato posicional) y caracterización de genes concretos relacionados con enfermedades se acelera y simplifica, haciendo que el costo presupuestario se abarate notablemente en comparación con los esfuerzos tradicionales en que cada laboratorio luchaba por separado durante largos años para lograr clonar algún gen de interés.

Una vez completadas las dos primeras fases del PGH (mapas físicos y genéticos de suficiente resolución), continúa la obtención masiva de secuencias de forma sistemática y organizada. Las secuencias van siendo puestas de modo prácticamente inmediato a disposición de la comunidad investigadora por medio de varias bases de datos entrelazadas dentro de Internet.

El ritmo de acumulación de secuencias de DNA es vertiginoso, y se multiplica cada pocos meses. Con las técnicas y ritmos actuales, en los próximos años se obtendrá una tasa de 500 Mb por año. Los costos de secuenciación siguen bajando.

El reto de la fase final del PGH es obtener secuencias del modo más rápido, barato y preciso. Para ello, se están diseñando métodos de alto rendimiento, lo más automatizados posibles.

4. GENOMAS MODELO

Como ya apuntábamos anteriormente, habría que hablar más bien de Proyectos Genoma (en plural), ya que en paralelo al estudio del genoma humano están en curso la caracterización y secuenciación de genomas de organismos modelo, cuya comparación entre sí y con el acervo genético humano tendrán efectos notables:

Acelerarán notablemente la obtención de importantes datos sobre la organización, función y evolución del DNA a lo largo de toda la escala filogenética. Se espera que la comparación de genomas completos de los tres grandes dominios de la vida (arqueas, bacterias y eucariotas) nos suministrará claves para comprender más de 3000 millones de años de evolución. La biología (que como decía Dobzhanski, no tiene sentido si no es a la luz de la evolución) profundizará aún más su interés filogenético.

Ayudarán a determinar la función de numerosos genes (incluyendo humanos). Habrá numerosas aplicaciones médicas.

Servirán para emprender nuevos enfoques dentro de la Biotecnología y la Biología industrial.

Se dispone de la secuencia completa de al menos un representante de cada uno de los tres grandes dominios de seres vivos, y están en marcha o en proyecto unos 30 proyectos.


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Eubacterias. Las siguientes eubacterias están totalmente secuenciadas:

Bacteria Tamaño genoma (Mb)

Sitio web

Mycoplasma genitalium 0.58 http://www.tigr.org/

Mycoplasma pneumoniae 0.82 http://www.zmbh.uni-heidelberg.de/M_pneumoniae/

Borrelia burgdorferi (+ plásmidos)

0.91 (+32) http://www.tigr.org/

Aquifex aeolicus 1.55

Helicobacter pylori 1.67 http://www.tigr.org/

Haemophilus influenzae 1.83 http://www.tigr.org/

Synechocystis 3.57 http://www.kazusa.or.jp/cyano/cyano.html

Bacillus subtilis 4.21 http://www.pasteur.fr/Bio/SubtilList.html

Mycobacterium tuberculosis 4.4 http://www.sanger.ac.uk/

Escherichia coli 4.67 www.genetics.wisc.edu:80/

Arqueas (arqueobacterias): Los genomas concluidos son los de Methanococcus jannaschiii y Archaeoglobus fulgidus, ambos obtenidos por el TIGR, y el de M. thermoautotrophicum. Muy avanzados están los de dos arqueobacterias hipertermofílicas (Pyrobaculum aerophilum, Pyrococcus furiosus).

Arquea Tamaño genoma (Mb)

Sitio web

Mehanococcus jannaschii 1.67 http://www.tigr.org/

M. thermoautotrophicum 1.75 http://www.genomecorp.com/htdocs/sequences/

Archaeoglobus fulgidus 2.18 http://www.tigr.org/

El TIGR de Craig Venter está secuenciando decenas de microorganismos tanto procariotas como eucariotas, muchos de ellos con importancia clínica o industrial (entre las eubacterias: Enterococcus feacalis, Legionella pneumophila, Mycobacterium tuberculosis, Neisseria meningitidis, Salmonella typhimurium, Vibrio cholerae, Deinococcus radiodurans, etc.). El creciente número de secuencias bacterianas facilitará muchos estudios básicos, y con respecto a las patógenas, aclarará mecanismos de patogenicidad y virulencia, sugiriendo esto nuevos tratamientos.

Hacia el inicio del siglo XXI se estima que dispondremos de las secuencias de más de 100 microorganismos. Como siempre, el problema será cómo vamos a digerir esa información (y quién se va a beneficiar de ella, pero esta es otra historia que tratamos en otro sitio). Aparte de los tradicionales (pero renovados) métodos de Biología in silico, siempre hay que volver al laboratorio a comprobar hipótesis experimentalmente y recabar nuevos datos. Para ello se están diseñando nuevas estrategias. Por ejemplo, la


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llamada GEMS (selección multiplex manilada genómicamente), que consiste en medir simultáneamente los efectos sobre la supervivencia de una serie de deleciones en fase en muchos genes, y bajo diferentes condiciones ambientales; de esta manera, se puede rastrear el patrón de pérdida o selección de mutantes concretos.

Eucariotas

* En 1996 se terminó la secuencia de la levadura de panadería (Saccharomyces cerevisiae), y se emprendió el de otra levadura muy diferente (Schyzosaccharomyces pombe). El proyecto genoma de levadura, que ha costado unos 30 millones de dólares, ha sido un logro esencialmente europeo, con André Goffeau (Universidad Católica de Lovaina) como coordinador. Se evitó a toda costa la duplicación de esfuerzo, "repartiéndose" los cromosomas o regiones entre países y laboratorios. La Unión Europea secuenció el 55%, el Centro Sanger (UK), 17%, la Universidad Washington en St. Louis, 15%, Universidad de Stanford, 7%, Universidad McGill (Canadá), el 4%, y un laboratorio japonés (RIKEN), el 2%. * El genoma del nemátodo Caenorhabditis elegans se terminó de secuenciar en 1998, con una intervención esencial del Centro Sanger. * El de la mosca del vinagre (Drosophila melanogaster) se publicó en el año 2000 * Dentro de los mamíferos está en curso igualmente la cartografía y secuenciación del genoma del ratón. * No hay que olvidar que la Biología Vegetal está muy interesada a su vez en descifrar los genomas de especies modelo tanto monocotiledóneas (arroz, maíz) como dicotiledóneas (de estas últimas, el modelo más avanzado es el de Arabidopsis thaliana).

En 2003 Descifraron la secuencia completa del genoma humano (Diario Clarín, 14/03/03) Un consorcio internacional, formado por científicos de seis países, logró descifrar la secuencia completa del genoma humano dos años antes de lo previsto y pocas semanas después de cumplirse 50 años del descubrimiento de la estructura en hélice del Acido Desoxirribonucleico (ADN). El director del Instituto Wellcome Trust Sanger, Allan Bradley, señaló que "completar la secuencia del genoma humano es un paso vital para un largo camino, pero los beneficios para la salud pueden ser extraordinarios". "Sólo una parte de este trabajo, la secuencia del cromosoma 20, ya ha acelerado las investigaciones en diabetes, leucemia y eccema de la niñez", añadió.

No obstante, "no deberíamos esperar grandes descubrimientos inmediatamente, aunque no hay duda de que estamos embarcados en uno de los capítulos más excitantes del libro de la vida", agregó Bradley. El descubrimiento de su estructura con forma de doble hélice ocurrió "oficialmente" el 28 de febrero de 1953. En este hallazgo participaron tres hombres y una mujer. Aunque a ella casi no la reconocieron como codescubridora.

¿Cómo es concretamente el ADN? La respuesta estuvo disponible recién 50 años atrás. Fueron cuatro científicos jóvenes los encargados de alcanzarla. El neocelandés Maurice Wilkins trabajaba a los 34 años en el King's College de Londres y sabía hacer perfectas preparaciones de fibras de ADN. A este científico le incomodaba la presencia en el lugar de Rosalind Franklin, quien a los 32 años era considerada como la mejor cristalógrafa del mundo (una especialidad que usa los rayos X para ver moléculas). Wilkins sentía que Franklin pretendía trabajar en "su" proyecto. A principios de 1953, ella descubrió primero que el ADN tenía una estructura helicoidal. Obtuvo dos pruebas: una imagen y unas medidas del ADN. Pero no las publicó rápidamente.

Los otros dos personajes de este momento crucial de la ciencia fueron James Watson y Francis Crick. El primero, nacido en Chicago en 1928, había escuchado en Nápoles que la ciencia estaba detrás de la estructura del ADN. Dejó su interés por los pájaros y se concentró en la intimidad del ADN en un laboratorio de Cambridge, en Inglaterra. A los 23, Watson empezó a trabajar con Francis Crick, que tenía 35.


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Se cuenta que en enero de 1953 Wilkins le mostró "inocentemente" a Watson la original imagen del ADN que había capturado Franklin. Al mes siguiente, otro científico inglés le pasó una copia de las mediciones de la mujer. Watson y Crick pusieron toda su energía en refinar el descubrimiento. Construyeron modelos tridimensionales y al final publicaron el hallazgo de la estructura el 2 de abril de 1953 en la revista Nature aunque no aclararon que habían utilizado el trabajo de Franklin. Watson reconoció su aporte recién en 1968 en su libro La doble hélice. Wilkins, Watson y Crick recibieron el Nobel en 1962, cuatro años después de la muerte de la joven Rosalind Franklin. ¿Qué cambió a partir de 1953? La opinión es de Alberto Kornblihtt, investigador principal del Conicet y de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA: "El descubrimiento de la estructura del ADN no es solamente un punto de inflexión en la biología sino en la historia de la cultura humana. Permitió descifrar el mecanismo de funcionamiento de los seres vivos y de la perpetuación de la vida". Antes de Watson y Crick ya se sabía que el ADN era el portador de la información genética, pero no se tenía ni la más remota idea de cómo se transmitía esta información de una célula a sus hijas y mucho menos de cuál era el lenguaje que usaban los genes para ordenar la fabricación de las proteínas. Kornblihtt agregó: "Al saberse que la molécula de ADN era una doble hélice se pudo comprender por qué y cómo '...a menudo los hijos se nos parecen...', como dice la canción de Serrat". El hallazgo dio lógica a las leyes de la herencia de Mendel y a la teoría de la selección natural de Darwin. El descubrimiento reafirmó —sostiene el investigador que trabaja en el área de la biología molecular— la naturaleza animal del hombre y dio por tierra con las teorías vitalistas que consideraban que los seres vivos estaban hechos de materiales con propiedades distintas a las del mundo físico no vivo. Confirmó que bacterias, plantas, hongos y animales somos parientes. Abrió el camino para la comprensión, el tratamiento, el diagnóstico y la prevención de las enfermedades que azotaron a la humanidad por milenios (como cáncer e infecciones virales o bacterianas) y posibilitó el desarrollo de poderosas biotecnologías que revolucionaron a la producción agropecuaria y a las industrias farmacéutica y de la alimentación.

5. PROYECTO DE DIVERSIDAD DEL GENOMA HUMANO

Lucca Cavalli-Sforza, un prestigioso genético especializado en estudio de poblaciones humanas, impulsó la idea de realizar una investigación destinada a comprender la variación genética humana y a reconstruir la historia de las poblaciones humanas en los últimos 100.000 años de nuestra especie. Este Proyecto de Diversidad del Genoma Humano (PDGH) imbricaría una diversidad de disciplinas (genética, arqueología, lingüística, antropología, etc.) para dar cuenta de la evolución reciente de la humanidad, reconstruir las grandes migraciones de grupos, la distribución de las poblaciones y culturas, etc. Una de las estrategias consiste en la toma de muestras de DNA de una serie de poblaciones y etnias, con ulterior estudio comparativo de polimorfismos moleculares. Se pretende estudiar muestras correspondientes al 10% de las 5000 poblaciones lingüísticas diferenciadas que existen, con el objeto de ver si existen correlaciones (y en su caso, cómo se han producido) entre la diseminación cultural y la genética. Según sus impulsores, el PDGH daría una rica visión de la variedad de recursos genéticos de nuestra especie, y junto con los datos del PGH convencional, facilitaría la comprensión del fundamento genético de la susceptiblidad o resistencia a distintas enfermedades, incluidas las infecciosas, comprender mejor el papel de la selección y el de la deriva genética.

Algunos medios de comunicación lanzaron acusaciones de "racismo" contra este Proyecto, pero para Cavalli-Sforza nada está más lejos de sus propósitos. De hecho, piensa que con él se va a llamar la atención las reclamaciones de ciertas tribus para que se les ayude a sobrevivir y conservar sus culturas. Ningún genético serio (y menos una autoridad en la materia como Cavalli-Sforza) mantiene la idea de que la especie humana esté separada en razas, ni mucho menos que de los datos genéticos se puedan derivar planes políticos. Un comité ad hoc de la UNESCO emite informes para que el PDGH se


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amolde a una serie de criterios éticos y sociales. Los principales temas que se están evaluando son:

* Consentimiento informado a los individuos y poblaciones implicados. El PDGH contiene, según los miembros del comité de la UNESCO, algunas de las medidas más detalladas y sofisticadas que se hayan propuesto nunca para obtener ese consentimiento informado. * Comercialización de los posibles resultados de la investigación: la UNESCO recomienda que este tema forme parte de las cláusulas del consentimiento informado y de acuerdos de cooperación. Es decir, se prevé que parte de los beneficios económicos reviertan en las comunidades indígenas. Sin embargo, este tema de la "prospección genética" (biooprospección) requiere aún mucha discusión para ser clarificado. El tema de las posibles patentes sobre genes útiles que se pudieran encontrar es delicado. La opinión personal de Cavalli-Sforza es que no se permitan, o en todo caso, que sus beneficios reviertan a la población donadora que permitió la identificación del gen. * La financiación debería ser pública y de entidades sin ánimo de lucro. No se debe aceptar la financiación de empresas, para evitar todo posible conflicto de intereses. * Eugenesia y racismo. El racismo es una actitud mental, no una consecuencia de ningún dato biológico. Hay que tomar medidas para evitar que nadie saque conclusiones sociales y políticas de meros datos de polimorfismos genéticos en las poblaciones humanas.

En la oposición contra el PDGH ha influido algún lamentable caso de "bioprospección" (no relacionado con el Proyecto), que ha servido de munición a ciertos grupos ecologistas y de apoyo a tribus. Por ejemplo el RAFI (Fundación Internacional para el Avance de las comunidades Rurales) ha desplegado una campaña para divulgar "los peligros de PDGH", pidiendo que no se lleve a cabo. Los miembros de RAFI llamaron la atención del hecho de la concesión de patente sobre unas células resistentes al virus HTLV-1 derivadas de la tribu Hagahai de Papúa-Nueva Guinea.

Hay empresas farmacéuticas que realizan "bioprospección" en poblaciones aisladas, las cuales presentan la ventaja de que su menor polimorfismo genético puede ayudar a encontrar la explicación sobre base de resistencias o sensibilidades a ciertas enfermedades. Por ejemplo, se está intentado identificar genes de sensibilidad al asma en una pequeña población altamente endogámica de la isla de Tristan da Cunha.

6. IDENTIFICACION DE LOS GENES ASOCIADOS A FENOTIPOS

Genes de rasgos mendelianos

Clonación funcional

Cuando se tiene información bioquímica sobre un rasgo monogénico, es posible diseñar alguna estrategia para seleccionar el gen correspondiente de la genoteca, lo que se llama clonación funcional. Éste es el caso del factor VIII de coagulación.

Clonación posicional

La clonación funcional no siempre es posible. Cuando, se desconoce la base bioquímica del rasgo (mayoría de enfermedades genéticas), hay que recurrir a otras estrategias. La clonación posicional de genes: consiste en estrechar el cerco al gen a partir de su localización cromosómica (genética inversa). Ésta es una estrategia empleada antes del PGH:


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1. Se parte de una colección de pedigrís en la que se ve la co-segregación del rasgo mutante respecto a múltiples marcadores genéticos polimórficos. En humanos, lo ideal es que la separación entre marcadores no sea mayor de 1cM. Luego, por paseo o salto cromosómico, se va uno acercando al gen.

2. Identificación del gen mediante una serie de técnicas

a. Zoo-blots b. Islas de CpG sin metilar c. Selección de cDNA d. Atrapamiento de exones

Ejemplos de genes aislados por clonación posicional:

Fibrosis quística Distrofia muscular de Duchenne Neurofibromatosis tipo 1 Alzheimer familiar Cloroidemia.

Análisis de genes candidatos

Se aislaron muchos genes por clonación posicional, pero la mayoría de ellos sobre la base de mutaciones de deleción, translocación o amplificaciones de trinucleótidos. La clonación posicional a partir de mutaciones puntuales es más ardua, y suele requerir muchos marcadores cercanos al gen y una cartografía fina de desequilibrio de ligamiento. Por ello, se recurre a otra estrategia: enfoque del candidato posicional: se usa información disponible sobre función y posición en el mapa de genes previamente aislados, información que puede proceder de otros proyectos genoma o de ESTs/cDNA.

Por ejemplo, una EST aleatoriamente aislada y homóloga con una glicerol-quinasa de B. subtilis se cartografió en la región Xp21 humana. Tras obtener un ADNc más largo, se vio ese era el correspondiente al gen en cuestión.

Gen de la retinitis pigmentosa. Síndrome de Marfan. Cardiomiopatía hipertrófica familiar Atrofia muscular espinal y bulbar Síndrome de Waandenburg Esclerosis lateral amiotrófica.

Este tipo de estrategia se hace cada vez más importante conforme avanza el PGH. En el futuro, cuando se asigne un nuevo rasgo a una nueva posición específica del mapa, será posible interrogar a las bases de datos genómicas, y obtener para esa porción genómica una lista de los otros genes asignados a esa región. Las características de los genes se compararán entonces con las características del rasgo para encontrar el candidato más verosímil.

En resumidas cuentas, el PGH simplifica y abarata la búsqueda de genes relativos a enfermedades mediante estrategias de clonación posicional.

Predicción y análisis de genes mediante bioinformática

Conforme avanza el PGH, se hace cada vez más importante la predicción de


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genes por medio de bioinformática: Algunos métodos:

* Predicción de genes a partir de secuencias mediante programas como el GRAIL. * Búsquedas de similitudes (BLAST, FASTA). * Comparación con secuencias de organismos modelo. * ESTs. * Perfiles de secuencia y modelos de Markov ocultos.

La bioinformática tiene ante sí un formidable reto, dado el diluvio de datos que está cayendo en las bases de datos. Habrá que desarrollar nuevos y potentes algoritmos, y de aplicar buenas estrategias de ingeniería y gestión de la información, capaces de sacar provecho a los datos e integrarlos para darles sentido biológico, según los programas de investigación que cada centro o grupo se plantee.

Estudio de rasgos complejos y cuantitativos

Los rasgos complejos (poligénicos) se pueden clasificar como rasgos discretos (medidos según un resultado específico: diabetes, infarto de miocardio) o como rasgos cuantitativos (medidos por una variable continua). Son estos rasgos los que plantean más problemas a la hora de adscribirlos a los genes correspondientes, pero ya hay varias estrategias para estudiarlos.

Identificación de loci de rasgos cuantitativos (QTLs)

Sólo se ha vuelto posible con la llegada de los RFLPs. Las estrategias consisten en cruzar dos razas puras que difieran sustancialmente en un rasgo cuantitativo. La progenie segregante se analiza tanto para el rasgo como para una serie de marcadores. Se emplea en animales y plantas domésticos.

Análisis de rasgos complejos en humanos

Uno de los mayores retos del PGH es identificar y caracterizar los genes responsables de rasgos complejos, incluyendo las enfermedades poligénicas y multifactoriales. Los rasgos poligénicos son difíciles de estudiar en humanos, y evidentemente no se puede recurrir a estudios de cruces controlados como en los animales y plantas.

Co-segregación en estudios familiares

Se parte de familias con individuos afectados. Los genes de la enfermedad se pueden identificar por co-segregación con marcadores genéticos (por ej., microsatélites) estrechamente ligados, que mostrarán identidad por descendencia en los individuos afectados. Este enfoque se está volviendo más cómodo y rápido gracias a las técnicas de genotipado rápido basado en fluorescencia, que permiten rastrear el genoma completo en poco tiempo. Mediante este tipo de estrategia se han logrado varios éxitos:

Genes responsables de mayor o menor susceptibilidad a enfermedades infecciosas, como la malaria . Además, ello abre nuevas vías al desarrollo de vacunas.

Genes de susceptibilidad a diabetes tipo 1 y tipo 2: algunos han resultado ser genes del complejo HLA-DR. También la porción 5' del mismo gen de la insulina, y otros genes a caracterizar.

Genes relacionados con susceptibilidad a osteoporosis: polimorfismos en genes de


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receptores de vitamina D. ¿Una puerta abierta al diagnóstico y prevención de la osteoporosis postmenopáusica?

A principios de 1997 se creó en Baltimore el Centro de Investigación sobre Enfermedades Hereditarias (CIDR), por acuerdo entre los NIH y la Universidad John Hopkins, y que se dedica especialmente al genotipado de enfermedades complejas (diabetes, enfermedades neuropsiquiátricas, esclerosis múltiples, etc). Este centro está dotado de tecnologías informáticas y biológicas de última generación, y realiza genotipado de entre 2 y 4 millones de marcadores cada año. Pondrá a prueba nuevas tecnologías como genotipado basado en chips de DNA y en espectroscopía de masas.

Métodos de rastreo de genomas

Sería ideal contar con métodos capaces de rastrear genomas completos en busca de secuencias relacionadas con un determinado rasgo complejo. Citemos algunos intentos:

* Rastreo genómico de malos emparejamientos (GMS). * Rastreo por rotura enzimática de malos emparejamientos (EMC). Con resolvasas de fagos.

7. LA ERA POSTGENÓMICA: LA PRÓXIMA REVOLUCIÓN DE LA BIOLOGÍA

Desde el punto de vista de la práctica de la Biología básica, el proyecto genoma acentuó un par de tendencias que ya se dejaban sentir en los últimos años: por un lado la necesidad de formar Biólogos capaces de tender puentes entre varias disciplinas, que se muevan con comodidad en un entorno de ordenadores, autopistas de información y gigantescas bases de datos e imágenes; y por otro lado, la reorganización de los laboratorios e institutos de investigación, donde interaccionen especialistas en diversos ámbitos de las Ciencias de la Vida, matemáticos, informáticos, químicos, etc.

No hay que olvidar que lo que entendemos por Proyecto Genoma consiste en principio en la obtención de información estructural más o menos en bruto, pero lo realmente importante empieza después (en realidad, simultáneamente): dar sentido biológico, tanto funcional como evolutivo a tal cúmulo de información, es decir, extraer auténtico conocimiento. El "banquete de datos" que se nos viene encima debe ser "digerido" adecuadamente, impulsando nuevos avances, sugiriendo nuevos enfoques, nuevos experimentos, renovadas hipótesis de trabajo, todo ello retroalimentándose en un "círculo virtuoso" que abre las puertas de una nueva era en las Ciencias Biológicas. Se habla por ello de una "Era Postgenómica", en la que se irán integrando los conocimientos acumulados en diversos "Atlas" del ser humano y de otros seres vivos, en los que se podrán interrelacionar de modo funcionalmente significativo diversos niveles de comprensión de la materia viva: génico, genómico, regulación, biología celular, fisiología, evolución, etc. El impacto real de todo ello no se puede prever, pero no cabe duda que el PGH sienta las bases de un salto cualitativo y cuantitativo en nuestra visión del mundo vivo.

En la era post-genómica habrá muchas tareas por hacer (véase p. ej. Lander, 1996):

Identificación de las variantes alélicas más comunes de los genes humanos. Se trata de formar una especie de catálogo con las variantes alélicas más frecuentes (denominadas isotipos) de los genes humanos. Se calcula que para


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encontrarlas bastará re-secuenciar las regiones codificadoras de unos 100 individuos tomados al azar, y ello se podría llevar a cabo rápidamente con la técnica del chip de ADN. Correlacionando esas variantes con la incidencia de enfermedades, se podrá dar un salto adelante para identificar genes de susceptibilidad a numerosas enfermedades (y esto, sin recurrir a los clásicos y complejos estudios con "sagas familiares"). Se abre un campo inmenso a lo que podríamos llamar estudios epidemiológicos a base de genética de poblaciones, con la ayuda de las herramientas genómicas.

Avances en los estudios evolutivos por comparación de genomas completos de diversos organismos. Tendremos a nuestro alcance la comprensión de multitud de aspectos insospechados de los más de 3000 millones de años de evolución. Se aclararán filogenias completas, se estudiarán familias de genes y proteínas, viendo cómo sus miembros varían y adquieren nuevas funciones en distintos linajes; se aclararán mecanismos genéticos evolutivos, etc.

Estudios de "transcriptoma", es decir, entender cómo, cuándo y por qué se activan o se silencian distintos juegos de genes, en función del tipo celular, del tiempo, de los estímulos, etc. La comprensión de los circuitos de regulación según la fase de desarrollo del organismo y el órgano/tejido es uno de los retos de la fase post-genómica en la que ya estamos. Los proyectos genoma de ciertos organismos modelo (levadura, Caenorhabditis, mosca del vinagre, incluso ratón) prevén la obtención de miles de mutantes, de modo que virtualmente se disponga de razas inactivadas para cada gen concreto (razas noqueadas genéticamente, K.O.); de ese modo se podrán comprobar los fenotipos resultantes, a distintos niveles, permitiendo aclarar la función genética. Igualmente se pueden emplear técnicas de disrupción transitoria de la función genética (como los oligonucleótidos antisentido y las ribozimas) para estudiar la expresión de genes no susceptibles de analizar mediante la transgénesis inactivadora en línea germinal. Un ejemplo de este tipo de estudios está en un trabajo aparecido (9 de abril de 1998) en "Nature" (vol. 392, pp. 608-611). En él, miembro de la empresa Lexicon Genetics describen la aplicación de un método de mutagénesis en células madre embrionarias (ES) de ratón, que permite obtener miles de mutantes "marcados" con una etiqueta genética, de modo que luego se puede identificar el gen alterado y estudiar su función

Estudios de "proteoma": seguimiento de la expresión al nivel de traducción y post-traducción en cada tipo celular, y en función de nuevo de la fase de desarrollo y de las señales recibidas por la célula. Uno de los retos es automatizar y hacer más sencilla la técnica de geles bidimensionales, y a ser posible fusionarla con alguna técnica espectroscópica para caracterizar los cientos o miles de proteínas de cada muestra, e incluso las interacciones entre proteínas

Un atisbo de lo que puede ser esta era post-genómica del PGH la tenemos ya con la levadura, una vez finalizada la secuenciación de su genoma:


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Tras la finalización del proyecto genoma de levadura

Generación de mutantes de delección específicos: Es perfectamente factible emprender la delección sistemática de todos y cada uno de los 6000 genes. Para ello se ha diseñado una de disrupción génica dirigida por PCR y que aprovecha la eficiencia y precisión del sistema de recombinación mitótica del organismo. El método permite la sustitución de cualquier gen de la levadura, incluyendo las razas industriales. Se pretende obtener una biblioteca de 6000 razas de delección, una por cada ORF o gen, y en la que cada cepa estará marcada con un ologonucleótido, a modo de código de barras molecular identificador. Análisis fenotípico cuantitativo: análisis de control metabólico (MCA) de arriba a abajo El transcriptoma: El transcriptoma es el conjunto de genes expresados, junto con su nivel de transcripción, bajo un conjunto dado de condiciones. Se están poniendo a prueba varias estrategias: Un enfoque que se está ensayando es el análisis en serie de la expresión génica (SAGE). Se trataría de determinar las condiciones fisiológicas y fases de desarrollo en las que genes y grupos de genes concretos se expresan, y de relacionar estos patronesde expresión con los de los genes cuyas funciones se conocen bien. Otros enfoques distintos son el despliegue diferencial (differential display) y las tecnologías de hibridación en formación ordenada (hybridation-array). Esta ofrece buenas esperanzas de lograr un análisis a gran escala con buenos rendimientos. Recuérdese lo dicho sobre los microchips de oligonucleótidos.

Lo que es cierto es que el análisis clásico tipo Northern no sirve para esto. Se espera que incluso termine recurriéndose al uso de paneles solapados de oligonucleótidose en hibridación en formación para la correlación entre transcritos individuales y las ORF correspondientes.

También aquí será importante agrupar los genes en unidades funcionalmente relacionadas, que es de esperar contengan genes de función ya conocida.

El proteoma Se trata del conjunto de proteínas que se encuentran en una célula bajo unas condiciones determinadas. El proteoma de levadura se está estudiando mediante electroforesis bidimensional, usando espectrografía de masas para identificar las proteínas contenidas en las manchas del gel. Será importante caracterizar proteínas de complejos proteicos, que suministrarían un importante correlato bioquímico de los datos in vivo.

Análisis funcionales de todo el genoma, recurriendo a novedosas tecnologías genéticas y bioinformáticas, incluyendo los chips de DNA.

En general, los análisis genómicos globales funcionales suministran una clasificación funcional más que una comprensión detallada de cada gen. Para esto último habrá que volver a los estudios de corte más clásico, sobre genes o grupos de genes.

Como dice Fred Sherman, uno de los líderes del Proyecto genoma de Levadura, tener la secuencia del genoma no es muy diferente a tener uno de los grandes catálogos de productos bioquímicos comerciales que tanto usan los biotecnólogos. Cada laboratorio dispone de ese catálago, pero cada uno usa un conjunto limitado de sus recursos, en función del tipo de investigación y del problema biológico que quiera abordar. Disponer del atlas del genoma y de las herramientas de estudio de rasgos complejos impulsará la


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biología del siglo XXI de un modo que no podemos sospechar aún.

8. ALGUNOS IMPACTOS EN LA MEDICINA: MEDICINA GENÓMICA Y MOLECULAR

El PGH influirá poderosamente en la Biomedicina de los próximos lustros: permitirá avanzar en el conocimiento de la base de muchas enfermedades (Medicina Molecular), y abrirá perspectivas nuevas en el diagnótico, pronóstico y tratamiento, aunque esto último, necesitado de mucha investigación de tipo post-genómico, vendrá con más retraso.

Comprensión de la base molecular de las enfermedades

Uso de los modelos de ratones transgénicos

Los ratones se pueden manipular en línea germinal e inactivar de modo dirigido genes. De esta forma se han logrado modelos de numerosas enfermedades humanas, sobre todo las que afectan al sistema inmune y al desarrollo embrionario.

En 1997 el Instituto Merck de Investigación Genómica anunció que iba a financiar a la empresa Lexicon Genetics para crear 150 nuevas razas de ratones K.O. usando una nueva tecnología desarrollada por esa compañía. La Merck pretendía que las razas de ratón creadas en el proyecto quedaran disponibles para los investigadores. La estrategia de Lexicon consistió en insertar un pequeño trozo de DNA aleatoriamente en células madre embrionarias. El DNA insertado inactiva la función del gen donde se inserta, y junto con algunas secuencias adyacentes transcribibles del ratón, suministra un sitio-etiqueta único. Luego se recupera esa etiqueta, de modo que se puede averiguar la identidad del gen inactivado.

Esto permite poner a trabajar a robots de alto rendimiento para generar unos 500.000 clones mutantes de células madre embrionarias de ratón, cantidad suficiente para que cada gen quede marcado e inactivado una media de 5 veces. Las células clonadas se guardan en nitrógeno líquido. Cualquier investigador con un gen clonado o secuenciado puede consultar la base de datos OmniBank para localizar los clones que lleven una inserción inactivadora en el gen en que trabajan. Las células de ese clon o clones se descongelan y se usan para crear el correspondiente ratón transgénco K.O., del que se estudia el fenotipo a nivel anatomo-histológico, fisiológico, etc.

Diagnóstico molecular: detección de mutaciones

El avance en el PGH y en los mapas y secuencias ya disponibles impulsan la necesidad de disponer de técnicas capaces de rastrear DNA en busca de mutaciones asociadas con enfermedades humanas. En los próximos años se habrá identificado la mayor parte de los genes implicados en importantes enfermedades humanas. En las bases de datos se están introduciendo informaciones sobre mutaciones y sus implicaciones clínicas. Uno de los retos de la medicina será hacer uso de esa información para mejorar el diagnóstico y prognosis de las enfermedades.

Para detectar mutaciones en sitios previamente determinados se han diseñado una serie de métodos:

Hibridación de oligonucleótidos específicos de alelos Amplificación específica de alelos (con o sin PCR, o con reacción en cadena de la

ligasa, LCR) Procedimientos que crean o destruyen sitios de restricción.


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Detección de mutaciones en lugares sin especificar o cuando no se dispone de información de secuencia es una tarea muy ardua, aunque se han desarrollado algunas estrategias (rastreo de malos emparejamientos en el genoma).

Sin embargo, lo más frecuente es la situación en que se trata de identificar mutaciones en múltiples sitios potenciales dentro de segmentos de DNA de los que se conoce la secuencia normal.

Técnicas de tipo "multiplex" que permiten la búsqueda de diversos tipos de mutantes en un determinado gen.

De modo ideal, el procedimiento debe ser fiable, rápido, barato, y proporcionar información exacta sobre la posición y naturaleza de la mutación, así como requerir poco esfuerzo, ser automatizable y no usar reactivos peligrosos.

Otro caso notable de nuevas perspectivas que se pueden abrir con el diagnóstico molecular es el Proyecto de Anatomía Genómica del Cáncer que pretende realizar un catálogo de todos los genes expresados en los distintos tipos de células tumorales. Se trata del último ejemplo de matrimonio entre ciencia genómica e informática, con consecuencias trascendentales en el ámbito clínico. Los investigadores quieren determinar cómo cambia la expresión génica conforme progresa el cáncer y comprender cómo surgen los tumores. Se espera que se pueda obtener un índice genético de los tumores, de modo que el clínico no sólo dependa de anatomía patológica convencional (microscopía), sino que el diagnóstico, pronóstico y tratamiento de sus pacientes se pueda asentar en un conocimiento más adecuado a base de la expresión génica y de las proteínas. La idea de que se puedan identificar todos los genes alterados en un cáncer determinado es muy atractiva. Debería realmente suministrar información para clasificar tumores e identificar dianas para la terapia.

Referencia bibliográfica PAREJA, E. 1998. Seminario para Dpto. de Microbiología e Instituto de Biotecnología. Universidad de Granada (España) ENRIQUE IAÑEZ PAREJA. Se permite su reproducción para uso docente www.ugr.es/~eianez/Biotecnologia/genoma Utilizar buscador colocando: Proyecto Genoma Humano, MÁS APLICACIONES DEL CONOCIMIENTO DEL GENOMA HUMANO Y ALGUNAS CUESTIONES BIOÉTICAS

El gran cúmulo de conocimiento que abre el Proyecto Genoma Humano, también abre

el camino para la manipulación genética, motivo por el cual se han dictado documentos tendientes a acotar ese aspecto. El mito del ser humano inmortal y perfecto se asocia a la aplicación práctica de los conocimientos del mapa del genoma humano. Como se puede apreciar, la búsqueda de la raza perfecta buscada hace años por Hitler resulta ser una aspiración de la raza humana ahora encarnada en el proyecto del genoma humano.

El conocimiento del genoma permitirá que se creen nuevas drogas terapéuticas que desplazarán a las anteriores en la medida que los presupuestos permitan comprarlas. De este modo se podrá polarizar la industria farmacéutica. Las nuevas drogas prometen tener menores efectos colaterales que las actuales.

Se puede comparar la medicina tradicional como a un técnico que pone a punto un programa de computación ajeno con otro que conoce el código del mismo. Hoy ya con el conocimiento del genoma humano, conocemos el código, antes sólo podíamos configurar el programa. Es pues el mayor avance médico de la humanidad.


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Se le podrá informar a una persona, que puede comer alimentos grasos porque carece de predisposición genética a la obesidad y a enfermedades cardíacas, pero que debe huir del alcohol porque es genéticamente propenso al alcoholismo. Además el grado de certidumbre que otorga el conocimiento del código genético resultaría más creíble para la persona en cuestión, ya que sabe que lo que se le informa será absolutamente cierto. Es una predicción absoluta, de su futuro. Podríamos hablar de genomancia o sea la adivinación del futuro mediante el código genético.

Si una persona carece de un determinado tipo de célula que le produce una enfermedad, la misma se podrá cultivar y luego colocar al sujeto. Claro que esto debería en principio ser realizado periódicamente ya que el sujeto carecería de la habilidad propia para restaurar la función. Pero la terapia de línea germinal, apuntaría a solucionar ese inconveniente, ya que afectaría las futuras generaciones celulares. Esto es impredecible y éticamente intolerable, pero de no serlo o de permitirse se borrarían del planeta el síndrome de Down o el sida.

Hasta ahora, el médico ha tenido muy clara su tarea: devolver al paciente al estado natural de salud. Pero cuando pueda manipular el programa vital, ¿resistirá la tentación de mejorar el modelo?

Dentro de los llamados beneficios anticipados del Proyecto figuran a nivel de Medicina molecular, la posibilidad de mejorar el diagnóstico de enfermedades, detección temprana de predisposiciones genéticas a ciertas enfermedades, el diseño racional de drogas, terapia génica, sistemas de control para drogas y farmacogenomas.

Se ha estudiado un gen que determina la producción de la proteína llamada SPARC, la que normalmente impide al organismo atacar y anular células cancerígenas. La terapia génica en estos casos actúa permitiendo que las células cancerosas sean atacadas por el organismo.

A nivel de genomas microbianos, sirvió para explorar nuevas fuentes de energía (bioenergía), monitoreo del medio ambiente para detección de poluciones, protección contra guerra química y biológica y eficiente limpiado de residuos tóxicos. También es útil para estimar el daño y riesgo por exposición a la radiación, agentes mutagénicos, toxinas cancerígenas y reducción de probabilidad de mutaciones hereditarias. La indentificación de oncogenes (genes que permiten que un sujeto que se exponga a ciertas sustancias desarrolle un determinado tumor, ejemplo, quien posea el oncogen para el cáncer de pulmón y fume cigarrillos desarrollará cáncer de pulmón a diferencia de quien no tenga dicho oncogen).

En bioarqueología, evolucionismo y migración humana tiene su utilidad en las mutaciones de linaje, migraciones de diferentes grupos poblacionales basados en el DNA mitocondrial, mutaciones del cromosoma Y, además de comparar los cambios evolutivos con eventos históricos.

En identificación forense, para potenciales sospechosos en los cuales el DNA puede conducir a liberar a personas que fueran acusadas de crímenes injustamente, para identificar víctimas de catástrofes, paternidad y otras relaciones familiares, identificar y proteger especies en peligro, detectar bacterias que pueden polucionar agua, aire, alimentos, determinar compatibilidad de órganos donantes en programas de trasplante, determinar el pedigree en ganados y para autenticar productos de consumo como caviar, vinos.

En agricultura, ganadería y bioprocesamientos, se utiliza para mejorar la resistencia de cultivos ante insectos, sequías, para hacerlos más productivos y saludables igualmente para producir animales más saludables y nutritivos, elaborar biopesticidas, vacunas comestibles y nueva limpieza del medio ambiente de plantas como tabaco.

Los problemas derivados de la investigación genética son la equidad en su uso por parte de aseguradoras, seguro social, escuelas, agencias de adopción, cumplimiento de la ley, instituciones militares. ¿A quien pertenece la potestad del control? Otro


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problema es el impacto psicológico y la estigmatización debido a diferencias individuales y acerca de cómo influirá a la sociedad el determinismo genético. El personal que cuida de la salud aconsejará a los padres acerca de los riesgos y limitaciones de la tecnología genética. ¿Qué tan confiable será, además de útil, el testeo genético fetal?

Respecto de la terapia génica usada para tratar o curar trastornos genéticos plantea la pregunta acerca de qué es una discapacidad o trastorno y quién decide acerca del mismo. ¿Las dishabilidades son enfermedades? Deben ser curadas o prevenidas?

El mejoramiento génico incluye el uso de terapia genética para suplir características como la altura que un padre podría querer en sus hijos, pero que no significa la prevención de una enfermedad, sino la búsqueda de un ser perfecto acorde a un ideal. Si esto se vuelve una práctica común, ¿como podría afectar la diversidad genética?

Finalmente, ¿qué consecuencias sociales traería a la humanidad? La equidad en el uso de las tecnologías génicas, plantea quién tendrá acceso a la

misma y quién pagará por su uso. Los estudios clínicos incluyen educación de proveedores de servicios de salud, pacientes y público, acerca de cómo se implementarán los testeos genéticos. Referencias bibliográficas www.monografías.com SE ESPERA QUE LOS BENEFICIOS MÉDICOS Y CIENTÍFICOS DEL PROYECTO GENOMA HUMANO SEAN ENORMES

Para muchos biólogos y genetistas humanos, el Proyecto Genoma Humano representa una emocionante misión histórica. Desde su inicio, el proyecto ha sido justificado especialmente por los beneficios médicos que se espera obtener del conocimiento de la estructura de cada gen humano. Esta información proporcionará una capacidad de diagnóstico prenatal y presintomático más completa en individuos con riesgo de ser portadores del gen de alguna enfermedad. Además, la información sobre la estructura de los genes será utilizada para explorar su función y su regulación. Esta información proporcionará las urgentes explicaciones necesarias aún para entender los procesos biológicos en humanos. También se espera que aporte un marco de trabajo para el desarrollo de nuevas terapias, además de estrategias de terapia génica. Más importante aún, a medida que las técnicas de cribado de mutaciones se desarrollan se espera que se altere de manera radical la estrategia actual de asistencia médica, de un modelo que intenta tratar la enfermedad en sus fases avanzadas a un modelo preventivo, basado en la identificación de los riesgos de cada individuo. Con todo lo emocionantes que estas posibilidades puedan llegar a ser, han surgido dificultades inesperadas en la comprensión precisa y exhaustiva de los mecanismos de funcionamiento y regulación de algunos genes. Por otra parte, los trastornos que afectan a genes únicos, que serían la diana más sencilla para el desarrollo de nuevas terapias, son muy poco frecuentes; las anomalías más frecuentes son de tipo multifactorial. De forma que a pesar de que los datos reconocidos por el Proyecto Genoma Humano tendrán sin duda valor médico, algunas de las más importantes aplicaciones en medicina pueden tardar en desarrollarse. El Proyecto Genoma Humano ha ido atrayendo cada vez más críticas

Desde su inicio el Proyecto Genoma Humano ha sido sujeto de controversia.


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Algunas de las críticas tienen relación con la estrategia científica y la metodología con que es llevado a cabo. Tal y como se dijo, el objetivo de secuenciar el genoma completo, frente a priorizar la secuenciación del DNA codificante ha generado controversia. En particular, se ha criticado considerablemente la manera cómo se ha abordado el Proyecto Diversidad del Genoma Humano: la recolección de muestras se ha realizado a menudo con poca consideración hacia los individuos escogidos, sin darles la información apropiada o sin explicarles el posible uso futuro de las muestras. El resultado es que se ha generado una furiosa oposición al proyecto por parte de varios de los grupos indígenas en peligro que habían sido seleccionados, sin que ellos lo supieran, como poblaciones objeto del estudio. Como los linfocitos sanguíneos se pueden inmortalizar recurriendo, por ejemplo, a tratamiento con virus de Epstein-Barr, esto abre la posibilidad a la explotación comercial de una línea celular que tenga algún valor. En un ambiente de desconfianza como el descrito, el objetivo del proyecto de recolectar y almacenar muestras de poblaciones humanas en peligro puede ser fácilmente considerado una prioridad curiosa, sobre todo cuando, para comenzar, no se está haciendo prácticamente nada para resolver las causas por las que dichas poblaciones están precisamente en peligro.

A medida que el Proyecto Genoma Humano entra en la fase de automatización en gran escala, necesaria para impulsar su progreso, los considerandos comerciales comienzan a desempeñar un papel importante en la investigación. Debido a su capacidad para adaptarse a un trabajo de gran escala e inversiones como este, los criterios comerciales pueden prácticamente monopolizar ciertas áreas de investigación, como por ejemplo, las relativas a la secuenciación de los cDNA humanos. La industria, al intentar patentar sus hallazgos para proteger sus inversiones, ha acabado planteando un aspecto importante: ¿a quién pertenece el genoma humano? Sin que se pongan las barreras adecuadas, el Proyecto Genoma Humano podría llevar a la discriminación contra los portadores de genes de enfermedades y a un resurgimiento de la eugenesia

Todo avance científico viene acompañado del temor a su explotación. El Proyecto Genoma Humano no es ninguna excepción, y los beneficios percibidos del proyecto tienen también su lado negativo. Por ejemplo, cuando conozcamos todos los genes humanos y podamos detectar un gran número de mutaciones asociadas a enfermedades, será enormemente beneficioso porque podremos dirigir la prevención a aquellos individuos que sean portadores. Sin embargo, esta información puede ser utilizada por las compañías de seguros para discriminar contra los mismos individuos que se pretende proteger. Por ejemplo, existe la presión real de las compañías de seguros para realizar test genéticos de exploración a gran escala para detectar la presencia de genes de susceptibilidad a enfermedades comunes como la diabetes, las cardiovasculares, los cánceres y varios trastornos mentales. A algunos individuos perfectamente sanos que resultaran identificados como portadores de tales alelos se les podría negar un seguro de vida o un seguro médico. De momento resulta claro que tal discriminación está siendo practicada a pequeña escala; lo que es alarmante para muchos es la perspectiva de que la discriminación alcance a un porcentaje muy grande de los individuos de nuestra sociedad. También es importante preservar el derecho de la gente a estar informada. Un principio fundamental en todo examen o consejo genético es que la información genética debe ser generada únicamente en respuesta a la petición expresa realizada por un paciente adulto totalmente informado.

Otra área problemática es la cuestión del determinismo biológico y de si el conocimiento exhaustivo de los genes humanos puede llegar a revitalizar la eugenesia, es decir, la aplicación de los apareamientos selectivos u otras técnicas genéticas


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para "mejorar" las cualidades humanas. En el pasado los movimientos eugenésicos negativos de los Estados Unidos y Alemania discriminaron severamente contra individuos que eran juzgados de alguna manera inferiores, forzándolos a la esterilización. También existe la preocupación por la eugenesia positiva, es decir, realizar una potenciación genética a través de la selección positiva de cualidades hereditarias que son consideradas deseables. Reconociendo estos problemas, el Proyecto Genoma Humano ha dedicado considerables recursos a apoyar la investigación relacionada con los impactos éticos, legales y sociales del proyecto. Glosario Cóntigo: región continua de DNA genómico clonada en una serie de clones de DNA solapados perfectamente identificados Referencia Bibliográfica STRACHAN, T. y A. READ. 1996. Genética Molecular Humana. Ediciones Omega SA. MÁS CUESTIONES BIOÉTICAS

Como se dijo este proyecto suscitó análisis éticos, legales, sociales y humanos que fueron más allá de la investigación científica propiamente dicha. (Declaración sobre Dignidad y Genoma Humanos, UNESCO), dado que los objetivos propuestos al inicio del proyecto se han ido cumpliendo; no obstante con el objetivo relacionado con las consecuencias éticas, legales y sociales originados por el PGH, se puede afirmar que es un tema de gran controversia en estos momentos, ya que ha implicado el trabajo de un importante número de laboratorios y de sus investigadores y la inversión de grandes recursos estatales. Esto último en desmedro del apoyo a otras iniciativas o proyectos de investigación, que aunque posiblemente tengan menos trascendencia, no son menos importantes y que se han visto seriamente afectados. Éste es un aspecto que debe ser tenido en cuenta al momento de evaluar la propiedad de los conocimientos generados por el PGH y constituye un tema muy interesante de discutir en diversos escenarios sociales.

Aunque la historia y evolución de la bioética está íntimamente ligada a la actividad

médica, en la actualidad somos testigos de su aplicación en el ámbito de la investigación científica relacionada a una de las áreas del conocimiento biológico que ha tenido el mayor crecimiento, es el relacionado con aquella generada por Proyecto Genoma Humano.

En este sentido, los conocimientos genómicos derivado de este Proyecto, se están traduciendo en mejores métodos diagnósticos que se basan en análisis directos del DNA, que se emplean para confirmar una sospecha clínica de una patología de naturaleza genética y también para el diagnóstico prenatal en el caso de embarazos en que se sospecha la existencia de riesgo reproductivo, es decir, gestación de un ser humano portador de alteraciones morfológicas o funcionales que incluso podrían poner en riesgo su propia existencia y/o la de su madre. También es factible aplicar estas técnicas, a niños y adultos asintomáticos para resolver si pudieran haber heredado de algún progenitor una mutación causal de una enfermedad genética que se desarrolle en el futuro. Otra de las posibilidades derivada de este conocimiento, es que se detecten mutaciones que favorezcan una predisposición genética a algunas patologías, como el cáncer de mama, enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, o la predisposición a la arterioesclerosis coronaria. Sin embargo, como plantea


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Penchaszadeh, aún cuando esta visión parece prometedora en la resolución de algunas enfermedades, no debemos perder la perspectiva que en este momento no se vislumbra con claridad y es que este conocimiento genómico se traduzca en medidas preventivas y terapéuticas efectivas y eficaces.

Así planteado el tema, se percibe entonces, una importante brecha entre la capacidad diagnóstica y predictiva por un lado y la falta de intervenciones preventivas y terapéuticas por otro, del conocimiento genómico, identificados como conflictos éticos surgidos del Proyecto Genoma Humano.

En otras de las áreas donde se ha visto aplicado el conocimiento derivado del PGH, es en el asesoramiento genético a individuos y a parejas en riesgo de padecer o trasmitir una enfermedad genética a sus hijos. Este tema también ha concitado el interés de los expertos en Bioética y se han establecido principios éticos en su practica y que incluyen: 1. el respeto a la dignidad e inteligencia básica de las personas y de sus decisiones médicas y reproductivas, específicamente respecto a proseguir o interrumpir el embarazo frente a un riesgo genético o si hay un problema genético en el diagnóstico prenatal 2. entregar información objetiva al paciente sin incluir valores personales del profesional médico (asesoramiento no directivo) 3. protección a la privacidad de la información genética sobretodo para proteger al portador, de la injerencia extraña como por ejemplo, empleadores, compañías de seguro u otras, que podrían usar esa información para "estigmatizar" o para justificar un cobro más alto de sus servicios. 4. Contribuir a la desmistificación de los reales alcances del Proyecto y en general de la genética, diseñando acciones específicas en educación a la comunidad.

Los alcances reales del PGH, sin embargo, han generado ansiedad en el público y también en ciertos sectores de profesionales médicos, debido fundamentalmente a la falta de conocimientos de algunos médicos y la mistificación de la genética generada por los medios de difusión. Esta desorientación de los médicos, se traduce en algunos casos en la indicación de pruebas genéticas cuyo valor y/o perjuicios para los pacientes o sus familias, desconocen. Esto ha determinado la creación de Comités de Pruebas Genéticas en varios países, cuyo objetivo es efectuar una muy estricta supervisión sobre la introducción de análisis de tests de este tipo en el mercado. En adición a este problema, no debemos desconocer que también existe un sector que ejerce una presión muy fuerte en la controversia sobre el tema para introducir nuevas pruebas o tests, estos sectores responden a los intereses de la industria farmacéutica, algunas de las cuales son también "dueñas" de la información genómica del PGH, información que han "adquirido" al contribuir a financiar las investigaciones de los grupos de investigadores en muchos países de Europa y Norteamérica, a poco de iniciarse las actividades del Proyecto

Otro problema ético de primera importancia que se ha generado a partir del PGH, es el patentamiento de genes y secuencias génicas por parte de compañías biotecnológicas, universidades y gobiernos. Éste es un tema que debe recibir una crítica ética particular, ya que transforma un conocimiento "natural" en una posible reserva de mercados para posteriormente explotarlos comercialmente. Estas prácticas, han afectado la competitividad de la investigación y la libertad de acceso al conocimiento y sin duda a los posibles beneficios médicos de la genética humana, sin marginar el hecho que muchos de los recursos invertidos provinieron de fondos estatales, es decir, del dinero de los contribuyentes

Como toda actividad humana, la investigación del genoma humano y sus aplicaciones médicas, que ya aparecen tan vastas, ocurre en contextos sociales e históricos determinados. Si examinamos el contexto mundial de hoy, no cabe duda que su principal característica es la desigualdad social y económica, las enormes


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distancias que existen entre países ricos y pobres y dentro de las propias naciones, entre minorías ricas y mayorías pobres, situación que se presenta tanto en países desarrollados como en los llamados "en vías de desarrollo". Esto va a producir una inequidad en el acceso a los benéficos del saber médico, derivado del PGH.

Un planteamiento que tal vez provoque discusión, es que las consecuencias o productos del PGH, están generando tensiones éticas que corresponden a la aplicación de una tecnología que como hemos visto, hasta ahora sólo ofrece ayuda en materia diagnóstica y de predicciones poco definidas y con resultados poco claros en el tratamiento de muchas patologías (terapias). Afortunadamente esta situación está cambiando lentamente y cada día surgen nuevas acciones terapéuticas en un contexto de patologías en todo caso, hasta ahora limitado. En un artículo ya citado, Penchaszadeh (7) termina planteando necesidad absoluta de desmistificar a la genética en la "mente del publico y de los profesionales de la salud para asegurar que la tecnología genética se aplique efectivamente para el bienestar y la salud de la gente y no para beneficio de grandes corporaciones." La pregunta es quién debe tomar esta responsabilidad. Se cree, que la primera línea debería estar formada por los investigadores en genética humana y luego el resto de la comunidad científica, en la medida que demuestren experiencia en algunos aspectos de este tema. Una gran acción de este sector, podría ser contribuir en la formación o el perfeccionamiento de profesores de ciencias o en la enseñanza directa a estudiantes de educación media, a través de charlas o de visitas guiadas a los laboratorios de investigación como una forma de motivarlos a discutir e investigar sobre el tema. Por otra parte, debería ser un aporte importante para motivar la discusión ilustrada del tema en nuestra sociedad, el incorporar los temas del ámbito de la bioética en los programas de la enseñanza básica y media del país.

Referencia Bibliografía ENCICLOPEDIA LIBRE WIKIPEDIA. Prof. HECTOR DIAZ BÓRQUEZ, [email protected].

113- Como se muestra a la izquierda de la figura 1, la fotosíntesis es el proceso del cual depende este ambiente. Los compuestos que se producen en la etapa dependiente de la luz de este proceso son: a) ATP / O2 / ácido pirúvico. b) ATP/ NADPH / CO2. c) NAD+ / sacarosa / CO2. d) O2 / ATP / NADPH.

114- Además del Reino Plantae existen otros reinos capaces de realizar el ciclo de Calvin. Éstos son: a) Fungi y Protista. b) los de los procariota (Eubacteria y Archeobacteria) y Protista. c) Fungi y Procariota. d) Protista.


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** La siguiente figura corresponde al corte transversal de una hoja de Rosa (Magnoliopsida / Dicotiledónea).

115- ¿Qué estructuras o tejidos se corresponden con los códigos I a IV? I II III IV a) Epidermis

superior Parénquima Xilema Colénquima

b) Epidermis inferior Parénquima esponjoso Xilema y floema

Esclerénquima

c) Dermis Colénquima Tejido vascular

Colénquima

d) Epidermis superior

Clorénquima

Tejido vascular

Esclerénquima

116- ¿Qué células conductoras pueden estar presentes en el xilema de esta planta? Células conductoras: I. Traqueidas. II. Miembros de vasos. III. Vasos. Respuesta a) Sólo I. b) Sólo II. c) Sólo III. d) I y II. 117- ¿Cuál de las siguientes características es la que permite reconocer las caras de las hojas de manera inequívoca? a) Ubicación del floema respecto del xilema. b) Distribución del clorénquima. c) Ubicación del protoxilema. d) Densidad de estomas. 118- En la misma figura se muestra el corte transversal de un estoma. ¿Qué partes lo forman en una Magnoliopsida? I. Células oclusivas. II. Ostíolo. III. Cámara subestomática. IV. Células acompañantes. Respuesta a) I; II con IV. b) I; III con o sin IV. c) I; II; III. d) I; II; III con o sin IV.

I

IV

III

II

Estoma


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Ampliando contenidos... Clasificación, Taxonomía y Sistemática

La taxonomía se encarga de la clasificación y nomenclatura de los diferentes seres vivos existentes

La sistemática es la parte de la Biología cuyo objetivo es crear sistemas de clasificación que expresen de la mejor manera posible los diversos grados de similitud entre los organismos vivos.

Partes de la Sistemática son la clasificación, la taxonomía y la nomenclatura

Clasificación

Clasificar es la acción de ordenación de plantas (u otras entidades) en grupos de tamaño creciente, dispuestos de una manera jerárquica (sistema o jerarquía de niveles o categorías)

Identificación o determinación. Consiste en reconocer una planta o ser vivo ya clasificado, es decir la aplicación de un nombre conocido a un espécimen. Es importante no confundir este término con el de clasificar.

Las clasificaciones son sistemas para almacenar y transmitir información sobre los seres vivos y hacer posibles predicciones y generalizaciones. En las clasificaciones se crean grupos donde se reúnen los organismos con el mayor número posible de caracteres en común, esto es posible por que todos los organismos están relacionados entre sí en mayor o menor grado por vías evolutivas descendentes.

Taxonomía.

Es la parte de la Sistemática que proporciona los principios (reglas) y procedimientos para realizar una clasificación, ya que siguiendo diferentes principios podemos obtener diferentes clasificaciones. El término taxonomía fue acuñado por De Candolle en 1813, en el herbario de Génova (taxonomie), para referirse a la teoría de la clasificación de las plantas. Inicialmente los sistemas de clasificación se basaban en criterios de utilidad para el hombre.

Carl von Linneo (Carolus Linnaeus, 1707-1778) inicia la taxonomía moderna. Basada en criterios científicos.

Con la aparición de la teoría de la evolución (s. XIX), se elaboraron clasificaciones que reflejaban las relaciones reales de parentesco entre organismos procedentes de antecesores comunes. Su desarrollo constituye la sistemática o taxonomía evolutiva.

Por su parte la sistemática se ocupa más de la diversidad y de las relaciones entre los


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organismos, el término significa reunir, juntar. La sistemática biológica tiene como finalidad algo más que la descripción y diferenciación de estirpes y su distribución en un sistema jerárquico, trata de establecer no sólo una imagen completa de la diversidad de organismos que vivieron en otras épocas, como así también las relaciones que existieron entre ellos. Por ello la taxonomía es una parte del proceso sistemático global de la sistemática, aunque a veces los términos se usen confusamente. Tanto la Taxonomía como la Sistemática son ciencias de síntesis que se nutren de diversos campos del conocimiento, como morfología, anatomía, citología, genética, citogenética y química, entre otros. La relación entre las áreas de la sistemática se muestran en la siguiente figura. (ver que las letras de referencia son las que aparecen en el resumen dado más adelante)

Para terminar de interpretar el alcance de la sistemática, a continuación se presenta un resumen de su metodología básica. (Stuessy, 1990)

I. Acumulación de datos comparativos.

A. De los organismos: 1. Estructuras. 2. Procesos (interacciones de las estructuras)

B. De los organismos y su interacción con el ambiente. 1. Distribución. 2. Ecología.

C B

A

Extraído de (Stuessy, 1990)


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II. Uso de los datos comparativos para responder a preguntas específicas.

A. Clasificación (en todos los niveles): 1. Métodos y resultados del agrupamiento de los individuos. 2. Nivel de la jerarquía taxonómica en el cual los grupos pueden ser ordenados.

B. Procesos de evolución: 1. Naturaleza y origen de la variación individual.

2. Organización de la variación genética en las poblaciones. 3. Diferenciación de las poblaciones. 4. Naturaleza del aislamiento reproductivo y modos de Especiación. 5. Hibridización.

C. Filogenia (divergencia y/o desarrollo de todos los grupos) 1. Modo. 2. Tiempo. 3. Lugar.

Nomenclatura

La nomenclatura biológica es la parte de la Sistemática que se dedica a dar nombre a los seres vivos y grupos de seres vivos (taxones). Para otorgar dichos nombres tiene en cuenta normas perfectamente establecidas.

Los primeros nombres que tuvieron los seres vivos fueron los nombres vernáculos o nombres comunes, pero estos tienen los siguientes inconvenientes: no son universales, sólo son aplicables a una lengua, sólo algunas seres vivos tienen nombre común, a menudo dos o más seres vivos no relacionados tienen el mismo nombre común o el mismo ser vivo tiene diferentes nombres comunes que se aplican indistintamente a un géneros, una especies o variedades.

La nomenclatura biológica trata de evitar estos problemas y establece una serie de reglas llamadas Códigos de Nomenclatura:

En la antigüedad (época prelinneana) cada planta en el entorno científico era conocida por una larga frase descriptiva en latín, el sitema polinomial o polinominal, que crecía a medida que se encontraban nuevas especies semejantes. Así, por ejemplo, la "hierba gatera" (Nepeta cataria L.) se mencionaba como: Nepeta floribus interrupte spiculatus pedunculatis (que quiere decir Nepeta con flores en una espiga pedunculada interrumpida). El primero que sugirió la idea para adoptar sólo dos palabras (sistema binomial/binominal) fue Gaspar Bauhin.

Pero recién el sistema binomial quedó establecido definitivamente con la publicación de Species Plantarum por Linneo en 1753. Linneo describió y nombró con este sistema todo el mundo vivo conocido hasta la fecha. Estableció las principales categorías en que se organiza la clasificación de los seres vivos. Cada categoría recibe el nombre de taxón. Estas categorías se basan en la especie.


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El nombre científico o nombre específico de un organismo vivo es una combinación de dos palabras en latín: el nombre genérico o género y el epíteto específico

Así, por ejemplo, el Pipirigallo es Onobrychis sativa Lam., el poroto es Phasiolus vulgaris L. El nombre científico siempre se a compaña del apellido abreviado del autor que lo describió por primera vez de forma efectiva o válida. Lam. es abreviación de Lamarck y L. es la abreviación de Linneo.

Ningún nombre científico está completo sino se acompaña del nombre del autor o forma abreviada de este.

Todas las normas que controlan la creación de nombres científicos para las plantas y categorías taxonómicas están contenidas en el ICBN (International Code of Botanical Nomenclature) (Código Internacional de Nomenclatura Botánica CINB)), además de este existen otros dos más, el Código Internacional de Nomenclatura Zoológica (ICZN) y el Código Internacional de Nomenclatura Bacteriológica (ICNB). Los tres códigos poseen una serie de reglas y artículos complementados con una serie de recomendaciones. La descripción de una planta o grupo de plantas consiste en una serie de frases de sus características, de manera que constituyan una definición de un taxón. Los caracteres que contribuyen a una descripción taxonómica son conocidos como los caracteres taxonómicos o sistemáticos. La diagnosis es una descripción reducida que cubre sólo los caracteres diagnóstico, que son los necesarios para distinguir un taxón de otros taxones relacionados.

Categorías taxonómicas.

Linneo aplicó las categorías taxonómicas a todas las plantas conocidas en su época, unas 7700 especies.

El éxito del sistema jerárquico podría deberse a que el hombre por naturaleza trata de estructurar de manera jerárquica su entorno realizando asociaciones.

Los principios taxonómicos aplicados en la actualidad a las plantas ordenan a éstas en un sistema jerarquizado: la jerarquía taxonómica. Los diferentes niveles de la jerarquía taxonómica se denominan categorías taxonómicas (rangos taxonómicos), los grupos de organismos en sí constituyen las unidades taxonómicas o taxones.

Si se consideran grupos taxonómicos en general, independientemente del rango, se utiliza el término taxón (plural taxones o taxa).

Un taxón se define como un grupo taxonómico de cualquier categoría o rango.

Las categorías taxonómicas más importantes son: especie, género, familia, orden, clase, división o phylum y reino

Sin embargo el CINB reconoce doce: reino, división, clase, orden, familia, tribu, género, sección, serie, especie, variedad y forma; y este número puede ser doblado designando subcategorías con el prefijo sub. Al ascender en las categorías desde la especie a reino, las semejanzas van disminuyendo.


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Tipos de clasificaciones.

A lo largo de la historia los conocimientos de sistemática de plantas (tanto en diversidad de especies como en caracteres estudiados) se fueron acrecentando, y con ellos también la necesidad de modificar la circunscripción de los taxones existentes (esto es, de qué subtaxones están compuestos) y de agregar algunos taxones nuevos, con el fin de reflejar los nuevos conocimientos de diversidad y filogenia.

El principio que mueve toda clasificación es el mismo: los caracteres que poseen en común las unidades a clasificar.

En el caso de las plantas existe una evolución de los criterios taxonómicos y se pueden establecer varios tipos de Taxonomía:

Taxonomía popular: fue la primera taxonomía aplicada a las plantas y estaba basada fundamentalmente es su utilidad (alimento, medicina, veneno, etc.).

Taxonomía científica: aparece por la necesidad de identificar, nombrar, clasificar y comunicar el conocimiento acerca de la gran cantidad de plantas existentes. Como resultado de la misma surgen diferentes sistemas de clasificación.

Sistemas artificiales: se elegían arbitrariamente unos determinados caracteres como principales. Por ejemplo la forma de desarrollo, el número de piezas florales, etc. Su ventaja era la de poseer un alto valor predictivo. Teofrasto estableció una clasificación de 480 plantas en árboles, arbustos, subarbustos y hierbas, a su vez las hierbas las subdividió en acuáticas y terrestres, y agrupó a los árboles según la duración de sus hojas.

El sistema artificial más conocido fue el creado por Linneo en 1735, Systema Natura, donde se separan 23 clases de plantas con flores (Fanerogamas) de acuerdo con: la disposición de los sexos de las flores y el número, concrescencia, inserción y relación de longitud de los estambres. Se añadía además una clase vigésimo cuarta de plantas sin flores (Criptogamas) que incluía los helechos, musgos, algas, hongos, además de algunas plantas con flores difíciles de reconocer, así mismo incluyó los corales y las esponjas.

Sistemas naturales o formales: emplean un conjunto de caracteres que permiten agrupar las plantas morfológicamente semejantes, siguen los mismos principios anteriores pero consideraban un mayor número de caracteres. Se lograron mejorías pero los grupos obtenidos correspondían más a niveles de organización que a grupos de descendencia. Los más importantes son los de A. L. de Jussieu (1718), A. P. de Candolle (1819), ST. Endlicher (1836), G. Bentham y D. Hooker (1862-1883), etc.

Los sistemas de clasificación artificiales y formales expresan relaciones entre los organismos en términos de similaridad de propiedades o caracteres pero sin tener en cuenta como llegaron a poseerlos sin tener en cuenta aspectos evolutivos evolutivos.


117

La siguiente figura muestra algunos sistemas de clasificación utilizados a lo largo de la historia.

Sistemas filogenéticos: Cuando irrumpió la teoría de la evolución a mediados del siglo XIX pronto se admitió, tal como formuló el propio Darwin, que el grado de parentesco entre los taxones (filogenia) debía ser el criterio para la formación de los grupos. La publicación de su libro El origen de las especies en 1859 estimuló la incorporación de teorías evolutivas en la clasificación, proceso que hoy en día aún no está terminado (de Queiroz y Gauthier, 1992). Un paso crítico en este proceso fue la adquisición de una perspectiva filogenética, para la cual biólogos como Willi Hennig (entomólogo alemán, 1913-1976), Walter Zimmermann (botánico alemán, 1892-1980), Warren H. Wagner, Jr. (botánico norteamericano, 1920-2000) y muchos otros han hecho valiosos aportes. Las fuentes que aportan datos de parentesco son tan variadas, y a menudo requieren un esfuerzo tan grande que los sistemas filogenéticos tratan de ser tan sólo tentativas aproximadas a la realidad.

Algunas clasificaciones de este tipo han sido las de: A. Eichler (1883), Engler y de R. von Wettstein en la primera mitad del siglo XX , este último sistema de clasificación es realmente filogenético.

Sistemas sintéticos: actualmente se intenta valorar las estirpes naturales apoyándose en la base de datos más amplia posible (citogenética, microanatomía, fitoquímica, etc.) y reconstruyendo su formación, aunque siempre existe cierto subjetivismo. La importante cantidad de datos, proporcionados por las nuevas técnicas de investigación, son a veces difíciles de manejar si no se recurren a técnicas tales como la Taxonomía Numérica.

(extraído de: Stuessey, 1990)

Phenetic Cladistic

Natural and phyletic


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Es de destacar que el Sistema de clasificación de A Engler fue uno de los más utilizados mundialmente Su primera edición en alemán fue 1924, y luego ha sido modificado y ampliado por distintos colaboradores contándose con una última edición en 1964.

Este sistema fue creado originalmente en una época en que todos los seres vivos eran considerados plantas o animales, por lo tanto pertenecían al Reino Animalia o al Reino Plantae. Debido a que en esa época faltaban conocimientos sobre la anatomía y biología molecular de las plantas, el sistema está basado principalmente en rasgos morfológicos de acceso relativamente sencillo a través de una lupa y un microscopio. Engler incluyó en este último reino a organismos fotosintéticos o sin motilidad cada vez más complejos, siendo los más complejos descendientes de los más sencillos. De acuerdo a Engler (Syllabus der Pflanzenfamilien, 1924) el Reino Plantae comprendia XIII divisiones:

• I. Schizophyta • II. Phytosarcodina • III. Flagellatae • IV. Dinoflagellatae • V. Bacillariophyta • VI. Conjugatae • VII. Chlorophyceae • VIII. Charophyta • IX. Phaeophyceae • X. Rhodophyceae • XI. Eumycetes • XII. Embryophyta asiphonogama

o subdivisio Bryophyta o subdivisio Pteridophyta

• XIII. divisio Embryophyta siphonogama o subdivisio Gymnospermae o subdivisio Angiospermae

clase Monocotyledoneae clase Dicotyledoneae

En la actualidad con los nuevos conocimientos las divisiones I a XI no son consideradas plantas, En estas divisiones se encontraban algunas bacterias que en la clasificación de los seres vivos en 5 reinos se las ubica en el Reino Monera (organismos procariotas) mientras que en una clasificación más moderna aún , la de dominios (basada en aspectos moleculares) podemos encontrarlas en los dominios Bacteria o Archaea. Asimismo estaban los hongos, que hoy se sabe que están más emparentados con los animales que con las plantas, y en la clasificación donde hay 5 reinos tienen el propio denominado Fungi. También estaban diferentes tipos de algas, que en la clasificación por 5 reinos pertenecen al reino Protista quedando en el reino Plantae sólo si son multicelulares. Las "algas rojas"(Rhodophyta), las "algas verdes" (Chlorophyta) las algas pardas o Pheophyta) y las plantas terrestres (Embriofita), comparten un antecesor común según los últimos estudios moleculares.

Cada sistema de clasificación filogenético refleja las teorías evolutivas de la época, y el sistema de Engler no es la excepción. Los conocimientos de la época no le permitieron clasificar adecuadamente las divisiones "inferiores" del reino Plantae, motivo por el cual, hoy están en desuso.


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Las plantas con semillas, que en la Clasificación de Engler corresponden a las Divisiones XII y XIII, fueron clasificadas por este autor sobre la base de considerar que la flor primitiva de las Angiospermas derivaba de un estróbilo de las Gimnospermas (tipo Gnetales) con lo que las flores de angiospermas más primitivas serían unisexuales. En contraposición a las ideas de Engler, a partir de 1950 comienza a imponerse otra teoría en la cual la flor primitiva de las Angiospermas sería hermafrodita, con numerosos carpelos y estambres dispuestos en espiral, y su origen habría que relacionarlo con las Pteridospermas, un grupo fósil de Gimnospermas. Los máximos exponentes de esta escuela, son Bessey, Hutchinson, Takhtajan, Cronquist, Thorne, Stebbins y Dalhgreen.

La Clasificación de Cronquist también es muy utilizada para las plantas con semilla y las principales diferencias con la de Engler son las siguientes.

Cronquist Engler

División Pinófitas División Gimnospermas

División Magnoliófitas División Angiospermas

Clase Magnoliópsidas Clase Dicotiledóneas

Clase Liliópsidas Clase Monocotiledóneas

Por lo expuesto queda explícito que la clasificación de cualquier grupo es

conflictiva; existe una tendencia, basada en el estudio de la morfología comparada y filogenética, teniendo en cuenta aportes de la Paleobotánica, Actualmente, las propuestas son diversas en lo que se refiere a la clasificación de las plantas con semillas. La postura tradicional, que separa a los espermatófitos en dos grandes grupos es de gran aceptación: gimnospermas (plantas con semillas desnudas) y angiospermas (plantas con semillas protegidas). Para algunos autores estos grupos no poseen categoría taxonómica, los consideran niveles morfológicos de organización incluidos en un único taxon monofilético, la división Espermatophyta (Ehrendorfer, 1994) mientras que otros los consideran taxones monofiléticos independientes.


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Algunas diferencias entre Dicotiledóneas y Monocotiledóneas son las que se presentan a continuación.

Dicotiledóneas (Clase Magnoliopsida)

Monocotiledóneas (Clase Liliopsida)

Embrión con dos cotiledones en posición lateral (salvo raras excepciones). Endosperma nuclear o celular, nunca helobial

Embrión con un solo cotiledón, en posición lateral a veces aparenta ser terminal. El ápice caulinar y las primeras hojas están protegidas por el coleoptíle que es una estructura en forma de capuchón. Endosperma helobial, o generalmente nuclear.

Raíz principal, en principio, con larga vida de la que parten raíces laterales (Sistema radical alorrizo)

Raíz principal de corta duración, sustituida por numerosas raíces adventicias que en el caso que se originen del tallo se conocen como raíces caulógenas (Sistema radical homorrizo )

En sección transversal del tallo los haces vasculares se disponen generalmente en un ciclo (eustela). Los haces son abiertos ya que presentan restos de tejido procambium que permite el desarrollo del cambium vascular que originanará los tejidos vasculares secundario aumentando el grosor de los tallos. Los brotes laterales presentan dos prófilos laterales

En sección transversal del tallo los haces conductores se disponen en varios ciclos (atactostela), Los haces son cerrados por lo que no originan cambium vascular. Solo presentan tejidos vasculares primarios. Los brotes axilares con un solo prófilo a menudo binervado, en posición adosada

Hojas poliformas, en general, claramente pecioladas, y a menudo con estípulas, rara vez presentan vaina, lámina con nerviación reticulada.

Hojas de disposición dística generalmente, insertas al tallo por una amplia base o vaina, estípulas ausentes y pecíolo con frecuencia ausente, lámina foliar generalmente entera y paralelinervada o estriada


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Flores helicoidales o cíclicas con verticilos predominantemente pentámeros, también pueden ser tetrámeros. Pueden haber excepciones con menor número de piezas

Órganos florales cíclicos en verticilos trímeros.

Formación del polen generalmente simultánea, y polen con frecuencia tricolpado

Formación del polen, generalmente, sucesiva, y granos de polen anatremos una abertura en el polo distal o monocolpados un solo colpo

Referencias bibliográficas * STUESSY, T. 1990. Plant Taxonomy. The Systematic Evaluation of Comparative Data. Columbia University Press. N.Y. * ENCICLOPEDIA LIBRE WIKIPEDIA: es.wikipedia.org * Diversidad. Clasificación y Nomenclatura- ttp://www.euita.upv.es/VARIOS/ BIOLOGIA/Temas/tema_18.htm. ** Los estomas cumplen un rol importante limitando el proceso de la transpiración. La resistencia foliar (rh) se refiere al flujo de vapor a través de los estomas y la cutícula. Se considera que rh consta de dos resistencias en paralelo: 1/rh = 1/rc + 1/re. La resistencia estomática (re) depende del número de estomas por unidad de área foliar, así como de su geometría y abertura. La resistencia cuticular (rc), depende de las características de la cutícula foliar. En la siguiente tabla se muestran las resistencias (r) al transporte de agua en hojas de plantas hipotéticas con saturación luminosa y 22 oC.

Resistencia al transporte de vapor de agua (sm-1) Especie Cutícula rc Estoma (abierto) re 1/rh Planta 1 9400 1845 Planta 2 38000 540 Planta 3 4000 84 Planta 4 6600 1060

Nota: 1/r = conductancia, g m s-1

119- ¿Cuál es la conductancia foliar para cada una de las plantas hipotéticas? Planta 1 Planta 2 Planta 3 Planta 4 a) 0.00098 0.0019 0.0126 0.003 b) 0.00065 0.00188 0.01215 0.00109 c) 0.0060 0.00188 0.04 0.00109 d) 0.00891 0.00019 0.01215 0.002


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120- ¿En cuál de los siguientes ambientes estaría mejor adaptada la planta 2? a) Hidrofítico. b) Mesofítico. c) Xerofítico. d) Todos. 121- La rosa pertenece a la familia Rosaceae. ¿Cuál de las siguientes características distinguen a esta familia? a) Flores actinomorfas y hermafroditas. Fruto aquenio, folículo, cápsula, baya o drupa. b) Hojas pecioladas o sésiles, simples o compuestas. Estípulas persistentes o caedizas. c) Flores zigomorfas y hermafroditas. Fruto hesperidio. d) Árboles, arbustos o plantas herbáceas, inermes o espinosas. 122- Los metabolitos secundarios suelen ser considerados las defensas químicas de plantas y animales. Algunos de ellos son tóxicos (actúan en pequeñas cantidades, ej. el cianuro), y otros reducen la digestibilidad (actúan en proporción a su concentración, ej. el tanino). En la siguiente tabla se presenta la variación estacional de la concentración de cianuro y de tanino en hojas en una Dicotiledónea anual cuyo crecimiento comienza en junio ¿Cuál de las siguientes conclusiones respecto a los metabolitos secundarios podría desprenderse de lo planteado anteriormente? a) La defensa de las hojas nuevas se realiza mediante la alta concentración de cianuro que reduce la digestión de las mismas. b) La defensa de las hojas nuevas se realiza por compuestos que actúan en pequeñas cantidades. c) La planta sólo defiende las hojas nuevas. d) La defensa de las hojas viejas se realiza mediante taninos por su acción tóxica.

Meses Cianuro# Tanino## Junio 30 0 Julio 35 2

Agosto 5 1 Septiembre 3 3

Octubre 5 4 Noviembre 1 3 Diciembre 0 1

Referencias: # mg en 100g-1 de peso seco de hoja. ## % por peso seco de hoja.


123

123- A la tabla de la pregunta anterior se le ha incorporado los datos del recuento de dos coleópteros que se alimentaban de las hojas de esta planta.

Meses Cianuro# Tanino## Herbívoro I Herbívoro II Junio 30 0 3 15 Julio 35 2 4 10

Agosto 5 1 10 16 Septiembre 3 3 18 9

Octubre 5 4 17 5 Noviembre 1 3 15 2 Diciembre 0 1 16 12

¿Cuál de las siguientes conclusiones podría desprenderse de los resultados del recuento de herbívoros? a) Ambos herbívoros presentan sensibilidad a los metabolitos secundarios evaluados. b) El herbívoro I puede detoxificar el cianuro pero es sensible al tanino. c) El herbívoro II puede detoxificar el cianuro pero es sensible al tanino. d) Ninguno de los herbívoros presenta sensibilidad a los metabolitos secundarios evaluados. 124- La riqueza de recursos y la productividad son determinantes de la riqueza de especies de una comunidad o un ecosistema. ¿Qué conjunto de afirmaciones es verdadero respecto a la productividad de una comunidad o un ecosistema? Afirmaciones I- En las plantas, la productividad de un ambiente puede depender principalmente del recurso que sea más constante en el ambiente. II- En general la productividad primaria se incrementa desde los polos a los trópicos. III- En los ambientes acuáticos la productividad aumenta con la disminución de la profundidad. IV- En los ambientes terrestres la productividad disminuye con la disminución de la altura sobre el nivel del mar. V- En los animales, la productividad de un ambiente se modifica por cambios en los recursos de los niveles inferiores de la cadena alimenticia. Respuesta a) I; II y III. b) I; III y IV. c) I; II y V. d) II; III y V.

Referencias: # mg en 100g-1 de peso seco de hoja. ## % por peso seco de hoja.


124

SITUACIÓN Nº 2 INTRODUCCIÓN

En Argentina, el mal de Río Cuarto es la enfermedad más importante del cultivo de

maíz (Zea mays L.) (Rodríguez Pardina et al., 1998) (1). El área endémica de la virosis se encuentra en la zona próxima a la localidad de Río Cuarto, Córdoba, Argentina, donde fue detectada por primera vez al final de la década del 60. Su distribución se fue ampliando progresivamente, alcanzando en la actualidad gran parte del área maicera argentina. En el año 1997 se registró una severa epidemia que causó pérdidas de millones de pesos.

El agente causante de esta enfermedad es un virus (MRCV) que pertenece la familia Reoviridae, género Fijivirus, sus partículas son de forma icosaédrica y contienen 10 segmentos de doble cadena de RNA. Se transmite en la naturaleza principalmente por Delphacodes kuscheli Fennah (Insecta, Homoptera: Delphacidae). La modalidad de transmisión de los fijivirus es persistente, circulativa y propagativa; el virus se multiplica dentro del cuerpo del vector, el cual permanece infectivo durante toda su vida. El MRCV infecta numerosas especies de la Familia Poaceae, entre ellas se encuentran varios cultivos de importancia además del maíz, tales como trigo (Triticum aestivum L.), avena (Avena sativa L.), cebada (Hordeum vulgare L.), sorgo (Sorghum halepense L.), centeno (Secale cereale L.), y triticale (Triticum x Secale).

Para interpretar el ciclo de esta enfermedad y prevenirla se han realizado estudios de transmisión, utilizando insectos infectados provenientes de campo; como así también poblaciones de insectos sanos criados en laboratorio. Además se ha estudiado el comportamiento de este insecto, considerando las características de ovoposición en algunos cereales susceptibles de ser infectados, entre otros estudios. Sobre la base de esta temática se ha elaborado el presente examen. (1) Rodríguez Pardina et al., 1998. Transmisión experimental del virus del mal de Río cuarto por Delphacodes kuscheli. Revista de la Facultad de Agronomía, La Plata 104 (1), 1999


125

125- Un grupo de investigadores observó lotes de cultivo de maíz con sintomatología típica del mal de Río Cuarto (enaciones, hojas con bordes cortados, y enanismo). Por ello decidió realizar un experimento en condiciones de invernáculo con la finalidad de confirmar la capacidad de Delphacodes kuscheli de transmitir el virus del mal de Río Cuarto. Elegir la opción que presente el orden lógico de pasos que siguieron estos investigadores para lograr los resultados esperados. 1) Confrontación de insectos juveniles sanos de la especie Delphacodes kuscheli criados en laboratorio con plantas recolectadas en el campo. 2) Conservación de las plantas criadas en invernáculo un tiempo prudencial para permitir que aparezcan los síntomas característicos del mal de Río Cuarto. 3) Observación a campo y recolección de plantas con sintomatología típica del mal de Río Cuarto. 4) Aislamiento y confirmación de la presencia del MRCV mediante pruebas serológicas en las plantas criadas y conservadas en invernáculo. 5) Confrontación de los insectos juveniles de la especie D. kuschelis con plantas sanas criadas en invernáculo y susceptibles al MRCV. Respuesta a) 3 / 5/ 1 / 2 / 4. b) 3 / 1 / 5 / 2 / 4. c) 2 / 3 / 1 / 5 / 4. d) 5 / 1 / 2 / 4 / 3. 126- El siguiente cuadro presenta las técnicas más empleadas para el diagnóstico del mal de Río Cuarto. Completar las líneas de puntos utilizando los códigos enumerados a continuación. PRUEBA DIAGNÓSTICA OBSERVACIÓN RESULTADO

Western blot

------------

Ausencia de virus

-----------

Presencia de 10 bandas correspondientes a los segmentos de RNA bicatenario de los Fijivirus ----------

------------

Presencia de viroplasmas con partículas isométricas entre 60 y 70 nm de diámetros y viriones aislados en células del floema y acompañantes. -----------

Códigos PRUEBA DIAGNÓSTICA 01. Microscopía electrónica. 02. Microscopía óptica. 03. HPLC (Cromatografía líquida de alta performance). 04. Electroforesis en gel de poliacrilamida.


126

OBSERVACIÓN 05. Ausencia de bandas correspondientes al antígeno específico del virus. 06. Presencia de bandas correspondientes al antígeno específico del virus. RESULTADO 07. Ausencia de virus 08. Presencia de virus

127- Se sabe que una característica particular de los virus es la de ser parásitos intracelulares obligados debido a que utilizan la maquinaria celular para poder replicarse. Una función que pueden realizar es transcribir RNA utilizando DNA como cadena molde, esto es realizado por la enzima: a) DNA polimerasa. b) RNA polimerasa. c) DNAsa. d) Transcriptasa inversa. 128- El transporte del RNA mensajero desde el núcleo al citoplasma es un proceso: a) catalizado por una enzima llamada ribozima. b) que ocurre a través de receptores proteicos en la superficie interna de la membrana nuclear. c) ligado a la existencia de poros en la membrana nuclear. d) que ocurre inmediatamente antes de la maduración del transcripto primario. ** Un grupo de investigadores realizó un experimento para establecer si Delphacodes kuscheli tenía alguna preferencia para la postura de sus huevos dentro de la hoja de Hordeum vulgare (cebada). Para ello colocaron 12 jaulas, cada una con una planta de cebada y 5 hembras de D. kuscheli, criadas en laboratorio, oviplenas por primera vez. Después de tres días se recolectaron las plantas y se midió la distancia de postura de huevos con relación a la lígula de la segunda hoja desde abajo hacia arriba de la planta. Los datos se muestran en la siguiente tabla. Nota: en las gramíneas la lígula es una expansión membranosa entre la vaina y la lámina de la hoja. Tabla: Distancias (cm) de postura de huevos con relación a la lígula de la segunda hoja desde abajo hacia arriba de la planta. Plantas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9,6 6,5 7,3 6,3 4,6 5,7 4,7 9,4 5,2 5,8 8,6 4,2 3,8 0,5 2,4 1,1 1,8 1,6 1,3 3,5 1,2 0,9 2,1 1,4 1,5 -2,6 -2,4 -2,8 -4,2 -4,3 -5,6 1,3 -3,5 -2,7 -1,2 -4,5 -5,4 -6,7 -6,1 -6,2


127

129- Sobre la base de los registros analizados arriba, graficar en el espacio asignado la frecuencia de la distribución de la postura de huevos con relación a la distancia desde la lígula. Colocar los nombres correspondientes a los ejes cartesianos. 130- A partir del análisis del gráfico anterior, marcar con X las afirmaciones verdaderas. a) (..............) En el eje x los valores negativos indican que no hubo postura de huevos. b) (..............) En el eje x el punto 0 marca la posición de la lígula. c) (..............) La frecuencia en la postura de huevos es directamente proporcional a la distancia desde la lígula. d) (..............) La mayor frecuencia de huevos se coloca en la vaina de la hoja. 131- Se repitió el ensayo de la pregunta anterior para analizar detenidamente el comportamiento de oviposición de Delphacodes kuscheli. Esta vez en cada jaula se colocó sólo una hembra. Se registraron los sitios de oviposición durante siete días consecutivos para registrar posturas de diferentes edades (1 a 7 días). Los resultados logrados fueron los que se presentan debajo. ¿Qué resultados indicarían un comportamiento estereotipado para esta especie de insecto? I. Se registraron ovoposiciones en varias partes de la planta: tallo, lígula vaina foliar y lámina foliar. En los días sucesivos, la vaina foliar y el tercio inferior de la lámina fueron los sitios con más posturas. II. Cada día, el proceso de ovoposición fue intensivo en la mañana, en el horario de la salida del sol. III. Se encontraron posturas relacionadas con la vena media de la hoja y con venas secundarias, en mayor porcentaje en la primera, indicando cierta preferencia por ésta. V. Independientemente del sector de la planta en donde se hallara la postura, se encontraron siempre ovoposiciones en grupos de 2 huevos. VI. Los huevos depositados en la vaina foliar se ubicaron en espacios aéreos del parénquima o dentro de las células del tejido cuando las anteriores no estaban presentes. VII. En todos los casos observados, la orientación de los huevos fue oblicua con respecto a la epidermis foliar y caulinar.

-10-8-6-4-202468

10

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10


128

VIII. Delphacodes kuscheli, siempre deposita sus huevos en posturas endofíticas, es decir dentro del tejido vegetal. Esto ha sido observado en otros delfácidos. Respuesta:........................................................................... 132- Un ejemplar de Delphacodes kuscheli podría ser comparado con otro de la Clase Crustacea considerando caracteres exomorfológicos como los presentados debajo. Analizar la información y escribir los códigos correspondientes a la Clase Insecta, a la cual pertenece el vector del Mal de Río Cuarto. Caracteres exomorfológicos I. Apéndices

01- birrámeos. 02- unirrámeos. II. Antenas

03- un par. 04- dos pares III. Maxilas

05- un par. 06- dos pares. IV. Tagmas 07- cabeza, tórax y abdomen 08- cefalotórax y abdomen Clase/ Característica I II III IV Insecta

133- Tanto el vector del virus del Mal de Río Cuarto, como el resto de los insectos, sufren procesos de metamorfosis con una serie de estadíos juveniles, cada uno de los cuales necesita formar un exoesqueleto. Esto está controlado por un complejo neurohormonal. Analizar el esquema generalizado de la regulación del crecimiento y la muda en un insecto presentado debajo y colocar verdadero (V) o falso (F) a las siguientes afirmaciones. I. (...........) La hormona juvenil es secretada en los cuerpos alares, ésta influye para que el insecto se mantenga en un estado inmaduro. II. (..........) Si se obstruye la glándula protorácica del insecto, éste se mantendrá en estado inmaduro, sin mudar en ningún momento. III. (...........) La hormona cerebral es producida en el cerebro por los cuerpos alares, por lo cual es una neurohormona. IV. (..........) En el esquema presentado fue necesario que la hormona cerebral estimulara tres veces a la glándula protorácica. V. (............) Si la glándula protorácica no es estimulada por la hormona cerebral, no se produce hormona de la muda. VI. (...........) La metamorfosis a la forma adulta ocurre cuando la hormona juvenil


129

actúa en ausencia de la hormona de la muda. VII. (..........) La cantidad de hormona juvenil disminuye en las sucesivas mudas. VIII. (.............) Las glándulas endócrinas que intervienen en este complejo proceso son los cuerpos alares, cuerpo cardíaco, glándula protorácica, células neuroendócrinas.

Esquema generalizado de la regulación del crecimiento y la muda en un insecto

Referencias: JH: Hormona juvenil MH: Hormona de la muda BH: Hormona cerebral

1º estadío inmaduro 2º estadío inmaduro estadío adulto


130

134- Marcar con X las características que permiten determinar a Hordeum vulgare (cebada) a nivel de Phyllum (Magnoliophyta), Clase (Liliopsida) y/o Familia (Poaceae) respectivamente.

Características Magnoliophyta Liliopsida Poaceaeunivervada plurinervada abierta cerrada reticulada

Hoja * Venación

paralelinervada diarca Raíz

* Estructura poliarca homorrizo * Sistema radical alorrizo un ciclo Tallo

*Haces vasculares más de un ciclo espiguilla Inflorescencia

capítulo cariopse Fruto pomo

135- La figura muestra un corte longitudinal de un fruto de Hordeum vulgare. Completar los recuadros con los códigos correspondientes: Códigos: 01. Pericarpo. 05. Hojas verdaderas. 08. Coleoriza. 02. Cubierta seminal. 06. Radícula. 09. Capa de aleurona. 03. Embrión. 07. Coleoptile. 10. Endosperma. 04. Cotiledón.

+


131

136- Las concentraciones más elevadas de giberelinas han sido encontradas en semillas inmaduras, aunque estas hormonas están presentes en todas las partes de la planta. Completar el siguiente párrafo con los códigos correspondientes. Códigos: 01. proteínas. 05. tegumento seminal. 02. azúcares. 06. endosperma. 03. almidón. 07. embrión. 04. aleurona. 08. plántula. a) En los frutos de gramíneas (Poaceae) existe una capa especializada de células, la capa de . Estas células son ricas en . Durante estadíos iniciales de la germinación, el produce giberelinas, en especial ácido giberélico, que se difunde hacia esta capa de células. b) En respuesta a la giberelina, estas células producen enzimas que hidrolizan el y las proteínas del , convirtiéndolo en y en aminoácidos que el , y luego la , pueden usar. 137- Completar el siguiente párrafo utilizando los códigos dados a continuación.

Las células vegetales tienen que los virus no atraviesan, por lo que penetran a través de heridas producidas mecánicamente o por vectores que se alimentan del vegetal.

Para que un virus infecte una planta, primero debe pasar de célula a célula a través de uniones llamadas que contienen extensiones tubulares del retículo endoplásmico conocidas como .

Algunos virus parecen restringirse a un movimiento más lento de célula a célula infectando un tejido vivo como puede ser el . Otros son transportados con rapidez a grandes distancias a través del junto con los productos de la fotosíntesis, transportados principalmente como .

En las gimnospermas las células de conducción son ; en las angiospermas son . Desde allí los virus migran a otras zonas, como las de almacenamiento de nutrientes, entre ellas y rizomas. Códigos 01: Esclerénquima- 02: Tubérculos- 03: Estomas- 04: Células cribosas- 05: Desmo-somas- 06: Parénquima- 07: Sacarosa- 08: Miembros de vaso- 09: Hojas- 10: Desmo-túbulos- 11: Membranas plasmáticas- 12: Traqueidas- 13: Glucosa- 14: Floema- 15: Meristemas- 16: Plasmodesmos- 17: Miembros de tubo criboso- 18: Paredes celulares- 19: Xilema.


132

** Existen diversos tipos de diferenciación de los nichos ecológicos en animales y plantas. Por un lado, los recursos pueden ser utilizados de modos diferentes; por otro, es posible que las especies y sus capacidades competitivas se diferencien en cuanto a las respuestas frente a las condiciones ambientales. Ambas situaciones pueden expresarse como diferenciación del microhábitat, de la distribución geográfica o de la distribución temporal, en función del modo en que varían dichas condiciones. En la siguiente figura se representó el nicho para D. kuscheli en 2 dimensiones. Las distintas áreas representan los porcentajes de mortalidad de hembras portadoras de huevos del experimento mencionado en la página Nº 4. 138- ¿Dentro de qué rango de humedad (%) y temperatura (oC) la población experimental tendrá un crecimiento óptimo? Temperatura (°C) Humedad (%) a) 10 - 50 20 - 100 b) 20 – 40 50 – 80 c) 50 – 60 20 – 40 d) 5 - 65 5 - 15 139- Considerando que es un ecosistema cerrado, ¿el crecimiento óptimo se mantendrá indefinidamente? a) Sí. b) No. 140- El área que marca las condiciones apropiadas para el crecimiento incluye a las áreas: a) I y II. b) II y III. c) III y I. 141- El máximo de tolerancia para esta población se encuentra en el límite del área: a) I. d) II y III. b) I y II. e) III. c) II.

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60

Temperatura (°C)

Hum

edad

(%)

I- 0% de mortalidad

III- 100% de mortalidad

II- 50 % de mortalidad


133

142- Un productor agropecuario que sembró maíz, sabe que dos campos vecinos están afectados por el Mal de Río Cuarto, esto lo pone en situación de estrés. Para controlar este problema, su encéfalo y glándulas suprarrenales trabajarán conjuntamente. Elegir las características propias de estas glándulas. Características I. Son pequeñas masas amarillas ubicadas en los extremos superiores de los riñones. II. Cada glándula presenta una parte central llamada médula suprarrenal. III. Cada glándula presenta dos partes funcionalmente unidas, ellas son la corteza suprarrenal y la médula. IV. La corteza suprarrenal ayuda a regular el metabolismo, en tanto que la médula interviene fuertemente en la regulación del estrés. V. Ambas partes de la glándula se desarrollan a partir de diferentes tejidos del embrión. Respuesta:...................................................................................................... 143- A continuación se presenta un esquema incompleto de la reacción neuroendócrina generada en el cuerpo humano frente al estrés, las flechas de abajo denotan las múltiples acciones que ejercen las hormonas mencionadas allí. Completar las líneas de puntos de los cuadros con los códigos correspondientes, dados más abajo.

Estrés

......................

Hormona liberadora de ACTH

Nervios simpáticos

...........................

...................

Adrenalina y .....................

ACTH

...................

Cortisol

acciones múltiples

acciones múltiples


134

Códigos 01. Médula suprarrenal. 05. Tálamo. 02. Corteza Suprarrenal. 06. Hipotálamo. 03. Lóbulo anterior de la hipófisis. 07. catecolamina. 04. Lóbulo posterior de la hipófisis. 08. noradrenalina. 144- Como lo indica el esquema de arriba, las principales hormonas de las glándulas suprarrenales tienen múltiples órganos blancos y efectos en ellos para enfrentar el estrés, algunos se presentan a continuación. Colocar una cruz (X) en los casilleros de acuerdo a si actúa una o ambas de las hormonas a la vez. Referencias: A: Adrenalina; C: cortisol. A C Efectos I. Dilatar los vasos sanguíneos en los músculos y el encéfalo. II. Aumentar la concentración de azúcar en la sangre. III. Movilizar las grasas para que haya ácidos grasos disponibles. IV. Constreñir los vasos sanguíneos en piel y riñones. V. Incrementar el gasto cardíaco VI. Convertir ácidos grasos en glucosa. VII. Estimular la conversión de glucógeno en glucosa. VIII. Inhibir reacciones alérgicas. IX. Reducir el umbral del sistema activador reticular del encéfalo, para

aumentar el alerta del individuo. 145- El sistema nervioso central es el que recibe toda la información sensorial y genera los pensamientos que preocupan al productor agropecuario. En encéfalo es parte de este sistema, consta de varias áreas especializadas, éstas se presentan en el siguiente cuadro, completarlo con los códigos dados más abajo. División primaria del encéfalo (embrión)

División secundaria del encéfalo (adulto)

Estructura derivada

Función general

Telencéfalo

..........

Integra las funciones de otras partes del encéfalo, tiene funciones de asociación y aprendizaje, entre otras.

............

Centro que retransmite mensajes sensoriales (excepto olfatorios) y motores

............... Diencéfalo

……… ............... Mesencéfalo

.............

Colículos superiores e inferiores

Centros visuales y auditivos que regulan reflejos

Metencéfalo ............

...............

Rombencéfalo

.............

Bulbo raquídeo

................


135

Códigos 01. Contiene núcleos bien definidos que regulan las funciones de respiración, latidos cardíacos, presión arterial y otras como deglución, tos, vómito. 02. Prosencéfalo. 03. Tálamo. 04. Telencéfalo. 05. Mielencéfalo. 06. cerebelo. 07. Hipotálamo. 08. Mesencéfalo. 09. Cerebro. 10. Coordina actividad muscular, postura y equilibrio. 11. Centro de integración que controla las vísceras. Vincula sistema nervioso y endócrino. 146- Las actividades digestivas del intestino delgado son coordinadas y reguladas por hormonas. La función de una de ellas, en presencia de grasas y proteínas en el quimo, es provocar la liberación de enzimas desde el páncreas y el vaciamiento de la vesícula biliar, por lo tanto se trata de: a) Secretina. b) Colecistocinina. c) Gastrina. d) Glucagón. 147- El ensamblaje de distintos tejidos y su organización dentro de los órganos están determinados por las interacciones moleculares a nivel celular y no podrían ser posibles sin la expresión de determinadas moléculas. Por ejemplo, las células del epitelio intestinal están conectadas entre sí y con la matriz extracelular mediante diferentes tipos de uniones celulares especializadas, tal como aparece en la siguiente figura A continuación se presentan códigos para tipos de uniones celulares y sus funciones. Completar los espacios en blanco de la figura de anterior, colocando en cada cuadro los códigos correspondientes. Importante: Cada cuadro debe tener un código para el tipo de unión celular y otro para su función específica. Ejemplo: (VI - F)

Lámina basal

Superficie apical


136

Códigos: Unión celular I. Unión Oclusiva. V. Desmosoma. II. Unión hendidura. VI. Unión de adherencia. III. Hemidesmosoma. VII. Filamentos intermedios. IV. Plasmodesmo. VIII. Filamentos de actina. Códigos: Función

A. Permitir la difusión rápida de moléculas pequeñas solubles en agua entre citoplasmas de células adyacentes. B. Anclar células epiteliales a compuestos de la matriz extracelular. C. Estabilizar y mantener la polaridad celular, formar una barrera para evitar la difusión de macromoléculas. D. Interconectar los desmosomas y los hemidesmosomas dando forma y rigidez a la célula. E. Conferir resistencia mecánica a los tejidos que intervienen en la adherencia de células adyacentes. F. Canales abiertos que conectan el citosol de una célula con el de la adyacente y permiten el paso de proteìnas, ácidos nucleicos, productos del metabolismo. G. Conectan las membranas laterales de células epiteliales adyacentes. H. Intervienen en la movilidad celular.

148- El transporte de la glucosa desde el lumen intestinal a la sangre puede representarse a través del siguiente esquema, en el cual están involucrados sistemas de transporte específicos. Completar el siguiente esquema con los códigos dados más abajo.

I

ATP

ADP


137

Códigos

149- De la pregunta anterior se desprende que el transporte de la glucosa desde el lumen al citoplasma de las células del epitelio intestinal ocurre a través de: a) tansporte activo utilizando un cotransporte de Na+-glucosa. b) transporte activo utilizando un cotransporte de K+-glucosa. c) difusión facilitada mediante una glucosa permeasa. d) difusión facilitada utilizando la energía liberada de una bomba Na+/K+. 150- Se presenta un esquema en el cual las flechas delgadas corresponden al metabolismo celular y las flechas anchas a organelas. Completar los círculos en blanco con los códigos dados más abajo, según corresponda.

Uniones celulares Transportadores Iones 01. Unión oclusiva 06. Cotransporte Glucosa-Na+ 11. Na+ 02. Hemidesmosoma 07. Glucosa permeasa 12. K+ 03. Desmosoma 08. Bomba Na+-K+ 13. Cl- 04. Unión hendidura 09. Bomba Na+-Cl- 14. Ca+ 05. Plasmodesmo 10. Cotransporte Glucosa-K+


138

Códigos Metabolismo celular Organelas

1. Glucólisis I. Ribosoma 2. CO2 II. Mitocondria 3. Fotones III. Peroxisoma 4. β-oxidación IV. Núcleo 5. síntesis de azúcares V. Leucoplasto 6. H2O VI. Cloroplasto 7. NADP+ VII. Retículo endoplásmico liso 8. ATP 9. Ciclo de Krebs 10. O2 11. ADP 12. NAD+ 13. Ciclo de Calvin

151- Bufo arenarum (Anura: Bufonidae) y Leptodactylus latinasus (Anura: Leptodactylidae) son dos anuros predadores naturales de D. kuscheli. Se clasifican como anfibios porque presentan un conjunto de características distintivas: Características I. Son terrestres y de agua dulce. II. Piel sin escamas y muchas glándulas. III. Corazón dividido en tres cámaras, con circulación simple. IV. En estado larval respiran por branquias. V. En general, en estado adulto respiran por pulmones y piel. VI. Son dioicos. VII. En general con fecundación externa (ovíparos, ovovivíparos o vivíparos). VIII. Son amniotas. IX. Ácido úrico como principal desecho nitrogenado. X. Todos sufren metamorfosis regulada hormonalmente. XI. Con huevos mesolecíticos, es decir con moderada cantidad de vitelo y con cubiertas membranosas gelatinosas. Escribir el/los código/s seleccionado/s sobre la línea de puntos: Respuesta:........................................................................................


139

152- Los predadores de D. kuscheli, sufren un proceso de metamorfosis regulado por hormonas. La siguiente tabla presenta datos sobre la relación entre la homona tiroxina y el crecimiento y metamorfosis de una rana. Analizarlos e indicar sobre la línea de puntos qué afirmaciones son correctas, usando los códigos correspondientes. Días de

nacido 0-7 8-14 15-21 22-28 29-35 36-42 43-49 50-56 57-63 63-70

Concentra-

ción de

Tiroxina

ug/dl

4 4 6 7 8 9 12.5

8 4

Caracte-rísticas

Renacuajo con rápido crecimiento y reducida diferenciación (prometamorfosis).

Renacuajo con crecimiento reducido. Se exteriorizan patas posteriores, comienza la pre-metamorfosis.

Renacuajo en clímax de la metamorfosis, se exteriorizan patas anteriores, la cola va absorbiéndose. Cambios en respiración, circu-lación, digestión, órganos de los sentidos.

Finaliza la metamorfosis, características de adulto

I. A la tercera semana de nacido la hipófisis aumenta en 2 ug la secreción de tiroxina, aunque no sea suficiente para iniciar la premetamorfosis. II. A los 30 días de nacido, alrededor de 10 días antes de la aparición de las patas anteriores, la secreción de tiroxina aumentó el doble. III. Se requiere de un aumento de alrededor un 30% en la producción de tiroxina desde el nacimiento para pasar de un período de prometamorfosis a uno de premetamorfosis. IV. Se requiere del doble de concentración de tiroxina que al momento de nacer para que aparezcan las patas posteriores. V. La concentración de tiroxina desencadenante de la metamorfosis alcanza su valor máximo al inicio de la séptima semana. VI. Si la secreción de tiroxina no llegara a 12.5 ug/dl, el animal no desarrollaría patas. VII. El período de metamorfosis se extiende por 6 semanas, desde la 3ra a la 9na. Respuesta: .................................................................................................. 153- Si se hiciera un estudio histológico de un anuro se encontrarían diferentes tipos de tejidos como los que aparecen en la siguiente figura. Responder con (V) a las afirmaciones verdaderas y con (F) a las afirmaciones falsas dadas a continuación. I. (...........) La figura presenta diferentes tipos y ejemplos de tejidos epiteliales y conjuntivos. II. (.............) Los tejidos A, C y E son epiteliales, definidos por la presencia de una membrana basal subyacente. III. (............) Los tejidos B y D son ejemplos de tejidos conjuntivos. IV. (............) El tejido F es un tipo de tejido conjuntivo especial con una sustancia intercelular acuosa. V. (.............) El tejido C es epitelial estratificado. VI. (............) Para reconocer si se trata de un tejido conjuntivo debe observarse una matriz en la se encuentran escasas fibras extracelulares y abundantes células.


140

VII. (..........) El tejido D es un tipo especial de tejido conjuntivo, formado por células alargadas especializadas para la contracción. 154- Se presenta un dibujo con dos modelos de especiación (A y B). Luego de analizarlo, elegir el conjunto de opciones correcto.

Proceso de especiación Resultado de la especiación

Referencias: * Los círculos representan las diferentes poblaciones de la misma especie * Las flechas representan los cruzamientos que se dan entre poblaciones.


141

Opciones I. En A ocurre una especiación parapátrica, en la cual una población es afectada por la selección natural, afectando el flujo génico con las poblaciones contiguas. II. En B ocurre una especiación parapátrica, en la cual una población es dividida por una barrera geográfica que afecta el flujo génico con las poblaciones contiguas. III. En A ocurre una especiación alopátrica, en la cual una población es afectada por una barrera geográfica que aisla a las poblaciones afectando el flujo génico. IV. En B ocurre una especiación alopátrica, en la cual una población es dividida por una barrera geográfica que aisla a las poblaciones afectando el flujo génico. Respuesta a) I, II. b) I, IV. c) II, III. d) III, IV. 155- Delphacodes elongatus y Delphacodes haywardi, al igual que Delphacodes kuscheli, son vectores del Mal de Río Cuarto. Estas tres especies están reproductivamente aisladas. Algunos mecanismos que explican este aislamiento son los que aparecen en la siguiente tabla, completarla con los códigos según corresponda. Mecanismo Característica Tipo de mecanismo Aislamiento Ecológico

_________ _________

Aislamiento temporal

__________ _________

_________

Incapacidad de los espermatozoides de una población de fecundar a los óvulos de la otra.

________

Inviabilidad del híbrido

________ _________

_________

Aislamiento de las poblaciones por barreras geográficas

_________

_________

Incompatibilidad en las estructuras reproductivas entre los organismos de las distintas especies para intercambiar gametas

__________

Códigos

Mecanismo 01. Aislamiento geográfico. 02. Incompatibilidad gamética. 03. Incompatibilidad mecánica.

Característica A. Incapacidad de las crías híbridas de dos especies para sobrevivir hasta su madurez. B. Incapacidad de cruzamiento por períodos de apareamientos diferentes. C. Incapacidad de cruzamiento por diferencias de hábitats de cada especie en un mismo ambiente.


142

Tipo de mecanismo 10. Aislamiento precigótico 11. Aislamiento postcigótico

** En el INTA de Castelar se está desarrollando un proyecto de investigación para la obtención de plantas de maíz transgénicas con resistencia al MRCV. El sistema planteado es similar al de las vacunas en humanos; consiste en inmunizar plantas de maíz con secuencias derivadas del genoma del patógeno contra el que se las desea proteger (en este caso MRCV). Para ello, se las incorpora establemente al genoma de la planta. Las células de estas plantas transgénicas serían capaces de degradar el genoma del virus desafiante, y por consiguiente serían inmunes a la enfermedad. La secuencia de eventos realizados para transformar plantas de maíz se muestra a continuación. Sobre esta base responder las 2 preguntas siguientes.

PM 1 2 3 4 5 6 7 8 C- C+

Región de clonado

Inserción DNA viral

DNA viral

Gen marcador

Introducción en un vector apropiado

Infecciòn de células de la hoja de maíz

Maíz Transgénico Control

Extracción de RNA

RT-PCR

cDNA


143

156- La técnica de RT-PCR presenta el siguiente conjunto de características: I. Es un método enzimático de síntesis in vitro de múltiples copias en forma de DNA de una secuencia específica de RNA. II. Es un proceso en el cual RNA es transcripto a su cDNA complementario a través de una enzima transcriptasa reversa. III. Es un proceso en el cual RNA es transcripto a su cDNA complementario a través de la enzima DNA polimerasa. IV. Implica la utilización de cebadores, dNTPs y un inhibidor de RNAsa. Respuesta a) I, II, IV. b) I, II, III. c) II, III, IV. d) I, III, IV. 157- Responder verdadero (V) o falso (F) a las siguientes afirmaciones. a) (............) La inserción del fragmento correspondiente al material genético viral del MRCV en un plásmido no depende de la síntesis previa de cDNA a partir de RNA b) (............) Un fragmento de DNA de 45 kb puede ser ligado en vectores de clonado denominados cósmidos y fásmidos. c) (............) La DNA ligasa se utiliza para unir covalentemente los extremos de un fragmento de DNA y un vector de DNA que tenga extremos complementarios a través de enlaces fosfodiéster 5’ 3’. d) (...........) A través del análisis del transgen por PCR se demostró que las plantas 1, 3, 4, 5 y 7 poseen en su genoma el fragmento del material genético viral. e) (............) Las plantas transgénicas 2, 6 y 8 al ser expuestas al virus MRC presentarán síntomas semejantes a las plantas no transgénicas infectadas por el virus. 158- Completar la tabla con los códigos de los productos que se obtendrán al actuar las enzimas de restricción mencionadas en la misma, sobre el fragmento de DNA bicatenario correspondiente a la región de múltiple clonado del plásmido Ti. (5') AAGAATTGCGGAATTCGAGCTTAAGGGCCGCGCCGAAGCTTTAAA (3') (3') TTCT TAACGCCTTAAGCTCGAATTCCCGGCGCGGCT TCGAAATTT (5') Enzima de restricción Sitios de reconocimiento Productos obtenidos EcoRI 5’G/AATTC3’ AluI 5’AG/CT3’ NotI 5’GC/GGCC3’ Códigos para Productos obtenidos I. (5') AAGAATTGCGG AATTCGAGCTTAAGGGCCGCGCCGAAGCTTTAAA(3')

(3') TTCTTAACGCCTTAA GCTCGAATTCCCGGCGCGGCTTCGAAATTT (5') II. (5') AAGAATTGCGGAATTCGAGCTTAAGGGCCGCGCCGAA GCTTTAAA (3')

(3') TTCTTAACGCCTTAAGCTCGAATTCCCGGCGCGGCTTCG AAATTT (5') III. (5') AAGAATTGCGGAATTCG AGCTTAAGGGCCGCGCCGAAGCTTTAAA (3')

(3') TTCTTAACGCCTTAAGCTCG AATTCCCGGCGCGGCTTCGAAATTT (5') IV. (5') AAGAATTGCGGAATTCGAG CTTAAGGGCCGCGCCGAAG CTTTAAA (3')

(3') TTCTTAACGCCTTAAGCTC GAATTCCCGGCGCGGCTTC GAAATTT (5') V. No corta este fragmento


144

159- Responder verdadero (V) o falso (F) respecto del DNA y su capacidad de establecer interacciones con proteínas. a) (................) En las proteínas que contienen motivos de unión al DNA dedo de zinc, los átomos de zinc contribuyen a la especificidad de unión formando enlaces con las bases. b) (.................) La mayoría de las proteínas de unión a DNA se unen al surco mayor de la doble hélice. c) (.................) Un palíndromo es un fragmento o región de un DNA cuyas dos hebras tienen la misma secuencia (leída en ambas de 5' a 3'). d) (...............) Las nucleasas de restricción cortan el DNA en sitios específicos que están siempre situados entre los genes. e) (................) Algunos de los motivos estructurales proteicos de unión a DNA más frecuentes son el dedo de zinc, el motivo hélice-giro-hélice y el homeodominio. f) (................) Se llama “motivo hélice-bucle-hélice (HLH)” a una estructura adoptada por el DNA cuando se une a proteínas tales como los factores de transcripción; se caracteriza por la presencia de dos regiones en doble hélice entre las cuales la molécula se pliega gracias a un tramo sin estructura secundaria definida (el “bucle”). 160-Completar el siguiente párrafo utilizando los códigos correspondientes a los términos dados a continuación. Códigos I. OH. VI. 3’. II. PO4. VII. Desoxirribonucleótido 5’. III. PO5. VIII. Desoxirribonucleótido 3’. IV. Alfa 5’. IX. SO4. V. Beta 5’. X. 5’. El mecanismo de reacción de la DNA-polimerasa supone el ataque nucleofílico de un grupo del extremo de la hebra en crecimiento, sobre un grupo ... en posición del trifosfato entrante.

161- En el maíz, el color blanco del grano es determinado por el alelo dominante B y el color amarillo por el recesivo b. Un alelo dominante F produce la forma de la semilla en disco, y su alelo recesivo f la forma esférica. En los cruzamientos entre líneas puras de maíz blanco y esférico con líneas de maíz de fruto amarillo y en disco, se seleccionaron plantas de maíz blanco y esférico en la F2, y sólo se cruzaron estos fenotipos. ¿Qué proporciones genotípicas y fenotípicas podemos esperar en la F3?

Respuesta: ..........................................................................................................


145

162- Las especies de insectos, anuros y las demás mencionadas en este examen, se caracterizan por una historia evolutiva que las hace particulares y diferentes entre sí. Respecto del concepto de filogenia, las afirmaciones verdaderas son: Afirmaciones I. Las homologías son la principal fuente de evidencia del origen común de las especies. II. Los procesos evolutivos generan nuevos caracteres que se transmiten a través de las generaciones. III. Los linajes que surgieron de múltiples orígenes cambiaron a través del tiempo sin sufrir demasiadas ramificaciones. IV. Las analogías son fuentes de evidencia del origen común de las especies. V. Existe una estructura jerárquica de homologías, la cual es inclusiva de grupos dentro de otros grupos. VI. Los linajes poco ramificados sufren cambios evolutivos sin una jerarquía de homologías. VII. Se asocia a la ontogenia porque ésta recapitula el desarrollo del individuo. VII. Es una teoría propuesta por los evolucionistas Darwin y Lamarck. VIII. Se basa en que las estructuras homólogas representan características heredadas del correspondiente rasgo de un antecesor común. Respuesta:..........................................................................................................................


146

SITUACIÓN Nº 3 Trabajo Práctico: Fotosíntesis La modalidad de este trabajo contempla tres momentos:

1) lectura general del examen. 2) proyección de material digital por única vez. (disponible 3) elaboración de respuestas. 1- El reactivo utilizado en la reacción de Hill capaz de aceptar los electrones provenientes del agua es un agente: a) oxidante capaz de reducirse. b) reductor capaz de oxidarse. c) oxidante capaz de oxidarse. d) reductor capaz de reducirse. 2- Este reactivo es el:............................................................................................................ 3- ¿Qué componente del cloroplasto compite con el reactivo utilizado en la reacción de Hill por los electrones del agua? a) Fotosistema I. b) Fotosistema II. c) NADP+. d) Citocromo c. 4- De acuerdo al objetivo propuesto en este experimento, cuál/es de las siguientes podría/n ser la/s hipótesis planteada/s por el investigador Robert Hill. I. Además del agua, la luz es uno de los factores esenciales para la vida de las plantas verdes. II. La posesión de un aparato fotosintético capacita a las plantas verdes para convertir la energía solar en carbohidratos. III. El NADPH y el ATP generados en la reacción luminosa se utilizan para reducir el CO2 hasta glúcido en el Ciclo de Calvin. IV. La oxidación de la molécula de agua en los cloroplastos ante la presencia de luz es el proceso que permite la producción de oxígeno. V. La reacción de Hill representa la transformación de energía química en energía lumínica. Respuesta: a) I, IV, V. b) II, III, IV. c) IV. d) III, IV. e) IV, V. f) V. 5- La función del control o testigo en este experimento es controlar: 1. el funcionamiento de los reactivos utilizados. 2. la técnica y procedimiento realizados durante el trabajo experimental. 3. el efecto del tratamiento aplicado o de las variables manipuladas. Respuesta a) 1. b) 2. c) 3. d) 1 y 2. e) 1 y 3. f) 2 y 3 g) 1, 2 y 3.


147

6- De la pregunta anterior puede desprenderse que el/los tubo/s “control/es” es/son el/los números: I. 1. II. 2. III. 3. IV. 4. Respuesta: a) 4. b) 2, 3 y 4. c) 1. d) 2. e) 3. f) 3 y 4. g) 2 y 3. h) 2 y 4. 7- Durante el procedimiento, ¿qué componentes se colocaron en cada uno de los tubos trabajados? Completar el cuadro según corresponda: Referencias: * SÍ: presencia del componente. * NO: ausencia del componente. Componentes Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4 Buffer fosfato de K 0,4 M pH 6,5 Conteniendo KCl 0,08 M

Suspensión de cloroplastos

2,6 diclorofenol indofenol

Solución de sacarosa fría 0,5 M

8- Completar los datos de la siguiente tabla. Tratamiento Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4 Tiempo de exposición a la luz (minutos)


148

9- Se presentan figuras de diferentes materiales de laboratorio, luego de analizarlos indicar qué materiales fueron utilizados en este trabajo práctico.


149

Palabras claves: mortero, gradilla, tubo de ensayo de vidrio con tapa, mechero de Bunsen, Erlenmeyer, ampolla de decantación, pizetas, mechero de alcohol, balón volumétrico (matraz), embudo de Buchner, vaso de precipitado, pipeta, termómetro, bureta, embudo común, condensador, probeta. Importante: Indicar la letra y el nombre del material usando las palabras claves. 10- Completar el siguiente cuadro con los resultados observados, utilizando los siguientes códigos: Tubos Color inicial Color final Resultado: ¿Hubo

reacción química? Variable/s que incidió/eron en el resultado

Nº 1 Nº 2 AZUL Nº 3 Nº 4 Códigos 01. Azul. 08. Sí. 02. Verde. 09. No. 03. Amarillo. 10. presencia de Luz. 04. Incoloro. 11. cloroplastos con función fotosintética. 05. Se reduce. 12. cloroplastos ausentes. 06. ausencia de luz. 13. cloroplastos sin función fotosintética. 07. No sufre efecto. 14. Reactivo en condiciones de uso. 11- Concluyendo puede decirse: (completar el párrafo con los códigos correspondientes dados debajo) a) Esta reacción confirma que el .......................................... producido proviene del H2O. b) El aceptor de electrones usado en la reacción de Hill, en presencia de agua, luz y cloroplastos intactos se ........................................................... cambiando su color de .............................. a .................................

N


150

c) Esta reacción química es debida a la transferencia de ...................................... desde el .................................................... al aceptor y es activada por ................................................................... Códigos: 01. azul. 07. lumínica. 02. electrones. 08. reduce. 03. protones. 09. oxida. 04. incoloro. 10. agua. 05. luz 11. cloroplastos. 06. oxígeno. 12. CO2.


151

SITUACIÓN Nº 4

Trabajo Práctico: Ecología. ANÁLISIS DE DIVERSIDAD Y DE VARIABLES POBLACIONALES. INTRODUCCIÓN

Los índices de diversidad que consideran tanto la riqueza (R) como la abundancia (E) de especies son denominados índices de heterogeneidad. El índice de diversidad de Shannon es uno de ellos, en él se considera que los individuos se muestrean al azar a partir de una población indefinidamente grande. El índice también asume que todas las especies están representadas en la muestra. La fórmula para calcular el índice diversidad de Shannon es: H´ = - ∑pi lnpi

El valor de pi es la proporción de individuos hallados en la i-ésima especies, es: (ni / N). Donde ni es la abundancia de la i-ésima especies y N es la abundancia total de individuos. La uniformidad (E) también se puede calcular usando la fórmula: E= H´ / lnR

El valor de E se sitúa entre 0 y 1,0, donde 1,0 representa una situación en la cual todas las especies son igualmente abundantes. Al igual que H´ esta medida de E considera que en la muestra se han contabilizado todas las especies. Otro índice de heterogeneidad es el de Simpson (D), probabilidad de que dos individuos cualesquiera extraídos al azar de una comunidad infinitamente grande pertenezcan a diferentes especies. Se calcula como: D = ∑ {ni (ni – 1) / [N (N - 1)]}

Generalmente se adopta la forma recíproca del índice, de forma tal que el valor de D aumenta con el incremento de la diversidad. Por lo que el índice de Simpson se expresa como 1 / D. Cuando los índices de diversidad han sido calculados, sabemos qué comunidad es más diversa, pero ¿qué significa realmente esto? frecuentemente no tenemos la respuesta. Ya que los valores de diversidad no resuelven la duda de si las comunidades son similares o en efecto muy diferentes. Por ello es necesario después de calcularlos obtener su varianza y realizar un test de t de Student, por ejemplo. Un test de t nos permite comprobar si existen diferencias significativas entre muestras. La hipótesis a probar es que la media de la población observada (y^) es igual a una media de otra población o esperada (µo). Las hipótesis alternativas son que y^ es menor o es mayor a µo. Los supuestos son que las muestras fueron extraídas al azar y que siguen una distribución normal. La fórmula para el cálculo de la t es: t = (y^ - µo) / √ (S2 / n) donde su varianza (S2) se calcula como:


152

S2 = [∑ (y - y^)2] / (n-1) siendo “y” el valor de la muestra y “n” el tamaño de la muestra. Si después de calcular el índice de diversidad de Shannon necesitamos obtener su varianza y realizar un test de t de Student. La fórmula de la varianza de H´ se calcula como: S2 H´ = {[∑pi (lnpi)2 – (∑pi lnpi)2] / N} + [(R – 1) / 2N2] y para el cálculo de la t es: t = (H´1 – H´2) / √( S2 H´1 + S2 H´2) donde H´1 es la diversidad del muestra 1 y S2 H´1 su varianza. También deben calcularse los grados de libertad (gl) correspondientes. La fórmula es: gl = {( S2H´1 + S2 H´2)2} / [{( S2 H´1)2 / N1} + {( S2 H´2)2 / N2}] Objetivo: Estimar de la diversidad de aves y de variables poblacionales dos especies de ratones en ambientes de bosque natural e implantado. Materiales:

1 Lapicera.

1 Goma de borrar o corrector

1 Calculadora.

Anexos: Tabla de distribución de t de Student.

Tabla de logaritmos 1 al 66. Tarea I

Un grupo de ecólogos registró la riqueza de aves y su abundancia en dos ambientes de bosque: bosque nativo y forestación de Populus alba “álamo” en el Departamento de Río Cuarto. La finalidad del estudio era determinar si las plantaciones forestales están empobrecidas de aves respecto a los bosques nativos. En este ejemplo se estima la diversidad de dos ambientes, bosque nativo (área 11 ha) y bosque forestal (área 11 ha), usando el índices de diversidad y se aplicará un test t para comprobar las diferencias de diversidad de Shannon entre los dos ambientes. Tabla 1: Relevamiento de aves en dos ambientes de bosque en el Departamento de Río Cuarto.

Especies Bosque nativo Forestación Columbia maculosa 35 30 Buteo magnirostris 26 30 Guira guira 25 Junco capensis 21 65 Falco sparverius 16 20 Cardduelis magellanica 11 11 Furnarius rufus 6 Molothrus badius 5 4


153

Sturnella superciliaris 3 2 Minus patagonicus 3 14 Polioptila dumicola 3 Colaptes campestres 3 3 Colaptes melanochloros 3 9 Passer domesticus 2 Myiopsitta monachus 2 Atiene cunicularia 2 5 Nothura maculosa 1 Chlorostilbon aureoventris

1

Pitangus sulphuratus 1 Tyrannus savana 1 Serpophaga nigricans 3 Xolmis irupero 1 Troglodytes aedon 1

1- La riqueza (R) y la abundancia total (N) de especies por ambiente es: Bosque nativo Forestación

a) R= 24; N= 368. R= 24; N= 368.

b) R= 14; N= 170. R= 20; N= 100.

c) R= 20; N= 170. R= 14; N= 198.

d) R= 14; N= 198. R= 20; N= 170.

2- La diversidad (H´) por ambiente es: Bosque nativo Forestación

a) - 2,408. - 2,056.

b) 2,408. 2,056.

c) - 6,661. - 5.089.

d) 6,661. 5.089.

3- La uniformidad (E) por ambiente es: Bosque nativo Forestación

a) 0,804. 0,779.

b) 0,144. 0,908.

c) 0,769. 0,892.

d) 0,666. 0,235.


154

4- La diversidad (D) por ambiente es: Bosque Nativo Forestación

a) 0,144. 0,908.

b) 0,769. 0,892.

c) 0,8801. 0,8522.

d) 0,908. 0,769.

5- El valor de t es: a) 4,321. b) 3,611. c) 2,131. d) 3,777. 6- En términos de la diversidad de Shannon los bosques son: a) No significativamente diferentes. b) Son significativamente diferentes, P< 0,1. c) Son significativamente diferentes, P< 0,05. d) Son significativamente diferentes, P< 0,001. 7- Marcar V o F sin las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas respectivamente. a) (………..) Tanto H´ como E consideran que todas las especies se han contabilizado en la muestra. b) (………..) Los índices de heterogeneidad consideran tanto la riqueza de especies como la uniformidad en la densidad de individuos. c) (…………) El valor de E = 0 representa que todas las especies son igualmente abundantes. d) (.………..) Un test de t nos permite comprobar cual comunidad es más diversa. Tarea II Además del análisis anterior, en ambos ambientes se realizó el muestreo de dos especies de ratones con la finalidad de determinar su tamaño poblacional por el método de captura y recaptura. Para ello se colocaron 100 trampas al azar que permitían capturar y liberar los ratones sin ocasionarles daño. A las 24 hs se recolectaron las trampas del primer muestreo y se marcaron los individuos pintando su lomo. Los individuos de la especies Akodon azarae se pintaron de color azul y los de la especie Calomys venusutus de color naranja (Tabla 2).


155

Tabla 2: Muestreo de ratones en dos ambientes de bosque en el Departamento de Río Cuarto.

Bosque nativo Forestación Número de individuos Akodon azarae Primer muestreo 55 37 Segundo muestreo Recapturados Calomys venusutus Primer muestreo Segundo muestreo Recapturados

En el segundo muestreo, que se realizó a los 7 días del primero (Fig. 1 y 2), se pesaron al azar 10 ratones hembras adultas de la especie Akodon azarae para cada ambiente (Tabla 3). La finalidad era determinar el estado nutricional de las hembras, que en el mes siguiente al muestreo entrarían en la etapa reproductiva. Las hembras tienen que alcanzar un peso promedio de 10,5 gr para ser consideradas con un estado nutricional bueno. Tabla 3: Muestreo de hembras adultas de Akodon azarae en dos ambientes de bosque en el Departamento de Río Cuarto.

Hembras Bosque nativo Forestación Peso (gr) 1 10,25 8,90 2 12,00 7,56 3 9,98 5,67 4 11,34 4,12 5 10,00 11,75 6 10,78 10,89 7 9,34 9,47 8 9,76 13,90 9 11,07 12,97 10 9,79 11,03

1- El tamaño poblacional de Akodon azarae (A) y de Calomys venusutus (C) por ambiente es: Bosque nativo Forestación

a) A= 73; C= 51. A= 52; C= 35.

b) A= 20; C= 15. A= 17; C= 12.

c) A= 128; C= 99. A= 89; C= 61.

d) A= 15; C= 14. A= 12; C= 9.


156

2- Pintar la opción (a- h) que indique el valor de t calculado e indicar el estado nutricional de las hembras en el bosque nativo con P< 0,05, utilizando los códigos de respuestas:

Respuesta: El estado nutricional es:…………………………………………… 3- Pintar la opción (a- h) que indique el valor de t calculado e indicar y el estado nutricional de las hembras en la forestación con P< 0,05, utilizando los códigos de respuestas:

t

a) - 0,651

b) 0,651

c) - 1,833

d) 1,833

e) - 2,262

f) 2,262

g) - 7,922

h) 7,922

Respuesta: El estado nutricional es:……………………………………………

t

a) - 0,651

b) 0,651

c) - 1,833

d) 1,833

e) - 2,262

f) 2,262

g) - 7,922

h) 7,922

Código de Estado nutricional 01- Malo. 02- Bueno. 03- Muy bueno.

Código de Estado nutricional 01- Malo. 02- Bueno. 03- Muy bueno.


157

Figura 1: Distribución de las capturas realizadas en el segundo muestreo de Akodon azarae (A) y Calomys venusutus (C) en el Bosque nativo. (Letras subrayadas son individuos recapturados). Figura 2: Distribución de las capturas realizadas en el segundo muestreo de Akodon azarae (A) y Calomys venusutus (C) en la forestación. (Letras subrayadas son individuos recapturados).

A A

A

A

A

A A

A A

A

A

A

AA

A A

A

A

AA

A

A

A

C

A

C

C

C

C

C C

CC

CCC

C

C

C

C C

C

C

C

C

A

A

A

A

A A

C

C

C

C

C C

C C

C

A

A

A

A

A

A

A A

A

A

A

A A

A A

A

A

A

AA

A A

A

A

AA

A

A

A

C

A

C

C

C

C

C C

CC

C C C

C

C

C

C C

C

C

C

C

A

A

A

A

A A


158

SITUACIÓN Nº 5 Trabajo práctico: Biología Celular y molecular Cuantificación de proteínas totales y determinación de actividad α-amilasa INTRODUCCIÓN

Las proteínas son un grupo de biopolímeros constituidos por aminoácidos que exhiben una amplia gama de estructuras y funciones. Algunas proteínas participan en la contracción muscular y sirven para dar soporte estructural; otras actúan como catalizadores de reacciones metabólicas ó transportan y almacenan moléculas pequeñas.

En la primera parte del trabajo práctico se realizará la cuantificación de proteínas totales de dos extractos proteicos de origen fúngico (muestra 1) y bacteriano (muestra 2) obtenidos en el laboratorio, utilizando el método colorimétrico de Bradford. El fundamento de este método se basa en la interacción que se establece entre las proteínas con el reactivo de Bradford, dando lugar a la formación de un complejo de color azulado y cuya absorbancia máxima es a 595 nm.

En la segunda parte, se determinará la actividad óptima de las α-amilasas purificadas a partir del extracto proteico bacteriano.

Finalmente, se determinará la presencia de α–amilasas en sobrenadantes de cultivos bacterianos aislados del suelo.

Objetivo I: Determinar la concentración de proteínas totales en soluciones problema utilizando una curva patrón elaborada previamente. Materiales -Soluciones problema (2) -Tubos eppendorf - Micropipeta de 200 ul - Micropipeta de 1 ml (P1000) - Puntas para micropipetas de 1 ml y 200 ul. -Reactivo Bradford -Agua destilada -Calculadora común -Escala colorimétrica provista por el docente -Lápiz Curva patrón

Previo a la cuantificación se realizó una curva patrón utilizando concentraciones conocidas de la proteína albúmina. Se utilizó una solución de albúmina conteniendo 10 mg/ml y se realizaron diluciones seriadas 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 y 1/64 preparadas con agua destilada en un volumen final de 100 µl.

-La cuantificación de proteína en cada dilución se realizó según el siguiente esquema: 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 Blanco

Volumen de muestra (µl) 20 20 20 20 20 20 -

Agua (µl) 80 80 80 80 80 80 100 Reactivo Bradford (ml) 1 1 1 1 1 1 1


159

-Los tubos se mezclaron e incubaron a temperatura ambiente durante 5 minutos. -Las muestras se colocaron en cubetas aptas para medir la densidad óptica en el espectrofotómetro. -Se determinó la densidad óptica a 595 nm. -Los valores de densidad óptica registrados para cada dilución de albúmina se observan en la tabla correspondiente a la actividad Nº1. Actividad: Completar y graficar 1- Determinar las cantidades de albúmina para cada dilución y completar la tabla.

1/2 ¼ 1/8 1/16 1/32 1/64 Albúmina

(mg en la reacción)

Densidad Óptica (595 nm) 0,5 0,25 0,12 0,06 0,04 0,015

2- Graficar los valores de densidad óptica versus la concentración de albúmina (en mg) para cada dilución, utilizando el siguiente espacio milimetrado. Colocar el nombre a los ejes según corresponda. Determinación de proteínas Para determinar la concentración de proteínas en las dos muestras problemas se procederá de la siguiente manera: 1- En un tubo eppendorf, colocar 60 µl de la muestra problema 1. 2- Agregar 40 µl de agua destilada. 3- Mezclar por inversión. 4- Agregar 1 ml de reactivo Bradford. 5- Mezclar por inversión. 6- Incubar a temperatura ambiente 5 minutos. 7- Comparar el color obtenido con la escala colorimétrica disponible en el aula para determinar el valor de densidad óptica. 8- Utilizando la curva de calibración, calcular la concentración de proteínas de la muestra en mg.ml-1. 9- Proceder de igual manera con la muestra problema 2.

Actividad: Responder Muestra problema 1 3- Completar la siguiente tabla marcando con una X la respuesta correcta.

Densidad óptica de la muestra

Aproximadamente: = 0,5 ………. = 0,25 .……… < 0,05 .………


160

Concentración de la muestra (mg/ml)

Entre: 5 – 4 ………. 2 – 3 ……….

0,3 - 0,1 ………. Muestra problema 2 4- Completar la siguiente tabla marcando con una X la respuesta correcta.

Densidad óptica de la muestra

Aproximadamente: = 0,5 ………..

= 0,25 ……….. < 0,05 ……….

Concentración de la muestra (mg/ml)

Entre: 5 – 4 ………. 2 – 3 ……….

0,3 - 0,1 ………. 5- Completar el siguiente cuadro con los códigos de los compuestos que no podrá/n ser determinado/s por el método colorimétrico de Bradford. Códigos: A. Glucosa B. Anticuerpos C. Fosfatasa alcalina D. Fosfatidil-colina E. Desoxi-ribosa F. Peroxidasa G. Peróxido de hidrógeno

Objetivo II: Determinar el efecto del pH, la temperatura y el NaCl sobre la actividad enzimática de la α-amilasa de origen bacteriano

A partir del extracto proteico de origen bacteriano, se purificó la enzima α-amilasa para ser utilizada en la industria, la cual será caracterizada en la siguiente parte del trabajo práctico.

Las enzimas glicolíticas α-amilasas son utilizadas habitualmente como aditivos en el proceso de panificación, producción de jarabes de almidón, jugos de frutas y en la industria cervecera. La procedencia habitual de las amilasas ha sido la harina de cebada malteada, pero hoy en día se obtiene también a partir de microorganismos tales como hongos y bacterias.

La α-amilasa es una enzima que degrada el almidón. El almidón, principal polisacárido de reserva de las plantas, está compuesto por dos tipos diferentes de moléculas: amilosa y amilopectina. La α-amilasa rompe las uniones entre los C1 y C4 de dos glucosas. Por lo tanto, utilizando el sustrato almidón, la enzima libera como producto dextrinas lineales y ramificadas. Dada la reacción:

Respuesta: …………….………………………………………………….


161

Sustrato Producto

La actividad de la enzima puede evidenciarse detectando:

a) la aparición de producto.

b) la desaparición del sustrato.

Para esto pueden usarse tests colorimétricos, absorbancia de luz de determinada longitud de onda, sustratos marcados radiactivamente, etc., según convenga en cada caso.

En este TP, para medir la actividad de la α-amilasa, se utilizará un conocido test colorimétrico que permite revelar la presencia de almidón en una solución. Por lo tanto, la reacción enzimática será detectada por la desaparición del sustrato. El almidón en presencia de una solución de Iodo/Ioduro de potasio presenta una coloración violácea debido a la interacción física entre el iodo y las moléculas de amilosa. Cuando la α-amilasa degrada el almidón, elimina la propiedad de la amilosa de interactuar con el iodo y por lo tanto de presentar coloración violácea.

Materiales - Solución de almidón al 1% pH 7 - Solución de almidón al 1% pH 12. - Solución de almidón al 1% pH 2. - Tubos de vidrio con tapa. - Solución de iodo. - Solución fisiológica - Solución NaCl 1 M. - Extracto de origen bacteriano conteniendo la enzima α-amilasa. - Baño de hielo. - Micropipeta de 1 ml - Tubos Eppendorf - Micropipeta de 200 µl - Puntas para micropipeta de 1ml y 200 µl - Pipeta Pasteur

Enzima


162

Procedimiento Cada grupo dispone de 7 tubos (uno para cada tratamiento). Los tratamientos se realizarán según el siguiente esquema:

Tubo 1 Colocar en un tubo 1 ml del sustrato al pH indicado en la tabla, 1 ml de solución fisiológica y agregar 200 µl de la solución conteniendo la enzima. Incubar 10 min y medir la actividad enzimática como se detalla en el punto a. Tubo 2 Proceder de igual manera que en el tubo 1 pero empleando una solución de enzima previamente incubada en un baño a 0 ºC. Para ello, colocar 200 µl de la solución conteniendo la enzima en un tubo eppendorf e incubarlo durante 10 min a 0 ºC. Posteriormente incorporar la enzima al tubo de reacción, mantener dicho tubo en frío hasta medir la actividad enzimática como se detalla en el punto a. Tubos 3 y 4 Medir la actividad enzimática como se indica para el tubo 1 pero utilizando como sustrato:

o una solución de almidón 1 % a pH 2 (tubo 3). o una solución de almidón 1 % a pH 12 (tubo 4).

Tubo 5 Colocar en un tubo 1 ml del sustrato, 1 ml de NaCl 1 M y agregar 200 µl de la solución conteniendo la enzima. Incubar 10 min y medir la actividad enzimática como se detalla en el punto a. Tubos 6 y 7 Proceder según indica la tabla, respetando la ausencia de los componentes que en ella se detallan para cada tubo. Incubar 10 min y medir la actividad enzimática como se detalla en el punto a.

Tubo 1 2 3 4 5 6 7 A pH 5 + A pH 7 + + + + Solución de

almidón A pH12 +

0 °C + Solución enzimática Temp.

Amb. + + + + + 1 M + NaCl SF + + + + + +

Solución de iodo + + + + + + +

Ref: SF= Solución Fisiológica


163

a) Test colorimétrico para revelar la actividad enzimática: Con la ayuda de una pipeta de Pasteur agregar tres gotas de la solución de iodo por tubo. Observar el color para determinar la actividad de la enzima. Actividad: Responder 1- Expresar los resultados obtenidos en la siguiente tabla

Tratamiento Resultados obtenidos

+ -

Color (observado luego del tiempo de incubación)

(A= violeta; B= blanco; I= incoloro)

0 °C Temperatura Temp.

Amb.

pH 2 pH 7 pH

pH 12 1 M NaCl SF

2- ¿Qué información brindan los tubos 6 y 7? a) No es necesaria la presencia del sustrato para visualizar actividad enzimática. b) El sustrato permanece intacto en ausencia de la enzima. c) El pH y el NaCl están afectando la actividad enzimática. d) La enzima no interacciona con el lugol. e) a y d son correctas. f) b y d son correctas. g) todas son correctas. 3-¿Qué tubo/s permitió/eron determinar el efecto de la temperatura sobre la actividad enzimática? Respuesta:……………………………………………………………….. 4-¿Qué tubo/s permitió/eron determinar el efecto del pH sobre la actividad enzimática? Respuesta………………………………………………………………. 5-¿Qué tubo/s permitió/eron determinar el efecto del NaCl sobre la actividad enzimática? Respuesta……………………………………………………………..


164

6- Caracterizar la actividad de una enzima implica conocer, entre otras cosas, cuáles son las condiciones óptimas para su funcionamiento, tales como pH y temperatura, y efecto de la osmolaridad. Según los resultados observados en el trabajo práctico elegir la/s afirmación/es correcta/s que indique/n las condiciones óptimas para el funcionamiento de la α-amilasa bacteriana. a) La actividad α-amilasa se observó en las dos condiciones de temperaturas estudiadas. b) La temperatura óptima es 0°C donde se observó actividad enzimática. c) La presencia de sales modifica la estructura terciaria de la proteína alterando su actividad. d) En presencia de un ácido no se registró actividad enzimática. e) A pH 12 no se observó efecto adverso sobre la actividad enzimática. Respuesta:…………………………………………………………… 7- El almidón es un polímero formado por subunidades repetidas de glucosa. Teniendo en cuenta lo expresado en la introducción del objetivo II sobre la actividad de las α-amilasas, indicar cuál/es de el/los siguiente/s polímero/s podría/n ser degradado/s por dichas enzimas. a) Celulosa. b) Quitina. c) peptidoglucano. d) Lignina. e) ninguna es correcta. f) a y c son correctas. g) todas son correctas. 8- Analizar las siguientes figuras en base al comportamiento de una α-amilasa purificada a partir de la arqueobacteria Thermococcus profundus DT5432 y seleccionar las afirmaciones correctas. a) La α-amilasa mostró una actividad óptima a 80ºC que coincide con la temperatura de crecimiento de Thermococcus profundus. b) A 70ºC hay una pérdida de actividad enzimática luego de dos horas. c) La vida media de la enzima es de 3 h a 80ºC y 15 min a 90ºC. d) A 100ºC La actividad enzimática se pierde rápidamente. e) La actividad enzimática disminuye al agregar una solución de almidón al 0,5% y 5 mM de iones Ca2+. f) A una temperatura de 90 ºC la vida media de la enzima se incrementa en presencia de almidón soluble y Ca2+ conservando su actividad enzimática por más de 4 horas.

Respuesta: …………………………………………………………………………

(almidón)


165

Objetivo III: determinar la producción de α-amilasas en dos aislamientos bacterianos provenientes de la rizósfera de maíz

En el laboratorio se dispone de dos sobrenadantes obtenidos a partir de dos cultivos bacterianos.

Se desea determinar en los mismos la presencia de α-amilasas, para ello deberá proceder como se indica en la parte II del trabajo práctico teniendo en cuenta las condiciones óptimas determinadas para medir dicha actividad. Emplear como solución de enzimas 200 µl de dichos extractos.

Actividad: Responder 1- Especificar con los códigos provistos a continuación los materiales empleados. Materiales a. Solución de almidón al 1% pH 7 b. c. Solución de almidón al 1% pH 12. d. Solución de almidón al 1% pH 2. e. Puntas para micropipeta de 1 ml y 200 µl. f. Tubos de vidrio con tapa. g. Solución de iodo. h. Solución NaCl 0,5 M. i. Extracto de origen bacteriano conteniendo la enzima α-amilasa. j. Baño de hielo. K. Pipeta de 1 ml l. Tubos Eppendorf m. Micropipeta de 200 µl. n. Pipeta Pasteur Respuesta:………………………………………………………………………….. 2- Completar la siguiente tabla a partir de los resultados obtenidos.

Sobrenadante Actividad α-amilasa

(+ / -) Color de la reacción (observado luego del tiempo de incubación)(violeta/ blanco)

1 2


166


Métodos para la cuantificación de proteínas

Determinar la concentración de proteínas en una muestra biológica es una técnica de rutina básica cuando se aborda un esquema de purificación de una proteína concreta, cuando se quiere conocer la actividad específica de una preparación enzimática, para el diagnóstico de enfermedades, así como para otros muchos propósitos.

Existen diferentes métodos para la cuantificación de proteínas. Muchos de estos métodos se basan en:

a) la propiedad intrínseca de las proteínas para absorber luz en el UV b) la formación de derivados químicos. c) la capacidad que tienen las proteínas de unir ciertos colorantes. Los métodos más usados para cuantificar proteínas y sus rangos de sensibilidad

son los presentados a continuación, cada uno de estos métodos tiene sus ventajas e inconvenientes. Método

Rango de sensibilidad (µg)

Coeficiente de extinción o Cálculo de la concentración

Métodos de Absorción A280

A205

A280 - A260

A235 - A280

A224 - A236

A215 - A225

100-3000 3-100

100-3000 25-700 5-180 2-45

ε280 = 1 mL/mg cm ε205 = 31 mL/mg cm Proteína (mg/mL) = (1.55A280 – 0.76A260) Proteína (mg/mL) = (A235 – A280)/2.51 Proteína (mg/mL) = (A224 – A236)/0.6 Proteína (µg/mL) = 144(A215 – A225)

Métodos Derivados Colorimétricos

Biuret 1000-10000 ε545 = 0.06 mL/mg cm Lowry

25-100 a 500 nm 2-30 a 660 nm 1-2 a 750 nm

Usar curva estándar

Bradford 1-15 ε595 = 81 mL/mg cm BCA 0.5- 10 Usar curva estándar Métodos Derivados Fluorimétricos

o-ftalaldehido

1-5 λexcitación a 340 nm

λemisión a 475 nm Usar curva estándar

Método de Biuret

Se basa en la formación de un complejo coloreado entre el Cu2+ y los grupos NH de los enlaces peptídicos en medio básico. 1Cu2+ se acompleja con 4 NH. La intensidad de coloración es directamente proporcional a la cantidad de proteínas (enlaces peptídicos) y la reacción es bastante específica, de manera que pocas sustancias interfieren. La sensibilidad del método es muy baja y sólo se recomienda para la cuantificación de


167

proteínas en preparados muy concentrados (por ejemplo en suero). Método de Bradford

Se basa en la unión de un colorante, Comassie Blue G-250 (también Serva Blue) a las proteínas. El colorante, en solución ácida, existe en dos formas una azul y otra naranja. Las proteínas se unen a la forma azul para formar un complejo proteína-colorante con un coeficiente de extinción mayor que el colorante libre. Este método es sensible (1-15 µg), simple, rápido, barato y pocas sustancias interfieren en su determinación. Entre las sustancias que interfieren están los detergentes y las soluciones básicas. Método de BCA

El ácido bicinconínico (BCA), sal sódica, es un compuesto capaz de formar un complejo púrpura intenso con inones Cu1+ en medio alcalino. Este reactivo forma la base de un método analítico capaz de monitorizar el ión cuproso producido en una reacción entre las proteínas con Cu2+ en medio alcalino (reacción de Biuret). La estabilidad del reactivo y el cromóforo proporciona un método para la cuantificación de proteínas que es sencillo, rápido, muy sensible, y que muestra una gran tolerancia a compuestos que afectan a otros métodos. OH- Proteína + Cu2+ Cu1+ Cu1+ + BCA complejo púrpura BCA- Cu1+ Tabla VI. Algunos compuestos que interfieren en la determinación de proteínas Compuesto

Interferencia en el Método de BCA

Interferencia en el Método de Lowry

50 mM EDTA Sí Sí 4 M Cloruro de guanidina No Sí 1% Triton X-100 No Sí 40% Sacarosa No Sí 20% Sulfato amónico Sí Sí 3% Sulfato amónico No Sí Preparación de los reactivos * Reactivo de Biuret Reactivo preparado del siguiente modo. Disolver 3,8 g de CuSO4.5H2O y 6,7 g NaEDTA en 700 ml de H2O. Mientras se agita añadir 200 ml de NaOH 5N y luego 1g de KI como estabilizante. Guardar en frasco de plástico. * Reactivo de Bradford Reactivo preparado del siguiente modo: mezclar 10 mg de Comassie Blue G-250 con 10 ml de fosfórico al 88% y 4,7 ml de etanol absoluto. Añadir H2O hasta 100 ml. Filtrar a través de papel de filtro y guardar en la oscuridad. * Reactivo de BCA Reactivo preparado del siguiente modo.


168

Reactivo A: BCA 1%, Na2CO3 2%, tartrato sódico 0,16%, NaOH 0,4% y NaHCO3 0,95%. Ajustar a pH 11,25 con NaOH. Reactivo B: CuSO4 al 4% Reactivo de trabajo: mezclar 100 volúmenes de A con 2 volúmenes de B. Referencia bibliográfica FERNÁNDEZ REYES E. Y A. GALVÁN CEJUDO. Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Campus Universitario de Rabanales, Edificio Severo Ochoa, 14071-Córdoba- España. www.uco.es/dptos/bioquimica-biol- mol/pdfs/


169

CERTAMEN NACIONAL DE LA

XVI OLIMPÍADA ARGENTINA DE BIOLOGÍA

SIMPOSIO PARA SUPLENTES: RESÚMENES


170

Instituto Argentino Excelsior Buenos Aires- Cap.Fed, Rivadavia 6028, Tel: 4431-0561/9290 Profesoras Asesoras: Ana María Sanchos, Andrea D´Agostino Nivel I Alumnas: Cinosi,Micaela, Fiori, María Agustina, Olmos, Yanina. “Un límite particular” (MODELO 1) Objetivo: Representar mediante un modelo biológico la membrana plasmática y el proceso de ósmosis. Materiales: - 2 vasos de precipitados de 600ml; embudo de vidrio; papel celofán (membrana); hilo y cinta durex; varilla de vidrio; 2 pinzas de madera; agua destilada; agua natural; glucosa sólida Procedimiento: se construirá un modelo de membrana plasmática utilizando materiales sencillos, económicos y de uso cotidiano. Para ello, cerramos con papel celofán la boca del embudo sellándola con hilo y cinta durex. Colocamos en el vaso de precipitados 400 ml de agua destilada. Preparamos una solución de agua natural y glucosa al 80%, agitamos la solución y luego, con mucho cuidado, transvasamos a la misma el embudo, cuyos extremos habíamos cerrado con el papel celofán. Marcamos con marcador indeleble los niveles del agua destilada (en el vaso de precipitados) y el nivel de la solución (en el embudo. Se introdujo el embudo en el agua destilada y se dejó reposar durante 60 minutos. Resultados obtenidos: 1) Se observó que el volumen del agua destilada, contenida en el vaso de precipitados disminuyó 5ml. 2) En el embudo el nivel de la solución aumentó 5ml Conclusión: Analizando los resultados obtenidos en 1 y 2 , queda demostrado que el agua fue transportada por medio de ósmosis y a través de la membrana ( papel celofán) desde un medio de mayor concentración o mayor presión osmótica hacia otro de menor presión osmótica.

“Un límite particular” (MODELO 2) Objetivo: Representar mediante un modelo biológico la membrana plasmática y el proceso de difusión. Materiales: - Botella de plástico de ½ litro con tapa; colador pequeño de cocina (metálico); cuchillo; cinta durex; arroz, agua, sal (de cocina) Procedimiento: se construirá un modelo de membrana plasmática utilizando materiales sencillos, económicos y de uso cotidiano. Para ello, se utilizó una botella de plástico de ½ litro con tapa cortada a la mitad, a la cual se le agregó en la parte del fondo de la botella el 50 ml de agua con sal (de cocina) disuelta. Se colocó en la parte libre de la botella el colador y sobre este 50 granos de arroz crudo. Luego se selló unificando estas 2 mitades que en un principio se habían cortado. Se procede a girar la botella 180 grados.


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Resultados obtenidos: 1) Observamos que parte de las sales disueltas en el agua, atraviesan el colador, que hace de veces de membrana. De esta manera queda demostrado el proceso de difusión de una sustancia inorgánica (sal de cocina). 2) La sal que ha difundido, al girar nuevamente 180 grados al dispositivo experimental, se deposita en el fondo y los granos de arroz quedan sobre el colador sin modificar su posición, mezclados con la sustancia que ha difundido. Conclusión: Analizando los resultados obtenidos en 1 y 2, queda comprobado el proceso de difusión de moléculas inorgánicas en estado sólido y líquido. EEssttaabblleecciimmiieennttoo:: Colegio Agustiniano, San Andres Prov. Bs. Aires, Olimpiadas de Biología 2007 Autor: Iván Ariel. Ramos Oliver Curso: 8avo “C” Nivel I TTííttuulloo:: LLAA MMEEMMBBRRAANNAA CCEELLUULLAARR PPLLAASSMMAATTIICCAA INTRODUCCION: La membrana plasmática es un componente de la estructura celular, y ha sido motivo de investigación por la Biología celular y Molecular a través de los últimos años en lo que se refiere a su estructura y función. Se han presentado diferentes modelos, siendo el actual el de Singer y Nicholson en 1972 llamado modelo de mosaico fluido. La membrana celular cumple una diversidad de funciones como: mantener un equilibrio entre su medio interno y externo, alojar receptores para sustancias específicas, transporte y actuar como barrera para el intercambio nutritivo de la célula. El sistema endocanabinoide localizado en el cerebro (ganglios basales, cerebelo, hipocampo y corteza cerebral) produce sustancias endocanabinoides de características hormonales y neurotransmisoras, cuya función es regular la homeostasis energética a través de proteínas G acopladas a “receptores canabinoides CB1” localizados en las membranas celulares del Sistema Nervioso Central y de tejidos periféricos como el tejido adiposo, muscular, gastrointestinal y hepático. Los endocanabinoides tienen un papel de factores orexígenos (aumentan el apetito). La sobreactivación del sistema endocanabinoide central y periférico produce el aumento de peso y la ocurrencia de los desórdenes metabólicos asociados, como la diabetes y el aumento de lípidos como el colesterol. MATERIAL Y METODOS: Se realizó una búsqueda bibliográfica sistematizada en textos de biología general, biología celular e Internet, respecto al modelo actual de membrana, y a la localización de los receptores de membrana CB1. Se presentó el modelo de la membrana y del receptor CB1 mediante una maqueta (modelo físico) y póster OBJETIVOS:

• Presentar el modelo de Singer y Nicholson de la estructura de la membrana celular, denominado modelo del mosaico fluido.

• Presentar la localización de los receptores de membrana CB1, enmarcados en el modelo de membrana del mosaico fluido.

• Analizar las ventajas y desventajas del uso de modelos en biología. CONCLUSIONES: El modelo de la estructura de la membrana celular cumple con el objetivo de explicar las diversas funciones de la misma. En este caso particular, el modelo sirve como marco para la localización de receptores con gran importancia en el sistema de regulación energética


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del organismo. La presencia de disfunciones por hiperactividad del sistema endocanabinoide, estimulan a los receptores CB1 en personas con sobrepeso Las ventajas de los modelos de MC sirven para explicar las funciones y disfunciones como en este caso de los receptores CB1, las desventajas estarían en que solo son modelos hipotéticos y transitorios. BIBLIOGRAFIA:

Biología Curtis, Barnes Ed. Panamericana 2006 Biología Claude Ville Ed MC. Graw Hill 2003 Biología celular y Molecular De Robertis 1978 Alberts et al, Introducción a la Biología Celular, Pág. 375-376, 2ª edición, Ed.

Médica Panamericana Alberts et al, Biología Molecular de la célula, Pág. 595, 4ª edición, Ed. Omega Cooper, La célula, Pág. 470-471, 2ª edición, Ed. Marbán Van Gaal L, Rissanen A, Scheen A, Ziegler O, Rossner S. Effects of the

cannabinoid-1 receptor blocker rimonabant 1-year experience from the RIO-Europe study. Lancet 2005; 365: 1389-97.

"http://es.wikipedia.org/wiki/Membrana_plasm%C3%A1tica" WWW.biologia.edu.ar

ESCUELA/COLEGIO: EGB Nº 6 con Tercer Ciclo a Cargo DIRECCIÓN: San Martín 250 LOCALIDAD: Villa Maza (Provincia de Buenos Aires) TÍTULO: “Mosaico que transporta” NIVEL: I ALUMNOS: Caballero Baez, Ana Lucía DNI: 36.812.276; Volpe, Lisandro DNI: 38.232.125 ASESOR: Baez, Alicia Rita DNI: 10.442.645; Machado, Angélica DNI: 12.914.698 TÍTULO: “Mosaico que transporta” OBJETIVO: Representar la doble capa lipoproteica de la membrana celular animal dejando ver algunos de los mecanismos de transporte de las sustancias a través de la misma. INTRODUCCIÓN: La membrana plasmática está compuesta por una doble capa de fosfolípidos, por proteínas unidas no covalentemente a esa bicapa, e hidratos de carbono unidos covalentemente a lípidos o proteínas.

Proteínas: 80% son intrínsecas, 20% extrínsecas. Cumplen diferentes funciones: transportadoras, conectoras, receptoras y enzimas.

Hidratos de carbono: unidos covalentemente a proteínas o a lípidos. Pueden ser polisacáridos u oligosacáridos. Se encuentran en el exterior de la membrana.

Lípidos: 98% son anfipáticos, es decir que presentan un lado hidrófilo (se junta con el agua) y un lado hidrofóbico ( no se junta con el agua); los más importantes son los fosfolípidos y esfingolípidos, le siguen los glucolípidos, los esteroides como el colesterol.

Colesterol: moléculas pequeñas. Se disponen con el grupo hidroxilo hacia el exterior de la célula. Interviene en la fluidez y permeabilidad de la membrana ya que ocupa los huecos, por eso a mayor cantidad de colesterol hay menos permeabilidad y fluidez.


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EXPLICACIÓN: Según el modelo del mosaico fluido, las proteínas serían como “iceberg” que navegarían en un mar de lípidos. Las cadenas de oligosacáridos se hallan siempre en la cara externa, pero no en la interna. El mosaico fluido es un término acuñado por Singer y Nicolson en 1972. Consiste en una bicapa lipídica complementada con diversos tipos de proteínas. La estructura básica se mantiene unida mediante uniones no covalentes.

SE VISUALIZARÁN: Proteínas Transportadoras: Son enzimas con centros de reacción que sufren cambios conformacionales. Proteínas de Canal: Dejan un canal hidrofílico por donde pasan los iones. Trasporte Pasivo: Se produce sin consumo de energía y a favor de gradiante de concentración. Trasporte Activo: Se produce con consumo de energía y en contra de gradiante de concentración.

Elegimos la modalidad de maqueta ya que es en la que mejor vemos reflejado lo que queríamos presentar.

El material que usamos es porcelana fría y nos asesoró sobre el uso de la misma una especialista en esta técnica. Como base se utilizó una figura tridimensional ampliada de la estructura de la membrana con sus transportes.

Escuela: Instituto Magdalena Abrain Yerbal 3026/54 Lanús Oeste Buenos Aires. Alumnos: Nielsen Debra DNI: 37162195 Ospitaleche Rocío Nadia DNI: 36085219 Teti Micaela Lilián DNI: 37951575 Asesor: Patricia Hardmeier 16386274 Nivel: I Título: Una membrana vital Resumen:

Según el modelo propuesto en 1971 por Singer y Nicolson conocido como “mosaico fluido”, la membrana celular posee una estructura particular que le permite llevar a cabo una función semipermeable y selectiva. Esto le posibilita a la célula una libre entrada y salida de determinadas sustancias así como también el intercambio de otras mediante mecanismos especiales. Esta selectividad es uno de los factores que facilitan la conservación de la integridad celular y la estabilidad de su medio interno a pesar de los cambios del medio externo. La maqueta que hemos diseñado permite mostrar los diferentes tipos de transporte pasivo y activo que ocurren a través de la membrana celular de una célula animal. Utilizamos para dicha finalidad, un recipiente tabicado, para representar en ambos lados del mismo los medios intracelular y extracelular respectivamente. La membrana ubicada a manera de tabique, no solo nos permite comprender su estructura de mosaico fluido sino también verificar los transportes que a través de ella se realizan. Los fosfolípidos que la constituyen se encuentran representados por esponjas metálicas y las proteínas, simuladas por medio de preformas de botellas plásticas. Llevando a cabo diferentes procedimientos en los cuales utilizamos, agua, colorante, tansa, bolitas de plástico, etcétera, demostramos diversos procesos de intercambio celular como ósmosis, difusión facilitada y transporte activo. No solamente comprendimos con el armado, y el funcionamiento de este modelo las características, funciones e importancia de la membrana celular sino que también nos maravillamos con cada proceso verificado.


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Esperamos poder transmitir nuestra grata experiencia *Nuestra presentación incluye: - Póster: 90 cm. (ancho) y 1,50 m. (alto). - Maqueta: 60 cm. (largo), 35 cm. (alto) y 20 cm. (ancho). Escuela: Nº 5 Adolfo P. Carranza Localidad: Tinogasta Provincia: Catamarca Alumnos: Córdoba, Rocío DNI: 37.961.775 Carrizo, Melisa DNI: 37.463.718 Asesor: Bayon, Cristian Leonardo DNI: 26.259.078 Nivel: I Título: “Límite estricto” Resumen: La membrana plamástica constituye un límite celular eficaz y selectivo involucrado en el control cualitativo de las sustancias que ingresan y egresan desde el medio externo hacia el medio interno de la célula y viceversa. Estos procesos biológicos, como muchos otros más, requieren interpretación, y los modelos científicos son representaciones simplificadas de la realidad que se utilizan para hacerla más comprensible. En el marco de esta observación nos preguntamos: el diseño y construcción de un modelo científico explicativo de bajo costo. ¿Nos permitirá conocer y describir la composición química de la membrana plasmática y a la vez interpretar el mecanismo pasivo de transporte pasivo denominado osmosis? Frente a este interrogante respondemos: “el diseño y construcción de un modelo científico explicativo a partir de materiales reciclables que resulte de bajo costo, nos permitirá conocer la composición química de la membrana plasmática e interpretar el mecanismo de transporte pasivo denominado osmosis”. De esta manera, en primera instancia realizamos un estudio descriptivo, en el cual a través de distintas fuentes como lo son los libros de textos y diferentes sitios de la Web, nos permitan informarnos acerca de la membrana plasmática como límite celular y los mecanismos de transporte que ocurren a través de ella en especial el de la osmosis. En segunda instancia bosquejamos diversos diseños que por comparación y análisis nos permitieron escoger el adecuado y de esta manera construir nuestro modelo explicativo, que a través de diferentes materiales de usos común es decir reciclable, que previamente seleccionamos logramos construir el mismo y que nos permitió acercarnos a la realidad e interpretarla.-


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Escuela: Colegio Padre Juan Muzio-Moreno 1004, Localidad: Trelew Provincia: Chubut Alumnos: Borutta, Daiana DNI: 37.149.235 De Cunto, Luis DNI: 37.206.754 Rossetto, Francisco DNI: 37.149.009 Asesor: Vázquez, Silvina DNI: 22.943.575 Nivel: I Título: “Más rápido, más gaseoso” Resumen: Nuestro trabajo consiste en la investigación sobre los procesos de transporte que posee las células, para confirmar o rechazar nuestra hipótesis: Los gases se transportan más rápido que los líquidos por su densidad. Utilizamos una variada selección de fuentes informativas basadas en biología celular: ● Membrana plasmática: tiene como funciones ○ Separar físicamente el interior de la célula del entorno exterior. ○ Regular el paso de materiales. ○ Recibir información que permitan a la célula detectar cambios en su entorno y responder a ellos. ○ Contener estructura especializadas, las cuales permiten contacto y comunicación específicas con otras células. ○ Servir como superficie para diversas reacciones bioquímicas. ● Adhesión celular: En un organismo o tejido, las células se unen por medio de proteínas de membrana que protuyen desde la superficie celular. ○ Las uniones estrechas evitan el pasaje de moléculas a través del espacio alrededor de las células. ○ Los desmosomas mantienen las células firmemente unidas entre sí. ○ Las uniones de hendidura son canales para la comunicación química y eléctrica entre las células adyacentes. ● Procesos de transporte de membrana: Las sustancias pueden transportarse a través de canales proteicos por medio de varios procesos: ○ Difusión facilitada. ○ Difusión simple. ○ Ósmosis. ○ Transporte activo. ○ Endocitosis y exocitosis. Con esta información comprobamos nuestra hipótesis, ya que los líquidos al ser más densos tardan más en ser transportados por la membrana que lo que tardan los gases en realizar la misma acción.


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Establecimiento: Instituto Nuestra Señora de Fátima. Varela Ortiz 2600, Bº Matienzo. Córdoba.

Nivel I Alumnos: Ema Ruiz DNI: 37.318.917 Noelia Barragán DNI: 38.106.610 José Teisa DNI: 38.648.430 Asesoras: Prof. Estela Ghiglia DNI: 16.156.902 Prof. Nora Zulliger. DNI: 13.152.764 Título: “Membranas chismosas”

Resumen

Entre otras funciones, las membranas biológicas desempeñan un papel fundamental en la transmisión de mensajes. Entre los más fascinantes y complejos mecanismos de comunicación celular se encuentra la sinapsis, proceso biológico de interacción entre neuronas, o entre estas y células musculares o glandulares. Esta red de comunicación nos permite disfrutar de un mundo lleno de sensaciones y conocimientos, percibir los peligros y regular el equilibrio del medio interno.

El objetivo de nuestro modelo es representar el papel de las membranas neuronales durante su comunicación, centrándonos en el proceso de liberación de neurotransmisores por exocitosis y la unión de los mismos a los receptores de la membrana post sináptica. Escuela Privada Gabriela Mistral Jornada Simple. Dirección: Adolfo E. Dávila 264 Localidad: La Rioja Nivel: I Alumnos: CICCONI, BERNARDO DNI 36.437.975 FAINSTEIN, ARIELA TAMARA DNI 37.654.685 BAZÁN CARBALLO, SOFÍA MICAELA DNI 38.001.497 Asesora científica: Dra. María Gabriela Márquez, investigadora del CONICET DNI: 16. 140.078 Asesora: Lic. Cristina Adriana Corridoni DNI: 12.771.501 Título: Transporte de glucosa a través de la membrana plasmática del enterocito y del glóbulo rojo Resumen

Cuando estudiamos nutrición vimos la importancia que posee la glucosa en el metabolismo celular, y cómo los carbohidratos son atacados por los jugos digestivos y convertidos, en la mayoría de los casos, en glucosa. Nos preguntamos cómo la glucosa ingresa a la célula, y decidimos averiguar cómo ocurre esto en células que cumplen funciones distintas. Entonces, estudiamos cómo la glucosa ingresa al enterocito, cuya función es absorber nutrientes proveniente de los alimentos, y cómo entra en el glóbulo rojo, que tiene una función distinta.

En la investigación bibliográfica encontramos que, en el caso del glóbulo rojo, la concentración de glucosa es mayor en el plasma que lo rodea que en su interior, mientras que en el enterocito la concentración en el citosol es mayor que en la luz intestinal. Además, vimos que el enterocito es una célula polarizada y muy especializada, es decir, la glucosa ingresa por las microvellosidades de la membrana plasmática apical y sale hacia el exterior celular por la membrana plasmática basal, para que pueda llegar a los capilares sanguíneos presentes en la matriz extracelular. Así, por la sangre va al resto de


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las células del organismo y se completa la nutrición. En el enterocito, la glucosa ingresa por un transporte de tipo simporte, donde una proteína transportadora aprovecha la entrada del ión Na+ a favor de su gradiente de concentración, y “arrastra” hacia el interior de la célula a la glucosa en contra de su gradiente de concentración. La baja concentración del ión Na+ dentro del enterocito es mantenida por la bomba sodio-potasio, que es un transporte activo. Luego la glucosa sale del enterocito por un transporte de tipo uniporte, a favor del gradiente de concentración, por otra proteína transportadora que está en la membrana plasmática basal. En cambio, en el glóbulo rojo la glucosa ingresa mediante una proteína transportadora, a favor del gradiente de concentración, por uniporte. Por lo tanto, el mecanismo por el cual la glucosa ingresa al enterocito es distinto del que utiliza el glóbulo rojo, y esto depende de su concentración en el entorno celular, y de la función de cada célula. ESCUELA: Escuela de Enseñanza Media Particular Incorp. Nº 8128 “San Josè " Calle 9 de Julio 467 TEL: (03496) 491005. Felicia, Santa Fe. Nivel I ALUMNOS EXPOSITORES:

• Jullier, Mauricio . 9no año E.G.B. . DNI Nº: 35.882.976 • Pffeifer, Emiliano Raúl. . 9no año E.G.B. DNI Nº: 35.882.975 • Nicola, Eros Alexandro . 9no año E.G.B. DNI Nº: 35.882.980

Docente asesor: Vega, Fabiana de los Milagros DNI Nº: 16.607.995 . Prof. de Ciencias Naturales TITULO: Lo esencial es invisible a los ojos…. RESUMEN

Para este trabajo se parte del siguiente interrogante: ¿por qué y para qué se quiere enseñar el tema planteado? Surgieron así varias respuestas: por un lado, el título seleccionado hace referencia a que la célula no es observable microscópicamente pero constituye la unidad estructural y funcional de todo ser vivo. Por el otro, los textos “teóricos” específicos no permiten comprender el tema desde una relación causal entre cultura académica y mundo natural. Es por eso que la elección cuidadosa de las estrategias para abordar dicho tema permite definir todo lo que se está en condiciones de aprender para que resulte relevante en la construcción conceptual. Entonces, una vez propuesto el tema “Límites Celulares y Mecanismos de transporte a través de las membranas”, se planteó el siguiente problema: ¿Cómo explicar un contenido tan abstracto como el transporte celular en forma didáctica para que sea comprendido por sus pares?

Con éste afloraron más inquietudes que apuntaban a ver reflejado ese conocimiento en el contexto adolescente. Como una de sus mayores preocupaciones es su propio aspecto físico se intentó relacionarlo con el acné juvenil. De esta manera se pretende explicar a partir de una célula de la piel el pasaje de ciertas sustancias que pueden contribuir a un mejoramiento de esta dermatosis tan frecuente.

Se ensayaron diferentes modelos explicativos de los fenómenos biológicos en los niveles celulares para aproximar al joven a esa realidad. Lo que más resultaba familiar eran las analogías; o sea comparar dicho fenómeno con un impermeabilizante para techos, con un teléfono celular, con la actividad de un panal de abejas, con los vehículos que ingresan y salen de la localidad, etc. Pero se entendió que no era suficiente para cubrir todas las dudas, entonces se comenzó a diseñar un modelo de célula epitelial con elementos cotidianos (esponja de acero, pajitas de escoba, alfileres, telgopor, etc) que


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permitiera demostrar los pasajes de sustancias por difusión, ósmosis, difusión facilitada y transporte activo.

La instancia del diseño de las secuencias de actividades, permitió profundizar la investigación de las funciones celulares aplicadas a un problema adolescente. Y además reflexionar acerca de las posibilidades reales y deseables de acercar un conocimiento dado a situaciones cotidianas para el alumno. Establecimiento: EEMPI Nº 8023 “San José”, Dirección: Iturraspe Nº 842, Localidad: Reconquista- Santa Fe Nivel: I Alumnos: MARCON, Kimey DNI Nº 37.453.294 IGLESIAS, Facundo DNI Nº 37.828.728 Asesores: CAMACHO, Celia DNI Nº 11.102.312 ZBINDEN, Estela DNI Nº 14.162.324 Título: “EL PUENTE HACIA LA VIDA” Resumen La temática surge de la lectura de la teoría celular donde se analizan dos principios hoy reconocidos por todos los científicos, ellos son:

Todos los organismos vivientes están constituidos por una o más células. Las células son la menor unidad morfofisiológica que puede ser caracterizada como sistema viviente.

Los seres vivos como sistemas dependen del intercambio permanente de materia y energía con el medio. La célula que integra dicho sistema constituye la unidad básica de lo viviente y en ella se manifiestan todas las funciones características de los seres vivos. Dentro de las estructuras celulares que la componen se destaca la presencia de una membrana, la membrana plasmática- puente, cuya función es preservar el orden interno.

Esto despertó el interés por interpretar el transporte, a través de la membrana, para comprender las propiedades de autoorganización de los seres vivos. Se planteó la siguiente situación problemática: ¿Cómo se produce la entrada y salida de diferentes sustancias necesarias para mantener el metabolismo celular? Para dar respuesta al problema planteado, en la investigación se combinó el diseño documental a través de buceo bibliográfico en diferentes fuentes: libros, revistas, Internet, otros y la construcción de un modelo material explicativo de la estructura y función de la membrana plasmática para interpretar y poder explicar los procesos de transporte que permitirán la vida.


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Establecimiento: Colegio San José- Villa Maipú- Bs.As. Autores: Luzmila Arequipa Federico Pacheco Matías Martins Nivel I Asesor: Prof. Jorge Luis Eusa Título: Transporte de la sabia en las plantas vasculares

Resumen

¿Cómo es posible que las plantas, aun sin contar con órganos propulsores, puedan “bombear” sabia bruta desde la raíz hasta las hojas más altas de sus copas? La explicación es sencilla, solo es necesario comprender las propiedades del agua, la acción del sol sobre sus moléculas y las características de antiguas células que se transforman en una red de capilares ultrafinos dentro del tallo y las hojas una vez impregnadas de una sustancia llamada lignina, que al impermeabilizar sus paredes, sus citoplasmas desaparecen para transformarse en un sistema de tubos para el transporte. La raíz, como sabemos, cumple con la función de absorber el agua que se dirige por difusión hacia los sectores más secos para poder entrar desde los tricoblastos al sistema radical, en un proceso conocido como ósmosis. Una vez dentro, el efecto cohesivo de los puentes de H que une a las moléculas de H2O asciende por efecto del calor del ambiente, que va rompiendo dichos puentes de las moléculas superficiales, para ser liberados hacia la atmósfera, elevando a las moléculas que se encuentran debajo. Un factor es muy importante, se trata del diámetro de los vasos a través del cual la cohesión también es posible con relación a sus paredes. Este proceso es maravilloso si solo nos ponemos a pensar que puede vencer la fuerza gravitatoria, aun en los gigantescos árboles. Por medio de este modelo, se verán recreados cada uno de los elementos que en la naturaleza permiten este fenómeno.


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Escuela/Colegio: Instituto Agustiniano, Dirección: Salguero 2778, Localidad: San Andrés Nivel: II Alumno/s: Acuña Florencia DNI: 35.984.453; Felchle Bárbara DNI: 35.416.855; Marasco Luciano DNI: 35.990.250 Asesor/es: María Sol Ruiz Título: Modelo de transporte por gradiente de concentración“Células epiteliales del intestino delgado”

Resumen Nuestro modelo representa a las células epiteliales que se sitúan dentro del intestino delgado, cuyo objetivo es demostrar el transporte de sustancias por difusión simple efectuando la salida de ellas por la membrana semipermeable hacia la luz intestinal. Sabemos que la difusión es el paso de pequeñas moléculas a favor del gradiente; puede realizarse a través de la bicapa lipídica. Este es el mecanismo por el cual entran moléculas lipídicas como las hormonas esteroideas, anestésicos como el éter y fármacos liposolubles. También utilizan este mecanismo sustancias no polares como el oxigeno, el CO2 el nitrógeno atmosférico. Algunas moléculas polares de muy pequeño tamaño, como el agua, el etanol y la glicerina, también atraviesan la membrana por difusión simple. Esta representación o modelo es llevada a cabo con materiales de uso cotidiano:

Vidrio Tanza Porcelana fría Colorante Pegamento Acetato Plástico Tela Bisagras

Estos elementos representan cada uno de los componentes que conforman nuestro

modelo, usando la tela como membrana celular, porcelana fría como desmosomas, un tipo de unión célula-célula que desempeña la función de colaborar a la integridad física del tejido donde se encuentra. Consisten en placas de material fibroso denso intercelular, conectadas intracelularmente por grupos de filamentos citoplasmáticos (filamentos intermedios), simulados por porciones de tanza. El acetato representa el interior de la célula, dibujándose en él los componentes de esta célula. En cuanto al gradiente de concentración, será representado a partir del flujo de agua que se desplazará desde el interior de la célula (agua con colorante) hacia la luz intestinal (agua sin colorear). Nuestro objetivo es doble:

• Representar la unión intercelular a través de desmosomas. • Facilitar la comprensión del movimiento de solutos por difusión a través de la doble

capa lipídica por medio de un modelo. Acerca del objetivo presentado para el simposio del estudio de la biología a través de modelos, hemos encontrado la utilidad de estas representaciones: Ya que el modelo es una forma “simplificada” de explicar el comportamiento de la naturaleza, permite una mejor comprensión del fenómeno real que el modelo representa, siendo en este caso el transporte de sustancias por difusión simple a través de la membrana y las uniones intercelulares en las que intervienen los desmosomas.


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Establecimiento: Escuela Técnica ORT Nro 1 Yatay 240 C.A.B.A Nivel II Alumnos: Krasnik, Nataly; Slaifstein, Cynthia Asesores: Profesor Otero Mc Dougall, Omar DNI: 14.885.234 ; Lic. Ribas, Nancy DNI: 20.706.463 Título: Un modelo de membrana Resumen

Los fenómenos biológicos celulares resultan difíciles de interpretar por su carácter abstracto. Entre estos fenómenos están el funcionamiento de las membranas celulares que involucra los mecanismos de transporte. Luego de profundizar en el conocimiento de la estructura de la membrana se pensó la forma de explicar su funcionamiento. Para ello nos resultó interesante la idea de diseñar y construir un modelo analógico concreto que facilite la comprensión del tema. Una vez acordados las características de los materiales a utilizar se procedió al diseño y construcción del modelo material. Materiales:

Pelotitas de telgopor de diferentes tamaños, sorbetes con fuelle, alambre tejido de plástico, poliestireno extendido, pegamento, escarbadientes y alambre.

Diseño y construcción:

Las pelotitas de telgopor mas grandes representan las cabezas de los fosfolípidos, los sorbetes con fuelle las colas, el poliestireno extendido calado que funcionan como canales, el alambre tejido como soporte de cada capa y las pelotitas de telgopor mas chicas como los glucoproteínas, glucolípidos y colesterol. Así se armó la bicapa lipídica.

Alcances del modelo:

Este modelo permite explicar los pasajes de sustancias a través de la membrana en función de la estructura molecular de la misma. Las características de los materiales y el modo en que quedo armado el modelo facilitan la demostración de la fluidez de la estructura.

Limitaciones del modelo:

La dificultad manifiesta resulta la de representar las condiciones de las sustancias a transportar de un lado a otra de la membrana como por ejemplo las diferencias de concentraciones necesarias para los pasajes.


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Establecimiento: Instituto Nuestra Señora de Fátima. Varela Ortiz 2600. Bº Matienzo.Córdoba.

Nivel II Alumnos: Eugenia López. DNI: 35.575.073; Flavia Lascano. DNI: 35.576,659 Paulina Daroz. DNI: 35.964.708 Asesoras: Prof. Estela Ghiglia DNI: 16.156.902; Prof. Nora Zulliger. DNI: 13.152.764 Título: Apoptosis : « Un suicidio para vivir ». Resumen: La muerte celular programada o apoptosis es un fenómeno genéticamente determinado

de eliminación celular en forma ordenada y silenciosa. La célula apoptótica sufre una serie de cambios morfológicos que la definen como tal. La membrana plasmática se altera y aparecen las características ampollas (blebs); el

volumen celular se reduce y el citoplasma se condensa. El núcleo se reduce y la cromatina se hace más densa y finalmente la célula se colapsa dividiéndose en varias esferas o cuerpos apoptóticos.

La célula apoptótica es fagocitada por macrófagos o células vecinas, evitando así la respuesta inflamatoria ocasionada en la necrosis.

La MCP representa uno de los mecanismos de la homeostasis celular, su control preciso contribuye a evitar las patologías que pueden afectar a la célula. El estudio detallado y modelizado de los mecanismos y factores que facilitan, regulan y determinan la MCP, puede ayudarnos a entender este tipo de muerte que da soporte a la vida. Establecimiento: Colegio Nacional de Monserrat; Trejo 292. Córdoba Nivel II Expositores: Ayala, Aylén DNI 34.059.913; Altamira, Tomás DNI 36.144.478; Tato, Manuela DNI 36.479.340 Asesores: Díaz Gavier, María Felisa DNI 18.549.222; Robledo, Gerardo Lucio DNI 23.440.926 TITULO: Membrana: puerta, puente o portal… RESUMEN

Todas las células están limitadas por membranas. Esta consiste en una estructura

compleja formada por fosfolípidos y proteínas que cumplen numerosas e importantes funciones.

Para facilitar la comprensión de algunas de estas funciones se construyó un modelo material, tridimensional y móvil de una porción de membrana plasmática que responde al modelo teórico de mosaico fluido. El objetivo principal de este trabajo fue fabricar un modelo que representara una porción de membrana y que permitiera visualizar la relación existente entre las funciones de la membrana, su estructura y las propiedades físico-químicas de sus componentes.

Se empleó una armazón metálica cruzada por hilos elásticos que sostienen a su vez esferas de telgopor de las cuales penden alambres.

Las esferas representan las cabezas polares de los fosfolípidos y los alambres los ácidos grasos. Los distintos tipos de proteínas que componen la membrana fueron simuladas con materiales variados, alambre, CDs en desuso, plásticos…


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Los materiales utilizados son económicos y de fácil adquisición o de descarte, por lo tanto el modelo resulta simple y reproducible sin grandes dificultades. La construcción respetando la estructura tridimensional de las moléculas que componen la membrana permite explicar visualmente propiedades como la fluidez, o la flexibilidad necesarias para procesos como la endocitosis, el pasaje de iones, los transportes de membrana o la interacción con moléculas provenientes del exterior de la célula 205resaltando las cualidades supuestas en la teoría del mosaico fluido y facilitando la divulgación del conocimiento alcanzado.

Por eso membrana, puerta y puente, pero no ¨mágico¨ portal al interior de una célula. Colegio: Instituto Santo Tomás de Aquino Dirección: San Martín 234 – San Luis (Ciudad) Nivel II Autor: Oberti Román DNI: 35.512.608 Asesor: Gil, María Angélica DNI: 20.413.626 Título: Modelo de la composición y el funcionamiento de la membrana celular Resumen

Las membranas biológicas están formadas por una doble capa continua de moléculas lipídicas tales como los fosfolípidos, el colesterol y los glucolípidos. Otro de los componentes mayoritarios de esta estructura son las proteínas que actúan como receptores específicos, enzimas y proteínas de transporte, muchas de ellas se unen a moléculas de oligosacáridos.

La membrana permite a las células mantener distintas concentraciones de solutos en el lado citoplasmático y extracelular. Esto se logra por medio de mecanismos de transporte de moléculas. La combinación de una permeabilidad pasiva y un transporte activo genera grandes diferencias de composición del citosol respecto del fluido extracelular.

Existen dos clases de proteínas de transporte: los transportadores y las proteínas de canal, ambas funcionan a favor de gradiente y sin gasto de energía, otras proteínas son capaces de transportar un soluto en contra de su gradiente electroquímico utilizando para ello energía de la hidrólisis del ATP. La familia de ATPasas transportadoras de cationes, como la bomba de Na+ K+ son un ejemplo de ello. En nuestro trabajo explicamos mediante modelos bi y tridimensionales, la composición de la membrana plasmática y el funcionamiento de diferentes procesos de transporte celular. Establecimiento: Colegio San José- Villa Maipú- Bs.As. Autores: Eliana Pacheco Andrea Álvarez Nivel II Asesor: Prof. Jorge Luis Eusa Título: Carácter selectivo de la membrana. La Bomba de Na y K

Resumen La membrana plasmática de las células actúa de manera eficiente para el transporte selectivo de sustancias, aun cuando los gradientes de concentración responden a un proceso natural de difusión pasiva por el cual los iones tienden a equilibrarse en ambos medios.


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Para ello, es muy importante comprender la composición química de la membrana, en especial, de sus proteínas que atraviesan, ya sea en forma parcial o total, la doble capa fosfolipídica, formando verdaderos canales de transporte, o bien desplazándose por medio de ellas para facilitar el transporte de las sustancias esenciales para la vida de la célula. Es muy importante además contar con el “combustible” suficiente, ya que la actividad nunca se detiene.

En el modelo de la membrana intentaremos explicar el modo en que la bomba de Na y K mantiene los niveles de concentración aun en contra del gradiente, es decir en mayor concentración en el medio interno para el Na y en mayor concentración a nivel citoplasmático para el caso del K. para tal objetivo, aprovecharemos las propiedades magnéticas de imanes y bolitas de rulemanes, como los elementos más representativos del modelo ….


185

RESPUESTAS CORRECTAS A EJERCICIOS PROPUESTOS


186

RESPUESTAS A EJERCICIOS PARA NIVEL I

Situación Nº 1 1- c 2- b 3- a 4- d 5- c 6- c 7- b 8- c 9- c 10- d 11- a 12- b 13- b 14- b 15- c 16- b 17- a 18- c 19- a 20- b 21- d 22- c 23- b 24- b 25- b 26- a 27- c 28- c 29- b 30- b 31- b 32- c 33- a 34- c 35- b 36- d 37- c 38- b 39- d 40- c 41- a 42- c 43- c 44- d 45- d 46- b 47- c 48- b 49- b 50- d

Situación Nº 2 51- Darwin…de ___ Lamarck ____, quien en…. __________“Filosofía zoológica”_______ propuso … __“Ensayo sobre las poblaciones”____ , del autor______ Malthus ____, ... Con … ____ Wallace ____ con … ________“El origen de las especies”______. 52- d) 53- I) (....V.......); II)(.......V.........); III. (......V........); IV. (......F..........); V. (......F......); VI. (....V ……....); 54- d) 55- (……..01…) (….03…….) (………02…) 56- (…V.…); II) (…V ..), III, (…F..); IV) (…F....); V) (…V...); VI) (…F...) 57-

58- A:………01………..; B:……03…………; C:……02………. 59- En …… división celular.… En …… interfase …… y … división celular ….. A su …… G1…., S…… y … G2 …. En … …S.. El… G1 …… Las …G0…

60- b) 61- c) 62- Respuesta: II, VIII, IV, III, VII…. 63- Respuesta:……5’ AUGGCUGCACGCUAC 3’… 64- I) (…V.….); II) (…F...); III) (…F..); IV) (…V..); V) (.F..) 65- I) (EH.); II) (EX); III) (EX); IV) (EX y EN.); V) (EH.); VI) (EN.); VII) (EN y EX.) 66- ( EH ); ( EX ); ( EX ); ( EX ); ( EN ); ( EN )

Concentración de soluto en una

solución A

Concentración de soluto en una

solución B

Tonicidad (A con respecto B)

Dirección del movimiento neto del agua

mayor Hipertónica De B hacia A menor mayor De B hacia A igual Isotónica No hay movimiento neto


187

67- b) 68- c)

69-

Caballo: ( D ) Cocodrilo: ( A ) Hombre: ( F ) Murciélago: ( E ) Ave: ( B ) Ballena: ( C ) 70- a) (función) (orígenes ) ... b) Las … (origen) (funciones) ... c) Las … ( analogías) d) El … (convergente) e) El … (divergente) f) Las (analogías) ... 71- (.X .) Fertilización externa; (.X .) Respiración cutánea; (…X .) Metamorfosis; (…X .) Ovíparos; (…X .) Algunas especies ápodas. 72- a) (……V….); b) (……V….); c) (……F….); d) (……F….) 73- a) 02 ,05, 08 b) 01, 03, 04, 07, 06 74-

g h

b a

j

k

l

i

c f

e d

A

BC

DE

F

húmero

cúbito

radio

falange


188

75- b) 76- I. b) II. a) 77- c) 78- b) 79- La … __ raíz____, y la … ____cutícula _____. El … ___xilema_____ debido __cohesión__ y ___tensión _de … _____ transpiración__ que … __estomas____. Las … __colénquima___ y ____esclerénquima _______. Otra …__gametas ___ y … __ esporas ___. 80- b) 81-

82- Las … (giberelina / ácido abscísico ). Estas .. (ácido absícico ). Las … ( dominancia apical / gravitropismo ) y el … ( citocinina). El … ( gravitropismo ). 83- a) (…F …); b) (…V …); c) (…F …); d) (…V …); e) (…V ……) 84- Respuesta: II y III 85- Respuesta: II, V y VI.

09

06

04 01

11

02

0507

13

10

12


189

86- Respuesta: 68 87- b) 88- b) 89- Respuesta: gráfico B 90- l) (…A y B .); ll) (……A ….); lll) (……B ….); lV) (……B ….) 91- 1) --- ------------------------ Xantófilas ---------------------------- Clorofila B ---------------------------- Clorofila A ---------------------------- Carotenos 2) SI 3) a) (……( V) …); b) (……( V) …); c) (…..F…….); d) (…..F…….); e) (…..F…….) 4) Los … ( el estroma) … Los (leucoplastos )... Las… ( 500-600nm)… Los … (reflejan ). Resultados 1-

Soluciones Lugol Biuret Fehling Biomoléculas A

X Glucosa

B

X Proteína

C

X Almidón

D

X


190

2- Biomoléculas Órganos en el que

se digieren Enzimas que comienzan la

digestión

Forma en que se absorben

Carbohidratos Boca- estómago amilasa

Monosacáridos

Proteínas Estómago- intestino delgado

Pepsina

Aminoácidos

Lìpidos Estómago- intestino delgado

Lipasa ácidos grasos - monoglicéridos

3- a) Enzimas digestivas.............................................P................ b) Actúan como hormonas..........................................P y L............

c) Forman parte de los ácidos nucleicos.................C...............

d) Forman parte de la membrana celular................C, P, L...............

e) Se almacenan en el tejido adiposo..................L..................

f) Mantienen el equilibrio osmótico........................P.................

g) Reserva de energía en plantas.....................C......................

h) Contracción muscular......................................P....................

i) Actúan como aislantes de la temperatura...........L................

j) Forman la quitina en el exoesqueleto...................C..............


191

RESPUESTAS A EJERCICIOS PARA NIVEL II

Situación Nº 1 92- b 93- c 94- b 95- c 96- d 97- a 98- b 99- a 100- d 101- a 102- c 103- b 104- c 105- d 106- a 107- b 108- d 109- a 110- c 111- b 112- a 113- d 114- b 115- d 116- d 117-c 118- d 119- b 120- c 121- a 122- b 123- c 124- d

Situación Nº 2 125- b) 126- PRUEBA DIAGNÓSTICA OBSERVACIÓN RESULTADO

Western blot

05 ------------ Ausencia de virus

------04----- Presencia de 10 bandas … ----08------- 01

------------ Presencia de viroplasmas … -----08------ 127- b) 128- c) 129- 130- a) (...........); b) (.....X....... ); c) (............); d) (...............); 131- Respuesta: II, V, VII, VIII. 132- Clase/ Característica I II III IV Insecta

02 03 05 07

-10-8-6-4-202468

10

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

-10

-5

0

5

10

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

Lígula (cm)

Frec

uenc

ia


192

133- I. (...V..); II.(...V..); III. (..F...); IV. (...V.); V. (..V..); VI. (..F...); VII. (...V...); VIII. (...F..) 134-

Características Magnoliophyta Liliopsida Poaceae plurinervada X X cerrada X X

Hoja * Venación

paralelinervada X Raíz * Estructura

poliarca X

* Sistema radical homorrizo X Tallo *Haces vasculares

más de un ciclo X

Inflorescencia

espiguilla X

Fruto cariopse X 135- 136- a) En los … aleurona= 04 . Estas .. proteínas= 01. Durante … embrión= 07 produce ... b) En … almidón= 03 y las … endosperma= 06 , convirtiéndolo en azúcares= 02 y en … embrión= 07 , y luego la plántula= 08 ... 137- Las … (18) ... Para … (16) que … (10) . Algunos … (06) . Otros … (14) junto … (07) . En … (04) ; en … (17) . Desde … (02) …. 138- b) 139- NO

01 + 02

04

09

10

07

05

06

08

03


193

140- b) 141- c) 142- Respuesta: I, II, V 143- 144- A C I. X II. X X III. X IV. X V. X VI. X VII. X VIII. X IX. X 145- División … División secundaria del

encéfalo (adulto) Estructura derivada

Función general

Telencéfalo

08 ..........

Integra …

03............ Centro …

02

............... Diencéfalo 07……… 11...............

Mesencéfalo

08 .............

Colículos … Centros …

Metencéfalo 06............ 10............... Rombencéfalo 05............. Bulbo… 01................

146- b)

Estrés

........06..............

Hormona liberadora de ACTH Nervios simpáticos

..........01........

........03......

Adrenalina y ........08..........

ACTH

.........02....

Cortisol


194

147- 148- 149- a)

Lámina basal

Superficie apical

11

11

06

01

ATP

12

08

11

07

ADP

Superficie apical

I-c VI-g

v-e

II-a

IIIb

VIId

Lámina basal


195

150- 151- Respuesta: I, II, IV, V, VI, VII, XI

152- Respuesta: I, II, IV, V

153- I. (.F..); II. (..V..); III. (.F..); IV. (.V..); V. (..V.); VI. (..F..); VII. (...F..) 154- b) 155- Mecanismo Característica Tipo de mecanismo Aislamiento Ecológico C 10 Aislamiento temporal B 10

02 Incapacidad … 10 Inviabilidad del híbrido A 11

01 Aislamiento … 10 03 Incompatibilidad … 10

156- a) 157- a) (...F...); b) (...V...); c) (...F.....); d) (....V....); e) (....V....); 158- Enzima de restricción Sitios de reconocimiento Productos obtenidos EcoRI 5’G/AATTC3’ I AluI 5’AG/CT3’ IV NotI 5’GC/GGCC3’ V 159- a) (..F..); b) (..V..); c) (..V...); d) (...F..); e) (..V..); f) (..F..) 160- El … I del extremo VI de la … II ... en posición IV… del VII ….


196

161- Respuesta: BB:ff 4/9; Bb:ff 4/9; bb:ff 1/9; Blancos esféricos: 8/9; amarillos esféricos: 1/9

162- Respuesta: I, II, V, VIII

Situación Nº 3 1- a) 2- Este reactivo es el:.................... 2,6 diclorofenol indofenol............................. 3- b) 4- c) 5- g) 6- b) 7- Componentes Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4 Buffer fosfato de K 0,4 M pH 6,5 Conteniendo KCl 0,08 M

SÍ SÍ SÍ SÍ

Suspensión de cloroplastos

SÍ SÍ SÍ NO

2,6 diclorofenol indofenol

SÍ SÍ SÍ SÍ

Solución de sacarosa fría 0,5 M

SÍ SÍ SÍ NO

8- Tratamiento Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4 Tiempo de exposición a la luz (minutos)

60 0 / - 60 60

9- Material de laboratorio usado en la experiencia (letras de la figura)

Nombre del material (palabras claves)

B

TUBO ENSAYO DE VIDRIO CON TAPA

F

PROBETA

I

EMBUDO COMÚN

L

PIPETA

M

MORTERO

O

GRADILLA

P

MECHERO DE BUNSEN


197

10- Tubos Color inicial Color final Resultado: ¿Hubo

reacción química? Variable/s que incidió/eron en resultado

Nº 1 01 02 08 10, 11, 14 Nº 2 AZUL 01 09 06 Nº 3 01 01 09 13 Nº 4 01 01 09 12 11- a) Esta ...............06.......................... b) El.....................08............. cambiando...........01................ a ...............04..................

c) Esta...........02............... desde el ...............10....... al ....................05............................

Situación Nº 4 Tarea I 1- c) 2- b) 3- a) 4- c) 5- b) 6- d) 7- a) (..V..); b) (…F…..); c) (…F…); d) (.F…). Tarea II 1- c) 2- a) Respuesta: El estado nutricional es:………02……… 3- g) Respuesta: El estado nutricional es: :……01……

Situación Nº 5

Objetivo I

Actividad Nº 1 1-

1/2 ¼ 1/8 1/16 1/32 1/64

Albúmina… 5 2,5 1.25 0.625 0.3125 0.15


198

2- Actividad Nº 3 1-

Densidad óptica de la muestra Aproximadamente: = 0,5 ……….

Concentración de la muestra (mg/ml) Entre: 5 – 4 ……….

2-

Densidad óptica de la muestra Aproximadamente: < 0,05 ……….

Concentración de la muestra (mg/ml) Entre: 0,3 - 0,1 ……….

3- Respuesta: …………..A-D-E-G

Objetivo II

Concentración (mg/ml)

Den

sida

d óp

tica

Concentración mg/ml


199

Actividad Nº 1 1-

Tratamiento Resultados obtenidos

+ - Color…

0 °C - A Temperatura Temp.

Amb. + B

pH 2 - A pH 7 + B pH

pH 12 - A 1 M - A NaCl SF + B

2- f) 3- Respuesta:……1 y 2 4- Respuesta…1, 3 y 4 5- Respuesta…….1 y 5 6- Respuesta:…… c, d 7- e) 8- Respuesta: …a, c, d, f

Objetivo III

1- Respuesta:………… a-d-e-f-h-j-l-m 2-

Sobrenadante Actividad α-amilasa (+ / -) Color…. 1 + Blanco 2 - Violeta


200


201

2008

“El año de la enseñanza de las Ciencias”

Compilado de “Historia de la Ciencia”


202

Ciencia

La ciencia (del latín scientia, "conocimiento") es un conjunto de métodos y técnicas para la adquisición y organización de conocimientos sobre la estructura de un conjunto de hechos objetivos y accesibles a varios observadores. La aplicación de esos métodos y conocimientos conduce a la generación de más conocimiento objetivo en forma de predicciones concretas, cuantitativas y comprobables referidas a hechos observables pasados, presentes y futuros. Con frecuencia esas predicciones pueden ser formuladas mediante razonamientos y son estructurables en forma de reglas o leyes universales, que dan cuenta del comportamiento de un sistema y predicen cómo actuará dicho sistema en determinadas circunstancias.

Ander Egg (1989) define a la ciencia como: “Conjunto de conocimientos racionales, ciertos o probable, que obtenidos de manera metódica pueden ser comprobables y están sistematizados orgánicamente haciendo referencia a objetos de una misma naturaleza cuyos contenidos son susceptibles de ser transmitidos”. Bunge (1983) plantea que “una ciencia es una disciplina que utiliza el método científico con la finalidad de hallar estructuras generales (leyes)” (Castañeda Jiménez, 1998)

Descripción y clasificación de las ciencias

Dentro de las ciencias, la ciencia experimental se ocupa solamente del estudio del universo natural ya que, por definición, todo lo que puede ser detectado o medido forma parte de él. En su investigación los científicos se ajustan a un cierto método, el método científico, un proceso para la adquisición de conocimiento empírico. A su vez, la ciencia puede diferenciarse en ciencia básica o pura y aplicada, siendo esta última la aplicación del conocimiento científico a las necesidades humanas y al desarrollo tecnológico.

Algunos descubrimientos científicos pueden resultar contrarios al sentido común. Ejemplos de esto son la teoría atómica o la mecánica cuántica, que desafían nociones comunes sobre la materia. Muchas concepciones intuitivas de la naturaleza han sido transformadas a partir de hallazgos científicos, como el movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol o la teoría evolutiva de Charles Darwin.

Esquema de clasificación permite ordenar a la ciencia de acuerdo al interés del investigador en:

Ciencias formales

Por contraposición a las ciencias fácticas, son aquellas que no estudian fenómenos empíricos, sino abstractos. Utilizan la deducción como método de búsqueda de la verdad: Lógica - Matemática

Ciencias naturales

En ellas se encuadran las ciencias naturales que tienen por objeto el estudio de la naturaleza. Siguen el método científico: Astronomía - Biología - Física - Química - Geología - Geografía física

Ciencias fácticas Ciencias sociales Son todas las disciplinas que se ocupan de

los aspectos del ser humano - cultura y sociedad- El método depende de cada disciplina particular: Antropología - Ciencia política - Demografía- Economía - Historia - Psicología - Sociología - Geografía humana


203

Mario Bunge (1983) clasifica la ciencia en función del enfoque que se da al conocimiento científico sobre el estudio de los procesos naturales o sociales (estudio de hechos), o bien, al estudio de procesos puramente lógicos y matemáticos (estudio de ideas), es decir, ciencia factual y ciencia formal.

La ciencia factual se encarga de estudiar hechos auxiliándose de la observación y la experimentación. Por ejemplo la física y la psicología son ciencias factuales por que se refieren a hechos que se supone ocurren en la realidad y, por consiguiente, tienen que apelar al examen de la evidencia empírica para comprobarlos. El objeto de estudio de la ciencia formal no son las cosas ni los procesos, sino las relaciones abstractas entre signos, es decir, se estudian ideas. Son ciencias formales la lógica y las matemáticas.

Terminologías usadas en ciencias

Los términos modelo, hipótesis, ley, principio y teoría tienen significados distintos en la ciencia que en el discurso coloquial. Los científicos utilizan el término modelo para referirse a una descripción o simulación de algo, especialmente una que pueda ser usada para realizar predicciones que puedan ser sometidas a prueba por experimentación u observación. Una hipótesis es una afirmación que no ha sido bien respaldada o bien no ha sido descartada y puede ser sometida a verificación. Una ley física o ley natural es una generalización científica basada en observaciones empíricas.

La palabra teoría es incomprendida particularmente por el común de la gente. El uso vulgar de la palabra "teoría" se refiere, equivocadamente, a ideas que no poseen demostraciones firmes o respaldo. En contraposición, los científicos generalmente utilizan esta palabra para referirse a cuerpos de leyes que realizan predicciones acerca de fenómenos específicos. Por lo general, la teoría por sí misma no puede ser comprobada, sí pueden ser comprobado el cuerpo de leyes que la respaldan.

Método científico

El método científico es el proceso general aplicado en una investigación científica con la intención de validar o descartar una hipótesis, construyendo así nuevos conocimientos. Los principios fundamentales son:

• La reproducibilidad, es decir, la capacidad de repetir un determinado experimento en cualquier lugar y por cualquier persona. Esto se basa, esencialmente, en la comunicación y publicidad de los resultados obtenidos. En la actualidad éstos son publicados generalmente en revistas científicas y revisadas por pares. • La falsabilidad, es decir, la capacidad de una hipótesis de ser sometida a potenciales pruebas que la contradigan. Bajo este concepto no existe en la ciencia el "conocimiento perfecto". Con excepción en la matemática, una teoría científica "probada" —aun la más fundamental de ellas— se mantiene siempre abierta a escrutinio.

Existe una serie de pasos inherentes al proceso científico, los cuales son generalmente respetados en la construcción y desarrollo de nuevas teorías. Éstos son:

1. Observación: el primer paso consiste en la observación de fenómenos bajo una muestra. 2. Descripción: el segundo paso trata de una detallada descripción del fenómeno. 3. Hipótesis: planteamiento de las hipótesis que expliquen dichos resultados y su relación causa-efecto.


204

4. Experimentación: comprobación de las hipótesis por medio de la experimentación controlada. 5. Demostración o refutación de las hipótesis. 6. Comparación Universal: constante contrastación de hipótesis con la realidad.

La experimentación no es aplicable a todas las ramas de la ciencia; su exigencia no es necesaria por lo general en áreas del conocimiento como la vulcanología, la astronomía, la física teórica, etc. Sin embargo, la repetibilidad de la observación de los fenómenos naturales es un requisito fundamental de toda ciencia.

Por otra parte, existen ciencias, especialmente en el caso de las ciencias humanas y sociales, donde los fenómenos no sólo no se pueden repetir controlada y artificialmente (que es en lo que consiste un experimento), sino que son, por su esencia, irrepetibles, v.g. la historia. De forma que el concepto de método científico aplicado a estas ciencias habría de ser repensado, acercándose más a una definición como la siguiente: "proceso de conocimiento caracterizado por el uso constante e irrestricto de la capacidad crítica de la razón, que busca establecer la explicación de un fenómeno ateniéndose a lo previamente conocido, resultando una explicación plenamente congruente con los datos de la observación".

Aplicaciones de la matemática en la ciencia Principia Mathematica de Isaac Newton

La Matemática es esencial para muchas ciencias. La función más importante de la matemática dentro de la ciencia la desempeña en la expresión de modelos científicos. La observación y colección de medidas, así como la creación de hipótesis y la predicción a menudo requieren modelos matemáticos y uso extensivo de la matemática. Las ramas de la matemática más comúnmente empleadas en la ciencia incluyen al Análisis matemático y las estadísticas, aunque virtualmente toda rama de la matemática tiene aplicaciones en la ciencia, aun áreas "puras" como la teoría

de números y la topología. El uso de matemática es particularmente frecuente en física, y en menor medida en química, biología y algunas ciencias sociales.

Algunos pensadores ven a la matemática como una ciencia, considerando que la experimentación física no es esencial a la ciencia o que la demostración matemática equivale a la experimentación. Otros opinan lo contrario, ya que en matemática no se requiere evaluación experimental de las teorías e hipótesis. En cualquier caso, la utilidad de la matemática para describir el universo es un tema central la filosofía de la matemática.

Filosofía de la ciencia

La efectividad de la ciencia como método de adquirir conocimiento ha constituido un notable campo de estudio para la filosofía. La filosofía de la ciencia intenta comprender el carácter y justificación del conocimiento científico y sus implicaciones éticas. Ha resultado particularmente difícil proveer una definición del método científico que pueda servir para distinguir en forma clara la ciencia de la no ciencia.


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La más bella y profunda emoción que nos es dado sentir es la sensación de lo místico. Ella es la que genera toda verdadera ciencia. El hombre que desconoce esa emoción, que es incapaz de maravillarse y sentir el encanto y el asombro, está prácticamente muerto. Saber que aquello que para nosotros es impenetrable realmente existe, que se manifiesta como la más alta sabiduría y la más radiante belleza, sobre la cual nuestras embotadas facultades sólo pueden comprender en sus formas más primitivas. Ese conocimiento, esa sensación, es la verdadera religión.

Albert Einstein

En la actualidad, la posición generalizada es la naturalista, frente al fundacionalismo predominante en toda la tradición. Tanto es así que incluso podría considerarse una moda filosófica, desdibujando el sentido originario del naturalismo. Las características básicas del naturalismo original son, como señaló Quine en La naturalización de la epistemología, una posición no-fundacionalista y multidisciplinar. Mientras que el objetivo tradicional de la filosofía de la ciencia ha sido el de justificar y legitimar el conocimiento científico, el objetivo posterior es el de entender cómo se da tal conocimiento científico, entendido como actividad y empresa humana, utilizando para ello todos los recursos pertinentes, es decir, de todas las disciplinas relevantes, tanto biología, psicología, antropología, sociología,etc... e incluso economía y tecnología.

Historia de la ciencia La Historia de la ciencia es el campo de la Historia que estudia el desarrollo

temporal de los conocimientos científicos y tecnológicos de las sociedades humanas. Este campo de la historia también estudia el impacto que la ciencia y la tecnología han tenido históricamente en la cultura, la economía y la política.

La ciencia es un cuerpo de conocimiento empírico y teórico, producido por una comunidad global de investigadores que hacen uso de técnicas específicas para observar y explicar los fenómenos de la naturaleza, bajo el nombre de método científico. La historia de la ciencia recurre al método histórico tanto de la historia intelectual como de la historia social. Culturas primitivas

En tiempos prehistóricos, los consejos y los conocimientos fueron transmitidos de

generación en generación por medio de la tradición oral. El desarrollo de la escritura permitió que los conocimientos pudieran ser guardados y comunicados a través de generaciones venideras con más fidelidad. Con la Revolución Neolítica y el desarrollo de la agricultura, que propició un exceso de alimentos, hizo factible la posibilidad del desarrollo para civilizaciones tempranas, porque podían dedicar más tiempo a otras tareas que a la supervivencia.

A partir de sus principios en Sumeria (actualmente en Iraq) alrededor del 3500 AC, en Mesopotamia, los pueblos del norte comenzaron a intentar registrar la observación del mundo con datos cuantitativos y numéricos sumamente cuidados. Pero sus observaciones y medidas aparentemente fueron tomadas con otros propósitos más que la ley científica.

Los avances significativos en el Antiguo Egipto fueron referentes a la Astronomía, a las Matemáticas y a la Medicina. Su geometría era una consecuencia necesaria de la topografía, con el fin de intentar conservar la disposición y la propiedad de las tierras de labranza, que eran inundadas cada año por el Nilo. La regla del triángulo rectángulo y otras reglas básicas sirvieron para representar estructuras rectilíneas, el pilar principal de


206

la arquitectura dintelada egipcia. Egipto era también el centro de la química y la investigación para la mayor parte del Mediterráneo.

Nicolás Copérnico A pesar de ser relativamente reciente el método

científico (concebido en la revolución científica), la historia de la ciencia no se interesa únicamente por los hechos posteriores a dicha ruptura. Por el contrario, ésta intenta rastrear los precursores a la ciencia moderna hasta tiempos prehistóricos.

Tras la caída del Imperio Romano de Occidente (476 dC) gran parte de Europa perdió contacto con el conocimiento escrito y se inició la Edad Media. A este largo período de estancamiento también se le ha conocido como "Edad Oscura". En la actualidad, es más común considerar el desarrollo de la ciencia como un proceso continuado y gradual,

con sus antecedentes también medievales. El renacimiento (siglo XIV en Italia), llamado así por el redescubrimiento de trabajos

de antiguos pensadores, marcó el fin de la edad media y fundó cimientos sólidos para el desarrollo de nuevos conocimientos. De los científicos de esta época se destaca Nicolás Copérnico, a quien se le atribuye haber iniciado la revolución científica con su teoría heliocéntrica.

Entre los pensadores más prominentes que dieron forma al método científico y al origen de la ciencia como sistema de adquisición de conocimiento a destacar a Roger Bacon (1214 - 1294) en Inglaterra, René Descartes (1596 - 1650) en Francia y Galileo Galilei (1564 - 1642) en Italia. Actualidad

La historia reciente de la ciencia está marcada por el continuo refinado del

conocimiento adquirido y el desarrollo tecnológico, acelerado desde la aparición del método científico. Si bien las revoluciones científicas de principios del siglo XX estuvieron ligadas al campo de la física a través del desarrollo de la mecánica cuántica y la relatividad general, en el siglo XXI la ciencia se enfrenta a la revolución biotecnológica. El desarrollo moderno de la ciencia avanza en paralelo con el desarrollo tecnológico, impulsándose ambos campos mutuamente.

La divulgación científica pretende hacer asequible el conocimiento científico a la sociedad más allá del mundo puramente académico. La divulgación puede referirse a los descubrimientos científicos del momento como la determinación de la masa del neutrino, de teorías bien establecidas como la teoría de la evolución o de campos enteros del conocimiento científico. La divulgación científica es una tarea abordada por escritores, científicos, museos y medios de comunicación.

Algunos científicos notables han contribuido especialmente a la divulgación del conocimiento científico más allá del mundo estrictamente académico. Entre los más conocidos citaremos aquí a Stephen Hawking, Carl Sagan, Richard Dawkins, Stephen Jay Gould, Martin Gardner y a autores de ciencia ficción como Isaac Asimov. Otros científicos han realizado sus tareas de divulgación tanto en libros divulgativos como en novelas de ciencia ficción como Fred Hoyle. La mayor parte de las agencias o institutos científicos destacados en EE.UU. cuentan con un departamento de divulgación (Education and Outreach) si bien ésta no es una situación común en la mayoría de los países.


207

Influencia en la sociedad

Dado el carácter universal de la ciencia, su influencia se extiende a todos los

campos de la sociedad. Desde el desarrollo tecnológico a los modernos problemas de tipo jurídico relacionados con campos de la medicina o la genética. En ocasiones la investigación científica permite abordar temas de gran calado social como el Proyecto Genoma Humano y de implicaciones morales como el desarrollo del armamento nuclear.

Asimismo la investigación científica moderna requiere en ocasiones de importantes inversiones en grandes instalaciones como grandes aceleradores de partículas (CERN) la exploración espacial, o la investigación de la fusión nuclear en proyectos como ITER. En todos estos casos es deseable que los logros científicos conseguidos lleguen a la sociedad.


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Teorías y sociología de la historia de ciencia La mayor parte del estudio de la historia de la ciencia ha sido dedicado a responder

preguntas sobre lo que es la ciencia, cómo funciona, y si esto expone el modelo a gran escala y con tendencias. En la sociología de la ciencia, en particular, se han enfocado los caminos en los que los científicos trabajan, mirando estrechamente los caminos que "producen" y "construyen" el conocimiento científico. Desde los años 1960, una tendencia común en los estudios de la ciencia (el estudio de la sociología y la historia de la ciencia) han querido acentuar "el componente humano" dentro del conocimiento científico, y la opinión sobre qué datos científicos son evidentes, sin valor, y sin contexto.

Una de las causas principales de preocupación y controversia en la filosofía de la ciencia ha sido la de preguntarse sobre la naturaleza "del cambio de teoría" en la ciencia. Tres filósofos en particular, son los que representan los pilares principales de este debate: Karl Popper, quien argumentó que el conocimiento científico es progresivo y acumulativo; Thomas Kuhn, quien argumentó que el conocimiento científico se mueve gracias a la "Revolución científica" y no es necesariamente progresiva; y Paul Feyerabend, quien argumentó que el conocimiento científico no es acumulativo o progresivo, y que no puede haber problema de demarcación en términos de método entre la ciencia y cualquier otra forma de investigación.

Desde la publicación de Kuhn de "La estructura de las revoluciones científicas" en 1962, hubo un gran debate en la comunidad académica sobre el significado y la objetividad de la ciencia. A menudo, pero no siempre, un conflicto sobre "la verdad" de la ciencia ha hecho mella en la comunidad científica y en las ciencias sociales o humanidades (guerras de la ciencia). Historiadores de la ciencia

A continuación se presenta una lista de algunos de los tantos conocidos historiadores de la ciencia:

José Babini Mario Bunge Bernard Cohen Alistair C. Crombie Pierre Duhem Paul Feyerabend Thomas P. Hughes Stanley L. Jaki Alexandre Koyré Thomas Kuhn Anneliese Maier Abraham Pais Karl Popper José Manuel Sánchez Ron Lynn Thorndike Isaac Asimov


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La ciencia en la Argentina Luis Leloir (a la izquierda) festejando con sus compañeros el día que fue galardonado con el Premio Nobel de Química de 1970.

La historia de la ciencia en la Argentina describe la suerte de los investigadores e instituciones científicas de este país, expuestos muchas veces a las inclemencias de su economía y de su política, pero capaces, a pesar de todo, de producir obras perdurables y útiles al saber y a

la tecnología. Las épocas de los gobiernos de Bernardino Rivadavia y de Domingo Faustino Sarmiento, o la de la Generación de 1880, o los luminosos años de 1956 a 1966 fueron los momentos de su mayor esplendor. Muchos científicos que contribuyeron a la ciencia en la Argentina alcanzaron renombre internacional, entre ellos, tres Premios Nobel, y a su vez varios investigadores extranjeros de fama mundial se radicaron en el país a lo largo de su historia. Todos ellos fueron capaces de impulsar la creación en el país de instituciones conocidas mundialmente por sus logros.

Los gobiernos sin amplitud de ideas y las crisis económicas fueron los principales conspiradores para que científicos bien formados en la Argentina se vieran obligados a emigrar a países con un horizonte más promisorio y mayor libertad de expresión.

Mario Bunge, físico, filósofo y epistemólogo argentino radicado en Canadá, que recibió entre otras distinciones el Premio Príncipe de Asturias (1982), escribió lo siguiente en 2001, refiriéndose a la política científica de su país en las últimas décadas y a las enseñanzas que le dejaron Enrique Gaviola, primer astrofísico argentino de renombre internacional, y Bernardo Houssay, primer Premio Nobel en ciencias de la Argentina:

“La contribución de Houssay y Gaviola al diseño de una política científica fue decisiva para todos los investigadores de mi generación. Todos comprendimos que:

a) no hay desarrollo nacional sin desarrollo científico b) el desarrollo científico requiere inversión no sólo en instalaciones, sino también,

y sobre todo, en estudiantes e investigadores de tiempo completo (lujo que en Argentina estuvo casi siempre reservado a personas con recursos propios).

Sin embargo, a la vuelta de los años he comprendido que esos principios, aunque necesarios, son insuficientes: que no puede haber política científica realista en un vacío económico, político y cultural. He llegado a la convicción de que, para ser factible, una política científica (y con mayor razón científico–técnica) debe inscribirse en un amplio proyecto nacional de desarrollo integral”. Mario Bunge

A pesar de todo, la ciencia continúa siendo algo de lo cual el país puede

considerarse orgulloso, dado que en 2006, la revista Nature lo consideró como uno de los 19 países que lideran proyectos y aumentaron sus presupuestos del área, y sigue siendo un líder regional, respaldado por su tradición científica.

Su capacidad actual es relevante en biomedicina, la energía nuclear, las ciencias agrarias, el desarrollo de satélites, la biotecnología y la informática.


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Historia de la ciencia en la Argentina

Período colonial

Este período prácticamente no tiene actividad científica. Sólo pueden señalarse publicaciones y observaciones aportadas por viajeros, misioneros y cronistas sobre ciencias naturales y etnografía, cierta preocupación colectiva por la difusión de la enseñanza y un incipiente ambiente científico en los albores del siglo XIX que desaparecen con el absolutismo político y las invasiones inglesas. Buena parte de este siglo persistió un proceso de invisibilidad de los hombres de ciencia latinoamericanos, raramente los no europeos entraron en la consideración de la historia de la ciencia en los puestos coloniales o las nuevas naciones independientes. No ser considerados, no significa que no existieron (Onna, Monserrat, 2000)

Primeros trabajos científicos

Las primeras manifestaciones culturales y científicas en el colonial territorio argentino se deben a las órdenes religiosas, en especial la de los jesuitas, que en el siglo XVII fundó la primera universidad en Córdoba, que dictaba enseñanza en arte, teología y, a fines del siglo XVIII, jurisprudencia. También fundaron en Córdoba, en 1687, el Colegio de Monserrat. En su afán evangelizador realizaron expediciones exploratorias de importancia geográfica durante los siglos XVII y XVIII, y realizaron los primeros trabajos etnográficos y los primeros diccionarios y gramáticas de las lenguas araucana, guaraní y toba.

Además fueron los constructores de la primera imprenta que funcionó en el país, la cual era manejada por los nativos que vivían en sus reducciones. El primer libro que se imprimió en ella data de 1700. También de ellos fue la segunda imprenta, que funcionó en el mencionado Colegio de Monserrat, con impresos de 1766. Dejó de funcionar en 1781 debido a la expulsión de la orden, pero reapareció en Buenos Aires al año siguiente como Real Imprenta de los Niños Expósitos y fue durante más de 30 años la única imprenta que funcionaba regularmente en el país. Pocos fueron los trabajos de relevancia científica impresos por los jesuitas. Algunos de ellos fueron Los candelarios y las Tablas astronómicas del padre Buenaventura Suárez que realizó las primeras observaciones astronómicas en 1706, publicando en 1744 su trabajo Lunario de un Siglo.

Alejandro Malaspina, exploró las costas argentinas.

En 1787 el fraile dominico Manuel Torres desentierra del río Luján el primer esqueleto completo de megaterio. Después de dibujarlo lo envía a Madrid donde fue estudiado entre otros por Georges Cuvier.

La más importante expedición científica a las costas argentinas fue la llamada expedición Malaspina en 1789, propuesta y comandada por el italiano Alejandro Malaspina, que realizó trabajos hidrográficos, reunió material para el Jardín Botánico de España e investigó la historia y geografía


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de la zona. El húngaro Tadeo Haenke fue parte de ella, aunque por momentos se apartó y siguió un por tierra atravesando el actual territorio argentino. Resultado de esto fue la extensa obra "Descripción del Perú, Buenos Aires,..." con los resultados de sus estudios.

El virreinato En 1776 se crea el Virreinato del Río de La Plata y su segundo virrey Vértiz (1778-

1783) tomó medidas para mejorar la cultura de la colonia. En esta época influyó la penetración de las ideas iluministas de Europa traídas principalmente por los jóvenes criollos que iban a estudiar a España.

La expulsión de los jesuitas en 1767 contribuyó a la difusión de las nuevas ideas, ya que esa orden era contraria a ellas y monopolizaba hasta ese entonces la educación. El Real Colegio Convictorio de San Carlos fundado en Buenos Aires en 1783 por Vértiz fue una institución surgida por obra de las nuevas corrientes, como así también el Protomedicato del Río de la Plata creado en 1779. Este último se encargaba del arte de curar y de formar y enseñar a profesionales. Dependía de España y su primer protomédico fue el irlandés Miguel O’Gorman. En 1793 se facultó a la institución para organizar estudios médicos gracias a lo cual nació, en 1801, la primera escuela de medicina cuyos estudios seguían un plan similar al de la Universidad de Edimburgo. Cosme Argerich, examinador del protomedicato, sería uno de los médicos de renombre y el mentor del Instituto Médico Militar que luego pasaría a formar parte del Departamento

de Medicina de la Universidad de Buenos Aires. Manuel Belgrano, propulsó las ciencias por medio del Consulado

Manuel Belgrano, como secretario del Consulado de Comercio de Buenos Aires, creó una Escuela de geometría, arquitectura, perspectiva y toda especie de dibujo, que inmediatamente formó parte de la Escuela de Náutica, creada en 1799 también por el Consulado con asesoramiento del marino español Félix de Azara. El objetivo de la academia no era sólo formar pilotos sino también proporcionar la enseñanza de las principales ramas de las matemáticas. Éstas, hasta ese entonces, sólo tenían una función práctica y su desarrollo se limitaba a la concreción de simples estudios informales. Belgrano realizó

esfuerzos para fomentar el estudio de las ellas de manera sistemática. Gracias a la academia, llegaron a nuestro país destacados matemáticos como Carlos O´Donnell, Pedro Cerviño y Juan Alsina. La escuela no tuvo larga vida porque sufrió daños durante las invasiones inglesas y la corona la consideró innecesaria en 1806.

Félix de Azara

Luego de las invasiones, Félix de Azara emprendió una serie de viajes en misión oficial por la región del virreinato publicando las descripciones biológicas de las especies vertebradas conocidas, mientras que en su Voyage dans l’Amerique meridionale (1809) se ocupó de los insectos, peces, reptiles, vegetales silvestres, de cultivo y sales minerales.


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Con respecto al periodismo, además del Telégrafo Mercantil publicado desde 1801 y clausurado por el virrey en 1802, apareció el segundo periódico, Semanario de Agricultura, Industria y Comercio, dirigido por Hipólito Vieytes, pero dejó de aparecer con la segunda invasión inglesa en 1807. Este semanario trataba temas vinculados con ciencia aplicada, en especial de agricultura. Así se publicaron lecciones científicas de química, memorias de mineralogía, lecciones de agricultura mediante preguntas y respuestas, temas acerca de la vacunación antivariolosa (de la cual el periódico fue un entusiasta propulsor), descripciones de los certámenes públicos en la Academia de Náutica, así como una serie de memorias, recetas, noticias y misceláneas referentes a cuestiones particulares.

El último periódico de la colonia, que sólo duró un año, fue el Correo de Comercio de Manuel Belgrano, iniciado en marzo de 1810 y que contribuyó al despertar revolucionario.

La Independencia

Los acontecimientos políticos y militares de la primera década del siglo XIX llevaron al decaimiento de las instituciones vinculadas con la enseñanza y con los estudios matemáticos y médicos que se habían creado durante el virreinato. Sin embargo, a partir de la Revolución de Mayo, existió un decidido apoyo y protección a las ciencias.

Bernardino Rivadavia impulsó la creación de la Universidad de Buenos Aires y gestionó la llegada al país de científicos europeos, gracias a su gestión se inició una nueva etapa. Aunque muy breve, fue la más brillante durante la primera mitad del siglo XIX.

De los primeros años posteriores a la Revolución de Mayo merece sólo destacarse la breve actuación de Juan Crisóstomo Lafinur que obtuvo en 1819, por oposición pública, la cátedra de filosofía (que en aquel entonces incluía la física)

en el mencionado Colegio de San Carlos, ahora llamado Unión del Sud, pero debió abandonarla al año por la reacción que provocó su enseñanza. Vestido sin la clásica sotana secularizó el aula y los fundamentos de la enseñanza. En sus cursos difundió las ideas de Galileo Galilei, Isaac Newton y René Descartes dejando de lado lo religioso.

En cuanto a los estudios matemáticos, éstos fueron formulados con idea de formar a los militares necesarios para la revolución independentista. En 1810 Belgrano, como vocal de la Junta de gobierno, instaló una escuela de matemática costeada por el Consulado con esa finalidad, pero debido a que su director apareció complicado en la denominada conspiración de Álzaga cerró en 1812. También estableció una escuela similar en Tucumán. El Directorio trató de restablecer los estudios matemáticos en Buenos Aires fundando en 1816 la Academia de Matemáticas, que se incorporó a la Universidad en 1821. La academia fue dirigida por destacados directores como el científico mejicano José Lanz traído por Bernardino Rivadavia, o quien lo suplantó: el


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español Felipe Senillosa, que había llegado a Buenos Aires en 1815 y había tenido una destacada actuación como periodista, escritor, profesor y topógrafo. En 1818 hizo conocer un breve tratado de aritmética elemental y en 1825 un importante trabajo de índole metodológica: Programa de un curso de geometría, que evidenció los progresos que se habían realizado en materia de la enseñanza matemática. En 1824 fue designado miembro del Departamento Topográfico, del cual fue presidente. Publicó en 1835 el opúsculo Memoria sobre las pesas y medidas.

Aimé Bonpland.

Los estudios médicos, los cursos del Protomedicato que habían desaparecido en 1812, se restablecieron en 1815 al cerrarse el Instituto médico-militar que dirigía Cosme Argerich y funcionó precariamente hasta 1821 cuando pasó a depender de la Universidad de Buenos Aires. Este instituto estaba vinculado con el naturalista francés Aimé Bonpland, (conocido en el país como Amadeo o Amado). Había llegado por sugerencia de Rivadavia a Buenos Aires en 1817 donde ejerció la profesión de médico, colaboró en periódicos y realizó varias expediciones científicas. Debido a las luchas políticas no logró establecer el museo y jardín botánico que había proyectado, por lo cual se instaló en las misiones del Paraguay donde estuvo preso por diez años por orden de Francisco Solano López. Volvió a la

Argentina para establecerse por unos años en la Provincia de Corrientes y reanudar sus actividades científicas, recorriendo el país pero volviendo a Corrientes donde se le encargó la organización de un museo.

En 1810 Mariano Moreno propulsó la creación de una Casa de Libros en Buenos Aires que se abrió en 1812 gracias al apoyo de Rivadavia, quien era en ese entonces secretario del Primer Triunvirato. Rivadavia creó varias escuelas, proyectó la confección de un plano topográfico de la provincia de Buenos Aires y la formación de un museo de historia natural, que recién comenzó a funcionar en 1823.

Universidad de Buenos Aires

El 12 de agosto de 1821 se inauguró oficialmente la Universidad de Buenos Aires. En ella se buscó enseñar y hacer ciencia de una manera organizada. Esto se logró en forma efímera gracias a un primer impulso de Rivadavia. Al inaugurarse ya tenía rector, el doctor Antonio Sáenz, y sus trabajos estaban ya tan adelantados que al día siguiente ya pudo conferir cinco grados de medicina y uno de derecho. En sus comienzos incorporó las instituciones docentes que ya existían: los cursos de matemática dependientes del consulado, los del Instituto médico-militar y los del colegio de la Unión. También asumió la parte teórica de la Academia de jurisprudencia y se hizo cargo de la enseñanza primaria.

En 1822 sus Departamentos eran los de:

• Primeras letras: en el se incorporaban las 16 escuelas primarias de la ciudad y alrededores. Se establecía como obligatorio el sistema de Lancaster. En 1828 este Departamento se separó de la Universidad. • Estudios preparatorios: en él se enseñaba latín, idiomas vivos, filosofía, economía política (trasladada en 1823 al Departamento de Jurisprudencia) y ciencias físico-matemáticas.


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• Ciencias Exactas: con cátedras de dibujo, química general, geometría descriptiva, cálculo y mecánica, física experimental y astronomía. Sin embargo todo se redujo finalmente a dibujo y geometría. • Medicina: con cátedras de instituciones médicas, quirúrgicas, y de clínica médica y quirúrgica. • Jurisprudencia: con cátedras de derecho civil y natural, y de gentes y en 1823, de economía política. • Ciencias sagradas: su funcionamiento comenzó en 1824 sobre la base de los cursos del Colegio de estudios eclesiásticos.

Las clases de matemática se dictaron tanto en el Departamento de Ciencias Exactas y como en el de Estudios Preparatorios. De esta última cátedra estuvieron a su cargo Avelino Díaz, discípulo de Lanz, y Senillosa, que se destacó como profesor y estudioso, y cuyos textos de enseñanza fueron utilizados durante mucho tiempo en la Universidad.

Las clases de física en el Departamento de estudios preparatorios fueron en sus inicios dictadas por Díaz. En 1823 se adquierió un laboratorio y una sala para los cursos de física experimental.

La cátedra de materia médica y farmacia y la de física experimental creada en 1827 fueron desempeñadas por el médico italiano Pedro Carta Molino, que llegó expatriado desde su país y fue contratado en Inglaterra por Rivadavia. Fue muy entusiasta en su trabajo y muy agradecido a Rivadavia, razón por la cual renunció a la caída del mismo.

Convento de Santo Domingo: primer Observatorio Meteorológico y Astronómico de la Argentina.

Le sucedió el astrónomo Octavio Fabricio Mossotti, también italiano, que había abandonado su país por motivos políticos. Se le llamó para instalar un observatorio astronómico. Fue, junto con Bonpland, el más importante

formador de científicos de la Argentina de la primera mitad del siglo XIX. Sus cursos sobre dielectricidad influyeron, medio siglo después, en la atmósfera intelectual que permitió la primera electroestimulación prolongada (durante ocho mess) de un cerebro humano consciente, llevada a cabo desde el 15 de septiembre de 1883 en San Nicolás, y en la escuela neurobiológica argentino-germana en la que entroncan esos trabajos, a través de Richard Sudnik (1844-1915) y sus discípulos Frank Soler y Mariano Alurralde. Por su parte, Mossoti instaló un pequeño observatorio en el convento de Santo Domingo, junto con un gabinete meteorológico. Allí mismo instaló un aula de física experimental donde dictó cátedra entre 1828 y 1834, fecha en que se volvió a su país dejando la cátedra vacante por veinte años. Lamentablemente la poca importancia que el país daba a lo científico hizo que se perdieran la mayoría de sus registros meteorológicos, algunos de los cuales fueron utilizados por Humboldt y terminaron en el Instituto de Francia, y los registros astronómicos. Sus observaciones sobre un eclipse de sol y sobre el cometa Encke, fueron publicadas por la Real Sociedad Astronómica de Londres.


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La cátedra de química fue iniciada en 1823 por Manuel Moreno quien renunció en 1828.

En el Convento de Santo Domingo se instaló, al crearse el Museo Público de Buenos Aires en 1823, un gabinete de historia natural. En 1833 el Museo contenía 800 piezas del reino animal, 1500 del mineral y un número desconocido del vegetal. También existía una colección numismática de más de 1500 piezas. El encargado del museo fue un ayudante de Pedro Carta, el italiano Carlos Ferraris. Con el retiro de ambos el museo cayó en el olvido no volviendo a resurgir por casi 30 años.

En el Departamento de medicina los cursos estuvieron a cargo de los doctores Francisco de Paula Rivero y Francisco Cosme Argerich. En 1822 se creó la Academia de Medicina, que reunió a destacados facultativos nacionales y extranjeros, y que en 1823 publicó el primer volumen de sus Anales, iniciando la prensa periódica científica.

Los primeros profesores de estudios jurídicos fueron el rector de la Universidad, Antonio Sáenz, en derecho natural y Pedro Antonio Somellera en derecho civil. En 1823 se incorporó al Departamento de Jurisprudencia la economía política. Esta materia fue dictada en 1824 por Pedro José Agrelo y a partir de 1826 por Dalmacio Vélez Sársfield. Este curso seguía la teoría de James Mill publicada en Elementos de economía, traducido en 1823 en Buenos Aires, y en la parte práctica enseñaba la aplicación de los principios a la economía doméstica, a la comercial y social, y a la estadística y administración de la hacienda pública. También se incorporó al Departamento de Jurisprudencia en 1826 la cátedra de Derecho público eclesiástico, cuyo primer profesor fue el presbítero Eusebio Agüero.

La época de Rosas Durante la época de Rosas (primer gobierno de 1829 a 1832, y segundo gobierno

de 1835 a 1852) la enseñanza y la actividad científica declinaron. En muy pocas provincias se realizaron esfuerzos por mantener las instituciones creadas por Rivadavia. Sólo Urquiza se preocupó por crear instituciones destacables en Entre Ríos, como el Colegio de Concepción del Uruguay en 1849 que más tarde se llamaría Histórico Colegio del Uruguay. Las actividades científicas decayeron y por más de 20 años sólo se producen algunas manifestaciones aisladas en historia, sociología y ciencias naturales.

En 1838 se suprimió en Buenos Aires la enseñanza gratuita y los sueldos de los profesores universitarios. La Universidad no cerró sus puertas gracias a que algunos profesores continuaron enseñando, a pesar de todo. Sin embargo el número de alumnos disminuyó considerablemente. Las cátedras de Medicina y Jurisprudencia casi no contaban con profesores y el Departamento de Ciencias Exactas de hecho desapareció. En Córdoba la Universidad entró en franca decadencia.

Los jóvenes que constituyeron lo que se llamó la generación de 1837 se agruparon secretamente en la Asociación de la Joven Argentina ,1838, organizados por

Juan Bautista Alberdi, Juan María Gutiérrez y Esteban Echeverría. Este último propuso el programa de la agrupación, en colaboración con Alberdi, en el Código o declaración de principios que constituyen la creencia social de la República Argentina. Éste apareció


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publicado en 1839 en Montevideo, Uruguay, durante el exilio de Echeverría en ese país, con el título de Dogma socialista de la Asociación de Mayo, precedido de una ojeada retrospectiva sobre el movimiento intelectual en el Plata desde el año 37. De aquí en más se conoció como Asociación de Mayo a la agrupación de jóvenes y Dogma Socialista a su ideario. El dogma puede considerarse el primer estudio sociológico de la Argentina, es un análisis de la experiencia histórica y de la vida social argentina basado en las palabras Mayo, Progreso, Democracia. Las ideas de la asociación se esparcieron por el país y unió a los proscriptos.

Juan Bautista Alberdi fue fundamentalmente un jurista y sociólogo que también se ocupó de cuestiones históricas y económicas. En 1837 publicó su primera obra destacada, llamada Fragmento preliminar al estudio del Derecho, que fuera su tesis doctoral en Buenos Aires y que se considera el inicio de la corriente historicista de la literatura jurídica argentina. Entre 1838 y 1843 residió en Montevideo donde trabajó como abogado y periodista. En 1843 se trasladó a Europa por un breve período y regresó ese mismo año a América instalándose en Valparaíso, Chile, donde ejerció como abogado y ganó enorme prestigio.

En 1852, luego de la batalla de Caseros que puso fin al régimen rosista, concluyó su obra de mayor influencia en el constitucionalismo argentino y americano: Bases y puntos de partida para la organización política de la República Argentina, tratado de derecho público que constituiría una de las principales fuentes de la Constitución de la Nación Argentina de 1853, al punto que en su segunda edición llevaría un borrador de la constitución utilizado por los constituyentes. En 1853 publicó un tratado complementario de Bases llamado Elementos de derecho público provincial argentino.

En esta época Domingo Faustino Sarmiento promovió el progreso de la ciencia a través de una prédica constante a favor de la enseñanza y la creación de instituciones. Publicó, entre otros, Facundo (1845), que es una descripción de la vida social y política del país, donde intentó dar una explicación sociológica del país fundada en el conflicto entre civilización y barbarie, personificadas en lo urbano y lo rural respectivamente.

Pedro de Angelis, italiano que llegó a la Argentina gracias a Rivadavia, editó la Colección de obras y documentos, que describe la parte histórica correspondiente al período colonial y transformó la naturaleza de los conocimientos históricos. Dedicado a la enseñanza privada y al periodismo sirvió primero a Rivadavia y luego a Rosas. Su labor histórica comprende varias biografías y la Colección de obras y documentos relativos a la historia antigua y moderna de las provincias del Río de la Plata, un intento serio de construcción científica fundada en fuentes depuradas críticamente. Algunas otras de sus obras fueron: Documentos relativos al Chaco y provincia de Tarija y Memoria histórica sobre los derechos de soberanía y dominio de la Confederación Argentina a la parte austral del continente americano (1852).

En esta época Francisco Javier Muñiz inició los primeros trabajos en paleontología argentina. De formación médica, llegó a ser decano de la Facultad de Medicina de Buenos Aires. En 1832 le había sido conferido el grado de socio en la Real Sociedad Jenneriana de Londres por sus estudios sobre la vacuna. En Chascomús en 1825, y en Luján entre 1828 y 1848, realizó una fructífera tarea removiendo y sacando a luz mamíferos fósiles, muchos de ellos desconocidos hasta el momento. Donó ese material a Rosas que a su vez lo regaló a un almirante francés yendo la pieza a parar a París y


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Londres. Luego amplió la colección de fósiles del Museo de Buenos Aires, entre ellos con su más importante descubrimiento el Tigre fósil. Sus más destacados trabajos escritos son una monografía sobre los hábitos del ñandú en la que además describe la vida del gaucho, y sus Apuntes topográficos del territorio y adyacencias del Departamento del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Sus obras pasarían inadvertidas dada la escasa importancia que se le daba a la ciencia.

Los dos viajes científicos más importantes de esta época fueron el de Alcides D’Orbigny y el de Charles Darwin. D’Orbigny visitó las regiones del Litoral, Corrientes, las antiguas Misiones y la Patagonia. Darwin estuvo dos veces en territorio argentino: en 1833 después de haber navegado por las zonas australes con el Beagle se dirigió por vía terrestre a Buenos Aires y luego a la provincia de Santa Fe para regresar por el río Paraná hasta el Río de La Plata donde volvió al Beagle; en 1835 cruzaría dos veces la Cordillera de los Andes al venir del lado de Chile. Los resultados de sus observaciones, que fueron la base de la teoría que lo haría famoso, se publicaron en su Viaje de un naturalista alrededor del mundo 1849 . Prácticamente la mitad de esta obra se refiere a su visita al país. A pesar de que Francisco Muñiz y Darwin se hallaban en Luján en 1833, no se conocieron personalmente, pero sí se intercambiaron cartas y parte de ellas se publicaron en una segunda edición del Viaje, y en el Origen de la especies (1859).

La Organización Nacional

Después de la batalla de Caseros (1852) y la de Pavón (1861) el país se reorganiza y en particular la enseñanza y la ciencia. Tanto en la Argentina como en América Latina prevaleció el positivismo. Esta corriente filosófica, consagrada más a los problemas científicos y sociales que a la especulación metafísica pura, llegó al país cuando ya en Europa había concluido su misión, pero debido a su influencia en las ciencias, la educación y la sociología, los frutos del positivismo argentino, más allá de sus limitaciones, pueden juzgarse generosos, y nutrió a la generación que gobernaba el país hacia 1880-1910. Entre los positivistas más destacados se hallaban Florentino Ameghino y Francisco P. Moreno.

La enseñanza superior

Nacieron varias instituciones de enseñanza superior que darían lugar a la fundación de universidades nacionales. Una de ellas fue la Universidad de la Plata, que en principio pertenecía a la Provincia de Buenos Aires y había sido creada por una ley de 1889 que se concretó recién en 1897. Se componía de cuatro facultades: Medicina, Derecho, Ingeniería, Química y Farmacia; esta última que aún no existía en Buenos Aires. Esta universidad se nacionalizó y organizó en forma definitiva en 1905 gracias al ministro Joaquín V. González. A su vez el gobierno de la provincia de Buenos Aires le cedió el Observatorio Astronómico, instituido en 1882; el Museo de Ciencias Naturales, creado en 1884, la Biblioteca Pública, la Escuela práctica de agricultura y ganadería de Santa Catalina, fundada en 1872, y la Facultad de Agronomía y Veterinaria (la primera en su género en el país), creada por ley de 1889, independientemente de la universidad provincial.

Los estudios de astronomía y física se iniciaron en la Argentina en la Universidad Nacional de la Plata y sus físicos adquirieron una elevada jerarquía científica internacional, en gran parte gracias a contar con un Instituto de Física instalado científicamente y dirigido por expertos como Emil Hermann Bose (1874-1911) y su sucesor Richard Gans (1880-1954).


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Otras instituciones universitarias de importancia creadas en este período son: la Universidad provincial de Santa Fe (1889), la de Tucumán (1912), y la Escuela de Ingenieros de San Juan (1876).

Por un decreto de 1852, la Universidad de Buenos Aires se reorganizó. En 1858 se instauró el régimen de concursos docentes y se crearon nuevas carreras.

La cátedra de física estuvo a cargo de uno de los educadores de más prestigio de la época, Amadeo Jacques. Sin embargo el Departamento de Ciencias Exactas se reorganizó recién en 1863, por obra de Juan María Gutiérrez, quien fue rector de la UBA desde 1861 hasta 1874. Sus Noticias históricas sobre el origen y desarrollo de la Enseñanza Superior en Buenos Aires (1868) constituyen un clásico en el cual volcó todos sus conocimientos sobre el tema. Como rector de la universidad creó el Departamento de Ciencias Exactas (que había desaparecido en la época de Rosas) e inició gestiones para contar con profesores que provinieran de Europa. Así vinieron Bernardino Speluzzi de la universidad de Pavia, Emilio Rossetti de la universidad de Turín (ambos como profesores de matemáticas) y Pelegrino Strohel de Parma, para historia natural.

En 1866 comenzó a funcionar el departamento comprendiendo la enseñanza de las matemáticas puras, aplicadas y de la historia natural con la finalidad de "formar en su seno ingenieros y profesores, fomentando la inclinación a estas carreras de tanto porvenir e importancia para el país".

Como rector de la Universidad de Buenos Aires y debido a su gran interés por el estudio de las ciencias naturales Gutiérrez brindó ayuda al sabio alemán Hermann Burmeister como director del Museo Público de Buenos Aires. Fue así presidente de la Sociedad Paleontológica, creada gracias al apoyo dado por él a Burmeister en 1866. Su pensamiento influyó en los científicos de la época como Francisco P. Moreno.

En 1865 presidió una comisión que presentó el "proyecto de un plan de instrucción general y universitaria" cuyo informe constituyó un documento valioso tanto desde el punto de vista histórico como también por sus concepciones didácticas y científicas. Del Departamento de Exactas egresaron en 1869 los primeros doce ingenieros argentinos, a quienes se denominó "los doce apóstoles". Entre ellos estaban Luis A. Huergo y Valentín Balbín, que fueron presidentes de la Sociedad Científica Argentina. En 1891 el Departamento adoptó el nombre de Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, apareciendo en sus planes de 1896 el doctorado en química. La Facultad incluía las carreras de Ingeniería y Arquitectura. En 1909 se crearon las facultades de Agronomía y Veterinaria, del Instituto de Altos Estudios Comerciales y de Ciencias Económicas.

En 1881, al convertirse la Ciudad de Buenos Aires en Capital Federal, la Universidad pasó a depender del Estado nacional. En 1883 la Universidad se hizo cargo de la dirección técnica del Hospital de Clínicas, que se convirtió así en hospital escuela.

Domingo F. Sarmiento, propulsor de las ciencias y la enseñanza en la Argentina

La Universidad de Córdoba se nacionalizó en 1856. Durante la presidencia de Sarmiento tuvieron cabida por primera vez las ciencias exactas y naturales. Sarmiento encomendó a Burmeister las gestiones para incorporar a un grupo de profesores europeos para dictar clases de dichas ciencias. Estos trabajaron bajo la dirección de Burmeister en la Academia de Ciencias de Córdoba y dictaban clases en la Universidad. Dicha academia se convirtió en la Facultad de Ciencias Físico-matemáticas que en realidad sólo formó


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ingenieros pero se enseñaba y cultivaba las ciencias exactas y naturales.

Algunos de los profesores destacados que enseñaron en la Academia fueron el botánico Paul G. Lorente, que realizó viajes botánicos por el noroeste y noreste argentino en 1871 y 1872, y Federico Kurtz que integró una importante expedición científica al Chaco que dirigió Holmberg y en la que también figuraban los dos Ameghinos.

También se destacaron los zoólogos H. Weyembergh, holandés que en 1878 fundó el Periódico Zoológico Argentino, y Adolfo Doering, que junto con Lorente participó de la expedición del general Julio Argentino Roca al Río Negro.

La Sociedad Científica Argentina Al mismo tiempo que en Córdoba se iniciaban actividades científicas en Buenos

Aires se creaba en 1872 la Sociedad Científica Argentina gracias a la iniciativa de profesores, graduados y alumnos del Departamento de Ciencias Exactas de la Universidad. Su objetivo era el de fomentar el estudio de las ciencias y de sus aplicaciones. Su primer presidente fue Luis A. Huergo. Durante mucho tiempo constituyó el único centro de consulta de los gobiernos. Entre muchos de sus primeros aportes estuvo el de contribuir en las exploraciones geográficas a la Patagonia de Francisco P. Moreno en 1875 y de Ramón Lista en 1877. Otro logro importante fue la organización de los congresos científico latino–americano que se iniciaron en 1898 y en 1908 se convirtieron en los Congresos Panamericanos y en 1921 en los Americanos. También el certamen internacional organizado durante el centenario de la Revolución de Mayo.

Uno de los fundadores y principales promotores de la Sociedad fue el futuro jurisconsulto Estanislao Zeballos que fundó el periódico Anales Científicos Argentinos que en 1876 se convirtió en la publicación oficial de la Sociedad Científica Argentina.

Los Museos. Burmeister, Moreno, Ambrosetti, Ameghino y Holmberg

Las ciencias naturales y la astronomía fueron las primeras en organizarse después de Caseros. El desmantelado Museo de Buenos Aires se reorganizó gracias a la Asociación Amigos de la historia natural del Plata creada en 1854. En este año, Urquiza fundó en Paraná el Museo Nacional, que luego se convirtió en provincial y que adquirió importancia por su colección de fósiles. Y también en este año se creó en Corrientes un

Museo Provincial del cual fue director Aimé Bonpland.

Germán Burmeister realizó exhaustivos trabajos sobre naturaleza, geología y paleontología.

La estimulación política del nacionalismo implicó entre otras cosas un apoyo oficial a la arqueología en búsqueda de las tradiciones nacionales, y la creación de importantes museos relacionados con el tema.

Después de Pavón el museo de Buenos Aires entró definidamente en su etapa científica cuando se hizo cargo de él Carlos Germán Burmeister, naturalista, paleontólogo y zoólogo alemán, que desempeñó la mayor parte de su carrera en la Argentina y realizó exhaustivos trabajos sobre la descripción de la fauna, flora,

geología y paleontología de varios países sudamericanos, pero en especial de la


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Argentina, publicando cerca de 300 títulos, entre ellos su Description Physique de la République Argentine, que con magníficas ilustraciones mereció la medalla de oro en su presentación en la Exposición Geográfica de Venecia. Dirigió desde 1862 y hasta su muerte el Museo de Buenos Aires. Fundó, como se comentó anteriormente, la Academia de Ciencias Naturales de Córdoba integrando a ella a varios profesores venidos de Europa y dejando tras de sí un importante grupo de discípulos. En 1866, con el apoyo del rector de la Universidad de Buenos Aires, Juan María Gutiérrez, fundó la Sociedad Paleontológica de Buenos Aires cuyo principal fin fue el de estudiar y dar a conocer los fósiles del entonces Estado de Buenos Aires y fomentar el Museo Público.

El Museo de La Plata, que junto con el de Buenos Aires es el centro más importante para el estudio de las ciencias naturales, vincula su origen con el de Francisco P. Moreno. Éste se interesó por la paleontología y la arqueología e inició viajes por Catamarca y en especial por la Patagonia. Su conocimiento de la región le valió ser designado perito en cuestión de límites con Chile. En sus viajes supo ponerse en contacto directo con las naciones indígenas de la Patagonia y sus orígenes. Los datos y materiales recogidos en sus expediciones abrieron horizontes nuevos a la antropología sudamericana e impulsaron a varios científicos europeos a tomar a las razas indígenas de América del Sur como objeto de estudio. Moreno quedó impresionado por el drama de aquellas razas y trató de humanizar las relaciones entre los argentinos y sus razas indígenas exigiendo tierras y escuelas para ellas.

Francisco P. Moreno, sus expediciones impulsaron a científicos europeos a tomar a las razas indígenas como objeto de estudio.

En 1877 donó toda su colección arqueológica, antropológica y paleontológica personal, consistente en más de 15.000 ejemplares de piezas óseas y objetos industriales, a la provincia de Buenos Aires, que fundó con ellas el Museo Antropológico y Etnográfico de Buenos Aires. Con la fundación de la ciudad de La Plata el gobierno provincial decidió trasladar el museo a la nueva capital y entonces recibió el nombre de Museo de Historia Natural de La Plata. Por proveer todo el material para el museo, incluso dos mil libros de su biblioteca

particular, y por el reconocimiento general a su persona, fue nombrado Director vitalicio del Museo. Moreno dirigió la construcción del edificio y la distribución de sus materiales, de acuerdo con un plan que él había concebido. Sumó a este proyecto a numerosos naturalistas extranjeros que organizaron las distintas secciones. La institución se convirtió en un centro de estudios superiores que llamó la atención de los grandes especialistas europeos. Se multiplicaron las colecciones valiosas, los trabajos publicados descifraban viejos problemas americanos y, fundados por Moreno, comenzaron a publicarse los Anales y la Revista del Museo de La Plata.

Cuando surgió la idea de agregar este museo a la Universidad Nacional de La Plata, transformándolo en Facultad de Ciencias Naturales, Moreno renunció a su cargo vitalicio de Director del Museo pues no estaba de acuerdo con la anexión propuesta: pensaba que el establecimiento por él creado debía dedicarse a la investigación del territorio y de su naturaleza y no quedar expuesto a los vaivenes de la política universitaria. La incorporación del Museo a la Universidad significó modificaciones esenciales en su finalidad y en su estructura: las instalaciones se redujeron, parte de su biblioteca se distribuyó entre otros institutos universitarios y su imprenta pasó a pertenecer a la provincia.

El tercer museo más grande fue el Etnográfico, dependiente de la facultad de Filosofía y Letras de la Universidad de Buenos Aires, fundado en 1906 y organizado por


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Juan Bautista Ambrosetti, naturalista argentino. A los 20 años se había sumado a las expediciones de naturalistas que realizaron investigaciones en el Chaco y, de regreso, publicó sus experiencias. Poco después fue designado director de la sección Zoología del Museo Provincial de Paraná, pero la falta de recursos lo llevaron a alejarse de él y convertirse en director del Museo Etnográfico de la Facultad de Filosofía y Letras de la UBA. Viajero e investigador, realizó numerosas expediciones que enriquecieron los conocimientos de topografía, arqueología y etnografía del país. Representó por primera vez a la Argentina en el Congreso Científico de Nueva York, celebrado en 1902. En 1908 Ambrosetti descubrió el yacimiento del Pucará de Tilcara en la Quebrada de Humahuaca, en su verdadero valor científico, hallazgo que proporcionó rico material arqueológico y antropológico. Dejó una bibliografía fundamental para las distintas especialidades a las que se dedicó; y catalogó más de 20.000 piezas de flora y fauna.

La labor iniciada por Ambrosetti en el Museo Etnográfico y en Tilcara fue continuada por Salvador Debenedetti. Con estos dos grandes arqueólogos se inicia en el país la exploración arqueológica con criterio científico. Un discípulo de Debenedetti, Eduardo Casanova, culminaría la restauración del Pucará de Tilcara.

Florentino Ameghino, primer científico argentino de relevancia internacional

En esta época asoma en el escenario un gran científico argentino de relevancia internacional: Florentino Ameghino. Fue naturalista, paleontólogo y antropólogo. Como autodidacta, estudió los terrenos de la Pampa, coleccionando numerosos fósiles, en los que se basó para hacer numerosas investigaciones de geología y paleontología. También investigó el hombre cuaternario en el yacimiento de Chelles.

Para explorar el territorio patagónico, costeó una expedición a cargo de su hermano Carlos, para lo cual estableció una librería, que atendía personalmente, en La Plata. La monumental Contribución al conocimiento de los mamíferos fósiles de la República Argentina, de 1889, le valió la medalla de oro en la Exposición Universal de París, también Filogenia, principios de clasificación transformista basados sobre leyes naturales y proporciones matemáticas, que lo ubicó entre las pocas figuras mundiales del enfoque paleontológico de la biología evolutiva. Cerró esta etapa de su vida en 1906 con Formaciones sedimentarias del Cretáceo Superior y del Terciario de Patagonia, una obra que no se limitó a las descripciones, sino que planteó hipótesis sobre la evolución de los diversos mamíferos y analizó las distintas capas de la corteza terrestre y sus posibles edades. Entre 1907 y 1911, volvió a su primitiva dedicación: el hombre fósil, las descripciones de los primeros habitantes, sus industrias y culturas.

En una recopilación de sus trabajos, se cuentan 24 volúmenes de entre 700 y 800 páginas cada uno, que contienen clasificaciones, estudios, comparaciones y descripciones de más de 9.000 animales extinguidos, muchos de ellos descubiertos por él. Científicos de América y Europa viajaban a la Argentina a conocer la colección de

Ameghino. La antigüedad del hombre en el Plata y Los

Mamíferos fósiles en la América Meridional, que se traduciría más tarde al francés, fueron publicadas en 1878.

En 1884 publicó Filogenia, en la que desarrolla su concepción evolucionista, de neto corte lamarckiano, y propicia, la fundación de una taxonomía zoológica de fundamentos matemáticos.


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Eduardo Holmberg: promotor de las ciencias naturales del país. En 1886, Francisco Moreno lo nombró vicedirector del Museo de La Plata,

asignándole la sección de paleontología, que Ameghino enriqueció con su propia colección. Pero en 1888 su destino fue la Cátedra de Zoología de la Universidad de Córdoba. Un año después presentó en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias su obra magna: Contribución al conocimiento de los mamíferos fósiles de la República Argentina. Otro de los grandes naturalistas de la época fue Eduardo Ladislao Holmberg a quien el país le debe en gran medida el estudio de las ciencias naturales. Investigó en casi todas las ramas de la ciencia natural y promovió y colaboró en todo medio que permitiera la transmisión y perpetuación de conocimientos relativos a ella.

En 1911 fundó la Sociedad Argentina de Ciencias Naturales. A él se debe también el progreso del Jardín Zoológico de Buenos Aires, que había sido fundado en 1875 por iniciativa de Sarmiento pero que recién entró en actividad en 1888 cuando Holmberg fue nombrado su director.

También en 1875 Sarmiento había propiciado la creación de un Jardín Botánico, idea que se concretó cuando Carlos Thays tomó la iniciativa y lo inauguró en 1898, siendo su director.

Los Observatorios Astronómicos de Córdoba y La Plata

Hasta mediados del siglo XIX la mayor parte de los observatorios astronómicos se encontraban en el hemisferio norte y por lo tanto no podían dar cuenta de un gran número de estrellas australes. En 1865, siendo Sarmiento ministro argentino en Estados Unidos, conoció al astrónomo estadounidense Benjamín Apthorp Gould, quien estaba decidido a ocuparse de este problema y le manifestó sus deseos de viajar a la Argentina para realizar estudios estelares del hemisferio sur. La propuesta encontró favorable acogida de inmediato pero la empresa no se llevó a cabo entonces debido a la guerra con el

Paraguay que se desarrollaba en aquel entonces.

Benjamin Apthord Gould, iniciador de la astronomía observacional y la meteorología en la Argentina

Ya instalado como presidente de la Argentina, Sarmiento invitó a Gould en 1869 a viajar a la Argentina prestándole todo su apoyo para organizar un observatorio nacional. Por razones astronómicas se eligió como lugar las proximidades de la ciudad de Córdoba. Gould llegó en 1870 y tuvo que esperar pacientemente la llegada de los aparatos encargados a una firma europea. Pero, en la espera del instrumental científico, comenzó a simple vista y con ayuda de un anteojo de teatro, un mapa del cielo austral que el 24 de octubre de 1871, fecha de inauguración del entonces llamado Observatorio Astronómico Argentino, (luego Observatorio Astronómico de Córdoba), contaba con más de 7.000 estrellas

que se publicaron en la Uranometría argentina de 1879, por la cual recibió en 1883 la medalla de oro de la Sociedad Real de Astronomía.

Entre sus trabajos se destacó su Catálogo de Zonas, donde dejó registradas 73.160 estrellas del hemisferio austral, y el Catálogo General Argentino que contiene 32.448 estrellas cuyas posiciones fueron fijadas con muy buena precisión. De esta manera Gould y el Observatorio de Córdoba subsanaron la deficiencia de los catálogos australes.


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Gould fue uno de los primeros en el mundo que aplicó la fotografía a los estudios astronómicos, a partir de 1866. A mediados de la década de 1870, sus fotos astronómicas, de muy alta calidad, fueron elogiadas en todo el mundo y muchas de ellas premiadas internacionalmente. También gracias a él se iniciaron los estudios de meteorología ya que gracias a su iniciativa Sarmiento remitió un proyecto de ley sancionado y promulgado en 1872, creando la Oficina Meteorológica Nacional que funcionó anexa al Observatorio de Córdoba hasta 1884, bajo su dirección desinteresada.

Como director del observatorio su labor de organizador y científico se prolongó hasta 1885, año que marca su regreso a Estados Unidos. Fue despedido con todos los honores, y Sarmiento, orgulloso, señalaría: "Recién ahora, y como movidos por el impulso dado desde el Observatorio de Córdoba, se habla en Europa de adoptar y generalizar el mismo procedimiento, aplicado con brillo doce años entre nosotros.".

Le sucedió al frente del observatorio uno de sus asistentes, John Macon Thome, bajo cuya dirección se publicó la monumental Córdoba Durchmusterung, catálogo con más de seiscientas mil estrellas, y se inició la colaboración en tareas internacionales. A su muerte asumió la dirección otro especialista en fotografía astronómica: Charles Dillon Perrine.

En cuanto al Observatorio Astronómico de La Plata este nació en 1882 pero al principio su actividad fue casi nula. En 1905 se incorporó a la Universidad de la Plata pero recién en 1915 con la dirección de William Hussey, que había sido director del observatorio de Michigan, el observatorio comenzó una tarea compartida con el de Córdoba en tareas internacionales.

Estudios geográficos Las exploraciones a la Patagonia realizadas por naturalistas argentinos motivaron

el interés científico por esa región en otras partes del mundo, y así entre 1896 y 1899, la Universidad de Princeton realizó tres viajes de estudio al sur argentino. Es de destacar además la célebre expedición argentina comandada por Julián Irizar, realizada en 1903 por el mar austral a bordo de la corbeta Uruguay, que rescató al explorador sueco Otto Nordenskjöld.

Crisis del 90 A partir de la década de los 90 y por unos treinta años la ciencia decae: las

instituciones científicas y universitarias se estancan, producen menos publicaciones y sus directores no consiguen con sus gestiones mejorar las instalaciones. Este retroceso en las ciencias contrasta con el impulso que si obtuvieron las instituciones y publicaciones en el campo de la economía y la técnica, posponiendo toda preocupación por la ciencia pura.

La postura de sólo absorber las aplicaciones de la ciencia olvidándose de que tras el esplendor del progreso de la industria existe el trabajo puro y desinteresado del científico que es en el que se basan dichas aplicaciones se modificaría recién en la segunda década del siglo XX.

Desde la Reforma Universitaria hasta la Noche de los Bastones Largos Este período comienza con la Reforma Universitaria de 1918, que le daría a las

universidades mayor eficacia y renovación, y serviría de modelo en otros países del continente.

A partir de 1930 el país sería gobernado por mandatarios que pondrían en práctica políticas de involución y de “ajuste” económico. Jugaría en cambio a favor de la ciencia en la Argentina el que muchos científicos extranjeros se establecerían en el país debido a las distintas guerras o persecuciones políticas en sus países de origen. Así, como consecuencia de la guerra civil española, se establecería el matemático Rey Pastor, quien a su vez traería a sus colegas y compatriotas, Pí Calleja, Luis Santaló, y Manuel Balanzat.


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Otros españoles exiliados por el mismo motivo serían: el científico Blas Cabrera, que posibilitó el conocimiento de temas claves sobre energía nuclear a muchos físicos-matemáticos argentinos; los zoólogos y paleontólogos Ángel Cabrera y su hijo Ángel Lulio Cabrera, y el prestigioso historiador Claudio Sánchez Albornoz, quien sería profesor de Historia en las universidades de Mendoza y Buenos Aires, y que fundaría el Instituto de Historia de España.

Durante ambas guerras mundiales, en particular la segunda, otros investigadores europeos se establecerían, algunos de ellos gracias a científicos como el físico Enrique Gaviola, que se dedicó a rescatar a aquellos amenazados por el nazismo.

Las universidades La llegada del radicalismo al poder en 1916 y la revolución rusa tuvieron influencia

en el movimiento conocido como Reforma Universitaria de 1918, en el ámbito de la Universidad de Córdoba, que modificó los estatutos dándole a la universidad mayor eficacia, agilidad y renovación. El movimiento reivindicó un nuevo tipo de universidad cuyos postulados básicos eran la participación estudiantil en el gobierno, la periodicidad en el ejercicio de la cátedra, los concursos para la elección de profesores, la asistencia libre a clases y la extensión universitaria.

En 1919 se crea la Universidad Nacional del Litoral, a partir de la Universidad provincial de Santa Fe. En 1921 se nacionaliza la Universidad de Tucumán y en 1939 se crea a partir de centros educativos ya existentes y otros nuevos la Universidad Nacional de Cuyo, con facultades en Mendoza, San Juan y San Luis. Y recién en 1956 se crean la Universidad Nacional del Sur y la Universidad del Nordeste.

Algunas universidades editan revistas de carácter general con trabajos de interés científico. En la Universidad de Buenos Aires se creó en 1955 un Departamento Editorial que tomó a su cargo la publicación de la Revista de la Universidad de Buenos Aires que había sido creada en 1904 e inició la publicación de una serie de libros de Agronomía y Veterinaria, Ciencias Económicas, Derecho y Ciencias Sociales, Filosofía, Letras e Historia.

Con la revolución del 6 de septiembre de 1930 que convirtió en presidente de facto a José Félix Uriburu, la UBA fue intervenida. La intolerancia fue una de sus características más sobresalientes y se puso de manifiesto a través de la persecución a estudiantes y profesores, expulsándolos por motivos diversos, entre ellos el de pertenecer al partido radical. A pesar de todo la UBA continuó formando profesionales y llevaba adelante, merced al esfuerzo individual de algunos de sus integrantes, unos pocos programas de investigación.

El crecimiento de Buenos Aires y la prosperidad económica que brindaba la expansión del mercado interno permitieron a los hijos de la clase media llegar a la Universidad. Entre 1935 y 1955 la matrícula de la UBA pasó de 12.000 a 74.000 alumnos. Desde el punto de vista científico la institución vivió su momento más destacado entre 1955 y 1966, alcanzando un gran reconocimiento a nivel internacional y niveles hasta entonces inigualados de producción académica.

Otras Instituciones La Sociedad Científica Argentina continuó su labor publicando una serie de

monografías entre 1923 y 1926 con el título de Evolución de las ciencias en la República Argentina. En 1934 creó nuevas filiales en el interior del país (ya existía la de La Plata desde 1886). En 1937 constituyó un Comité Argentino de Bibliotecarios. Desde 1943 funcionaron además el Seminario Matemático Dr. Claro C. Dassen y el Seminario Dr. Francisco P. Moreno creado en 1946.

En 1933 se creó la Asociación para el progreso de las Ciencias que concedía subsidios y becas y que en 1945 publica la revista mensual Ciencia e Investigación.


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La Institución Cultural Española fue una de las que más estimularon la visita de científicos extranjeros.

Con el objeto de incentivar la investigación científica se crearon distintas instituciones estatales al efecto. En 1951, durante el mandato del Presidente Juan Domingo Perón se creó el Consejo Nacional de Investigaciones Técnicas y Científicas (CONITYC). Presidido por el mismo Presidente de la Nación, en su primera etapa el CONITYC congregó a importantes científicos, entre ellos los físicos José Balseiro y Enrique Gaviola, el ingeniero nuclear Otto Gamba y el astrónomo Juan Bussolini. El Consejo colaboraba estrechamente con la Dirección Nacional de Investigaciones Técnicas y Científicas, creada en 1950.

Una de las primeras acciones del CONITYC fue la realización del Primer Censo Científico Técnico Nacional, que recopiló información sobre todas las investigaciones llevadas a cabo en la Argentina, tanto en el sector público como en la industria privada. A partir de los resultados del Censo y en línea con las previsiones del Segundo Plan Quinquenal del gobierno, se decidió estimular la formación en física y química en la enseñanza secundaria.

Tanto el Consejo como la mayoría de sus instalaciones dependientes fueron desmanteladas tras la autodenominada Revolución Libertadora que derrocó a Perón en 1955 y en 1958 durante la dictadura de Pedro Eugenio Aramburu, se crea en su reemplazo el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y bajo la dirección de Bernardo Houssay, Premio Nobel de Medicina. El consejo introdujo en 1960, carrera de investigador científico, disponiendo el financiamiento de la investigación para permitir que los científicos pudieran dedicarse de forma permanente y completa. Junto con ello, se definió un programa nacional de becas para la investigación y otro de subsidios para la investigación privada. Además desarrolló convenios con los gobiernos provinciales, las entidades académicas y el sector privado para dar origen a centros de investigación especializados. Tras la restauración de la democracia y a partir del gobierno de Arturo Frondizi se crearían otros centros.

En 1968 se creó el Instituto Nacional de Estadística y Censos (INDEC) que unificó la orientación y ejerció la dirección superior de todas las actividades estadísticas oficiales que se realizaban en el territorio de la República Argentina. La producción de información estadística se realizó a través de distintos métodos de captación de datos (censos, encuestas, registros administrativos, etc.), que responden a criterios internacionales y permiten la confección de indicadores en relación a diferentes áreas temáticas. La Física y la Astronomía

Además del ya mencionado Instituto de Física de La Plata, en 1925 se creó en Tucumán el Instituto de Física de la Universidad de Tucumán.

Durante el primer gobierno de Perón se anunció la puesta en marcha de Proyecto Huemul con el fin de producir tecnología de fusión nuclear. A cargo del proyecto estaba el austríaco Ronald Richter. En 1951 Richter anunció públicamente el éxito del Proyecto Huemul, pero no aportó ninguna prueba. Debido a ello, Perón nombró en 1952 a un equipo de científicos para investigar las actividades de Richter que revelaron que el proyecto era un fraude. El proyecto fue transferido entonces al Centro Atómico Bariloche dependiente de Comisión Nacional de Energía Atómica, CNEA, (creada en 1950) y al Instituto de Física de la Universidad Nacional de Cuyo que más tarde fue designado con el nombre de Instituto Balseiro. La CNEA desarrolla aún hoy una seria labor de investigación que publica en series especiales.

Uno de los más importantes físicos y astrónomos de la Argentina, reconocido a nivel mundial, fue Enrique Gaviola. Realizó su formación como físico y matemático en Alemania, adonde llegó en 1922 y estudió junto a los científicos más encumbrados de la


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época, entre ellos Max Planck, Max Born y Albert Einstein, el cual lo consideraba su colega y amigo. Cuando se recibe en 1926 en Berlín, Gaviola le pide a Einstein que apoye su pedido de una beca Rockefeller para ir a trabajar a Baltimore donde dicha beca le acababa de ser negada con el argumento de que no se le concedía a sudamericanos a pesar de haber obtenido la calificación más alta entre los solicitantes. Indignado Einstein envió una carta con la que lograría que el International Education Board concediese por primera vez un fellowship a un científico del hemisferio sur. Gaviola se trasladó entonces a Estados Unidos donde trabajó con Robert Wood, el más grande físico experimental en aquel momento. Trabajó en el Departamento de Magnetismo Terrestre en el Carnegie Institute de Washington en el proyecto de un acelerador de partículas con el que se obtuvo un potencial de cinco millones de voltios. Entre sus publicaciones se destaca su trabajo experimental sobre emisión atómica estimulada, antecedente de lo que hoy conocemos como láser.

Al volver a la Argentina en 1929 inicia una prédica por el desarrollo científico del país y ocupa importantes cargos, como el de Director del Observatorio Astronómico de Córdoba y es profesor en las universidades de Buenos Aires y La Plata. Como ya se comentó, gracias a Gaviola muchos científicos europeos fueron rescatados de la amenaza del nazismo, entre ellos el físico teórico austriaco Guido Beck en 1943, quien sería una de las figuras fundamentales de la física teórica tanto en Argentina como en Brasil. Además impulsó la creación de la Asociación Física Argentina (primera sociedad científica latinoamericana en el área de esta disciplina) que presidiría, y del Instituto de Matemática, Astronomía y Física de la Universidad de Córdoba, creado en 1956 para apoyar las actividades de observación. Bajo la dirección de Gaviola (entre 1940 y 1947 y de 1956 a 1957) el Observatorio de Córdoba se transformó en un centro científico de primer orden, con el diseño y construcción del Observatorio Astrofísico de Bosque Alegre, inaugurado en 1942.

En 1935 viajó a Estados Unidos para colaborar en el Observatorio de Monte Wilson, en California, creando allí un método novedoso para el recubrimiento de la superficie de los espejos de grandes telescopios que permitió disminuir tiempo, trabajo y dinero a un tercio de los valores de aquel momento. Este método fue empleado en la preparación del espejo de 5 metros de diámetro de Monte Palomar. En 1942, con su colega Ricardo Platzcek diseñaron el primer espectrógrafo estelar del mundo construido totalmente con espejos. Birkhoff, Decano de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Harvard, lo llamó "la verdadera declaración de independencia argentina". También aportó al tema de cascadas de rayos cósmicos. En sus últimos años su preocupación se volcó hacia la política científica, con especial énfasis en la astronomía y en la energía nuclear.

El Observatorio de La Plata se separó en 1920 de la Facultad de Ciencias Físico-matemáticas y se convirtió en un establecimiento destinado a la investigación y formación de astrónomos. El ingeniero físico y doctor en astronomía Carlos Varsavsky fue el fundador y primer director del Instituto Argentino de Radioastronomía, inaugurado en 1964, y presidente de la Asociación Física Argentina. Participó en la construcción del radiotelescopio más grande del hemisferio sur, en Villa Elisa (Buenos Aires). Su tesis doctoral, sobre transiciones atómicas de interés astrofísico, fue durante años una obra de referencia. Su teoría sobre la abundancia de hidrógeno molecular en las nubes interestelares ha sido verificada con métodos modernos de observación. La Química

El desarrollo de los estudios químicos fue en aumento, sobre todo en cuanto a sus aplicaciones a la biología, medicina e industria. Entre las instituciones oficiales se fundó en 1929, el Instituto de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, en la facultad de


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Química Industrial y Agrícola de Santa Fe; y en 1936 el Instituto de Investigaciones Microquímicas de Rosario.

Luis Federico Leloir, médico y bioquímico, que recibiría el Premio Nobel de Química en 1970 por sus investigaciones centradas en los nucleótidos de azúcar, y el rol que cumplen en la fabricación de los hidratos de carbono, trabajó desde 1945 en el Instituto dirigido por Bernardo A. Houssay, precedente del Instituto de Investigaciones Bioquímicas de la Fundación Campomar, que Leloir dirigiría durante 40 años desde su creación en 1947 a manos del empresario y mecenas Jaime Campomar.

Leloir realizó con éxito experimentos que revelaron cuáles eran las rutas químicas en la síntesis de azúcares en levaduras. Previo a sus investigaciones, se creía que para poder estudiar una célula no se la podía disgregar del organismo que la albergaba. No obstante, su trabajo demostró que esa teoría pasteuriana era falsa.

Luis Federico Leloir

Formó un importante centro de investigación que descubrió por qué el riñón impulsa la hipertensión arterial cuando está enfermo y también pudieron aislar la sustancia nucleótido-azúcar y con esto entender el proceso de almacenamiento de los carbohidratos y de su transformación en energía de reserva.

A principios de 1948, el equipo de Leloir identificó los azúcares carnucleótidos, compuestos que desempeñan un papel fundamental en el metabolismo de los hidratos de carbono, lo que convirtió al Instituto en un centro mundialmente reconocido. Inmediatamente después, Leloir recibió el Premio de la Sociedad Científica Argentina, uno de los tantos que recibió tanto en el país como en el

extranjero. A pesar de que hacia fines de 1957 Leloir fue tentado para emigrar a los Estados Unidos prefirió quedarse y continuar trabajando en el país. Dada su importancia, el Instituto Nacional de la Salud de los Estados Unidos (NIH) y la Fundación Rockefeller decidieron subsidiar la investigación comandada por Leloir.

Al año siguiente firmó un acuerdo con el Decano de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires, por el cual se creó el Instituto de Investigaciones Bioquímicas de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales nombrándolo profesor titular. A este centro llegaron investigadores y becarios procedentes de los Estados Unidos, Japón, Inglaterra y Francia, entre otros países.

Para ese entonces Leloir estaba llevando a cabo sus trabajos de laboratorio en conjunto con la docencia como profesor externo de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, tarea que sólo interrumpió para completar sus estudios en Cambridge y en el Enzime Research Laboratory de EE.UU.

Su voluntad de investigación superó a las dificultades económicas enfrentadas por el Instituto y pudo estudiar el proceso interno por el cual el hígado recibe glucosa y produce glucógeno, el material de reserva energética del organismo, y junto a Mauricio Muñoz logró oxidar ácidos grasos con extractos de células hepáticas.

Continuando con los químicos, es también de destacar la labor de Venancio Deulofeu, que se doctora de químico en la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires en 1924. Se perfeccionó en la Universidad de Munich, Alemania, donde trabajó bajo la dirección del profesor Heinrich Wieland,


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premio Nobel de Química en 1927; y luego, en 1941, en los laboratorios de bioquímica de la Facultad de Medicina de la Universidad de Saint Louis, en los Estados Unidos. En 1931 se incorporó al Instituto de Fisiología de la Facultad de Medicina de la UBA como Auxiliar de Enseñanza en la Cátedra de Química Biológica.

En 1923 elaboró, junto al doctor Alfredo Sordelli, un método para preparar insulina. Más tarde colaboró en la obtención de un exitoso nuevo tipo de insulina de acción retardada.

Entre 1948 y 1972 publicó alrededor de 150 artículos en revistas del mayor prestigio nacional e internacional. Su aporte a la ciencia en el área de la Química fue múltiple, original y de importancia internacional.

La Biología La fisiología fue una de las ciencias médicas que mayor vigor y desarrollo tuvo en

el país, y esto fue en gran parte gracias a Bernardo Houssay, quien recibió en 1947 el Premio Nobel de Fisiología y Medicina. Se graduó de farmacéutico a los 17 años y de médico a los 23, dos años después de comenzar la docencia en la Universidad de Buenos Aires.

Fundó en 1919 el Instituto de Fisiología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Buenos Aires y lo dirigió hasta 1943, año en que fue expulsado de su cátedra por haber adoptado una postura proamericana demasiado firme durante la época en la que la Argentina estaba relacionada con la Alemania nazi. En forma privada, Houssay creó el Instituto de Biología y Medicina Experimental, que dirigió, luego estuvo a cargo de otro prestigioso fisiólogo: Eduardo Braun Menéndez, quien tuvo a su vez la iniciativa de crear el Acta Fisiológica Latinoamericana, escrita en varios idiomas para la publicación de los trabajos fisiológicos latinoamericanos. Desde el Instituto, Houssay realizó, junto con sus compañeros, más de mil trabajos en endocrinología, nutrición, farmacología, patología experimental, glándulas suprarrenales, páncreas, hipertensión, diabetes y otras áreas de la fisiología. El Instituto se convertiría en un centro de excelencia mundial en el área de la investigación científica.

En 1934 durante un discurso expresó:” Los que vivimos en el presente preparando el futuro, pocas veces nos detenemos para mirar el panorama de nuestros años ya idos…”

El 29 de octubre de 1939, al agradecer la designación como profesor honorario de la Facultad de Agronomía y Veterinaria, afirmó: “Dedicarse a la ciencia no es tarea normal entre nosotros y es todavía un difícil apostolado entre gentiles”.

En otra oportunidad, manifestó “Es el significado profundo de este acto manifestar pública y solemnemente que nuestras universidades deben ser ante todo, centros de investigación científica y que nuestro país debe contribuir como las grandes naciones del orbe a elaborar todas las formas de la cultura superior”. Asimismo Houssay reafirmaba que la investigación científica era la característica de la Universidad “Que debe crear y propagar los conocimientos” y el índice más seguro de la civilización de un pueblo: “Un país no es una gran potencia si no tiene organizada la investigación científica. Bien dijo Sarmiento, que la cultura científica es la única redentora posible de estos pueblos…” (Barrios Media, Monserrat, 2000)

En 1945, publicó un tratado de fisiología humana conocido como La Fisiología de Houssay, que sería traducido a los principales idiomas. Gracias a la publicación de este tratado fue que Houssay recibió la consagración internacional con el Premio Nobel de 1947, por su trabajo de la influencia del lóbulo anterior de la hipófisis en la distribución de la glucosa en el cuerpo, de importancia para el desarrollo de la diabetes. Cuando Houssay recibió el premio Nobel.


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Dictó cursos en las instituciones más importantes del mundo y recibió condecoraciones por parte de los gobiernos de Francia, Bélgica y Chile. Gracias a su trabajo surgió el CONICET, del que fue su primer presidente.

Continuando con los avances en esta época en el área de la biología, debe mencionarse que además del Instituto privado fundado por Houssay, se crearon el Instituto de Investigación Médica de Córdoba en 1947 y otro análogo en Rosario en 1950. Y entre los nombres más destacables de este período debe mencionarse el de Salvador Mazza. En 1910 obtuvo el título de doctor médico, casi al mismo tiempo en que junto a Rodolfo Kraus desarrolló una vacuna anti-tifoidea de una sola aplicación. En 1916, en plena Primera Guerra Mundial, el ejército argentino le encargó realizar un estudio de enfermedades infecciosas en Alemania y el Imperio Austrohúngaro; en ese momento conoció a su colega Carlos Chagas, el cual recientemente había descubierto al agente microbiano de la tripanosomiasis americana.

En 1925 fue nombrado director del laboratorio y del museo del Instituto de Clínica Quirúrgica de la Facultad de Medicina de la UBA. En ese año invitó y hospedó a Charles Nicolle quien se hallaba interesado en las enfermedades endémicas que existían en el norte argentino. Nicolle advirtió la forma inadecuada con que se enfrentaban tales afecciones en esas regiones y ayudó a Mazza en su intención de fundar un instituto para la investigación y la diagnosis de las enfermedades endémicas americanas. En 1926, la Facultad de Medicina de la UBA a instancias del Dr. José Arce estableció la Misión de Estudios de Patología Regional Argentina (MEPRA), llamada coloquialmente misión Mazza ya que Mazza fue su director. La MEPRA, con sede central en Jujuy, funcionó en el famoso "E.600", un laboratorio y hospital móvil instalado en un tren ferroviario. De este modo tal institución pudo trasladarse por la extensa red ferroviaria argentina llegando incluso a Bolivia y Chile.

En 1926 Mazza fundó la Sociedad Científica de Jujuy y realizó los primeros diagnósticos de tripanosomiasis americana y leishmaniasis tegumentaria americana en Argentina. Donde quiera se encontrase, la MEPRA difundía las novedades y descubrimientos atinentes a la cura o profilaxis de enfermedades contagiosas entre los médicos y poblaciones rurales. La labor principal de Mazza en este punto fue el ataque al vector de la tripanosomiasis americana, el insecto llamado popularmente vinchuca. Por tal motivo alertó a las autoridades que uno de los principales factores para la expansión o existencia de la tripanosomiasis y afecciones semejantes se encontraba en las precarias condiciones económicas, educativas e higiénicas de las poblaciones rurales y urbanas del norte argentino.

En 1942 se contactó con el escocés Alexander Fleming con el objeto de organizar la producción de penicilina en Argentina y un año después obtuvo junto a su equipo la primera producción argentina de tal antibiótico. Sin embargo el gobierno de entonces ignoró los descubrimientos y esfuerzos de Salvador Mazza y recortó todo el apoyo económico, pese a que la producción extranjera de penicilina tampoco era disponible ya que se estaba utilizando para atender las necesidades de la Segunda Guerra Mundial.

Dedicó parte de sus esfuerzos a combatir la tripanosomiasis americana a la cual estudió in situ, por este motivo tal afección es también llamada mal de Chagas-Mazza. Estudió asimismo la dacrioadenitis y por esto a la fase aguda de tal enfermedad se la denomina signo de Mazza-Benítez.

Falleció de un síncope cardíaco, y aparentemente a causa de la tripanosomiasis en la forma cardíaco-crónica mientras se encontraba en Monterrey, México.

Otros médicos destacados fueron embriólogo Miguel Fernández y el neuróbiólogo Christofredo Jacob.

En 1958 se fundó una Sociedad Argentina de Fisiología Vegetal que un año después celebró la Primera Reunión Argentina de la Ciencia del Suelo; y en 1960 se crea un centro de estudios de biología marina en el Instituto de Mar del Plata. Estos se


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reunieron en el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, INTA, creado en 1956, que genera información y tecnologías aplicadas a procesos y productos que luego son trasladadas a los productores. Las Ciencias Naturales

El sucesor de Ameghino fue Ángel Gallardo quien consiguió que el Museo de Buenos Aires tuviera una instalación más adecuada en 1923.

El Museo de La Plata se transformó en 1919 en Instituto del Museo y Escuela Superior de Ciencias Naturales, ampliando su acción científica y sus publicaciones y el Museo Etnográfico contó con dos directores de prestigio como lo fueron Félix Outes y el arqueólogo Francisco de Aparicio. Ciudades como Paraná, Mendoza, Córdoba, Santa Fe también crearon instituciones semejantes.

De origen privado nacieron la Sociedad Argentina de Botánica (1945), la Sociedad Ornitológica del Plata (1916), la Sociedad Entomológica Argentina (1925), la Asociación Argentina de Artropodología (1944), la Asociación Geológica Argentina (1945), la Asociación Paleontológica Argentina (1956), la Sociedad Argentina de Antropología (1935). En este período se destacaron tres botánicos:

• El micólogo italiano Carlos Spegazzini que llegó al país en 1879 que realizó una gran tarea en su especialidad y donó en su testamento su casa, colecciones y libros para la creación del museo al que se le dio su nombre.

Cristóbal María Hicken

• El botánico Cristóbal María Hicken, agrimensor recibido en la Facultad de Ciencias Naturales de la UBA. Su maestro fue el naturalista Eduardo Ladislao Holmberg, a quien dedicó la descripción de una nueva especie de Hippeastrum, Hippeastrum holmbergii en 1903; luego enfocó su investigación en las

polipodiáceas (1906-1910) y sobre otras especies botánicas sudamericanas de interés. Instaló en una pequeña localidad del partido de General San Martín (Buenos Aires), un herbario y una biblioteca particular que llamó Darwinion en 1911; que se convirtió en un reconocido centro botánico que publica una revista especializada, Darwiniana, la principal publicación de Botánica argentina. Publicó más de 70 trabajos a lo largo de su carrera profesional, entre los que destacan Holmberg y las doctrinas evolucionistas (1915), los Estudios botánicos (1922) y La migración de los helechos en la flora de Tucumán. De acuerdo con su deseo, Darwinion se convirtió en un Instituto de Botánica, dedicado sólo a la investigación científica, bajo la administración de la Academia de Ciencias de Buenos Aires.

• Miguel Lillo: Nacido en Tucumán, fue un autodidacta que se dedicó apasionadamente a estudios científicos atinentes a la naturaleza. En 1905 publicó "Fauna Tucumana, Aves" haciendo conocer sus descubrimientos de nuevas especies. En 1914 la Universidad Nacional de La Plata le otorgó el título de Doctor Honoris Causa; tras enseñar química y física en el Colegio Nacional y en la Escuela Normal, el mismo año dio cátedra en la Universidad Nacional de Tucumán. En 1918 se retiró del ejercicio de la docencia, si bien mantuvo el cargo honorario de director del Museo de Historia Natural de la Universidad de Tucumán. En diciembre de 1930, donó todos sus bienes a la Universidad Nacional de Tucumán; estos consistían en un amplio terreno, una considerable suma de dinero, su extensa biblioteca, su colección zoológica y su herbolario constituido por más de 20.000


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ejemplares de unas 6.000 especies distintas. Con tal donación se constituyó la Fundación Miguel Lillo en 1933, gracias a otro gran biólogo y paleontólogo: Osvaldo Alfredo Reig. Lillo fue un naturalista sagaz y observador en extremo; profundamente erudito y dotado de una extraordinaria vocación científica. Especializado en botánica, fue sin embargo buen escritor al dedicarse a otras ramas de la ciencia, en particular la química y la zoología. Es relevante su contribución al conocimiento de los árboles de Argentina y de la familia botánica de las compuestas. Se desempeñó también en la ornitología —disciplina en la cual también devino una autoridad—-, la lingüística, la literatura clásica, estudiando asimismo las lenguas indígenas.

La Historia En historia, el campo más investigado es el de la historia del país, siendo su centro

más importante la Academia Nacional de Historia, inaugurada en 1938. Una de sus publicaciones más destacada es la Historia de la Nación Argentina, dirigida por Ricardo Levene (1885-1959).

En cuanto a la historia de la ciencia, el principal referente fue el ingeniero, matemático e historiador José Babini (1897, 1984), quien logró que fuera considerada como una disciplina independiente en el país. A pesar de su título de ingeniero civil prefirió dedicarse a la enseñanza de las matemáticas, desempeñándose por más de diez años como docente en la Facultad de Química Industrial de la Universidad Nacional del Litoral. Convocado por la Universidad del Litoral llega en 1938 el historiador de ciencia italiano Aldo Mieli (1879-1950), creador en Italia de la Academia Internacional de Historia de la Ciencia. Babini y Mieli se unieron entonces para crear en ese año, por intermedio de Rey Pastor, el Instituto de Historia y Filosofía de la Ciencia de la Universidad del Litoral (que funcionó hasta 1943 cuando fue intervenida la universidad) y editar una versión argentina de la revista europea Archeion (Archives Internationales d´Historie des Sciencies). A pesar del cierre Mieli dejó como legado la biblioteca especializada que había traído de Europa.

Mieli y Babini lograron que la historia de la ciencia en la Argentina se convirtiese en una disciplina autónoma. En 1949 Babini publicó Historia de la ciencia Argentina, primer libro escrito sobre el tema. Le sucederían una lista de más de 50 libros, entre ellos la terminación de la extensa y detallada Historia de la Ciencia comenzada por Aldo Mielli. Los trabajos de Babini en conjunto con Rey Pastor y Mielli originaron un interés editorial por los trabajos históricos acerca de la ciencia.

En 1958 fue nombrado director de Cultura del gobierno del presidente Arturo Frondizi. En este año formó parte del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y se convirtió en el primer presidente del directorio de la Editorial Universitaria de Buenos Aires.

En cuanto a los estudios de filosofía de la ciencia y afines, en 1956 tuvieron su propio centro con la fundación de una Agrupación Rioplatense de Lógica y Filosofía Científica.

Fueron varios los filósofos españoles que colaboraron al desarrollo de su especialidad en nuestro país: José Ortega y Gasset (1883-1955), el penalista Luis Jiménez de Asúa, Manuel García Morente, que fue docente y científico en la Universidad de Tucumán, el pedagogo Lorenzo Luzuriaga, y el mediavalista Claudio Sánchez Albornoz.

La Noche de los Bastones Largos

Noche de los Bastones Largos. 29 de julio de 1966


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Se conoce como la Noche de los Bastones Largos al desalojo por parte de la policía, el 29 de julio de 1966, de cinco facultades de la Universidad de Buenos Aires, ocupadas por las autoridades legítimas —estudiantes, profesores y graduados— en oposición a la decisión del gobierno militar del general Juan Carlos Onganía de intervenir las universidades y anular el régimen de cogobierno. La represión fue particularmente violenta en las facultades de Ciencias Exactas y de Filosofía y Letras. El nombre proviene de los bastones largos usados por la policía para golpear con dureza a las autoridades universitarias, los estudiantes, los profesores y los graduados, cuando los hicieron pasar por una doble fila al salir de los edificios, luego de ser detenidos.

En los meses siguientes cientos de profesores fueron despedidos, renunciaron a sus cátedras o abandonaron el país. En total emigraron 301 profesores universitarios; de ellos 215 eran científicos; 166 se insertaron en universidades latinoamericanas, básicamente en Chile y Venezuela; otros 94 se fueron a universidades de los Estados Unidos, Canadá y Puerto Rico; los 41 restantes se instalaron en Europa.

En algunos casos equipos completos fueron desmantelados. Es lo que sucedió con el Instituto de Cálculo de Ciencias Exactas, que operaba a Clementina, la primera computadora de América Latina, donde sus 70 miembros renunciaron y emigraron y la computadora fue desmantelada. Lo mismo sucedió con el Instituto de Psicología Evolutiva, y con el Instituto de Radiación Cósmica.

Con la intervención del gobierno militar a las universidades se aplicó una estricta censura en los contenidos de enseñanza universitaria y se desmanteló un proyecto reformista de universidad científica de excelencia, sobre la base de la estrecha vinculación entre investigación y docencia. Algunos de los profesores e investigadores afectados por la el nuevo régimen fueron:

• Manuel Sadosky, qué había introducido la computación en el país. Exiliado en Venezuela y en España. Retornaría en 1983.

• Gregorio Klimovsky, epistemólogo, considerado como una de las máximas eminencias en lógica matemática y filosofía de la ciencia del país.

• Pablo Miguel Jacovkis, matemático, decano de la Facultad de Ciencias Exactas de la UBA y presidente del CONICET en 1999 y 2000.

• Félix González Bonorino, el geólogo más eminente del país. • Juan G. Roederer físico a cargo del Instituto de Radiación Cósmica. • Catherine Gattegno de Cesarsky, astrónoma de fama mundial que en 2006 asumió

la presidencia de la Unión Astronómica Internacional. • Mariana Weissmann, física atómica, premio L'Oréal-Unesco 2003, primera mujer

incorporada a la Academia Argentina de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; exiliada.

• Osvaldo Alfredo Reig, exiliado en Estados Unidos, que como se mencionó fundó el Instituto Miguel Lillo en Tucumán.

• Mario Bunge Físico, filósofo y epistemólogo, que se exiliaría primeramente en México. Tal vez su obra más importante son los ocho tomos de su Tratado de filosofía básica (Treatise on Basic Philosophy). Ha sido honrado en varias ocasiones con doctorados honoris causa otorgados por instituciones como la Universidad de Salamanca (España) en 2003 y la Universidad Nacional de La Plata. También recibió el Premio Príncipe de Asturias en 1982.

El desarrollo científico disminuyó así como la inversión en instalaciones y, sobre todo, en estudiantes e investigadores de tiempo completo.

En las siguientes décadas el país creció escasamente en recursos humanos calificados y en conocimiento y trajo como consecuencia que los científicos y


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profesionales formados no encontraran lugar en donde desarrollar sus capacidades y emigraran en busca de oportunidades a otros países más desarrollados, generándose así el fenómeno conocido como fuga de cerebros.

No es de extrañar entonces que César Milstein (1927-2002), uno de los científicos argentinos más prestigiosos del mundo, recibiera el Premio Nobel de Medicina en 1984, trabajando en la Universidad de Cambridge por su trabajo en el desarrollo de anticuerpos monoclonales. En efecto, después de recibirse en 1957 de Doctor en Ciencias Químicas en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires; fue becado por la Universidad de Cambridge donde logró su segundo doctorado en 1960, trabajando bajo la dirección del bioquímico molecular Frederick Sanger. Milstein regresó a la Argentina en 1961 como jefe se la División de Biología Molecular del Instituto Nacional de Microbiología, pero sólo estuvo un año en el cargo para regresar a Inglaterra tras el golpe militar de 1962.

Estando en Cambridge pasó a formar parte del Laboratorio de Biología Molecular y trabajó en el estudio de las inmunoglobinas, adelantando el entendimiento acerca del proceso por el cual la sangre produce anticuerpos. Fue por este trabajo que lograría el premio Nobel.

La persecución ideológica, la llegada de la democracia y la crisis del 2001 Los programas de investigación dependieron cada vez más del esfuerzo ascético

de sus promotores que de la sistematicidad y el apoyo de las instituciones. La creencia casi iluminista en los valores de la ciencia que había alimentado el proyecto modernizador previo a 1966 fue reemplazada por un escepticismo paralizante en cuanto a las funciones del conocimiento. Con el tiempo, la persecución política se fue agravando y el régimen militar que se inició en 1976 intervino las universidades públicas y persiguió a los investigadores, muchos de los cuales debieron exiliarse y otros pasaron a engrosar la lista de desaparecidos por la dictadura argentina.

La llegada de la democracia en 1983 eliminaría la persecución ideológica, pero las políticas puestas en práctica por los distintos gobiernos siguieron siendo de involución, y no se contó con un amplio proyecto de desarrollo integral. El vacío económico, político y cultural hizo imposible una política científica realista. Terminó la fuga de cerebros por motivos políticos pero recrudeció la debida a motivos económicos, debido a los continuos ajustes y falta de oportunidades de trabajo. Durante de la gestión del presidente Carlos Menem (1989 – 1999) una política errática dejó como legado dos centros de investigación localizados en Anillaco y Diamante, las ciudades natales de Carlos Menem y su secretario de Ciencia y Técnica. Por otra parte su ministro de economía Domingo Cavallo hirió el orgullo de la comunidad científica al mandarlos a lavar los platos, frase dicha como respuesta a Susana Torrado, Licenciada en Sociología de la UBA, que había denunciado los efectos de la política de ajuste.

La Asociación Ciencia Hoy, entidad civil sin fines de lucro que divulga el estado actual y los avances logrados en la producción científica y tecnológica de la Argentina y el Uruguay, realizaba en la editorial de su revista, en 1998, el siguiente comentario:

Si bien las políticas generales y científico-tecnológicas aplicadas en el período 1930 – 1983 tuvieron variados grados de éxito (hecho que también puede decirse del lapso 1880 – 1930), hay bastante acuerdo en que, para la década de los ochenta, daban signos elocuentes de crisis, entre otros, el patético desempeño de la última dictadura militar (con sus violaciones de los derechos humanos y su delirio bélico en las Malvinas, seguido por el escaso éxito del gobierno constitucional en establecer sobre bases firmes la actividad científico-tecnológica. Cuarenta años de alta inflación desembocaron en dolorosos episodios de hiperinflación, al tiempo que acontecía la cuasi disolución de la capacidad


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operativa del estado y la virtual quiebra de empresas públicas. Como parte de esa crisis, se produjo una importante – y seguramente irreversible – emigración de científicos, motivada por la intolerancia ideológica, la violación de las libertades cívicas (incluyendo la académica) y por falta de oportunidades económicas, de participación política y de reconocimiento profesional y social, factores estos últimos que no desaparecieron con el restablecimiento del régimen democrático

La universidad siguió formando científicos de alta calidad que emigraban a mejores tierras. La ciencia se hizo en pequeña escala y a costas de sacrificios personales o humillaciones. Un par de ejemplos son los casos de los médicos Esteban Laureano Maradona y René Favaloro:

• Esteban Laureano Maradona, nacido en la provincia de Santa Fe (1895 - 1995) fue

un médico rural, naturalista, escritor y filántropo, que pasó cincuenta años en una remota localidad de Formosa ejerciendo desinteresadamente la medicina. Ayudó a comunidades de pueblos originarios tanto en lo económico como en lo cultural, humano y social. Escribió libros científicos de antropología, flora y fauna. Logró que el gobierno le adjudicara algunas tierras fiscales en la localidad de Estanislao del Campo, Formosa, en las cuales fundó una colonia aborigen, les enseñó trabajos agrícolas y a construir casas con ladrillos confeccionados por ellos mismos. Dejó testimonio de todos sus esfuerzos y luchas en su libro A través de la selva, estudio antropológico de gran valor sobre la cultura indígena. Realizó también una valiente denuncia de las condiciones de vida de los indígenas y de su explotación en los ingenios azucareros. Recién en 1983 en que decidió volver al mundo "civilizado" el estado tomó conocimiento de su existencia y recibió distinciones y homenajes. En 2001 el Congreso de la Nación Argentina sancionó una ley instituyendo el 4 de julio como Día Nacional del Médico Rural, conmemorando su natalicio.

• René Favaloro (1923 - 2000) famoso cardiólogo que estandarizó la técnica del bypass. Se recibió de médico en la Universidad de La Plata. Durante muchos años ejerció como médico rural en la provincia de La Pampa. Con pocos recursos y un inglés incipiente, se decidió a viajar a Cleveland. Trabajó primero como residente y luego como miembro del equipo de cardiocirugía. A partir de 1967 comenzó a buscar una solución al problema del taponamiento de las venas coronarias. Favaloro trabajó en el desarrollo de diversas técnicas para lograr, mediante cirugía, la creación de un canal alternativo a la arteria taponada y así corregir la deficiente irrigación sanguínea del corazón. A estas técnicas de derivación del flujo sanguíneo se las denomina bypass. Fue un trabajo fundamental en su carrera, que hizo que su prestigio trascendiera los límites de ese país, ya que el procedimiento cambió radicalmente la historia de la enfermedad coronaria. En 1970 publicó su libro Surgical Treatment on Coronary Arteriosclerosis, editado en español como Tratamiento Quirúrgico de la Arteriosclerosis Coronaria. En 1971 Favaloro regresó a la Argentina y creó cuatro años después la Fundación Favaloro, un centro de excelencia que combina la atención médica, la investigación y la educación; y que actualmente es una de las instituciones más grandes de América Latina dedicada al estudio cardiovascular. Uno de sus mayores orgullos fue el de haber formado más de cuatrocientos cincuenta residentes provenientes de todos los puntos de la Argentina y de América latina. Contribuyó a elevar el nivel de la especialidad en beneficio de los pacientes mediante innumerables cursos, seminarios y congresos organizados por la Fundación. En 1980 creó el Laboratorio de Investigación Básica -al que financió con dinero propio durante un largo período- que, en ese entonces, dependía del Departamento de Investigación y Docencia de la Fundación Favaloro. Con posterioridad pasó a ser el Instituto de Investigación en Ciencias Básicas del Instituto Universitario de Ciencias Biomédicas, que, a su vez, dio lugar en agosto de 1998, a la creación de la


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Universidad Favaloro. Para el 2000 el país estaba ya sumergido en una crisis económica y política y la Fundación Favaloro endeudada en unos US$75 millones por lo que Favaloro pidió ayuda en repetidas ocasiones al gobierno sin recibir respuesta oficial. El 29 de julio del mismo año toma la trágica decisión de quitarse la vida de un disparo al corazón. Después de su muerte se supo que le había enviado una carta al entonces Presidente de la Nación el Dr. Fernando de la Rúa la cual nunca había sido leída y en la que expresaba su cansancio de "ser un mendigo en su propio país". Aunque no se hicieron públicas las cartas que dejó explicando los motivos de su trágica decisión, familiares, y su vocero y amigo consideraron que tuvo que ver con las deudas de la institución y con la política de corrupción que imperaba en el país. .

René Favaloro junto a Luis Federico Leloir y su esposa

Por supuesto hubo quienes pese a todo lograron triunfar en el país, como Mario José Garavaglia físico que se ha dedicado a la investigación de la óptica y el láser, y liderado la difusión de los estudios de óptica en América Latina. O el caso de José Fernando Bonaparte que descubrió una plétora de dinosaurios sudamericanos, que modificaron el conocimiento mundial que se tenía hasta ese entonces al revelar la diferencia notable entre los dinosaurios del antiguo supercontinente de Gondwana, y los que vivieron en Laurasia. Formó científicamente a toda una nueva generación de paleontólogos argentinos de relevancia internacional como Rodolfo Coria, Fernando Novas, Leonardo Salgado y Jorge Calvo. En 1978 fue contratado por el Museo de Ciencias Naturales de Buenos Aires donde dirige el Departamento de Paleontología de Vertebrados. Mediante sus descubrimientos, entre ellos el Argentinosaurus huinculensis en 1993 junto con Rodolfo Coria, un titanosáurido considerado el mayor dinosaurio del mundo conocido hasta el presente (2007), ha formado colecciones excepcionales, que le permitieron publicar artículos en revistas científicas como Science y Nature.

Armando Parodi, actual Director del Instituto Leloir, es miembro extranjero de la Academia Nacional de Ciencias (USA) en reconocimiento a sus descubriemntos en el campo de los mecanismos de control del plegado de proteínas. Dr. Frasch, Director del Instituto de Investigaciones Biotecnólogicas, UnSaM, es también miembro extranjero de la Academia Nacional de Ciencias (USA), por su contribución al entendimiento de la organización, función y expresión de moléculas presentes en la superficie de Trypanosoma cruzi, el agente causal del Mal de Chagas. En 1984 Manuel Sadosky, como secretario de Ciencia y Tecnología, promovió la creación de una comisión nacional de informática, para establecer las bases de un plan nacional de informática y tecnología. En este marco nacieron la Escuela Superior Latinoamericana de Informática (ESLAI) y la Escuela Argentino-Brasileña de Informática (EABI). Ambas iniciativas apuntaron a formar personas con dominio de la informática y capaces de desempeñarse como docentes e investigadores, para estar en condiciones de satisfacer las necesidades del desarrollo y de los futuros estudios de postgrado en América latina.

En noviembre de 1995, la UNESCO eligió a la Argentina como la sede sur para instalar el Observatorio Pierre Auger en Malargüe, provincia de Mendoza, el cual comenzó a funcionar en 2005. Se trata de un emprendimiento conjunto de más de 20 países en el


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que colaboran unos 250 científicos de más de 30 instituciones, con la finalidad de detectar partículas subatómicas que provienen del espacio exterior denominadas rayos cósmicos.

Situación actual Después de la crisis económica del 2001, la ciencia argentina, pese a todo, se dio

el lujo de tener la capacidad de construir sus satélites de investigación propios, crear su propio modelo de central nuclear de cuarta generación, exportar pequeños reactores nucleares, y tener programas bien estructurados en informática, nanotecnología y biotecnología.

Hasta 2007, el área administrativa dedicada a la ciencia y la tecnología estuvo incluida dentro del Ministerio de Educación, con la jerarquía de una secretaría ministerial, del que a su vez depende el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). En ese año la presidenta Cristina Fernández creó el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, esperando lograr a mediano plazo, logros científicos y productivos de relevancia.

Referencias bibliográficas * CASTAÑEDA JIMÉNEZ, J.1998. Métodos de investigación I. Ed. Mc Graw Hill * MEDINA BARRIOS, A. “Somos misioneros entre gentiles. Una perspectiva misiológica de la Ciencia” en: La ciencia en la Argentina entre siglos” Textos, contextos e instituciones. (Marcelo Monserrat compilador). Cuadernos argentinos Manantial. (2000) * MONSERRAT, M. 2000. La ciencia en la Argentina entre siglos” Textos, contextos e instituciones. (Marcelo Monserrat compilador). Cuadernos argentinos Manantial. * ONNA, A. “Estrategias de visualización y legitimación de los primeros paleontólogos del Río de la Plata…”, en: La ciencia en la Argentina entre siglos” Textos, contextos e instituciones. (Marcelo Monserrat compilador). Cuadernos argentinos Manantial. (2000) * www.wikipedia.org/wiki/Historia_de_la_ciencia_en_la_Argentina"

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